98639

Проектирование силовой сети производственного цеха ООО «Шуйская Тезенская фабрика»

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В данном курсовом проекте будет произведён расчёт силовой сети производственного цеха ООО Шуйская Тезенская фабрика В проектируемом цехе установлены современные ткацкие станки с высокой степенью автоматизации. При проектировании будут учтены повышенные требования к уровню защиты участков силовой сети.

Русский

2015-11-05

409.67 KB

3 чел.

Департамент образования Ивановской области

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Ивановский промышленно – экономический  колледж»

Шуйский филиал

Проектирование силовой сети производственного цеха

ООО  «Шуйская Тезенская фабрика»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

08.02.09.  МН и ЭЭП и ГЗ. Д. 11. 4. 17. ПЗ

               

             

  

               

                Студент                                                   Смирнов А.А.

                Руководитель проекта                           Болотова Л.П.

Шуя, 2015 г.

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте будет произведён расчёт силовой сети производственного цеха ООО «Шуйская Тезенская фабрика»

В проектируемом цехе установлены современные ткацкие станки с высокой степенью автоматизации. При проектировании будут учтены повышенные требования к уровню защиты участков силовой сети.

В ходе проектирования будет выполнен электрический расчет двух вариантов силовой сети. В результате расчетов определим сечения питающих линий и магистралей. Также будут определены потери мощности и потери напряжения в магистралях и питающих линиях проектируемой силовой сети. Необходимо выбрать электрооборудование для проектируемой силовой сети. В завершении расчётов выберем выгодный вариант внутрицеховой силовой сети.

Значение электроэнергетики в экономике России, так же как и её общественной жизни трудно переоценить — это основа всей современной жизни.

Россия богата традиционными углеводородами и по объемам добычи нефти и газа занимает первое место в мире. В этой связи к проблеме возобновляемой энергетики мы обращались крайне редко. До последнего времени внимания со стороны государства этой проблеме уделялось незначительно, однако, сегодня ситуация начала меняться.

Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия и гражданские здания. Они расходуют более 78 % всей электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране.

Ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост их энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологий во всех отраслях производств, огромное жилищное строительство выдвигают проблему рационального электроснабжения потребителей. Стратегия развития отечественной энергетики предусматривает дальнейший рост производства электроэнергии всеми электростанциями России. К 2016 г. намечается достичь годовой выработки электроэнергии 1460 млрд кВтч.

В отличие от других видов энергии, электрическая вырабатывается и потребляется в одно и то же время. Её нельзя отправить на склад для создания запаса. Единство процессов выработки, транспортирования и потребления электроэнергии объясняет необходимость оперативного (диспетчерского) управления электроэнергетикой страны. С этой целью была создана Единая электроэнергетическая система Советского Союза, а затем Российской Федерации с Центральным диспетчерским управлением (ЦЦУ ЕЭС РФ) в г. Москве. Имеются региональные диспетчерские управления. В настоящее время оправдавшая себя на практике система электроснабжения страны претерпевает многочисленные реформы, которые могут привести энергетику России (да и всю Россию в целом) к труднопредсказуемым последствиям. Вместе с тем, следует отметить, что функции централизованного оперативного управления электроэнергией страны сохранились, в лице Системного оператора (СО) ЕЭС РФ. Сохранилась также единая электрическая сеть — Федеральная сетевая компания (ФСК).

Принципом развития энергосистемы России является производство электроэнергии на крупных электростанциях, объединяемых в Единую энергосистему общей высоковольтной сетью 500... 1 150 кВ.

До 1960 г. самые крупные генераторы тепловых электростанций (ТЭС) имели мощность 100 МВт. На одной электростанции устанавливали 6...8 генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭС составляла 600...800 МВт. После освоения энергоблоков (турбина-генератор) мощностью 150...200 МВт мощность крупнейших электростанций повысилась до 1200 МВт. Переход на энергоблоки мощностью 800 МВт позволил увеличить мощность некоторых ТЭС (например, Пермской ГРЭС) до 4800 МВт.

В настоящее время в энергосистемах Российской Федерации эксплуатируются более 600 тыс. км воздушных и кабельных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше и 2 млн км напряжением 0,4...20 кВ, свыше 17 тыс. подстанций напряжением 35 кВ и выше с общей трансформаторной мощностью почти 575 млн кВ-А и более полумиллиона трансформаторных пунктов 6...35/0,4 кВ общей мощностью 102 млн кВА.

Сети Российского акционерного общества энергетики и электрификации «Единая энергетическая система России» включают в себя 39 тыс. км линий электропередачи напряжением 330 кВ и выше, 119 подстанций напряжением 330 кВ и выше с общей трансформаторной мощностью 125 млн кВ-А.

Электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входят более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн кВт; в отрасли работают более 1 млн человек.

В современных условиях главными задачами специалистов, осуществляющих проектирование, монтаж и эксплуатацию современных систем электроснабжения промышленных предприятий и гражданских зданий, являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, качества электроэнергии на зажимах электроприемников, электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Описание технологического процессаектропривод

Объектом проектирования является ООО «Шуйская Тезенская фабрика»

(1 – й этаж ткацкого корпуса) в г. Шуя Ивановской области.

На проектируемом участке установлены автоматические ткацкие станки СТБ У - 180.

Расположение станков указано на листе №1 графической части проекта.

Технологический процесс выработки ткани на станках СТБ У – 180  состоит во взаимном переплетении основных и уточных нитей.

Технические характеристики станка СТБ У – 180 приведены в таблице №1.

Таблица №1. Технические характеристики станка СТБ У - 180

Наименование показателей

Единица измерения

Параметр

Габариты(длина, глубина, высота)

м

3,6x2,4x1,39

Вес станка

кг

2250

Наименование вырабатываемой продукции

м

Хлопчатобумажные ткани, ткани из вискозных волокон

Тип привода

Индивидуальный асинхронный электродвигатель

Установленная мощность электродвигателей

кВт

3,0;

1,1

Потребляемая мощность

кВт

3,0

1.2. Режим работы цеха

Проектируемый участок работает по, так называемому Ивановскому графику с скользящими выходными днями. Общее число рабочих дней в году - 257, в том числе в две смены - 288в три – 84. Средний коэффициент сменности (2 · 288 3 · 84)257= 2,3 число часов работы 4729 час.

В соответствии с этим имеем: число часов использования максимума активной нагрузки Тмах = 4500 часов; экономическая плотность тока для проводников из алюминия jэкон = l,4 А/мм2; расчет сечений питающих линий и магистралей в сетях с напряжением до 1000 В будем производить по допустимому току, т. к. Тмах = 4500 часов.

1.3. Описание строительной части цеха

Ткацкий цех расположен на втором этаже корпуса ткацкой фабрики. Габариты: длина 56,1 м. ширина 54,3 м. высота 5 м.

Материал стен - красный кирпич, толщина стен 0,8м (кладка в три кирпича). Перекрытия - железобетонные, толщина их 0,3м. Чистый пол - биолитовый, толщиной 50мм. Колонны железобетонные. Шаг колонн вдоль цеха – 7,01 м, поперек – 7,7 м.

Размещение и размеры оконных и дверных проемов указаны на листе №1 графической части проекта.

Зал оборудован системой водяного отопления. Система централизованного водяного отопления обеспечивает необходимую температуру в цехе в холодное время года. Батареи отопления размешены вдоль западной и восточной стен здания на высоте 0,5м от пола.

Участок оборудован приточно-вытяжной вентиляцией. Воздуховод приточной вентиляции размерами 0,8 х 0,6м проходит вдоль центрального прохода на высоте 3,6м от пола. Воздуховоды вытяжной вентиляции размерами 0,6 х 0,6м проходит вдоль первого и третьего рядов колонн также на высоте 3,6м над полом. На этих же колоннах на высоте 2,2м проложены трубы системы доувлажнения.

Внутрицеховой транспорт - электрокары и механические тележки для транспортировки шпуль и бобин с пряжей.

Для создания нормированной освещённости в цехе выполнена осветительная установка, используются светильники типа ПВЛМ-Д с люминесцентными лампами типа ЛБ мощностью 80 Ватт. Наряду со светильниками системы рабочего освещения, в цехе имеется аварийное освещение, светильники которого запитаны от отдельного источника и выделены красной полосой в отличие от светильников рабочего освещения.

1.4. Характеристика окружающей среды

Нормы температурно-влажностного режима и предельно допустимая концентрация пыли в проектируемом ткацком цехе указано в таблице №2.

Таблица №2. Нормы температурно-влажностного режима

Температура,0 С

Влажность, %

Концентрация

пыли

Зима

Лето

Зима

Лето

мг/м3

20÷24

24÷26

65÷70

65÷70

4

На основании указанных показателей помещение проектируемого участка здания, в котором расположены проектируемые цехи, квалифицируются категорией «В», так как стены здания выполнены из силикатного кирпича, не горючего материала.

На основании выше перечисленного делаем выводы:

1) проводка внутрицеховой силовой сети выполняется скрыто, в трубах;

2) степень защищённости электрооборудования и коммутационной аппаратуры должна быть не ниже категории IP54;

3) силовая сеть внутрицеховая должна быть защищена от коротких замыканий, а осветительные сети - от коротких замыканий и перегрузок.

 1.5. Защитные меры электробезопасности

Электрические сети напряжением до 1кВ переменного тока могут выполняться с глухозаземлённой или с изолированной нейтралью. На большинстве действующих предприятий электроустановки до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью выполнены четырёхпроводными: три фазы и нулевой проводник. Нейтраль трансформатора или другого источника питания присоединяется к земле (заземляющему устройству) через малое сопротивление. Нулевой проводник соединяется с нейтралью трансформатора и выполнет функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. По принятым в настоящее время стандартам такая система относится к системе TN – C. Система TN – C получила широкое распространение в промышленных, городских и сельских сетях благодаря своему основному преимуществу – наличию двух стандартных напряжений: фазному и линейному. Данная система заземления достаточно проста, экономична, но не обеспечивает должный уровень электробезопасности.

Аппараты защиты (автоматические выключатели и предохранители) в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220В должны:

- согласно ПУЭ по своей отключающей способности соответствовать максимальному значению тока КЗ (и обеспечивать надежное отключение одно-и многофазных замыканий);

- быть выбраны по расчетному току сети (номинальному току и с учетом пускового тока электроприемника, и напряжению сети) и не отключать установку при следующих перегрузках: (одновременное включение нескольких электродвигателей, группы ламп, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.);

- соответствовать требованиям селективности.

В системах TN – C, TN – S и TN – C – S автоматические выключатели в качестве защитного устройства могут быть также использованы для защиты от косвенного прикосновения в составе автоматического отключения питания.

Основным предназначением автоматических выключателей является защита электрических цепей в электроустановках зданий и в других низковольтных электроустановках от перегрузок и коротких замыканий, выполняемая в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571.5.

2.СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕХА

2.1. Характеристика электропривода технологического оборудования. Характеристика электродвигателей

Электропривод станка СТБ У-180 выполнен на рабочее напряжение 380 В с частотой переменного тока 50 Гц трёхфазными асинхронными двигателями серии АИР100S4 передает вращение через фрикционную муфту на вал станка  и АИР71В2У3,который осуществляет привод механизма розыска «раза».  Двигатель установлен на кронштейне со стороны правой рамы станка. Электрические аппараты установлены внутри шкафа управления и частично непосредственно на станке. Станок приводится в движение от индивидуального двигателя. Электропривод станка предназначен для приведения во вращение главного вала и других частей механизма станка . Двигатель соединен с главным валом рабочей машины с помощью фрикционной муфты. Пуск станка осуществляется непосредственно подключением двигателя на напряжение 380В. Останов станка осуществляется вручную нажатием на кнопку «СТОП», установленной на раме на раме станка или автоматически при обрыве нити.

Останов станка происходит так же от сигнализирующих устройств, выполненных в виде ленточек, расположенных в правой верхней части рамы станка, с помощью которых осуществляется контроль целостности основных и уточных нитей. Механизм включения станка состоит из пусковой рукоятки, валика, рычага с вилкой, системы рычагов, один из которых взаимодействует с рычагом тормоза станка. Фрикционная муфта служит для передачи движения от двигателя станка главному валу. Вращение от двигателя передаётся при помощи ремней, которые вращаются между шкивами.

Электрооборудование станка в виде станции управления, электродвигателя, световой сигнализации, имеет степень защищенности по уровню зашиты от воздействия окружающей среды и возможности прикосновения к открытым проводящим частям - не менее IP 44.

Технические данные электродвигателей, установленных на станке, приводим в таблице 3.

Таблица 3. Характеристика электропривода технологического оборудования 2

Тип двигателя

Рном

кВт

Uном

В

Iном

А

nном

cosφ

η

%

АИР100S4

3.3

380

6,7

1435

0,83

82

  6

2,5

АИР71В2У3

1,1

380

2,7

1420

0,83

79

  6

2,2

2.2. Схема управления электроприводом

Обеспечить работу механизмов ткацкого станка может электропривод станка, который удовлетворяет следующим требованиям:

- мгновенный пуск станка, следовательно, включение вала станка через фрикционную муфту на работающий электродвигатель;

- равномерный ход - изменение конструкции в механической части привода, уменьшение веса батана;

- быстрый останов - электромагнитное устройство, затормаживающее вал станка при останове;

- совпадение механических характеристик электродвигателя и станка;

- контроль целостности основной и уточной нити - автоматический останов станка при обрыве нити и световая сигнализация на различные причины автоматического останова.

Описание работы схемы управления электроприводом станка.

Напряжение питания в цепи управления подается включением пакетного переключателя S1. В исходном положении контакты S2 и S5 путевых выключателей разомкнуты, катушка К1 и цепь световой сигнализации обесточены. Электродвигатель станка отключен. При повороте пусковой штанги на себя освобождается шток путевого выключателя S5, а шток путевого выключателя S2 нажимается, замыкаются контакты S2, получает питание катушка К1 магнитного пускателя К1 и через силовые контакты А12, В12, С12, при повернутой на себя штанге электродвигатель М1, набирае обороты и работает в режиме холостого хода. При повороте пусковой штанги в первоначальное положение включается механическая фрикционная муфта и вращение от электродвигателя передается на главный вал, станок начинает работать.

При обрывах нитей основы, уточины, при появлении неисправностей в механизмах происходит автоматический останов станка и отключение электродвигателя. При обрыве нити основы ламель падает под своим весом и замыкает рейку основонаблюдателя через обойму с корпусом станка.

Привод механизма розыска «раза» осуществляется от самостоятельного электродвигателя М2.   

Рис.1. Схема управления электроприводом станка СТБ У – 330

2.3. Выбор конфигурации силовой сети и способа её прокладки

Расположение производственного цеха, в котором выполняется проект силовой сети, и проектируемой подстанции указано в графической части.

Проектируемая подстанция расположена на уровне первого этажа, пристроеная к зданию, проектируемого цеха. 

Потребители проектируемого цеха принадлежат ко второму классу надёжности электроснабжения, следовательно, электроснабжение цеха может выполнятся по радиальной или магистральной схеме питания. Установленные в проектируемом цехе распределительные пункты (РП) получают питание по радиальной схеме. РП расположены таким образом, чтобы избегать обратных потоков энергии. При выборе места для установки распредпунктов учитывалась также возможность ремонта силовой сети и удобство обслуживания. Выбор распределительных пунктов выполняется в соответствии с количеством присоединении к каждому РП, в соответствии с величиной допустимой токовой нагрузки на распредпункт.

Выбираем распределительные пункты серии ПР8501 и ПР8503 напольного исполнения, со степенью защиты оболочки IP54, так как эти распределительные пункты удовлетворяют всем условиям силовой сети проектируемого цеха. Аппараты защиты на отходящих линиях – автоматические выключатели, ввод питающих проводников возможен либо сверху, либо снизу; вывод проводников – снизу.

Распределительные пункты будут получать питание по линиям, выполненным кабелем марки АВВГ,3 который удовлетворяет условиям прокладки и выпускается в настоящее время в большом ассортименте. В дальнейшем кабели питающих линий вводятся внутрь производственного корпуса на уровне подвала, поднимаются вертикально (тип изоляции кабеля позволяет перепад высот), при вертикальной прокладке кабели имеют защиту от механических повреждений – короба, на высоту 2,5м. от уровня пола каждого этажа.

До соответствующих РП, расположенных в проектируемом цехе на втором этаже, кабель крепится скобами. Скобы крепятся на трассу прокладки к стене. Ввод кабеля в РП напольного исполнения осуществляется сверху. При проходе через потолочные перекрытия кабель защищается от механических повреждений стальной трубой. Вывод проводов магистралей силовой сети к машинам осуществляется снизу шкафа.

Станки, установленные в цехе, имеют сравнительно небольшую установленную мощность, поэтому выбираем магистральную схему подвода питания к станкам в обоих вариантах силовой сети. Аппараты защиты при магистральной схеме питания обеспечат надёжную защиту проводов магистралей от коротких замыканий и перегрузок.

Внутрицеховая сеть выполняется по наикратчайшему расстоянию проводом АПВ – 380 с алюминиевыми жилами, в поливинилхлоридной изоляции. Этот провод выбран потому, что он дешевле проводов с медными жилами и удовлетворяет условиям прокладки. Для защиты проводов от механических повреждений выбираем пластмассовые трубы типа ПВХ, т.к. расстояние до машин достаточно большое, пластмассовые трубы значительно дешевле стальных и разрешена скрытая прокладка в пыльных и пожароопасных проводов силовой сети в таких трубах. Прокладку проводов внутрицеховой сети выполняем в полу, в отдельных бороздах, что позволяет обеспечить ремонтные работы в случае неисправности проводки.

Технологическое оборудование расположено равномерно по площади цеха, с соблюдением требований техники безопасности и требований технологического процесса к маршруту обслуживающего персонала.

Учитывая вышесказанное, принимаем к проектированию два варианта конструкции силовой сети. В обоих вариантах питание машин от распределительных пунктов выполнено по магистральной схеме.

Краткое описание двух вариантов силовой сети цеха:

Первый вариант: три РП типа ПР8503 с автоматическими выключателями на отходящих линиях АЕ2046. На одной магистрали по шесть станков, соединенных последовательно; количество линейных автоматов в  РП №1 и в РП №3  по пять штук, в РП №2 – четыре штуки. Схема питания распределительных пунктов – магистральная.

Второй вариант: два РП типа ПР8501 с автоматическими выключателями на отходящих линиях АЕ2046М. На одной магистрали по  станков, соединенных последовательно; количество линейных автоматов во всех  РП – шесть штук. Схема питания распределительных пунктов – магистральная.

Варианты отличаются величиной капитальных затрат и эксплуатационных расходов т.к. разная конфигурация силовой сети, что определяет разные длины участков силовой сети. Конфигурация силовой сети для первого и второго вариантов приведена на рисунках №2 и №3.

Рис№2.  Конфигурация силовой сети. Вариант 1

Рис№3. Конфигурация силовой сети. Вариант 2

2.4. Электрический расчёт силовой сети

    Выполняем расчёт магистрали №5 варианта №1

Расчётная схема магистали

Рис.4 Расчётная схема магистали

Рр(кВт) = 14,8 кВт Ip(А) = 37,2 А  cosφp = 0,83

    Расчёт силовой сети в сетях до 1000 вольт с учётом графика работы предприятия и числа часов использования максимальной нагрузки           Тмах= 4500 час., выполняем методом допустимого тока.

Определяем установленную мощность токоприёмников магистрали

Руст =  

где Рном. - номинальная мощность отдельных токоприёмников магистрали, кВт;

Рном = 3 кВт

Руст = 3+3+3+3+3+3 = 18 (кВт)

Σ - сумма токоприёмников одной магистрали

2.4.2. Определяем расчётный коэффициент мощности и коэффициент использования активной мощности за наиболее загруженную смену для токоприёмников магистрали

cosφр = 0,83

Ки = 0,826

2.4.3. Определяем расчётную мощность токоприёмников магистрали

Рр. = Ки· Кмакс· Руст, 

где Кмакс - коэффициент максимума активной мощности

Кмакс = 1

Рр. = 0,82·1·18 = 14,8(кВт)

2.4.4. Определяем расчётный ток одной магистрали

Iр =

Iр =(A)

2.4.5. Определяем пиковый ток магистрали

Iпик. = Iпуск + (Iр.- Ки · Iном.дв.)

где  Iпуск - пусковой ток двигателя, А;

Iном.дв.- номинальный ток двигателя, А;

Iр. - расчётный ток магистрали, А;

Iном.дв. = 6,7 А

Iпуск = Iном.дв.· С

Iпуск = 6,7· 6 = 40,2(А)

Iпик. = 40,2 + (37,2 - 0,82 · 6,7) = 71.57 (А)

Для защиты питающих линий от перегрузок и коротких замыканий выбираем автоматический выключатель с тепловым и электромагнитным расцепителем типа АЕ2046,4 с техническими данными автоматов на отходящих линиях:

Iном.а = 63 А

Uном.а = 380 В

Iном.расц. = 40 А

Iрасц.эл.магн. =12 А

tсраб. = 0,02...0,1 сек.

Iрасц.т.= Крег.·Кразброса·Крп· Iном.расц.

Крег.= 0,9 -1; Кразброса= 1,15; Крп. = 0,85

          Iрасц.т =  (А)

где: Крег. - коэффициент, учитывающий возможность регулировки уставок срабатывания теплового расцепителя;

Кразброса - коэффициент, учитывающий разброс уставок срабатывания теплового расцепителя;

Крп. - коэффициент, учитывающий установку автомата в распределительном пункте.

Проверяем выбранный автомат по условиям:

а) по длительному расчётному току:

Iном.а ≥ Iр    63 А > 37,2А

Iрасц.т ≥ Iр    39,1 А > 37.2 А

Iном.расц. ≥ Iр                 40 А > 37,2А

б) по пиковому току:

= 12   = 460 (А)

Iрасц.эл.магн ≥ К2· Iпик.  460 > 89,4 A

Iрасц.т ≥ Iпик./К3   39,1 A > 10,2 A

К2,К3 - коэффициенты, зависящие от типа автомата

К2 = 1,25

К3 = 7

в) tсраб. = 0,02...0,1 сек.

tсраб. - время срабатывания автомата, сек.;

Автоматический выключатель удовлетворяет всем условиям проверки.

2.4.7.  Определяем сечение провода магистрали

Для магистрали выбираем провод марки АПВ-380,5 сечением S = 8 (мм2)с Iдоп = 39(А)6 при прокладке в одной трубе трёх фазных и нулевого защитного проводника (PE - проводника).

S = (8х3)+(1x8) мм2

Выбранный провод проверяем по условиям:

а) по нагреву в рабочем режиме

         Iдоп·Кt ≥ Ip,

где Кt - температурный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды

Кt = 0,98(т.к. температура в цехе нормированная)

39 ·0,98(А) > 37,2 (А)                       

б) на защищённость автоматическим выключателем

I3/ Iдоп·Кt ≤ К3

где I3 - ток срабатывания аппарата защиты т.е. Iрасц.т

К3 - максимально допустимое соотношение между уставкой срабатывания аппарата защиты и допустимым током проводника

39,1/39·0,98 ≤ 1

в) на механическую прочность

S ≥ Smin; S ≥ Smino

где Smin Smino - минимально допустимое сечение проводника по условиям механической прочности  Smin = 2мм2  Smino =2,5мм2 7

8 мм2 > 2 мм2  8 мм2 > 2,5 мм2

Выбранный провод условиям проверок удовлетворяет.

Определяем потери напряжения в магистрали

∆U = ·100%

где ∆U - потери напряжения в магистрали, В;

Σ - сумма участков магистрали;

Iр- расчётный ток магистрали, А;

Lр - расчётная длина магистрали, м;

соsφр - расчётный коэффициент мощности токоприёмников магистрали;

γ - удельная проводимость материала проводника, Ом·м;

Для алюминиевых проводников - γ = 32мм2/Ом·м;

S - сечение провода;

Uном - номинальное напряжение внутрицеховой силовой сети, В;

∑(Ip·Lp) = Ip1·Lp1+Ip2·Lp2 ...

∑(Ip·Lp) =6,2·5,5+2·6,2·5,5+3·6,2·5,5+4·6,2·5,5+5·6,2·5,5+6·6,2·5 = 697,5

∆U =  ·100

∆U = 1,02

Определяем потери мощности в магистрали

Р =  

∑(I2p · Lp1) = I2p1·Lp1+I2p2·Lp2 ...

∑(I2p·Lp1)  = 6,22·5,5+2·6,22·5,5+3·6,22·5,5+4·6,22·5,5+5·6,22·5,5+6·6,22·5 = 4324,5

∆Р =  = 50,7(Вт)

где ∆Р - потери мощности в магистрали, Вт;

Выбор способа защиты провода ответвления от механических повреждении.

Для защиты проводов магистрали AIIB-380 общим сечением S = 3(1x8)+(1x8) мм2 от механических повреждений и неблагоприятных воздействий окружающей среды, при скрытой прокладке в полу в целях экономного использования материалов выбираем винипластовые трубы, внешним диаметром 16мм.8

Выход труб защищается соединительным уголком с определенным углом наружного диаметра.

По величине сечения провода предварительно определим диаметр провода и для этого определяем исходную величину:

n1 · d21 + n2 · d22

3 · 3,22 + 1 · 3,22 = 40,9

n - число проводов, прокладываемых в трубе;

d - наружный диаметр провода.

Исходя из расчётных значений, выбираем диаметр трубы: d = 32 мм

Данные расчёта магистралей для первого и второго вариантов приводим в таблицах №4 и № 5

2.5. Расчёт питающих линий

Выполняем расчёт питающей линии №1 варианта №1

Расчётная схема питающей линии приведена на рисунке 6, для защиты питающей линии установлен автоматический выключатель в распределительном устройстве низкого напряжения подстанции.

    ℓр(м) = 38 м

    Рр(кВт) = 86,1 кВт

    Ip(А) = 174,4 А

    cosφp = 0,83

Рис.5. Расчётная схема питающей линии.

Определяем установленную мощность токоприемников питающей линии:

Руст = ΣPномi

где Pномi - номинальная мощность отдельных токоприемников питающей линии, кВт

Руст = 30·3 = 90 (кВт)

Определяем расчётный коэффициент мощности и коэффициент использования активной мощности за наиболее загруженную смену для токоприёмников питающей линии:

Ки = 0,82

cosφp = 0,83

Определяем расчётную мощность токоприёмников питающих линии:

Рр = Ки · Kмакс · Руст.

где Ки - коэффициент использования активной мощности за наиболее загруженную смену;

Kмакс - коэффициент использования максимума активной мощности;

Кмакс = 1

Pуст - установленная мощность питающей линии.

Рр = 0,82·90 ·1 = 73,8(кВт)

Определяем расчётный ток питающей линии:

Iр.п.л. =

где Рр - расчётная мощность токоприёмников питающей линии, кВт;

Uном - номинальное напряжение внутри цеховой силовой сети, В;

- расчётный коэффициент мощности токоприёмников питающей линии.

Iр.п.л.= = 136,04(А)

Определяем пиковый ток питающей линии.

Iпик.п.л. = Iпик.м. + (Iр.п.л.- Ки · Iр.м.)

где Iпик.п.л. - пиковый ток питающей линии, А;

Iпик.м. - пиковый ток магистрали, А;

Iр.п.л. - расчётный ток питающей линии, А;

Iр.м. - расчётный ток магистрали, А;

Iпик.п.л. = 71,57 + (136,04 - 0,82 · 37,2) = 177,41 (А)

Для защиты кабеля линии от перегрузок и коротких замыканий выбираем автоматический выключатель серии А3710Б с полупроводниковым расцепителем.9 Автомат установлен на подстанции в шкафу распределительного устройства низшего напряжения.

Технические данные автоматического выключателя:

Iном.а. = 160 А

Uном.а. = 380 В

Iном.расц. = 160 (А)

Iрасц.к.з. = Кк.з..·Iном.расц

Кк.з - коэффициент, учитывающий предел уставок срабатывания полупроводникового расцепителя в зоне короткого замыкания;

Кк.з = 3

Iрасц.к.з. = 3 · 160 = 480 (А)

Iрасц.пер = Красбр. · Iном.расц 

где Красбр. – коэффициент, учитывающий разброс уставок срабатывания полупроводникового расцепителя в зоне перегрузок;

Красбр. = 1,25

Iрасц.пер. = 1,25 · 480 = 600 (А)

tсраб. = 0,1...0,4 сек.

Проверяем выбранный автомат по условиям:

а) по длительному расчётному

Iном.а ≥ Iр.п.л.   160 А > 136,04 А

Iном.расц. ≥ Iр.п.л.   160 А > 136,04 А

б) по пиковому току:

Iрасц.к.з ≥ К2.· Iпик.п.л., где коэффициент К2 зависит от типа расцепителя автоматического выключателя; для автоматов с полупроводниковым расцепителем2

К2 = 1,5

480 (А) > 1,5 · 136,04 (A)   480 (А) > 204,06 (A)

в) на селективность (избирательность срабатывания)

Необходимо обеспечить избирательность (селективность) действия автоматического выключателя. Он должен отключать защищаемый объект раньше, чем другие аппараты защиты, расположенные ближе к источнику питания, отключая всю группу потребителей.

tа.п/ст. - время срабатывания аппарата защиты на подстанции (автомат для защиты питающей линии);

tа.рп. - время срабатывания аппарата защиты в распределительном пункте (автомат для защиты ответвления).

0,4 сек. > 0,02 сек.

Автоматический выключатель удовлетворяет всем условиям проверки.

Выбираем кабель для питающей линии

Для питающей линии выбираем кабель марки АВВГ-1000,10 сечением

S = (3 х 70) + (1 х 50) с Iдоп = 140 А с тремя фазными и нулевым защитным (PE - проводником). Сечение кабеля выбираем по условиям прокладки в воздухе, т.к. подстанция пристроена к стене сдания, проектируемого цеха.

S = (3 х 70) + (1 х 50)

Выбранный кабель проверяем по условиям:

а) по нагреву в рабочем режиме

Iдоп·Кt ≥ Ip.п.л.

где Кt - температурный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды

Кt = 0,98

140·0,98 А > 136,04 А

б) на защищённость автоматическим выключателем

Iз/ Iдоп·Кt ≤ К3 

где Iз - ток срабатывания аппарата защиты;

К3 - максимально допустимое соотношение между уставкой срабатывания аппарата защиты и допустимым током проводника 160/140·0,98 < 1,25

в) на механическую прочность

S ≥ Smin; S ≥ Smino

где Smin Smino - минимально допустимое сечение проводника по условиям механической прочности

Smino =2,5 мм2    Smin =2 мм2 

70 мм2 > 2,5 мм2  70 мм2 > 2 мм2  

Выбранный кабель условиям проверок удовлетворяет.

Определяем потери напряжения в питающей линии:

∆U = ·100%

где:  Iр - расчётный ток питающей линии;

Lр - расчётная длина питающей линии (м)(при определении длины питающей линии учитывается как горизонтальная прокладка кабеля в проектируемом цехе, так и вертикальная прокладка кабеля внутри цеха или по стене производственного здания и расстояние от цеха до подстанции) cosφр - расчётный коэффициент мощности токоприёмников питающей линии;

γ - удельная проводимость материала проводника;

Для алюминия - γ =32 мм2/Ом·м;

S - сечение кабеля питающей линии(мм2);

Uном - номинальное напряжение внутрицеховой силовой сети(В).

∆U = · 100%  =  0,79 %

Определяем потери мощности в питающей линии:

∆Р =

где ∆Р - потери мощности в питающей линии, Вт;

∆Р = = 897,5  (Вт)

Для защиты кабеля питающей линии при проходе через стены и межэтажные перекрытия выбираем отрезки стальных водогазопроводных труб.

Данные расчёта питающих линий для первого и второго вариантов приводим в таблицах №6 и № 7.

Таблица 4 Данные расчётов магистралей.  Вариант №1.

Маг.

Руст,

кВт

Ки

Рр

кВт

cosφр

Ip

A

Iпик

А

Ipасц.т

Iрасц.э.м

Марка провода

S

мм2

Iдоп.

А

Кt

м

о

м

тр

м

dн.тр.

мм

U

%

P

Вт

1

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

47,5

47,5

44,5

16

1,2

91

2

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

45,5

45,5

42,5

16

1,2

61

3

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

41

41

38

16

1

48,8

4

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

37,5

37,5

34,5

16

1,4

39,4

5

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

33,5

33,5

30,5

16

1

50,7

6

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

33,5

33,5

30,5

16

1

28,6

7

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

36,5

36,5

33,5

16

0,8

36,7

8

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

34,5

34,5

31,5

16

0,7

31,3

9

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

36,5

36,5

33,5

16

0,8

36,7

10

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

45

45

42

16

1,1

59,6

11

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

47

47

44

16

1,2

65

12

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

37

37

34

16

0,8

38

13

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

39,1

460

АПВ - 380

8

40

0,98

39

39

36

16

0,9

43,5

14

18

0,82

14,8

0,83

37,2

71,57

АПВ - 380

8

40

0,98

31,5

31,5

28,5

16

0,6

23,2

итого

252

207,2

545,5

545,5

503,5

13,4

653,5

Таблица 5 

Данные рассчетов магистралей. Вариант 2.

Маг.

Руст,

кВт

Ки

Рр

кВт

cosφр

Ip

A

Iпик

А

Ipасц.т

Iрасц.э.м

Марка провода

S

мм2

Iдоп.

А

Кt

м

о

м

тр

м

dн.тр.

мм

U

%

P

Вт

1

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ - 380

10

47

0,98

59

59

55

20

2,3

108,5

2

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

34,5

34,5

30,5

20

1,2

59,35

3

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

31,5

31,5

27,5

20

1

50,8

4

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

30,5

30,5

26,5

20

0,9

47,9

5

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

35,5

35,5

31,5

20

1,2

62,2

6

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

39,5

39,5

35,5

20

1,5

73,6

7

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

34,5

34,5

30,5

20

1,2

59,35

8

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

31,5

31,5

27,5

20

1

50,8

9

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

30,5

30,5

26,5

20

0,9

47,9

10

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

35,5

35,5

31,5

20

1,2

62,2

11

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

39,5

39,5

35,5

20

1,5

73,6

12

21

0,82

17,2

0,83

41,7

77,8

39,1

460

АПВ – 380

10

47

0,98

59

59

55

20

2,3

108,5

итого

252

206,4

461

461

413

16,2

804,7

 

Таблица 6.   Данные расчётов питающих линий. Вариант №1.

отв.

Руст.,

кВт

Ки

Рр.,

кВт

cosφр

Ip.,

A

Iпик.,

А

Ipасц.пер.

Iрасц.к.з.

Марка кабеля

S,

мм2

Iдоп.,

А

Кt

ℓ,

м

dн.тр.

мм

U,

%

P,

Вт

1

90

0,82

73,8

0,83

136,04

177,41

480

600

АВВГ

70

140

0,98

35

27

0,79

897,5

2

72

0,82

59,1

0,83

108,8

149,9

480

600

АВВГ

70

140

0,98

50

27

0,9

792,6

3

90

0,82

73,8

0,83

136,04

177,41

480

600

АВВГ

70

140

0,98

70

27

1,5

1700

итого

252

206,7

155

3,1

3390,1

Таблица 7.   Данные расчётов питающих линий. Вариант №2.  

отв.

Руст.,

кВт

Ки

Рр.,

кВт

cosφр

Ip.,

A

Iпик.,

А

Ipасц.пер.

Iрасц.к.з.

Марка кабеля

S,

мм2

Iдоп.,

А

Кt

ℓ,

м

dн.тр.

мм

U,

%

P,

Вт

1

126

0,82

103,32

0,83

190

177,41

480

600

АВВГ

120

200

0,98

48

45

0,9

855

2

126

0,82

103,32

0,83

190

149,9

480

600

АВВГ

120

200

0,98

85

45

1,4

1425

2.6. Выбор силовых распределительных пунктов

Распределительные пункты (РП) предназначены для приёма, распределения электрической энергии и установки аппаратов защиты от ненормальных режимов электрических сетей. Распределительные пункты служат так же для присоединения внутренних электрических сетей, электрических установок к внешним питающим линиям. Как правило, в распределительные пункты устанавливаются аппараты защиты от перегрузок и коротких замыканий. Схема и конструкция распределительного пункта зависят от величины мощности, потребляемой электроустановкой, схемы построения внутренних сетей электроустановки и надёжности её снабжения.

При выборе распределительного пункта учитывается величина длительно допустимого тока РП. Допустимый ток распределительного пункта определяется с учётом степени защищённости. Для этого вводится коэффициент, соответствующий степени защищённости IP54.

Технические данные распределительных пунктов приведены в таблице № 8. Для первого варианта конфигурации силовой сети выбираем три распределительных пункта: два ПР8503-2001-54УХЛ11 на шесть отходящих линий; ПР8503 – 2007 – 54УХЛ на четыре отходящие линии. При выборе учитываем: длительно допустимый ток распределительного пункта, количество отходящих линий, исполнение распределительного пункта, схему внутренних соединений, условия ввода кабелей и проводов в шкаф, климатическое исполнение и степень защищённости данного распределительного пункта. Данный распределительный пункт имеет напольное исполнение, ввод питающего кабеля осуществляется сверху шкафа, на каждой отходящей линии установлен автоматический выключатель АЕ2046, степень защищенности распределительных пунктов - IP54. Количество присоединений к распределительным пунктам типа ПР8501-2023-54УХЛ  - пять магистралей , как указано на плане силовой сети; количество присоединений к распределительному пункту типа ПР8501 – 2023 – 54УХЛ – четыре магистрали.

Для второго варианта конфигурации силовой сети выбираем два распределительных пункта на шесть отходящих линий ПР8501-2023-54УХЛ12 с автоматическими выключателями на отходящих линиях АЕ2046. Количество присоединений к распределительным пунктам – шесть магистралей.

Распределительные пункты серииПР8503 и ПР8501 предназначены для эксплуатации в цепях с номинальным напряжением до660 В переменного тока с частотой 50 и 60 Гц.

Таблица 8. Технические данные распределительных пунктов варианта

№ варианта

Тип распределительного пункта

Допустимый ток РП

Iдоп, А

Тип и количество аппаратов защиты на вводе

Тип и количество

аппаратов защиты на отходящих линиях

Количество отходящих линий

Количество присоединений

1

ПР8503-2001-54УХЛ;

ПР8503 – 2007 – 54УХВ

160

__

АЕ2046; 14

6; 4

5; 4

2

ПР8501-2023-54УХЛ

160

__

АЕ2046; 6

6

6

Проверяем выбранные распределительные пункты по длительному допустимому току: Iдоп ≥ Ip.п.л.

Вариант 1:

160 А > 136,04 А

Вариант 2:

160 А > 136,04 А

ПР8503; ПР8501 - серия распределительного пункта; вводные выключатели у выбранных распределительных пунктов отсутствуют, верхняя и нижняя крышки съемные; тип аппаратов зашиты на отходящих линиях - автоматические выключатели АЕ2046;

2001; 2007; 2023 - модификация распределительного пункта, отражает вид установки, габариты и схему распределительного пункта;

54 - степень защищённости по международной классификации (IP54) УХЛ - климатическое исполнение, предназначен для работы в умеренном и холодном климате.

2.7. Техническое сравнение вариантов силовой сети

В данном курсовом проекте рассмотрены два варианта силовой сети ткацкого цеха В завершении расчётов выполнено техническое сравнение вариантов по приведённым затратам и выбран выгодный вариант внутрицеховой силовой сети. По величине потерь напряжения и конфигурации силовой сети считаем наиболее выгодным первый вариант силовой сети цеха.



.

2 Каталог на электродвигатели серии 4А.  – М.: «Информэлектро», 2006.–  32с.

3 Белорусов Н.И. Электрические кабели, провода и шнуры / Н.И. Белорусов. – М.: Энергия, 1999.

4 Беляев С.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ / С.В. Беляев. – М.: Энергия, 2001. – 98с.

5 Белорусов Н.И. Электрические кабели, провода и шнуры / Н.И. Белорусов.  – М.: Энергия, 1999.  – 242с.

6 Правила устройства электроустановок. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2005.

7 Правила устройства электроустановок. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2005..

8 Технический циркуляр №9-2-206/8I «О расширении области применения пластмассовых труб для электропроводок в пожарных помещениях». – М.: 1998 год. – 65с.

9 Беляев С.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ / С.В. Беляев. – М.: Энергия, 2001. – 98с.

10 Беляев С.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ / С.В. Беляев. – М.: Энергия, 2001. – 98с.

11 Каталог на  пункты распределительные серии ПР8500.

12 Каталог на  пункты распределительные серии ПР8500. – М.: «Информэлектро», –  64с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

62367. Істинні та хибні висловлення 302.56 KB
  Мета: дати поняття істинне висловлення та хибне висловлення; навчати учнів розрізняти істинні та хибні висловлення; розвивати логічне мислення память; виховувати любов до праці. Щоб дізнатися що таке істинні та хибні висловлення ми пограємо у гру.
62369. Что такое музыка и что она из себя представляет? 22.79 KB
  В историческом контексте развитие музыки неотделимо от деятельного развития чувственных способностей человека ход слухового освоения человеком музыкального материала в изменяющихся культурных условиях составляет наиболее фундаментальный уровень истории музыки.
62370. Нумерация чисел второго десятка 20.35 KB
  Цели: закреплять знания учащихся по теме «Нумерация чисел 11-20», продолжать формировать умение учеников представлять двузначные числа в виде суммы разрядных слагаемых, складывать и вычитать, опираясь на знание разрядного состава числа...
62371. Обособленные члены предложения 38.28 KB
  Ложь ненавидеть потеряешь неправда найдёшь вспомнишь обман забудешь любишь 19= 36 26=222 Задание: По какому признаку данные слова могут быть сгруппированы в предлагаемые примеры Наводящие вопросы: По какому признаку можно разделить данные слова По какому признаку можно объединить данные слова...
62372. Знаходження значень виразів виду 38+4. Округлення чисел. Розв’язування складених задач 24 KB
  Мета: удосконалювати навички усного додавання двоцифрових чисел з переходом через розряд; вчити застосовувати прийоми усного додавання у процесі обчислень та розв’язування задач; ознайомити з округленням чисел та виробляти уміння округлювати числа...
62373. Графики и диаграммы 17.14 KB
  Цели: а образовательные: закрепить полученные знания по теме; научиться работать с уже готовыми моделями; научить создавать диаграммы и графики разных видов. Посмотрите на экран тема нашего урока Урок закрепление темы графики и диаграммы.
62374. Борис Пастернак - художник, музыкант, философ 735.21 KB
  Цели: образовательная: рассмотреть влияние искусства музыки философии на лирику Пастернака отразить их роль в творчестве поэта формировать у учащихся представление о своеобразии творческой манеры поэта; развивающая: развивать умение работать самостоятельно с дополнительной литературой...