(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проектирование электрических сетей промышленных предприятий
Введение
Работа разных типов электроустановок связана с потреблением электроэнергии, вырабатываемой электростанциями. Электростанция представляет собой промышленное предприятие, вырабатывающее электроэнергию и обеспечивающее её передачу пользователям по электронной сети. Меж генераторами электроэнергии на электронных станциях и электроприёмниками у потребителей, модифицирующими электроэнергию в остальные виды энергии, находится непростой комплекс инженерных сооружений — электронные сети. Электронная сеть представляет собой совокупа воздушных и кабельных линий электропередачи и подстанций, работающих на определённой местности. Она участвует в поддержании в границах допустимых отклонений данных уровней напряжения в разных точках сети и на зажимах электроприёмников у потребителей при различных режимах употребления, дозволяет резервировать источники питания и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей. Для выполнения этих функций сети содержат в своём составе воздушные и кабельные полосы электропередачи, разные токопроводы, трансформаторные подстанции, распределительные устройства и коммутационные пункты, установки, генерирующую реактивную мощность и средства регулирования напряжения.
Электроустановка, созданная для преобразования и распределения электронной энергии, именуется электронной подстанцией. Электроустановку, созданную для передачи электронной энергии, именуют линией электропередачи (ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока)).
Энергетическая система представляет собой совокупа электростанций, электронных сетей и электроприёмников, связанных общностью процесса производства, передачи и употребления электроэнергии.
На неких электростанциях вырабатывается не только лишь электронная энергия, да и термическая. Потому энергосистема обхватывает и установки производства, распределения и использования теплоты. Электронную часть энергосистемы именуют электронной системой. Источниками питания электронных систем являются электронные станции. Главными типами электростанций являются гидроэлектрические, термо и атомные электростанции.
На гидроэлектростанциях в электронную энергию конвертируют механическую энергию аква потока реки — гидравлическую энергию. На термических электростанциях в электронную энергию конвертируют энергию, выделяемую при сгорании угля, торфа, нефти, газа, сланцев и остальных видов горючего. На атомных электростанциях в качестве горючего употребляют ядерное горючее. В истинное время преимущественное развитие имеют термо электростанции. Для электроснабжения потребителей вводят термо электростанции мощностью 6000 МВт с блоками 500 — 800 МВт.
Для временного электроснабжения в качестве резерва используют газотурбинные электростанции, дизельные, энергопоезда и т.д. Не считая этого, исследуются способности наиболее широкого использования энергии ветра, энергии приливов и отливов, вулканов и гейзеров, гелиоэнергии и др.
1. Проектирование электронных сетей промышленных компаний
Шлифовальный цех предназначен для качественной обработки поверхностей изделий механическим и хим методом. Он является составной частью большого хим комбината.
В шлифовальном цехе расположены: станочное отделение, вспомогательные и бытовые помещения. Станочное отделение относится к пыльному помещению, потому что при шлифовке повсевременно и в большенном количестве выделяется пыль, которая удаляется системой вентиляции.
Склад химикатов относится к взрывоопасным помещениям, потому что там хранятся кислоты и щёлочи.
Транспортные операции осуществляются при помощи мостовых кранов и грузовых лифтов.
Электроснабжение цех получает от своей комплектной трансформаторной подстанции (КТП), присоединенной к подстанции глубочайшего ввода (ПГВ) комбината и расположенной за пределами строения на данном расстоянии L1. По группы надёжности электроснабжения это пользователь 2-ой группы, вентиляция тоже 2-ой группы.
Прокладка линий электроснабжения обязана быть защищена от брутальной среды и механических повреждений. количество рабочих смен — две.
Грунт в районе строения — песок с температурой +5 0С. Основа строения сооружён из блоков-секций длиной 8 м любой. температура среды цеха в летнее время +20 0С.
размеры цеха АВ С=72 36 10 м.
Главный перегрузкой цеха являются станки. Для их обязано быть предвидено особое станочное отделение. Не считая того, цех содержит доп оборудование, которое обязано находиться раздельно от станков в другом отделении, предусмотренном для данного оборудования. Размещение станков вдоль всего шинопровода, от которого запитываются станки, обязано производиться в шахматном порядке. Наибольшее количество станков на один шинопровод — 15.
Режим работы электроприёмников- длительный. Длительный режим — режим работы при неизменной перегрузке, продолжающейся не наименее, чем нужно для заслуги установившейся температуры всех частей машинки при постоянной температуре охлаждающей среды. Работа цеха двухсменная, означает, цех работает 4500 часов в год.
По категорийности перегрузки цех относится к электроприёмникам 2-ой группы. Электроприёмникивторой группы — электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, устройств и промышленного транспорта, нарушению обычной деятель значимого количества городских и сельских обитателей. Электроприёмники 2-ой группы в обычных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от 2-ух независящих взаимно резервирующих источников питания. Для электроприёмников 2-ой группы при нарушении электроснабжения от 1-го из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, нужное для включения запасного питания действиями дежурного персонала либо выездной оперативной бригады.
Так как цех содержит доп оборудование, где есть сварочные машинки, владеющие резко переменной перегрузкой, то для сварочных машин следует предугадать отдельный трансформатор, потому что неравномерность частоты сети и напряжения недопустима для работы движков станков и другого оборудования.
Электроприёмники цеха предусмотрены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ). Для питания данных электроприёмниковиспользуется напряжение 380 В. Они могут эксплуатироваться при отклонениях напряжения сети от номинального значения в границах 5 — 10%.
При проектировании электронных сетей промышленных компаний следует создать схемы внутреннего и наружного электроснабжения.
Наружное электроснабжение — это электроснабжение от энергосистемы до главной понизительной подстанции либо распределительного пт.
Набросок 1 — Схема наружного электроснабжения
Внутреннее электроснабжение — электроснабжение от главной понизительной подстанции, распределительного пт, цеховой трансформаторной подстанции либо комплектной распределительной подстанции до приёмников электроэнергии.
Внутрицеховые сети производятся по круговой, магистральной либо смешанной схемам. Любой вид схемы имеет свою более целесообразную область внедрения.
Магистральные схемы обширно используются в помещениях с обычной средой и равномерным распределением технологического оборудования. Магистральную сеть более просто выполнить с внедрением шинопроводов. Сети, выполненные из шинопроводов, по гибкости и универсальности являются более совершенными.
В качестве магистральных шинопроводов употребляется комплектный шинопровод типа ШМА либо ШММ, в качестве распределительного — ШРА либо ШММ.
Круговые схемы питания используются в помещениях с хоть какой средой. От трансформаторного пт отходят полосы, питающие конкретно массивные электроприёмники либо распределительные шкафы (пункты) — ШР и силовые шкафы, от которых отдельными линиями питают наиболее маленькие электроприёмники.
Распределительные шкафы обычно запитываются от цеховой ТП (КТП) кабелями, марка и метод прокладки которых определяются нравом среды в помещении.
Достоинством круговой схемы питания по сопоставлению с магистральной заключается в наиболее высочайшей надёжности электроснабжения и удобстве эксплуатации. При маленьких замыканиях прекращают работу один либо несколько электроприёмников, присоединенных к повреждённой полосы, другие продолжают работать.
Все пользователи могут утратить питание лишь при повреждении на сборных шинах КТП, что не достаточно возможно вследствие довольно надёжной конструкции шифанеров КТП.
Недочет круговой схемы — это большая её стоимость в сопоставлении с магистральной вследствие огромного числа линий к электроприёмникам, повышение протяжённости цеховой сети, а как следует, повышение расхода цветного сплава и количества коммутационно-защитных аппаратов.
В чистом виде магистральные либо круговые схемы используются изредка. На практике наибольшее распространение получили смешанные схемы. В этих схемах ШР нередко запитываются не от щита трансформаторной подстанции, а от магистрального шинопровода.
Массивные электроприёмники обычно присоединяются конкретно к щиту трансформаторной подстанции либо к магистральному шинопроводу.
Набросок 2 — Электронная схема внутрицеховой сети
Комплектная трансформаторная подстанция размещается снутри цеха и является закрытой электроустановкой, которая обязана быть защищена от пыли, выделяемой цехом при обработке деталей.
Для питания всякого электроприёмника будет нужно медный провод марки ПВ3, проложенный в трубах, при количестве проводов в одной трубе, равном четырём. Если расчётный ток электроприёмника большенный мощности оказывается больше большего долгого тока по таблице, то следует для такового электроприёмника избрать шипопровод распределительный. Для всех четырёх групп электроприёмников, а это две группы станков, где любая из которых содержит 15 станков, сварочные машинки и печи, будет нужно шинопроводраспределительный либо магистральный. Магистральныйшинопровод в качестве распределительного быть может применен при высочайшей токовой перегрузке. Шинопровод, к которому присоединены два шинопровода на две группы станков, может производиться из нескольких полос на фазу. Медные провода и шинопроводы употребляются изредка ввиду того что стоимость меди велика. Они могут быть использованы при двухсменной работе цеха, сравнимо высочайшей электронной перегрузке, при наличии достаточных вещественных средств, при условии, что производительность цеха высочайшая. Плюсами медных проводниковых материалов являются их высочайшая проводимость также коррозионная стойкость.Все шинопроводы обязаны иметь защиту от пыли, потому что цех шлифовальный, относится к пыльным помещениям. Для данной защиты шинопроводыделаются закрытыми в коробах.
Для работы станков цеха обширно используются асинхронные движки с короткозамкнутым ротором серии 4А с синхронной частотой вращения 1000 о/мин.
В цехе находится склад химикатов, который является пожаро- и взрывоопасным помещением, потому следует предугадать защиту от пожаров и взрывов, предусмотрев пожарные краны и огнетушители.
Таблица 1 — Начальные данные
Наименование оборудования
№ по плану
Кол-во оборудования
Тип оборудования
Рн.тех,
кВт
зном,
%
cosцн
Полуавтомат сверлильный
1 -5
5
4А250М6У3
49,10
91,50
0,89
Полуавтомат
фрезерный
6 -10
5
4А250S6У3
91,50
0,89
Станок агрегатный
11 -15
5
4А250М6У3
51,90
91,50
0,89
Станок особый
16 -20
5
4А280S6У3
60,10
0,89
Станок фрезерный
21 -25
5
4А225М6У3
31,90
91,00
0,89
Станок
агрегатно-сверлильный
26 -30
5
4А250S6У3
91,50
0,89
Сварочные машинки точечные ПВ=25%
31 -35
5
—
4,95
—
0,55
Сварочные машинки шовные ПВ=50%
36 -43
8
—
—
0,50
электронные печи неавтоматизированные
44 -49
6
—
—
—
2. Расчёт электронных нагрузок
Основную часть курсового проекта нужно начинать с определения расчётных электронных нагрузок.
Определение электронных нагрузок служит первым шагом проектирования хоть какой системы электроснабжения. Электронные перегрузки определяют выбор всех частей и технико-экономические характеристики системы. От корректности определения нагрузок зависят серьезные Издержки, величина утрат электронной энергии и эксплуатационные расходы. Результаты расчётов нагрузок являются начальными материалами для всего следующего проектирования энергоснабжения участка, цеха, компании, для выбора числа и мощности трансформаторов, мощности и места подключения конденсаторной установки, выбора и проверки токоведущих частей по условию допустимого нагрева, расчёта утрат напряжения и выбора защиты.
Начальными данными для расчёта электронных нагрузок являются: установленная мощность и нрав конфигурации нагрузок, определённый технологическим режимом.
Расчётной перегрузкой именуется таковая постоянная во времени величина перегрузки, которая вызывает перегрев проводников над окружающей температурой либо таковой же термический Износ изоляции, как и настоящая во времени перегрузка.
Установленная мощность электроприёмника- определяемая по паспорту мощность, на которую он рассчитан и может продолжительно потреблять при номинальном напряжении и длительном режиме работы.
Все пользователи разбиты на группы с схожим режимом работы. Для каждой группы определяется установленная мощность.
Установленная мощность для электроприёмников долгого режима работы принимается равной паспортной мощности, кВт
Рн = Рпасп — для электродвигателей
Рн. Печь = Рпасп — для электропечей,
где Рпасп — номинальная мощность электропечи либо на валу электродвигателя
Станки
Рн1-5=55,00 (кВт) Рн16-20=75,00 (кВт)
Рн6-10=45,00 (кВт) Рн21-25=37 (кВт)
Рн11-15=55,00 (кВт)Рн26-30=45 (кВт)
Электропечи
Рн44-49=55,00 (кВт)
Номинальная мощность для сварочных машин
Рн=Sпасппаспcosпасп,
где Sпасп- полная номинальная мощность, кВА;
cos??пасп- коэффициент мощности;
ПВпасп- длительность включения
Рн31-35=18,00 0,55=4,95 (кВт) Рн36-43=250,00 0,50=88,39 (кВт)
Из справочной литературы для каждой группы находятся коэффициенты: Ки — коэффициент использования; cos??- коэффициент мощности. Потом определяется tg.
Таблица 2 — Ки, cosи tg для групп электроприёмников
Наименование оборудования
Ки
cos
tg
Полуавтомат сверлильный (1 -5)
0,17
0,65
1,17
Полуавтомат фрезерный (6 -10)
0,18
0,65
1,17
Станок агрегатный (11 -15)
0,14
0,50
1,73
Станок особый (16 -20)
0,13
0,50
1,73
Станок фрезерный (21 -25)
0,12
0,50
1,73
Станок агрегатно-сверлильный (26 -30)
0,16
0,60
1,33
Сварочные машинки точечные (31 -35)
0,20
0,60
1,33
Сварочные машинки шовные(36 -43)
0,30
0,70
1,02
электронные печи неавтоматизированные (44 -49)
0,50
0,95
0,33
Таблица 3 — Распределение нагрузок по шинопроводам
Шинопровод
Наименование оборудования
ШР1
Полуавтомат сверлильный (1 — 5)
Полуавтомат фрезерный (6 — 10)
Станок агрегатный (11 — 15)
ШР2
Станок особый (16 — 20)
Станок фрезерный (21 — 25)
Станок агрегатно-сверлильный (26 — 30)
ШР3
Сварочные машинки точечные (31 — 35)
Сварочные машинки шовные (36 — 43)
ШР4
электронные печи неавтоматизированные (44 — 49)
Рассчитывается средняя активная Рсм, кВт, и реактивная Qсм, кВАр, мощности за очень загруженную смену для каждой группы электроприёмников
Рсм=КиРнn,
где n- количество электтроприёмников в группе
Qсм=Рсмtg
Станки
Рсм1-5=0,17 55,00 5=46,75 (кВт)Qсм1-5=46,75 1,17=54,70 (кВАр)
Рсм6-10=0,18 45,00 5=40,50 (кВт)Qсм6-10=40,50 1,17=47,39 (кВАр)
Рсм11-15=0,14 55,00 5=38,50 (кВт)Qсм11-15=38,50 1,73=66,61 (кВАр)
Рсм16-20=0,13 75,00 5=48,75 (кВт)Qсм16-20= 48,75 1,73=84,34 (кВАр)
Рсм21-25=0,12 37,00 5=22,20 (кВт)Qсм21-25= 22,20 1,73=38,41 (кВАр)
Рсм26-30=0,16 45,00 5=36,00 (кВт)Qсм26-30= 36,00 1,33=47,88 (кВАр)
Сварочные машинки
Рсм31-35=0,20 4,95 5=4,95 (кВт)Qсм31-35=4,95 1,33=6,58 (кВАр)
Рсм36-43=0,30 88,39 8=212,14 (кВт)Qсм36-43=212,141,02=216,38 (кВАр)
Электропечи
Рсм44-49=0,50 55,00 6=165,00 (кВт)Qсм44-49=165,00 0,33=54,45 (кВАр)
Определяются суммарные мощности Рсм, кВт, Qсм, кВАр, Рн, кВт, для всякого участка (ШР1, ШР2, ШР3, ШР4) и количество электроприёмников на любом из их
Рсм=Рсм1+Рсм2+…+Рсмn
Qсм=Qсм1+Qсм2+…+Qсмn
n=n1+n2+…+nn
Рн=Рн1n1+Рн2 n2+…+Рнnnn
ШР1
Рсм=46,75+40,50+38,50=125,75 (кВт)
Qсм=54,70+47,39+66,61=168,70 (кВАр)
n=5+5+5=15
Рн=55,005+45,00 5+55,00 5=775,00 (кВт)
ШР2
Рсм=48,75+22,20+36,00=106,95 (кВт)
Qсм=84,34+38,41+47,88=170,63 (кВАр)
n=5+5+5=15
Рн=75,00 5+37,00 5+45,00 5=785,00 (кВт)
ШР3
Рсм=4,95+212,14=217,09(кВт)
Qсм=6,58+216,38+54,45=222,96(кВАр)
n=5+8=13
Рн=4,95 5+88,39 8=731,87(кВт)
ШР4
Рсм=165,00(кВт)
Qсм=54,45(кВАр)
n=6
Рн=55,00 6=330,00(кВт)
Определяется групповой коэффициент использования для всякого участка
Ки ср=
ШР1 ШР2 ШР3
Ки ср= Ки ср= Ки ср=
ШР4
Ки ср=
Определяется величина mРнmaxРнmin
m =
где m- это
ШР1
Потому что
n5, m3, Ки ср0,2
n=15, m=1,22, Ки ср=0,16, то действенное число электроприёмниковnэ не определяется, берётся коэффициент загрузки Кз=0,90 из справочной литературы (6) для долгого режима работы.
ШР2
Потому что
n5, m3, Ки ср0,2
n=15, m=2,03, Ки ср=0,14, то действенное число электроприёмниковnэ не определяется, берётся коэффициент загрузки Кз=0,90 для долгого режима работы.
ШР3
Потому что
n5, m3, Ки ср0,2
n=13, m=17,86, Ки ср=0,30, то действенное число электроприёмников определяется по формуле
Если nэ=16,56, а Ки ср=0,30, то коэффициент максимума определяется по справочной литературе Км=1,41.
ШР4
Потому что
n5, m3, Ки ср0,2
n=6, m=1,00, Ки ср=0,20, то действенное число электроприёмников определяется nэ=n=6. Коэффициент максимума определяется по справочной литературе Км=1,51.
С учётом Кз и Км определяются расчётные мощности Рр, кВт и Qр, кВАр, также
tgср (средневзвешенный)
Рр=КзРн
tgср=
Qр=Ррtgср
Рр=КмРсм
Qр=КмQсм
ШР1
Рр=0,90775,00=697,50 (кВт)
tgср =
Qр=697,501,34=934,65 (кВАр)
ШР2
Рр=0,90785,00=706,50 (кВт)
tgср =
Qр=706,501,59=1123,33 (кВАр)
ШР3
Рр=1,41217,09=306,10(кВт)
Qр=1,41222,96=314,37(кВАр)
ШР4
Рр=1,51165,00=249,15(кВт)
Qр=1,5154,45=82,22(кВАр)
Определяются полные мощности на любом шинопроводеSР,кВА, станочного отделения Scт.отд, кВА, сварочного участкаSсв. уч, кВА, теплового отделения Sт. отд, кВА, также станочного с тепловым отделением Sст. и т. отд, кВА
ШР2
ШР3
ШР4
Sст. отд=1166,22+1327,03=2493,25 (кВА)
Sст. и т. отд=2493,25+262,37=2755,62 (кВА)
3. Выбор проводников и аппаратов защиты
Все коммутационные аппараты защиты, измерительные трансформаторы тока и напряжения, изоляторы и проводники должны удовлетворять условиям работы при обычном режиме работы и быть устойчивыми при действии токов недлинного замыкания и при перенапряжениях.
Они должны выбираться зависимо от критерий окружающей среды и критерий размещения. Должны учитываться: температура и влажность, запылённость, наличие хим и био действий на изоляцию и проводники, высота над уровнем моря. Класс изоляции всех аппаратов и проводников должен соответствовать номинальному напряжению сети. По заданию курсового проекта среда помещения цеха запылённая, поэтому что цех является шлифовальным, означает, там есть наличие хим веществ для обработки деталей, потому, как сказано выше, шинопроводы должны производиться закрытыми, также должны быть защищены провода, подводимые к электроприёмникам, которые следует проложить в трубах, потому что хим вещества оказывают вредное воздействие на изоляцию и прооводниковый материал шинопроводов.
Перегрузка током проводников приводит до этого всего к обгоранию изоляции у мест присоединения проводов к аппаратам либо к электроприёмникам, также деталей корпусов, к которым прикрепляются токоведущие части.
Провода, кабели и шины выбирают расчётным путём в согласовании с длительно-допустимыми токовыми перегрузками.
Выбор марок и сечения проводников
По условию нагрева расчётным током осуществляется выбор сечения проводников в сетях до 1000 В с учётом не только лишь обычных, да и послеаварийных режимов. При расчёте сети по нагреву выбирается марка проводника зависимо от свойства среды помещения.
При выбирании провода и кабеля обычного сечения жил:
— по нагреву: выбирают наиблежайшее большее
— по тепловой стойкости: выбирают наиблежайшее наименьшее
— по потерям напряжения: выбирают наиблежайшее
Надёжная, долгая работа проводников определяется длительно-допустимой температурой их нагрева. Данной для нас температуре соответствует продолжительно допустимый ток перегрузки.
Выбор сечения проводника по нагреву долгим током перегрузки сводится к уравнению расчётного тока с допустимым табличным значением для принятых марок проводников и критерий их прокладки.
При выбирании обязано соблюдаться условие: IдIР
где Iд- продолжительно допустимый ток по нагреву;
IР- расчетный ток электроприёмника.
Станки
Сварочные машинки
Электропечи
Потому что температура среды цеха +20 0С и не является обычной, то из справочника (4) выбирается поправочный коэффициент: Кт=1,05.
Таблица 4 — Выбор марки и сечения проводов
Номер оборудования
Iд, А
Iд’, А
Марка и сечение
1 -5
115,00
150,00
ПВ3 4(150)
6 -10
90,00
115,00
ПВ3 4(135)
11 -15
115,00
150,00
ПВ3 4(150)
16 -20
150,00
185,00
ПВ3 4(170)
21 -25
75,00
90,00
ПВ3 4(125)
26 -30
90,00
115,00
ПВ3 4(135)
31 -35
30,00
34,00
ПВ3 4(15)
36 -43
380,29
399,30
(Выбирается шинопровод)
44 -49
90,00
115,00
ПВ3 4(135)
Выбор марок и сечения шинопроводов
Сечение шин определяется по условию длительно-допустимого тока перегрузки с учётом температурного поправочного коэффициента
где Uн — номинальное напряжение шинопровода, В;
Uс- номинальное напряжение сети, В;
Iд- длительно-допустимый ток шинопровода, А;
Iр- расчётный ток шинопровода, А;
Iн- номинальный ток шинопровода, А.
Электропечи
Потому что температура среды цеха +20 0С и не является обычной, то из справочника (4) выбирается поправочный коэффициент: Кт=1,05.
Таблица 5 — Выбор марки и сечения проводов
Номер оборудования
Iд, А
Iд’, А
Марка и сечение
1 -5
115,00
150,00
ПВ3 4(150)
6 -10
90,00
115,00
ПВ3 4(135)
11 -15
115,00
150,00
ПВ3 4(150)
16 -20
150,00
185,00
ПВ3 4(170)
21 -25
75,00
90,00
ПВ3 4(125)
26 -30
90,00
115,00
ПВ3 4(135)
31 -35
30,00
34,00
ПВ3 4(15)
36 -43
380,29
399,30
(Выбирается шинопровод)
44 -49
90,00
115,00
ПВ3 4(135)
Выбор марок и сечения шинопроводов
Сечение шин определяется по условию длительно-допустимого тока перегрузки с учётом температурного поправочного коэффициента
где Uн — номинальное напряжение шинопровода, В;
Uс — номинальное напряжение сети, В;
Iд — длительно-допустимый ток шинопровода, А;
Iр — расчётный ток шинопровода, А;
Iн- номинальный ток шинопровода, А.
ШРст. отд
380,00 (В)=380,00 (В)
4100,00 (А)3982,22 (А)
4000,00 (А)3982,22 (А)
По справочнику (5) избран шинопровод медный 2(ШММ4-4000-44-1У3) сечением 2(12010) мм, r0=20,0218 Ом/км, x0=20,0300 Ом/км.
ШР3 (для сварочных машин))
380,00 (В)=380,00 (В)
860,00 (А)700,82 (А)
1000,00 (А)700,82 (А)
По справочнику (5) избран шинопровод медный ШММ4-1000-44-1У3 сечением 505 мм,
r0=0,0913 Ом/км, x0=0,1370 Ом/км.
ШР4 (для печей)
380,00 (В)=380,00 (В)
475,00 (А)419,06 (А)
630,00 (А)419,06 (А)
По справочнику (5) избран шинопровод медный ШММ4-630-44-1У3 сечением 304мм,
r0=0,1750 Ом/км, x0=0,1630 Ом/км.
Выбор защитной аппаратуры к электроприёмникам
защиту и коммутацию цеховых сетей производят автоматическими выключателями, предохранителями и рубильниками.
Наиболее совершенная коммутация выходит, если используются автоматические выключатели, снабжённые наибольшей защитой. Эти аппараты неоднократного деяния, снабжены устройствами выдержки времени и обеспечивают избирательное действие защиты.
Условие выбора автоматических выключателей для личного электроприёмника по справочнику (6)
где Uн — номинальное напряжение автоматического выключателя, В;
Uс — номинальное напряжение сети, В;
Iн. А — номинальный ток автоматического выключателя, А;
Iр — номинальный расчётный ток, А;
Iн. Р — номинальный ток расцепителя, А.
Оборудование 1 — 5
Избран автомат ВА 51-33
Оборудование 6 — 10
Избран автомат ВА 51-33
Оборудование 11 — 15
Избран автомат ВА 51-33
Оборудование 16 — 20
Избран автомат ВА 51-35
Оборудование 21 — 25
Избран автомат ВА 51-31
Оборудование 26 — 30
Избран автомат ВА 51-33
Оборудование 31 — 35
Избран автомат ВА 51-31
Оборудование 36 — 43
Избран автомат ВА 51-39
Оборудование 44 — 49
Избран автомат ВА 51-33
Условие выбора автоматических выключателей для группы электроприёмников
ШР1
Оборудование 1 — 15
Избран автомат ВА 53-45
ШР2
Оборудование 16 — 30
Избран автомат ВА 53-45
ШР3
Оборудование 31 — 43
Избран автомат ВА 53-41
ШР4
Оборудование 44 — 49
Избран автомат ВА 53-39
ШРст. отд
Оборудование 1 — 30
Избран автомат ВА 77-47
4. Определение величины допустимых утрат напряжения
В истинное время обширно применяется система расчёта электронных линий различного предназначения по величине утраты напряжения.
Сфера расчёта обычно ограничивается рассматриваемой линией, т. е одной ступенью напряжения.
Способ расчёта линий на утрату напряжений не зависит от типа полосы (воздушная линия, кабельная линия, токопровод). В главном он определяется величиной напряжения полосы.
Расчёт производится для 1-го звена схемы, т.е. лишь для участка фактически полосы, без учёта трансформатора в схеме замещения:
В обычных режимах работы, беря во внимание возможность регулирования напряжения на подстанциях, утрата напряжения в силовых сетях до 1000 В не обязана превосходить 6 -7%, а в сетях 6 -35 кВ- 6 — 8% от номинального.
Если утраты напряжения для разных сетей и нагрузок приводят к отклонениям напряжения на выводах электроприёмников больше допустимых значений, то выбирают проводники большего на одну ступень сечения и повторяют проверочный расчёт.
Избранные по продолжительно допустимому току и согласованные с током аппаратов защиты, сечения проводников инспектируют на утрату напряжения.
Расчёт проводится для 2-ух участков сети (ШР1 и ШР2) станочного отделения без учёта шинопровода от трансформаторного пт до ответвления по формуле
,
где — утрата напряжения, %;
— номинальное напряжение сети, В;
— активное удельное сопротивление шинопровода, Ом/км;
— реактивное удельное сопротивление шинопровода, Ом/км;
=0,48 при cos=0,90;
— мощность первого электроприёмника, Рн1 =Рн1, кВт;
, — суммарная мощность от первого электроприёмника до данной точки,
, кВт;
, кВт;
— длина шинопровода от ответвления до первого электроприёмника, км;
— суммарная длина шинопровода от первого электроприёмника до электроприёмника мощностью Рн7, км;
— суммарная длина шинопровода от первого электроприёмника до электроприёмника мощностью Рн15, км.
ШР1
ШР2
В обычных режимах работы с учётом способности регулирования напряжения на цеховой подстанции, утрата в силовой сети до 1000В не обязана превосходить 10 % от номинального напряжения согласно ПУЭ.
Для ШР1 утрата напряжения составляет 1,94%, для ШР2 — 1,91%, что соответствует допустимым значениям.
означает, сечение шинопроводов выбрано правильно.
5. Выбор компенсирующих устройств
Большая часть промышленных электроприёмников в процессе работы потребляет из сети кроме активной мощности Р реактивную мощность Q. Зависимо от нрава электрооборудования компании, его реактивная перегрузка может составлять до 130 % активной. Передача значимого количества реактивной мощности по линиям и через трансформаторные системы электроснабжения нерентабельна по последующим главным причинам:
— появляются доп утраты напряжения, которые в особенности существенны в сетях, питающих системы электроснабжения промышленных компаний;
— появляются доп утраты активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью;
— доп утраты напряжения наращивают отличия напряжения на зажимах электроприёмника от номинального значения при конфигурациях нагрузок и режимов электронной сети, а это просит роста мощности, а, как следует, и цены средств регулирования напряжения.
Для внедрения возмещающего устройства нужно учитывать, что лучшая величина коэффициента мощности на предприятии выходит путём компенсации реактивной мощности как естественными мерами (улучшения режима работа электроприёмников, применение движков наиболее совершенной конструкции, устранение недогрузки движков, трансформаторов), так и за счёт установки особых компенсирующих устройств.
Если при определении расчётной мощности реактивная мощность вышла больше активной, то нужно понизить потребление реактивной мощности. Для компенсации реактивной мощности используются особые компенсирующие устройства, являющиеся источниками энергии ёмкостного нрава.
Согласно «Правилам использования электронной и термический энергии» установлено нормированное
Определяется tg фактический для ШР1 и ШР2
(6)
ШР1
ШР2
ШР1
Qку=697,50 (1,34-0,33)=704,48 (кВАр)
ШР2
Qку=706,50 (1,59-0,33)=890,19 (кВАр)
Выбор по справочной литературе (4) возмещающего устройства
Qку дQку
ШР1. Выбраны компенсирующие устройства на 600 и 160 кВАр УКН 0,38-600 и УКН 0,38-160
ШР2
Выбрано возмещающее устройство на 900 кВАр УКН 0,38-900
Действительная реактивная мощность опосля компенсации
Qд=Qр-Qку д (6)
ШР1
Qд=934,65-760,00=174,65 (кВАр)
ШР2
Qд=1123,33-900,00=223,33 (кВАр)
Действительное
(6)
ШР1
ШР2
Если tgдtgопт, то возмещающее устройство выбрано правильно (0,250,33, 0,320,33).
Полная мощность опосля компенсации
ШР1
ШР2
Когда определена мощность КУ при умеренно распределённой перегрузке по шинопроводу, то точка присоединения КУ определяется хорошим расстоянием от ТП до места установки КУ из условия минимума утрат в шинопроводе.
Опосля выбора возмещающего устройства нужно провести технико-экономический расчёт:
а) стоимость утрат КУ, руб
— стоимость 1 кВт ч электроэнергии для промышленных компаний на данный момент времени, руб (7,50 руб).
б) стоимость амортизационных отчислений САМОР, руб
— серьезные годичные Издержки.
в) годичные издержки на содержание и эксплуатацию КУ, руб
З=Спот+КпКзат+Самор, (6)
где Кп — коэффициент приведённых издержек КУ (2,05 руб/кВАр).
З=252112,50+2,050,125+0,028=252112,78 (руб)
г) годичная экономия, руб
Сг. э=ТС0QКУ дКэ, (6)
где Кэ — экономический коэффициент (0,12).
Сг. э=4500,007,50(600,00+160,00+900,00)0,12=6723000,00 (руб)
Расчётный ток для КУ, А
Для УКН 0,38-600
Для УКН 0,38-160
Для УКН 0,38-900
Выбор автоматических выключателей для КУ
Для УКН 0,38-600
Избран автомат ВА 53-43
Для УКН 0,38-160
Избран автомат ВА 51-37 Для УКН 0,38-900
Избран автомат ВА 53-45
6. Выбор и расчёт трансформаторов
Выбор и расчёт силового трансформатора
При выбирании числа и мощности трансформаторов очень необходимыми, а время от времени решающими показателями, являются надёжность питания, расход цветного сплава и надобная трансформаторная мощность. При выбирании мощности главных трансформаторов в системе электроснабжения следует стремиться к применению не наиболее 2-ух -трёхстандартныхмощностей.
По условию задания на участке механического цеха установлены потре-бители 2 группы, потому выбирается однотрансформаторная подстанция с условием обеспечения резервом, вводимым автоматом либо действием дежурного персонала.
Мощность силового трансформатора для станочного и теплового отделений определяется с учётом компенсации, тогда полная мощность станочного и теплового отделений опосля компенсации будет равна
SР. Д. СТ. И Т. ОТД=719,03+740,96+262,37=1722,36(кВА)
Расчётная мощность трансформатора, кВА
Расчётная мощность трансформатора по условиям аварийного режима, т.е. с учётом перегрузочной возможности
Выбор номинальной мощности трансформатора определяется по условию
UнUс
SномSР. Н. ТР
Избран по справочнику (7) трансформатор ТМ-4000/10
свойства избранного трансформатора:
Sн=4000 кВА — номинальная мощность;
U1=10 кВ — первичное напряжение;
U2=0,40кВ — вторичное напряжение;
ДРк=33,5 кВт — мощность утрат при маленьком замыкании (утраты в меди);
ДРх=6,4 кВт — мощность утрат при холостом ходе (утраты в стали);
uк=6,5% — напряжение недлинного замыкания;
i0=0,9% — ток холостого хода;
стоимость трансформатора 840000,00 руб.
Для данного трансформатора производятся условия
10,00 (кВ)0,4 (кВ) 4000,00 (кВА)3280,69(кВА)
означает, трансформатор избран правильно.
Проводится технико-экономический расчёт трансформатора:
а) приведённые утраты мощности трансформатора
б) утраты энергии за год
в) стоимость утрат
г) по справочнику (7) найдены серьезные Издержки, равные цены трансформатора К=840000,00 руб
д) амортизационные отчисления
Выбор измерительных трансформаторов
Измерительный трансформатор тока для электроустановок применяется для включения измерительных устройств. Условие выбора трансформатора тока
UнUс,
IнIР,
где Uн — номинальное напряжение измерительного трансформатора, В;
Uс — номинальное напряжение сети, В;
Iн — номинальныйпервичный ток, А;
IР — расчётный ток участка, А.
Для УКН 0,38-600
660,00 (В)380,00 (В)
1000,00 (А)912,69 (А)
Избран трансформатор тока ТНШ-0,66 по справочной литературе (7)
Для УКН 0,38-160
660,00 (В) 380,00 (В)
300,00 (А) 243,38 (А)
Избран трансформатор тока ТНШ-0,66 по справочной литературе (7)
Для УКН 0,38-900 660,00 (В) 380,00 (В)
1500,00 (А) 1369,03 (А)
Избран трансформатор тока ТНШ-0,66 по справочной литературе (7)
Для станочного отделения (без учёта компенсации)
660,00 (В) 380,00 (В)
4000,00 (А) 3792,59 (А)
Избран трансформатор тока ТНШЛ-0,66 по справочной литературе (7)
7. Расчёт токов недлинного замыкания
внутрицеховой сеть шинопровод напряжение
Трёхфазные и двухфазные недлинные замыкания вероятны в всех трёхфазных сетях, однофазные — лишь в сетях с глухозаземлёнными нейтралями.
Расчёт токов недлинного замыкания нужен для:
— выбора электронного оборудования, электронных аппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей и т.д.;
— выбора средств ограничения токов недлинного замыкания;
— проектирования релейной защиты;
— анализа аварий в системе электроснабжения.
В курсовом проекте расчёт токов недлинного замыкания делается для выбора электронной аппаратуры, потому нужно определять лишь значения ударного и установившегося токов трёхфазного недлинного замыкания.
Для данного цеха куцее замыкание может произойти на первом и на крайнем станках всякого шинопровода. означает, расчёт токов недлинного замыкания ведётся для четырёх точек. Для расчёта составляется расчётная схема и по ней составляется схема замещения с активными и индуктивными сопротивлениями. Сопротивления трансформатора тока не учитываются. Расчёт ведётся в именованных единицах, потому что сеть не выше 1000 В.
Набросок 3 — Расчётная схема
Должны быть указаны QF на ШР опосля QF1
Набросок 4 — Схема замещения
Расчёт сопротивлений частей цепи
а) активное сопротивление силового трансформатора
б) реактивное сопротивление силового трансформатора
в) сопротивления шины низкого напряжения до щита реактивное сопротивление шины
г) сопротивления автоматического выключателя на магистральном шинопроводе
xавшм=0,05 мОм — реактивное сопротивление токовой катушки
rавшм=0,05 мОм — активное сопротивление токовой катушки
rк авшм=0,04 мОм — активное переходное сопротивление контактов
д) сопротивления магистрального шинопровода реактивное сопротивление магистрального шинопровода активное сопротивление магистрального шинопровода.
е) сопротивления круговых шинопроводов для четырёх точек недлинного замыкания активные сопротивления круговых шинопроводов.
реактивные сопротивления магистрального шинопровода
ж) сопротивления автоматических выключателей для четырёх точек недлинного замыкания
К1
xавст=0,70 мОм rавст=0,70 мОм
rк авст=0,70 мОм
К2
xавст=0,70 мОм
rавст=0,70 мОм
rк авст=0,70 мОм
К3
xавст=0,50 мОм
rавст=0,40 мОм
rк авст=0,60 мОм
К4
xавст=0,70 мОм
rавст=0,70 мОм
rк авст=0,70 мОм
з) результирующие активные и реактивные сопротивления для четырёх точек недлинного замыкания результирующее активное сопротивление
К1
К2
К3
К4
результирующее реактивное сопротивление
Ударный ток недлинного замыкания от источника
Если то kу=1,17;
если то kу=1,25;
если то kу=1,13;
если то kу=1,27.
Апериодическая составляющая тока недлинного замыкания от мотора
Токи недлинного замыкания в точке недлинного замыкания
К1
К2
К3
К4
Заключение
В данном курсовом проекте «Электронное снабжение отрасли» рассмотрен шлифовальный цех 3. температура окружающей среды цеха равна 20 0С. Грунт, на котором цех размещен — песок с температурой 5 0С. время работы цеха за год — 4500 часов при двухсменном графике работы.
Начальными данными для расчёта электронных нагрузок являются установленная мощность и нрав конфигурации этих нагрузок, определённый технологическим режимом. Для каждой группы электроприёмников были найдены по справочной литературе коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos. Также были выбраны по справочной литературе для станков асинхронные электродвигатели серии 4А.
Вычислены сменная активная Рсм, кВт, и сменная реактивная Qсм, кВАр, мощности за очень загруженную смену. Определены коэффициенты использования средневзвешенные КИСР для каждой группы электроприёмников.
Произведён выбор сечения проводников по нагреву долгим током перегрузки с учётом их проложения в трубах и с учётом температуры среды цеха, для которой поправочный коэффициент КТ (Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта) =1,05, потому что температура среды цеха 20 0С и не является обычной. Также был произведён выбор шинопроводов и учтена их защита от пыльной среды цеха.
В качестве аппаратов защиты были выбраны автоматические выключатели.
Избранные распределительные шинопроводы по условиям долгого тока испытаны на допустимые утраты напряжения с учётом компенсации, где cos=0,9. Шинопровод магистральный при расчёте утрат не учитывался. В обычных режимах работы с учётом способности регулирования напряжения на цеховой подстанции утрата в силовой сети не обязана превосходить 10% от номинального значения согласно ПУЭ. Для шинопровода распределительного ШР1 утрата напряжения составляет 1,94%, для ШР2- 1,91%, что соответствует допустимым значениям.
Произведён выбор компенсирующих устройств, расчёт мощности силового трансформатора и выбор измерительных трансформаторов тока для компенсирующих устройств и для станочного отделения. Опосля выбора компенсирующих устройств и силового трансформатора были произведены технико-экономические расчёты.
Произведён расчёт токов недлинного замыкания.
Выполнена графическая часть работы курсового проекта.
Перечень применяемой литературы
1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных компаний и установок. Москва, «Энергоатомиздат», 1989 г.
2. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных компаний. Томск, «Томский политехнический институт», 2000 г.
3. Нефедов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. Москва, «Высшая школа», 1986 г.
4. Правила устройства электроустановок. М., «Энергоатомиздат», 2003 г.
5. Справочник по проектированию электроснабжения. Москва, «Энергоатомиздат», 1990 г.
6. Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. Москва, «ФОРУМ-ИНФРА-М» 2005 г.
7.Электротехнический справочник. Том 2. Под редакцией И.Н. Орлова. Москва, «Энергоатомиздат», 1986 г.
]]>