Схема электроснабжения цеха. Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха где Iр - расчетный ток, А

30.08.2023

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Обе схемы обеспечивают требуемую надежность электроснабжения ЭП любой категории.

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

Рис. 3.1. Фрагмент радиальной схемы распределения электроэнергии

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

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

Рис. 3.2. Схема с двойными сквозными магистралями

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

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

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

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

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

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

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

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

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

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

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

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

и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике

на всем ее протяжении

Первая буква – состояние нейтрали источника питания относительно земли:

T – заземленная нейтраль;

I – изолированная нейтраль.

Вторая буква – состояние открытых проводящих частей относительно земли:

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

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

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

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

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

N – нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

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

PEN – совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник.

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

и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении

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

защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном

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

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

глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки

заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически

независимого от глухозаземленной нейтрали источника

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

изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства,

имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части

электроустановки заземлены

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

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

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

– основная изоляция токоведущих частей;

– ограждения и оболочки;

– установка барьеров;

– размещение вне зоны досягаемости;

– применение сверхнизкого (малого) напряжения.

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

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

– защитное заземление;

– автоматическое отключение питания;

– уравнивание потенциалов;

– выравнивание потенциалов;

– двойная или усиленная изоляция;

– сверхнизкое (малое) напряжение;

– защитное электрическое разделение цепей;

– изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

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

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

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

При этом должно быть соблюдено условие:

R a I a ≤ 50 B,

где I a – ток срабатывания защитного устройства;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ВВЕДЕНИЕ

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющие высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведётся в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема трансформаторной подстанции описание ее работы. Так же будет произведен расчет выбора наиболее оптимального трансформатора.

Целью курсового проекта является: выбор и обоснование схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта.

Объект исследования: ремонтно-механический цех

Предмет исследования: этапы расчета и выбор системы электроснабжения ремонтно-механического цеха.

Гипотеза: при разработке электрической схемы ремонтно-механического цеха найден оптимальный вариант, обеспечивающий надежную бесперебойную работу электрооборудования с учетом безопасности ее обслуживания.

Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:

Произвести выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции;

Спроектировать однолинейную схему электроснабжения производственного цеха.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Характеристика объекта

Производственный цех занимается изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха входят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 367м 2

Характеристика электрооборудования в табл. 1.1

Таблица 1. 1

№ по плану	Наименование электроприёмников	Р ном, кВт

	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок карусельный с ЧПУ
	Станок фрезерный
	Станок фрезерный
	Станок фрезерный
	Станок фрезерный
	Вентилятор
	Вентилятор
	Кран - балка ПВ = 40%
	Кран - балка ПВ = 40%
	Вентилятор
	Вентилятор

На рис.1.1 представлен план проектируемого цеха

Рис.1.1 План проектируемого цеха

1.2 Описание схемы электроснабжения

Электроснабжение производственного цеха осуществляется от однотрансформаторной подстанции 6/0,4кВ с мощностью трансформатора 160 кВА. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается по кабельной линии ААБ 3х10, проложенной в земле, от вышестоящей двух трансформаторной подстанции 110/6кВ с трансформаторами мощностью 2500кВА каждый, которая запитывается от энергосистемы по одноцепной воздушной линии А-70.

На стороне 6кВ ТП 6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители.

На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены предохранители

3 Конструкция силовой и осветительной сети

Для приема и распределения электроэнергии в производственном цехе установлены распределительные щиты.

Электроприёмники запитываются от ШР проводом, проложенным в трубах

В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители

Освещение цеха выполнено 28-ю светильниками РКУ с ртутными лампами высокого давления мощностью 400Вт

Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5мм² проложенным в трубе

Питание рабочего освещения производится от осветительного щитка ОЩВ-12, в котором в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегруза установлены автоматические выключатели

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

1 Расчёт освещения

Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. Расчет покажем на примере участка I. В качестве источника света примем к установке лампы ДРЛ мощностью 400 Вт

Число источников света определяется по формуле:

где Е норм - нормированная освещённость, Е норм = 300лк - коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1,1

К з - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового потока на освещаемой поверхности, К з = 1,5 - площадь помещения, м²

Ф л - световой поток одной лампы, Ф л = 22000 лм, - коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, лампы, коэффициентов отражения и показателя помещения i

Показатель помещения находим по формуле:

где i - показатель помещения

А - длина помещения, м

В - ширина помещения, м

Н р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м

Для светильника РКУ при ρ n = 50%; ρ c = 30%; ρ p = 10% и i = 1,34 u =0,48

где ρ n - коэффициент отражения от потолка, %

ρ c - коэффициент отражения от стен, %

ρ p - коэффициент отражения от рабочей поверхности, %

определяем по формуле (1) число ламп:=

Находим число светильников аварийного освещения (25% от рабочего):

Устанавливаем 8 светильников в 2 ряда по 4шт в ряду

Для остальных участков расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Наимен. участка	Тип лампы	Площадь участка, м²

2 Расчёт электрических нагрузок

Расчёт ведётся по узлу нагрузки методом упорядоченных диаграмм по следующему алгоритму

а) Все приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы

б) Для каждой группы по находят коэффициент использования Ки, коэффициент активной мощности cosφ и реактивной по формуле:

(2.3)

в) Находим установленную мощность для каждой группы электроприёмников по формуле:

Р уст = N · (2.4)

где N - число приёмников ном - номинальная мощность приёмников, кВт

г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Р см и среднесменную реактивную Q см мощности по формулам:

Р см = К и · Р уст (2.5) см = P см · tgφ(2.6)

д) По данному узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную реактивную мощность: ΣР уст; ΣР см; ΣQ см

е) Определяют групповой коэффициент использования по формуле:

К и.гр = ΣР см / ΣQ см (2.7)

где ΣР см - суммарная среднесменная активная мощность, кВт;

ΣQ см - суммарная среднесменная реактивная мощность, кВар

ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:

где Р ном.max - активная номинальная мощность наибольшего приёмника в группе, кВт

Р ном.min - активная номинальная мощность наименьшего приёмника в группе, кВт

з) Определяют эффективное число приёмников по условию:

если m ≤ 3, n ≥ 4, то n э = n; при m> 3, К и.гр < 0,2, эффективное число приёмников определяют в следующем порядке:

) выбирается наибольший по мощности электроприёмник рассматриваемого узла

) выбираются электроприёмники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприёмника

) подсчитывают их число n′ и их суммарную номинальную мощность Р′ ном

) определяют суммарную номинальную мощность всех рабочих электроприёмников рассматриваемого узла Р ном∑ и их число n

) находят n′ * и Р′ ном* :

′ * = n′ / n(2.9)

Р′ ном* = Р′ ном / Р ном∑ (2.10)

) по n′ * и Р′ ном* определяют n′ э* по графику

) находят n э:

n э = n′ э* · n (2.11)

и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников, коэффициент максимума К м по графическим зависимостям или

к) Определяют расчётную активную мощность по формуле:

Р м = К м · ΣР см (2.12)

л) Определяют расчётную реактивную мощность по формуле:

если n э ≤ 10, то Q м = L м · ΣQ см (2.13)

если n э > 10, то Q м = ΣQ см (2.14)

где L м - коэффициент максимума реактивной мощности, L м = 1,1

м) Определяют полную расчётную нагрузку S м по формуле:

н) Определяем расчетный ток I по формуле:

где U - номинальное напряжение электроприёмников, кВ

Активная расчётная нагрузка освещения определяется по формуле:

Р р.о = К с · Р уст (2.17)

где К с - коэффициент спроса, К с = 0,8

по формуле (2.4):

Р уст = 28 · 0,4 = 11,2 кВт

Р р.о = 0,8 · 11,2 = 8,96 кВт

По формуле (2.3) находим: tgφ = 0,62

по формуле (2.6) находим расчётную реактивную осветительную нагрузку:

Q р.о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр

Полная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП определяется по формуле:

р = √ (P м∑ + Р р.о)² + (Q м∑ + Q р.о)² (2.18)

где P м∑ - суммарная силовая нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВт м∑ - суммарная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП, кВАр

Результаты расчёта для всех узлов нагрузки сведены в табл. 2.2

Таблица 2.2

Наим. узла гр. ЭП

Р уст кВт

Р ном кВт

C osφ tgφ

1) станки фрезерные

2) станок токарный

3) станок карус. с ЧПУ

0,5 1,73

4) кран-балка ПВ=40%

0,5 1,73

На шинах ШР-1

1) станки фрезерные

0,4 2,35

2) Вентиляторы

0,8 1,73

На шинах ШР-2

1) станки токарные

0,4 2,35

2) Вентиляторы

0,8 1,73

3) кран-балка ПВ=40%

0,5 1,73

На шинах ШР-3

Освещение

На шинах 0,38 ТП

2.3 Компенсация реактивной мощности

Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:

ку = α · ΣР расч (tgφ ср.взв -tgφ с) (2.19)

где α - коэффициент, учитывающий возможность компенсации реактивной мощности естественными способами, α = 0,9

ΣР расч - суммарная расчётная активная нагрузка, кВт

tgφ с - коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после компенсации реактивной мощности, по заданию: tgφ с = 0,45.

tgφ ср.взв - средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности, вычисляется по формуле:

(2.20)

где ΣQ расч - суммарная расчётная реактивная нагрузка

Полная расчётная нагрузка на шинах 0,38 кВ трансформаторной подстанции с учётом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:

4 Выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции

Так как электроприёмники производственного цеха относятся к потребителям 3 категории по требуемой степени надёжности электроснабжения, то на подстанции можно установить 1 трансформатор

В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:

вар - 1 X 160 кВА

вар - 2 X 63 кВА

Покажем расчёт на примере 2 варианта

Проверяем трансформаторы по нормальному режиму. Находим

коэффициент загрузки трансформаторов:

(2.22)

где S нагр - полная мощность нагрузки, кВА- число устанавливаемых трансформаторов ном.тр - номинальная мощность одного трансформатора, кВ·А

Проверяем работу трансформаторов в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% 6 часов в сутки в течении 5-ти суток

При отключении одного трансформатора, второй с учётом допустит перегрузки:

4 · 63 = 88,2 кВА

Дефицит мощности составит:

1 - 88,2 = 26,9 кВА

но т.к. электроприёмники являются потребителями 3-ей категории по надёжности электроснабжения, то часть их можно на время аварии отключить

Проверяем работу трансформаторов по экономически целесообразному режиму

Определяем стоимость потерь энергии по формуле:

С n =С о ·N·T м [(ΔР х.х +К и.п ·I х.х ·)+К з 2 ·(ΔР к.з +К ип ·U к ·] (2.23)

где С о - стоимость одного кВт·ч, на текущий 2013г, С о = 0,81 тн/кВт·ч

Т м - число использования максимума нагрузки, ч

К и.п - Коэффициент изменения потерь, К и.п = 0,03 кВт/кВАр

ΔР х.х - потери мощности холостого хода, ΔР х.х = 0,24кВт х.х - ток холостого хода, I х.х = 2,8%

ΔР к.з - потери мощности короткого замыкания, ΔР к.з = 1,28кВт к - напряжение короткого замыкания, U к = 4,5%

Определяем капитальные затраты по формуле:

К = N · С тр (2.24)

где С тр - стоимость трансформатора, С тр = 31 тн

Находим амортизационные затраты С а:

С а = К а · К(2.25)

где К а - коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов К а = 0,12

Находим суммарные ежегодные затраты:

С ∑ = С n + С а (2.26)

Для первого варианта результаты сведены в табл. 2.3

Таблица 2.3

Наименование параметров	Вариант 1 - 1 x 160 кВ·А	Вариант 2 - 2 x 63 кВ·А


ΔР х.х кВт
ΔР к.з кВт



С о, тн/кВт∙ч

Так как С ∑II > С ∑I и К II > К I , то выбираем I вариант - 1 X 160 кВА, как более экономичный

5 Выбор места расположения питающей подстанции

Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:

Х цэн = (2.27)

Y цэн =(2.28)

где Хi - координата i - го электроприёмника по оси абсцисс, м;- координата i - го электроприёмника по оси ординат, м;

Р ном.i - номинальная мощность i - го электроприёмника, кВт.

Расчёт покажем на примере ШР - 1:

Х цэн = = 26,1м цэн == 8,1м

Для остальных расчет аналогичный результаты сведены в таблице 2.4

Таблица 2.4

	Расчётные координаты		Координаты установки

2.6 Расчёт сети 0,38 кВ

цех электроснабжение освещение трансформатор

Выбор аппаратов защиты

Выбор сечения проводника для отдельного электроприёмника покажем на примере токарного станка №13. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

доп ≥ I р (2.29)

где I доп - допустимый ток проводника, определяется сечением

токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А

Расчётный ток определим по формуле:

р =(2.30) р =

данному току соответствует провод АПВ - 2,5 мм² с I доп = 19А

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

∆U доп ≥∆U р (2.31)

где ∆U доп - допустимые потери напряжения, ∆U доп = 5%

∆U р - расчётные потери напряжения, %

∆U р % = (2.32)

где L - длина проводника, км o - активное сопротивление 1км проводника, r o = 3,12Ом/км,

x o - реактивное сопротивление 1км проводника, x o = 3,12Ом/км,

т.к. ∆U р < ∆U доп, то сечение 2,5 мм² соответствует допустимым потерям напряжения. В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:

U ном.пр > U ном (2.33) ном.пр > I р (2.34) пл.вс > I пик / α(2.35)

где U ном.пр - номинальное напряжение предохранителя, В ном.пр - номинальный ток предохранителя, А пл.вс - номинальный ток плавкой вставки, А пик - пиковый ток, А

α - коэффициент, учитывающий условия пуска, α = 2,5

пик = К п ∙ I р (2.36)

где К п - кратность пускового тока по отношению к току нормального режима

К п = 5 пик = 19∙5 = 95А ном.пр > 380В ном.пр > 19А пл.вс > 95/2,5 = 38А

Выбираем предохранитель ПН - 2, I ном = 100А I пл.вс = 40А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:

доп ≥ К з ∙ I з (2.37)

где К з - кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, К з = 1

I з - ток срабатывания защиты, А

т.к. 19 < 1 ∙ 40, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ - 10мм 2 , I доп = 47А

Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1

В соответствии с формулой (2.30) I р = 67,82А. По условию (2.29) выбираем провод АПВ - 25мм 2 ;I доп = 80А

По формуле (2.32) находим:

∆U р % = 0,2%

Провод АПВ-25мм 2 соответствует допустимым потерям напряжения,

т.к. ∆U р =0,2% ≤ ∆U доп =5%

В качестве аппарата защиты устанавливаем предохранитель.

Находим пиковый ток:

пик = I р - К и ∙ I нб + I пуск. нб (2.38)

где I нб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1 пуск.нб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1

По формуле (2.30) находим I нб = 91А, по формуле (2.36) I пуск.нб = 455А пик = 67,82 - 0,13 · 91 + 455 = 511А

По условиям (2.33), (2.34), (2.35) выбираем предохранитель ПН-2 ном.пр =250А, I пл.вс = 250А

Проверяем предохранитель по селективности

Однолинейная схема ШР-1 дана на рис. 2.1

Рис.2.1 Однолинейная схема ШР-1

Предохранитель на вводе не селективен, поэтому выбираем предохранитель ПН-2 I ном.пр = 400А, I пл.вс = 350А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (2.37), т.к.67,82 ≤ 1 ∙ 350, то провод не соответствует аппарату защиты, поэтому выбираем кабель СБ 3·185 + 1·95 с I доп = 340А

С учётом допустимой перегрузки кабель соответствует выбранному предохранителю.

Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.5

Таблица 2.5

проводник		предохранитель
	Кол-во жил

2.7 Расчет сети напряжением выше 1 кВ

Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:

F эк = (2.39)

где j эк - экономическая плотность тока, j эк = 1,7 А/мм 2

В соответствии с формулой (2.30): р = А эк = 9м

Выбираем ближайшее стандартное сечение - 10 мм²

Выбираем кабель ААБ-3х10 мм 2

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к.з

Термически устойчивое сечение к токам к.з определяется по формуле

m.y. = (2.40)

где I ∞ - установившееся значение периодической составляющей тока к.з ∞ = 2850А (см. разд. 2.8)

С - коэффициент, учитывающий разницу теплоты выделенной проводником дои после короткого замыкания, С = 95

t пр - фиктивное время, при котором установившийся ток к.з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное время

при tg = 0,15с, t пр = 0,2с, при β ’’ =2 т.y = 2850 · = 13

Кабель ААБ 3 х 10 термически устойчив к токам короткого замыкания

Окончательно выбираем кабель ААБ 3 х 10

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Расчёт проводим в относительных единицах при базисных условиях. В соответствии с заданием и результатами проектирования составляем расчётную схему и схему замещения. Расчётная схема дана на рис.2.2, схема замещения на рис.2.3

Рис. 2.2 Расчетная схема Рис.2.3 Схема замещения

Примем, что базисная мощность Sб = 100МВА, базисное напряжение Uб = 6,3кВ

Сопротивление воздушной линии находится по формуле:

Х вл*б =(2.41)

где U ном.ср - среднее номинальное напряжение ступени, кВ

Х вл*б = 0,4 · 35 · 100/115² = 0,11Ом

Сопротивление трансформатора находится по формуле:

тр.б =* (2.42) тр.б =* = 4,2Ом

Определяем реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (2.41):

Х кл*б = = 0,28 Ом

Находим активное сопротивление кабельной линии по формуле

(2.43) кл*б = = 7,97

Используя признаки параллельного и последовательного соединения сопротивлений, находим активное и индуктивное результирующие сопротивления:

Х рез*б = 0,11+2,1+0,28 =2,49 рез*б = 7,97

т.к= рез*б = 8,35

Определяем ток короткого замыкания по формуле:

где I б - базисный ток, кА

По формуле (2.14) находим базисный ток:

I б = = 9,16кА

I к.з. = = 1,1кА

Определяем ударный ток:

у = (2.45) у = 2,55 ∙ 1,1 = 2,81кА

Находим мощность короткого замыкания:

к.з. = (2.46) к.з. = = 11,98 МВА

9 Выбор оборудования подстанции

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

ном.р > U ном. (2.47) ном.р > I расч. (2.48) а. ≥ i y. (2.49)

I t ² ∙ t> I к 2 ∙ t пр (2.50)

где U ном.р - номинальное напряжение разъединителя

I ном.р - номинальный ток разъединителя а - амплитудное значение предварительного сквозного тока к.з t - предельный ток термической стойкости- время, в течении которого разъединитель выдерживает предельный ток термической стойкости

Номинальные данные разъединителя находим по

Выбор выключателя производим по следующим условиям:

ном.в = U ном (2.51) ном.в > I р (2.52) а. ≥ i y (2.53) t ² ∙ t > I к 2 ∙ t пр (2.54) отк > I к (2.55) отк ≥ S к (2.56)

где U ном.в - номинальное напряжение выключателя, кВ ном.в - номинальный ток выключателя, А отк - номинальный ток отключения выключателя, кА отк - мощность отключения выключателя, МВА

отк = ∙ I отк ∙ U ном.в (2.57)

Номинальные данные масляного выключателя находим . Результаты выбора представлены в табл. 2.6

Таблица 2.6

3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА

1 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

Для безопасного проведения работ должны выполняться следующие организационные мероприятия:

назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ;

выдача наряда и распоряжения;

выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск;

подготовка рабочего места и допуск;

надзор при выполнении работы;

перевод на другое рабочее место;

оформление перерывов в работе и её окончание.

Все работы, как со снятием напряжения, так и без него вблизи или на токоведущих частях должны выполняться по наряду-допуску или по распоряжению, поскольку обеспечение их безопасного выполнения требует специальной подготовки рабочего места и выполнения определённых мер. Исключение составляют кратковременные и небольшие по объёму работы, выполняемые дежурным или оперативно-ремонтным персоналом в порядке текущей эксплуатации. Их продолжительность не должна превышать 1 ч.

Подготавливающим рабочее место и допускающим может быть один работник.

Нарядом является составленное на специальном бланке задание на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время её начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы. Наряд может быть выдан на срок до 15 суток.

Распоряжение является заданием на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время, меры безопасности лиц, которым поручено её выполнение. Распоряжение может быть устным и письменным, оно имеет разовый характер. Работы продолжительностью до 1 ч разрешается выполнять по распоряжению ремонтному персоналу под надзором дежурного или лица из числа оперативно-ремонтного персонала, а также самому дежурному или оперативно-ремонтному персоналу. При этом старшее лицо, выполняющее работу или ведущее надзор, должно иметь квалификационную группу IV в электроустановках напряжением выше 1000 В. Если продолжительность этих работ свыше 1 ч или они требуют участия более трёх человек, то они оформляются нарядом.

Выдающий наряд, распоряжение устанавливает возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных лиц, а также за соответствие выполняемой работе групп по электробезопасности перечисленных в наряде работников. Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из административно-технического персонала предприятия и его структурных подразделений, имеющим группу V.

Руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, полноту и качество инструктажа бригады, проводимого допускающим и производителем работ, а также организацию безопасного ведения работы. Руководителями работ должны назначаться инженерно-технические работники с группой V.

Лицо, дающее разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск, несёт ответственность за достаточность предусмотренных для работы мер по отключению и заземлению оборудования и возможность их осуществления, а также за координацию времени и места работы допускаемых бригад. Давать разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск имеют право работники из дежурного персонала с группой IV в соответствии с должностными инструкциями, а также работники из административно-технического персонала, уполномоченные на это указанием по предприятию.

Лицо, подготавливающее рабочее место, отвечает за правильное и точное выполнение мер по подготовке рабочего места, указанных в наряде, а также требуемых по условиям работы (установка замков, плакатов, ограждений).

Подготавливать рабочие места имеют право дежурный или работники из оперативно-ремонтного персонала, допущенные к оперативным переключениям в данной электроустановке.

Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа. Допускающий должен назначаться из дежурного или оперативно-ремонтного персонала. В электроустановках выше 1000В допускающий должен иметь группу IV. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках выше 1000В, должен иметь группу IV. Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами работников, не имеющих права самостоятельно работать в электроустановках. Наблюдающими могут назначаться работники с группой III.

Каждый член бригады обязан выполнять правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования местных инструкций по охране труда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проектировании ремонтно-механического цеха получены следующие результаты:

1. Выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения

2. В соответствии с силовой и осветительной нагрузками с учетом экономических показателей для электроснабжения производственного цеха необходимо установить на питающей подстанции 6/0,4кВ один трансформатор мощностью 160кВА

Силовые сети 0,38кВ целесообразно выполнить кабелем марки ААБ, проложенным по кабельным конструкциям, и проводом АПВ, проложенным в трубах в полу

В качестве аппарата защиты необходимо выбрать предохранители

5.Приведены организационно технические мероприятия по охране труда при проведении работ в электроустановках до 1 кВ

Результаты проектирования даны в таблице:

Наименование электрооборудования

Марка Тип

Единица измерения

Количество

Разъединитель трёхполюсной

Выключатель масляный

ВММ-10-320-10тз

Трансформатор масляный мощностью 160Кв*А

Предохранитель

тоже I ном =600А I пл.вс =500А

тоже I ном =250А I пл.вс =200А

тоже I ном =250А I пл.вс =120А

тоже I ном =100А I пл.вс =80А

тоже I ном =100А I пл.вс =50А

тоже I ном =100А I пл.вс =40А

тоже I ном =100А I пл.вс =30А

Кабель на напряжение 6Кв Сечением 3/10мАПВ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения

В цехе размещены вентиляторы, насосы, станки, мостовые краны, автоматические линии, транспортеры, машины дуговой сварки и электропеч и сопротивления. Перечень электрооборудования, размещенного в цехе, его установленная мощность, количество приведены в таблице 1.1.

В цехе имеются потребители с длительным и повторно-кратковременным (ПКР) режимами работы.

ПКР - это режим, при котором температура за время включения повышается, за время пауз снижается, однако, нагрев за время цикла этого электроприемники не достигает установившейся температуры, а за время паузы температура не достигает температуры окружающей среды.

Продолжительность включения для ПКР:

где tц < 10 мин - среднее время цикла.

В ПКР работают электродвигатели мостовых кранов и машины дуговой сварки (данный режим изображен на рисунке 1 (б));

Длительный режим - это режим, при котором температура ЭП возрастает по экспоненте и через определённое время достигает установившегося значения.

ЭП продолжительного режима работы характеризуются коэффициентом включения:

В длительном режиме работают электроприводы насосов, вентиляторов и станков.

Таблица 1.1 - Ведомость электрических нагрузок цеха

	Наименование механизма или агрегата		Руст, кВт
	Станок фрезерный
	Станок токарный
	Автоматическая линия
	Вентилятор

	Автоматическая линия
	Машина дуговой сварки
	Индукционная печь
	Электропечь сопротивления
	Мостовой кран
	Транспортер

Литейный цех необходимо отнести к потребителям I категории, перерыв в электроснабжении которых может повлечь опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного технологического процесса производства.

Потребители электрической энергии I категории должны иметь два источника питания и АВР (автоматическое включение резерва) на секционном выключателе.

2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения

Цеховую сеть можно выполнить на напряжение 220 и 380 В.

Напряжение 660 В должно применяться на предприятиях где имеется большое количество электродвигателей в диапазоне мощностей 200 - 600 кВт. Перевод питания электроприёмников с напряжения 380 В на 660 В снижает затраты на сооружение низковольтной кабельной сети примерно на 30% и сокращает потери электроэнергии в этой сети в 1,3-1,4 раза. Внедрение напряжения 660 В обеспечивает снижение капитальных затрат относительно общей стоимости электроустановок стоящего предприятия на 0,5-1,5%.

В рассматриваемом цехе максимальная мощность электродвигателя 75 кВт, поэтому эффективность внедрения напряжения 660 В незначительна.

Для установленных потребителей электроэнергии цеха основным напряжением питания является напряжение 380 В. Питание освещения осуществляется напряжением 220 В.

Таким образом, в качестве основного напряжения в цехе выбирается напряжение 380/220 В.

Осветительная и силовая нагрузки будут питаться от общих цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ.

3 Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры

Согласно ПУЭ для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, независимо от их мощности рекомендуется применять электродвигатели синхронные или асинхронные с короткозамкнутым ротором. Обычно для одного цеха выбирают двигатели одной серии.

Выбираем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии АИР напряжением 380 В, так как они просты в исполнении, дешевы и не требуют регулирования частоты вращения.

Серия АИР охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт. Двигатели выпускаются на частоты вращения 3000, 1500, 1000, 750, 600 и 500 об/мин.

Двигатели этой серии предназначаются для общего применения в промышленности в условиях умеренного климата, в невзрывоопасной среде, не содержащей агрессивных газов и паров, разрушающих металлы и изоляцию, и токопроводящей пыли. Двигатели серии АИР предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц. Они могут эксплуатироваться при отклонениях напряжения сети от номинального в пределах -5 - +10% и отклонениях частоты на 2,5% от номинального значения.

Для крана принимаем асинхронные двигатели серии 4MTF (с фазным ротором), 4MTKF (с короткозамкнутым ротором). Это двигатели повторно-кратковременного режима работы. Применяются на кранах с тяжелыми условиями работы. Основной режим работы ПВ 25%.

Условия выбора электродвигателей:

Выбор пусковой и защитной аппаратуры производим по выражению (3.2):

где - номинальный ток расцепителя, А;

Номинальный ток электродвигателя, А.

Величины, приведённые в каталогах на асинхронные электродвигатели, связаны между собой следующими зависимостями:

где - номинальная мощность, кВА;

Номинальный ток, А;

Номинальная мощность, кВт;

Номинальный коэффициент мощности;

КПД при номинальных нагрузке и параметрах

Типы двигателей и их технические характеристики приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. - Выбор двигателей для электроприемников

Название ЭП

Кол.

Р,

Данные электродвигателей

Тип двигателя

U,

з,

Станок токарный

Станок фрезерный

Автоматическая линия

Вентилятор

Автоматическая линия

Мосто-вой

подъем груза

передвиж. тележки

передвиж. крана

Транспортёр

АИР180М2У3

Асинхронный

Унифицированная серия (Интерэлектро)

Привязка к установочно-присоединительным размерам

Высота оси вращения, мм

Установочный размер по длине станины

Число полюсов

Модификация со встроенной температурной защитой

Выберем электродвигатель, пусковую и защитную аппаратуру для станка токарного, P=18кВт.

Из выбираем АД АИР180S4 с Рн=18,5 кВт; cos=0,85; =90%;

n =1500 об/мин.

Рассчитаем по выражению (3.5):

.

В качестве пусковой и защитной аппаратуры будем использовать продукцию немецкой компании ABB. Все изделия выполнены и проверены согласно последним национальным и международным стандартам. Превосходят существующие аналоги в технических характеристиках, функциональности, коммутационной возможности, легкости эксплуатации и установки.

Выбираемая аппаратура осуществляет следующие виды защит:

Защита двигателей осуществляется автоматическими выключателями серии MS. Автоматы для защиты электродвигателей ABB серии MS -- предназначены для защиты двигателей от короткого замыкания и перегрева обмотки.

-- характеристика срабатывания MS соответствует характеристике D, что позволяет автомату не реагировать на пусковые токи.

-- плавная регулировка тепловой уставки позволяет более точно настроить автомат на требуемую величину тока с целью предотвращения перегрузки и сгорания двигателя.

-- клеммы защищены от случайного прикосновения, а конструкция моноблока гарантирует максимальную оперативную безопасность.

-- крепление автомата осуществляется на DIN-- рейку.

-- глубина защиты электродвигателя может быть повышена за счет отдельно поставляемых быстромонтируемых элементов -- независимого расцепителя и реле минимального напряжения.

-- могут использоваться как обычные автоматические выключатели в распределительных устройствах широкого применения при индуктивном характере цепей потребителей.

В связи с тем, что автоматические выключатели имеют регулируемую уставку срабатывания, нет необходимости дублировать их тепловыми реле.

Заносим результаты в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор аппаратуры защиты и управления

Наименование технологического оборудования.	Электродвигатели или электроприемники	Аппарат защиты	Аппарат управления
		Мощность Рном, кВт	номинальный ток	количество п, шт.	Выключатель	номинальный ток выключателя	номинальный ток расцепителя	Контактор, пускатель	номинальный ток по АС-3, Iн, А

Станок токарный
Станок фрезерный
Автоматическая линия
Вентилятор

Автоматическая линия
Машина дуговой сварки
Электропечь сопротивления
Подъем груза
Перед. тележки
Перед. крана
Индукцион. печь
Транспортёр

4 Расчет электроосвещения

4.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха

электроприемник электроснабжение цех напряжение

В заданном литейном цехе производится обработка литья на металлорежущих фрезерных и токарных станках работа на таком оборудовании относится к высокой точности (разряд IIIб), и большинство операций следует производить при комбинированном освещении.

Минимальная освещённость при комбинированном освещении для разряда зрительных работ IIIб составляет 1000 лк. При этом освещённость от общего освещения в системе комбинированного - 300 лк .

Все места в заданном цехе имеют местное освещение.

При выборе источников света для общего освещения учитывается высота помещения, среда, категория помещения. Поскольку помещение литейного цеха является помещением средней высоты (по заданию h = 10м), то наиболее экономичной является установка ламп ДРИ. Данному источнику света соответствует светильник типа ГСП.

Характер зрительных работ и условия среды допускают использование закрытых светильников со степенью защиты IP50 и выше.

Выбираем светильники типа ГСП 51 «Гермес» производства

Характеристики светильника ГСП 51 Гермес:

-- номинальное напряжение 220 V;

-- степень защиты: IP54 (пыле-брызгозащищеные);

-- источники света: - металлогалогенная элипсоидная лампа (ДРИ), цоколь Е40 (мощность 250-400 Вт) ;

-- тип монтажа: подвесной;

-- климатическое исполнение У1.

Также в цехе предусмотрена система аварийного освещения. Наименьшая освещённость рабочих поверхностей производственных помещений к территории предприятий, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна составить 5 - 10 % от освещённости рабочего освещения при системе общего освещения. Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади цеха принимаем равномерное размещение светильников. Светильники располагаются рядами параллельно продольной оси цеха. Для снижения пульсаций светового потока в каждой точке устанавливаем по три светильника.

Аварийное освещение выполняем лампами накаливания со светильниками НСП.

4.2 Выбор типа и мощности источника света

Исходные данные:

- длина цеха а = 168 м;

- ширина цеха b = 96 м;

- высота цеха hц = 10 м;

- напряжение системы освещения U = 220 В;

- минимальная освещенность ЕРАБ = 300 лк.

4.2.1 Расчёт рабочего освещения

Т.к. высота цеха 10 м целесообразно использовать ртутные лампы высокого давления типа ДРИ 400-5 со светильниками ГСП51-400-001/003 с КСС Д.

Располагаем светильники в шахматном порядке, при этом с целью снижения пульсаций светового потока, характерных при использовании этого типа ламп, в каждой точке устанавливаем по 2 светильника.

Высота подвеса светильников: HП = h - hС,

где h - высота цеха, м;

h` = 1,8 - расстояние от светильника до перекрытия (свес), м

HП = 10-1,8 = 8,2 м.

Расчетная площадь цеха: S = L·b = 168·96 =16128 м2

Намечаем количество ламп: шт.

Отношение потока, падающего на освещаемую поверхность ко всему потоку ламп, называется коэффициентом использования Ки. Зависимость Ки от площади помещения, высоты и формы учитывается индексом помещения i.

Индекс помещения:

,

где S - площадь цеха, м2;

L - длина цеха, м;

b - ширина цеха, м.

При i = 7,45 и пот=0,5, ст=0,5, пол=0,3 имеем Ки=0,95 .

Световой поток одной лампы:

лм

где КЗ=1,5 - коэффициент запаса для вспомогательных помещений с нормальной средой и помещений жилых и общественных зданий для люминесцентных ламп;

КИ=0,95 - коэффициент использования осветительной установки;

n=161 - ориентировочно выбранное число ламп в цехе;

z=1,15 - поправочный коэффициент, учитывающий отношение между Еmin и Еmax.

Выбираем лампу ДРИ 400-5, т.к. она является наиболее мощной лампой устанавливаемой в светильниках ГСП.

Принимаем световой поток лампы ДРИ 400-5 Фл=35000 Лм.

Корректируем количество светильников в цехе:

Принимаем n = 252 лампы.

Окончательно принимаем светильники типа ГСП51-400-001/003 с лампами ДРИ 400-5 с мощностью одной лампы 400 Вт со световым потоком 35000 Лм. Составляем окончательный план цеха, на который наносим светильники и питающие сети рабочего освещения.

При количестве ламп ДРИ 400-5 равном 252 шт., в цехе создается следующая освещенность:

Таким образом, данное количество ламп создает требуемую освещенность.

4.2.2 Расчёт аварийного освещения

Аварийное освещение составляет 5-10 % от рабочего

Еав = 30 лк; Ки=0,95; Кз=1,3; Фл=18600 лм.

шт.

Принимаем 40 светильников. Выбираем лампу накаливания Г215-225-1000 со светильником НСП-17. Световой поток лампы Фл=18600 лм.

лк

Таким образом, данное количество ламп создает требуемую аварийную освещенность.

4.3 Выбор кабелей, питающих щитки освещения

Условие выбора сечения кабелей имеет вид:

IР < IД.Д, (4.1)

где IР - расчётный ток, А;

IД.Д - допустимая длительная токовая нагрузка на кабель. Для невзрывоопасных помещений

IД.Д = IН.Д, (4.2)

где IН.Д - длительно допустимый ток для кабелей при нормальных условиях прокладки, .

4.3.1 Выбор кабеля, питающего щиток рабочего освещения

Выбираем кабель, питающий щиток рабочего освещения основного помещения кузнечного цеха.

Расчётная нагрузка внутреннего освещения здания РР определяется по установленной мощности освещения РУ и коэффициенту спроса kС:

РР = РУ * kС, (4.3)

Установленная мощность РУ определяется суммированием мощности ламп всех стационарных светильников, при этом для учёта потерь в пускорегулирующих аппаратах газоразрядных ламп ДРИ умножаем на 1.1:

РУ = n * РЛ * 1.1,

где n - количество ламп, шт.

РЛ - номинальная мощность лампы, Вт.

k с = 0.9 ,

РУ = 2524001.1 =110440Вт,

РР = 1104400.9 =99396 Вт,

QР = РР * tg ц = 99396*1.44 = 143130.24 ВАр,

где tg = 1.44 для ламп ДРИ .

,

Определяем расчетный ток для выбора проводов:

,

где Uном = 380 В - номинальное напряжение сети.

Выбираем кабель марки АВВГ.

Принимаем пятижильный провод АВВГ (5х120 мм2) с Iн.д= 295 А.

4.3.2 Выбор кабеля, питающего щиток аварийного освещения

Определяем установленную мощность ламп:

Ру = 401000 = 40000 Вт.

Определяем расчётную нагрузку:

Рр = Ру · Кс =40000 0,9 = 36000 Вт,

где Кс = 0,9 .

Qр = Рр · tg ц = 36000·0,33 = 11880 вар,

где tg = 0,33 для ламп накаливания .

Определяем полную мощность рабочего освещения:

.

Определяем расчётный ток для выбора проводов:

,

Принимаем кабель АВВГ (5х25мм2) пять жил.

Iн.д= 70 А > IР=57.59А

Результаты расчета сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Выбор кабелей для щитков освещения

4.4 Выбор схемы питания осветительной установки

Питание электрического освещения производится от общих для осветительных и силовых нагрузок трансформаторов с низшим напряжением 0,4 кВ (напряжение сети 380/220 В).

Для питания ламп применяется провод АВВГ.

Для распределения электроэнергии рабочего и аварийного освещения, а также для защиты сетей от токов короткого замыкания применяем компактные распределительные щиты. Для аварийного и на отходящих линиях рабочего освещения используем модульными автоматическими выключателями АВВ. В качестве вводного выключателя рабочего освещения выбираем модульный автоматический выключатель АВВ TMAX.

Схема питания осветительной установки показана на рисунке 4.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Осветительная сеть цеха предусматривает наличие одного группового щитка, к которому групповыми линиями присоединяются светильники. В случае аварийного прекращения действия рабочего освещения предусмотрено аварийное освещение, обеспечивающее возможность продолжения работы и безопасную эвакуацию людей из цеха.

Светильники аварийного освещения автоматически включаются при аварийном отключении рабочего освещения.

Управление рабочим освещением осуществляется автоматическими выключателями, установленными на групповом щитке. Для удобства эксплуатации и безопасности производства ремонтных работ и замены отдельных элементов схемы электроосвещения необходимо предусмотреть возможность отключения группового щитка. Эту функцию выполняет выключатель.

4.5 Выбор типа и расположения группового щитка, компоновка сети и её выполнение

Для аппаратов аварийного и рабочего освещения в качестве осветительных щитков используем щитки АВВ типа SRN.с монтажной платой Они удобны в эксплуатации и имеют компактные геометрические размеры.. Имеют степень защиты IP 65.

4.5.1 Выбор аппаратов рабочего освещения

Светильники рабочего освещения разделены на 8 рядов (рисунок 4.2).

В ряду 1 - на фазу А В С присоединяют 10 ламп

в ряду 2 - на фазу А присоединяют 11 ламп, В-11,С-10

в ряду 3- на фазу А присоединяют 11 ламп, В-10,С-11

в ряду 4- на фазу А присоединяют 10 ламп, В-11,С-11.

в ряду 5- на фазу А присоединяют 11 ламп, В-11,С-10

в ряду 6- на фазу А присоединяют 11 ламп, В-10,С-11

в ряду.7- на фазу А присоединяют 10 ламп, В-11,С-11

в ряду 8 - на фазу А В С присоединяют 10 ламп;

Определяем расчетную мощность фазы А в одном ряду светильников:

Рнбз = Рл · n · kс,

где Рл - мощность одной лампы, Вт;

kс = 1,1 - поправочный коэффициент на расход мощности ПРА.

Рнбз = 400·11·1,1 =4840 Вт.

Определяем расчётный ток

где UФ = 220 В - фазное напряжение;

сosц = 0,8 - для ламп ДРИ .

Для рабочего освещения выбираем провод АВВГ 5х6, с Iном=32 А . Для распределения электроэнергии и защиты сетей от токов короткого замыкания применяем автоматические выключатели.. Количество выключателей на фидерах - 8 трёхполюсных. Выключатели на отходящих линиях S203 32A Iн.в.= 32А.

4.5.2 Выбор аппаратов аварийного освещения

Определяем расчётную мощность наиболее загруженной фазы в одном ряду.

В ряду 1 - на фазу А В присоединяют 2 лампы, на фазу С присоединяют 1 лампу

в ряду 2 - на фазу А -2,В-1 ,С-2;

в ряду 3 - на фазу А-1, В-2, С-2;

в ряду 4 - на фазу А-2, В-2, С-1.

в ряду 5 - на фазу А-2, В-1, С-2;

в ряду 6 - на фазу А-1, В-2, С-2;

в ряду 7 - на фазу А-2, В-2, С-1.

в ряду 8 - на фазу А-2, В-1,С-2 ;

Таким образом, наиболее загружена фаза А.

Рнбз = ?Рл · n,

где РЛ - мощность одной лампы, Вт;

n - количество светильников на фазе, шт;

РНБЗ=1000*2=2000 Вт.

Определяем расчётный ток для наиболее загруженной фазы

где UФ=220 В - фазное напряжение;

Cosц=0,95 - для ламп накаливания .

Для аварийного освещения выбираем кабель АВВГ 5*2,5 с Iном=23А .

Для распределения электроэнергии и защиты сетей от токов короткого замыкания применяем автоматические выключатели. Расчётный ток нагрузки: IР=57,59 А.

Количество выключателей на фидерах - 8 трёхполюсных. Выключатели на отходящих линиях S203 10A Iн.в.= 10А.. Вводной выключатель S203 63A , Iн.р. =63 А.

Выбранное оборудование сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Осветительные токопроводы и групповые щитки

Помещение (вид освещения)	Групповой щиток	Токопровод
		Фидерные выключатели	Вводной выключатель

Основное (рабочее)	SRN6420
Основное (аварийное)	АВВ «Europa»

План расположения светильников представлен на рисунке 4.2.;

На плане показаны:

- Светильник ГСП18-400-07 с лампами ДРИ 400-5 рабочего освещения

- Светильник НСП-17 с лампой накаливания Г 215-225-1000 аварийного освещения

- Щит рабочего освещения

- Щит аварийного освещения

- Сеть и аварийного рабочего освещения

5 Расчет электрических нагрузок

5.1 Расчет сварочной нагрузки методом эффективных мощностей

Расчёт ведём по формуле:

, (5.1)

где S ном - мощность сварочного трансформатора (из задания), кВА;

ПВ - продолжительность включения, %;

Находим активную и реактивную нагрузки:

, (5.2)

где cos ц = 0,5 , откуда tg ц = 1,73

Рр.д.с.= 91,40,5 =45,7 кВт;

Qр.д.с. = 45,71,73 =79,06 кВАр

Рассчитываем ток:

, (6.3)

5.2 Расчет электрических нагрузок индукционной электропечи

где cos ц = 0,95 , откуда tg ц = 0,32

Ри.п = 70 0,95 =66,5кВт;

Qи.п. = 66,50,32 =21,28кВАр (5.3)

5.3 Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Разбиваем все электроприёмники по группам со сходными характеристиками. Для каждой группы электроприёмников определим активную нагрузку по формулам:

(5.4)

(5.5)

Для приёмников, работающих в ПКР:

, (5.6)

Результаты расчётов приведены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Расчёт средней нагрузки за максимально загруженную смену

Наименование	Кол	PНОМ,	КИ,

Станок токарный
Станок фрезерный
Автоматическая линия
Вентилятор

Автоматическая линия
Электропечь сопротивления
Мостовой кран (5 т)
Транспортер

(5.7)

где n - число всех электроприёмников;

. (5.8)

так как nэф>10, то коэффициент максимума

. (5.9)

(5.10)

Полная расчётная нагрузка

. (5.11)

Расчётная величина тока:

. (5.12)

5.4 Распределение нагрузки по шинопроводам

Распределим электроприёмники цеха по шинопроводам. Расчёт ведём по формулам:

Среднесменная нагрузка:

(5.17)

(5.18)

где n - число электроприёмников в группе;

К - число групп электроприемников;

Ки.i - коэффициент использования электроприемников;

Рном i - номинальная мощность электроприемников i-ой группы;

tgцi - коэффициент мощности электроприемников.

Находим групповой коэффициент использования:

, (5.19)

где ni - число электроприёмников в группе.

Эффективное число электроприёмников:

. (5.20)

Определяем коэффициент максимума:

(5.21)

Расчётные максимумы активной и реактивной нагрузки:

(5.22)

Полная расчётная нагрузка

. (5.23)

Расчётная величина тока:

. (5.24)

Результаты распределения электроприёмников по шинопроводам приведены в таблице 5.2. План цеха с расположением шинопроводов показан на рисунке 5.2.

Таблица 5.2 - Распределение электроприемников по ШРА

Шинопровод

Наименование электроприёмника

Станок токарный

Вентилятор

Автоматич.линия

Транспортер

Станок токарный

Станок фрезерный

Вентилятор

Эл.печь сопротивления

Транспортер

Мостовой кран

Станок токарный

Станок фрезерный

Автоматич.линия

Станок фрезерный

Вентилятор

Машина дуговой сварки

Станок токарный

Станок фрезерный

Автоматическая линия

Вентилятор

Мостовой кран

Рисунок 5.2 - План цеха с расположением шинопроводов

5.4 Выбор распределительных шинопроводов

Выбор шинопроводов выполняется по условию:

Iр < Iном, (5.25)

где Iр - расчетный ток, А;

Iном - номинальный ток шинопровода, А .

Для примера выберем распределительный шинопровод для ШРА-1:

Расчётный ток первой группы электроприёмников равен Iр = 120,77А.

Используем шинопровод Zucchini -- оптимальный вариант для создания магистралей электропитания практически на любом объекте. Он легко и быстро монтируется из готовых заводских модулей, как конструктор собирается монтажником, прошедшим минимальный инструктаж. Шинопровод Zucchini - самонесущая конструкция, на которую сразу устанавливается необходимая электроарматура. Основные преимущества шинопроводов Zucchini: пожаробезопасность, небольшие размеры, возможность многоканального использования, длительный срок эксплуатации.. Шинопровод для распределения электроэнергии малой и средней мощности, габариты 39x97 мм, номинальный ток 160A с отводами с обеих сторон, кожух - PE проводник.

Стандартная степень защиты IP40 (IP55 - с дополнительными аксессуарами).

Данная линейка включает: торцевые блоки подачи питания, 3-, 2-, 1-метровые и нестандартные заказные прямые элементы, горизонтальные/вертикальные углы, отводные блоки с устройствами разъединения/защиты (плавкие предохранители, рубильники) и крепежные принадлежности (кронштейны).

Выбираем распределительный шинопровод MINI SBARRA с номинальным током

Iном = 160 А.

Iр = 120,77 А < Iном = 160А.

Условие выполняется, следовательно, шинопровод выбран правильно. Выбор шинопроводов сводим в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 - Выбор шинопроводов

Группы электроприёмников	Тип шинопровода	Кабель
		АВВГ (4х120)
		АВВГ (4х120)
		АВВГ (4х120)
		АВВГ (4х120)
		АВВГ (4х120)

5.5 Ответвления к электроприемникам

Участок электросети, питающий отдельный приёмник электроэнергии, называется ответвлением. Ответвления к электроприёмникам от шинопроводов выполняем кабелем АПВ в трубе, для машин дуговой сварки - кабелем АВВГ (согласно ПУЭ в производственных помещениях при наличии опасности механических повреждений в эксплуатации, прокладка небронированных кабелей допускается при условии их защиты от механических повреждений). Выбор сечения проводов и кабелей выбираем по условию допустимого нагрева:

Iр< Iдд, (5.26)

где Iдд - допустимая длительная токовая нагрузка на провод (кабель), А

Iдд = Кп Iнд = 1 · Iнд (5.27)

Для ответвлений к отдельным электроприемникам длительного режима работы в качестве расчётного тока принимаем номинальный ток электроприёмника:

Iном. эп Iнд (5.28)

Для примера выберем провода, питающие насос P=8,5кВт:

Выбираем четырехжильный провод АПВ (4х2,5) с Iнд =19 А . Проводим проверку по условию Iном. эп Iнд:

Iном. эп = 16.9А Iнд = 19 А,

провод проходят по длительно допустимому току нагрева. Выбранные провода сводим в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 - Выбор проводов и кабелей к потребителям

	Электроприёмники		Марка кабеля
	Станок токарный
	Станок фрезерный
	Автоматическая линия
	Вентилятор

	Автоматическая линия
	Машина дуговой сварки
	Электропечь сопротивления
	Индукционая печь
	Транспортер

5.4 Выбор троллейных линий

Выбираем троллейную линию для мостового крана с повторно - кратковременным режимом работы грузоподъёмностью 5 т. На кране установлены три двигателя с фазным ротором из серии MTF. Обычно в работе одновременно находится не более двух двигателей. Принимаем наиболее тяжелый режим, когда в работе одновременно находятся два наиболее мощных крановых двигателя с номинальной мощностью 12 кВт и 7,5 кВт.

Параметры двигателей: 1 = 83,5 %, cos 1 = 0,73, Рном1 = 12 кВт, 2 = 77 %,

cos 2 = 0,7, Рном2 = 7,5 кВт.

Активная мощность:

Реактивная мощность:

Расчетный ток одного крана:

Выбираем троллейный шинопровод ШТР4 - 100 с Iном = 100 А .

6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

Т.к. по составу и характеру нагрузки электропотребителей цех относится к первой категории по бесперебойности электроснабжения, необходимо установить двухтрансформаторную подстанцию.

Мощность трансформаторов ТП цеха определяется по формуле:

где Sр.ц - полная расчётная мощность цеха, кВА;

n - количество трансформаторов, шт.;

вт - коэффициент загрузки трансформаторов.

Принимаем вт = 0,8 (для потребителей первой категории по бесперебойности электроснабжения) .

где Рмц, Qмц - максимальные расчётные (активная и реактивная) мощности силовой нагрузки цеха, кВт, квар;

Рро, Qро - расчётная (активная и реактивная) мощности освещения, кВт, квар;

Рсв, Qсв - расчётная (активная и реактивная) мощности сварочных установок, кВт, квар;

Максимальные расчётные мощности силовой нагрузки цеха:

Рмц = 596,47 кВт,

Qмц = 309,95 квар.

Расчётная мощность освещения:

Рро = 135,39 кВт,

Qро = 155,01 квар.

Расчётная мощность сварочных установок:

Рсв = 112,2 кВт,

Qсв = 100,34квар.

Полная расчётная мощность цеха:

Мощность трансформаторов цеха:

На основании Sтр выбираем два трансформатора ТМЗ - 630/10 .

Таблица 6.1.- Справочные данные трансформаторов.

Тип трансформатора	Напряжение,кВ	Потери, кВт

Фактический коэффициент загрузки:

Выбранная ТП располагается в помещении цеха. Подстанция кроме двух трансформаторов содержит вводные шкафы на напряжение 10 кВ и комплектные распределительные шкафы, при помощи которых собрана схема КРУ напряжением 0,4 кВ.

7 Выбор схемы электроснабжения

Рассмотрим проблему осуществления внутреннего электроснабжения цеха, а именно: расположение трансформаторной подстанции ТП-10/0,4 кВ; тип питающей сети 0,4 кВ и ее исполнение. Во-первых, следует заранее оценить внутреннюю среду цеха (ее агрессивное воздействие на электрооборудование и сети) и тип производства, осуществляющегося в данном цеху (взрыво- и пожароопасность). По заданию среда внутри цеха - нормальная, производство - механическое. Данное производство относится к первой категории бесперебойности питания. Для питания силовой нагрузки цеха, на основании этого, выбирается магистральная схема электроснабжения, т.к. шинопроводы проектируются для нормальной среды.

Электроснабжение выполняется магистральными, распределительными и троллейными шинопроводами.

Достоинства, недостатки и особенности применения магистральной схемы сети:

Магистральная схема удобна возможностью подключения электрооборудования в любой точке сети - при этом не требуется отключение всех приемников как при радиальной схеме;

В техническом исполнении магистральная схема открыта, наглядна и проста (так как ШМА проложены над конструкциями в отличие от кабельных линий, которые могут прокладываться как по конструкциям, так и по коммуникациям, в кабельных каналах) - то есть обеспечивается отказ от скрытой проводки;

Однако при использовании ШМА происходит большой расход металла;

Применение ШМА требует специальных конструкций и само исполнение шинопроводов выполняется по специальным схемам соединения в целях уменьшения потерь мощности и напряжения;

Магистральные шинопроводы выполняются на большие токи (до 3200 А).

Ввод питания на 10 кВ должен осуществляться с учетом следующих факторов:

По кратчайшему расстоянию от ГПП до цеха;

В зависимости от вида и исполнения заводской сети на 10 кВ (радиальная - кабельная, магистральная - токопроводами);

В зависимости от внутренней планировки цеха и расположения оборудования.

Принимаем ввод питания по колонне на плане цеха, расстояние от которой до ГПП является кратчайшим - А7. Схема электроснабжения цеха показана на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Схема питания электроприёмников цеха

8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети

Передача реактивной мощности вызывает дополнительные затраты на увеличение сечения проводников сетей и мощностей трансформаторов, создаёт дополнительные потери электроэнергии. Кроме того, увеличиваются потери напряжения за счёт реактивной составляющей, пропорциональной реактивной нагрузке и индуктивному сопротивлению, что снижает качество электроэнергии по напряжению.

Поэтому важное значение имеет компенсация реактивных нагрузок и повышения коэффициента мощности в системах электроснабжения предприятия. Под компенсацией подразумевается установка местных источников реактивной мощности, благодаря которой повышается пропускная способность сетей и трансформаторов, а также уменьшаются потери электроэнергии.

Тангенс угла сдвига фаз до компенсации реактивной мощности:

, (8.1)

где Qр.ц, Рр.ц- активная и реактивная мощности цеха, кВт, квар;

Суммарная мощность компенсирующего устройства:

, (8.2)

где tgцэ = 0,35 - коэффициент мощности, заданный системой, о. е

Qку = 844,06 (0,669 - 0,35) = 269,25 квар

В качестве источников реактивной мощности используем комплектные конденсаторные установки с размещением их на магистральных шинопроводах.

На каждый магистральный шинопровод устанавливаем конденсаторную установку «ВАРНЕТ» производства компании «Таврида-электрик»:

ВАРНЕТ-НС-, общей мощностью 2х130 кВАр=260 кВАр.

9 Уточнение расчётных нагрузок и мощности трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности

9.1 Уточнение мощности трансформаторов с учётом компенсации

Расчётная реактивная нагрузка после установки комплектных конденсаторных установок:

, (9.1)

.

Пересчитываем полную расчётную мощность:

(9.2)

Определяем расчётную мощность трансформатора :

С учётом компенсации выбираем трансформатор ТМЗ - 630/10. Паспортные данные трансформатора приведены в таблице 7.1.

Коэффициент загрузки:

9.2 Выбор магистральных шинопроводов

После уточнения расчётных нагрузок и мощности трансформаторов с учётом компенсации производим выбор магистральных шинопроводов по номинальному току трансформатора.

(9.5)

Используем магистральные шинопроводы ZUCCHINI серии MR. Основными преимуществами являются скорость, простота установки, надежность.

Выбираем магистральный шинопровод ZUCCHINI серии MR. Номинальный ток 1000 А.

Таким образом шинопроводы проходят проверку по току.

10 Выбор питающих кабелей

Кабельная линия, по которой трансформаторная подстанция получает питание, прокладывается в земле. Выбираем кабель на напряжение 10кВ марки ААШв кабель с алюминиевыми жилами, алюминиевой оболочкой, бумажной пропитанной изоляцией со шлангом из поливинилхлорида трёхжильный.

Выбор сечений жил кабелей 10кВ производится по трём критериям:

1) По нагреву;

2) По экономической плотности тока;

3) По термической стойкости к токам КЗ.

10.1 Выбор сечения кабеля по нагреву

Основное условие выбора кабеля по нагреву

Iр Iд.д. (10.1)

где Iд.д - длительно допустимая токовая нагрузка на кабель, А;

Iр - расчётный ток, А.

Согласно ПУЭ проводники должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учётом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, режимов после ремонта. Т. к. цеховая двухтрансформаторная подстанция получает питание по двум кабелям и при отключении одного из них (в ремонтном или послеаварийном режимах) нагрузка другого возрастает, то

.

Принимаем трёхжильный кабель ААШв 3х16 мм с Iд.д = 75 А.

Iр = 48,55 А < Iд.д = 75 А.

10.2 Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока

Определяем экономическую плотность тока для кабеля ААШв в зависимости от продолжительности использования максимума нагрузки по данным ПУЭ. При ТМ от 3000 до 5000 ч/год для предприятия, работающего в три смены:

jэк =1,4 А/мм2 .

Экономически выгодное сечение:

Fэк = Iр / jэк, (10.2)

где Iр - расчётный ток линии, который принимается из условий нормальной работы и при его определении не учитывается увеличение тока в линии при авариях или ремонтах в каком-либо элементе сети.

Fэк = 27,74/1,4 = 19,81 мм2

Ближайшее стандартное сечение 16 мм2.

10.3 Выбор сечения кабеля по термической стойкости

Сечение, обеспечивающее термическую устойчивость проводника к току короткого замыкания, определяется по выражению:

где б - расчётный коэффициент (для кабелей с алюминиевыми жилами б = 12);

I?- установившийся ток короткого замыкания, кА;

tср - возможное время прохождения тока через кабель (складывается из времени действия релейной защиты и времени отключения выключателя), взято из задания.

Ближайшее большее сечение 120 мм2.

На основании расчётов для питания цеховой двухтрансформаторной подстанции принимаем два кабеля марки ААШв 3х120 мм2 .

11 Построение карты селективности защиты

Строим карту селективной защиты для наиболее электрически удаленного электроприемника - электродвигателя насоса мощностью 30 кВт.

11.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

Расчётная схема и схема замещения представлена на рисунках 11.1 и 11.2. Определяем сопротивления элементов схемы.

Рисунок 11.1 - расчетная схема электроснабжения насоса

Рисунок 11.2 - схема замещения электроснабжения насоса

11.1.1 Определение сопротивления элементов схемы

Определяем индуктивное сопротивление системы, приведённое к стороне 0,4 кВ.

, (11.1)

Определяем активное и индуктивное сопротивления высоковольтной кабельной линии длиной l = 200 м и S = 3х120 мм2:

, (11.2)

, (11.3)

где R0 - удельное активное сопротивление высоковольтной кабельной линии;

Х0 - удельное реактивное сопротивление высоковольтной кабельной линии;

L - длина высоковольтной кабельной линии.

Определяем активное сопротивление трансформатора ТМЗ-630/10:

Определяем полное сопротивление трансформатора:

Определяем реактивное сопротивление трансформатора:

Определяем активное и индуктивное сопротивление магистрального шинопровода, l = 24 м:

RШМА = R0 · l = 0,034 · 24 = 0,816 мОм; (11.7)

ХШМА = Х0 · l = 0,016 · 24 = 0,384 мОм. (11.8)

где R0 - удельное активное сопротивление магистрального шинопровода;

Х0 - удельное реактивное сопротивление магистрального шинопровода;

l - длина магистрального шинопровода.

Определяем активное и индуктивное сопротивление распределительного шинопровода, l = 35 м:

RШРА = R0 · l = 0,23 · 35 = 8.05 мОм; (11.9)

ХШРА = Х0 · l = 0,23 · 35 = 8.05 мОм. (11.10)

где R0 - удельное активное сопротивление распределительного шинопровода;

Х0 - удельное реактивное сопротивление распределительного шинопровода;

l - длина распределительного шинопровода.

Определяем активное и индуктивное сопротивление питающего провода

АВВГ (4х2.5), l = 8 м:

Rкл= R0 · l = 9.81 · 8 = 78.48 мОм; (11.11)

Хкл= Х0 · l = 0,096 · 8 = 0.768 мОм. (11.12)

где R0 - удельное активное сопротивление питающего кабеля;

Х0 - удельное реактивное сопротивление питающего кабеля;

l - длина питающего кабеля.

Переходные сопротивления согласно принимаются равными:

RА1 =3 0 мОм - переходное сопротивление для точки К1;

RА2 =25 мОм - переходное сопротивление для точки К2;

RА3 =15 мОм - переходное сопротивление для точки К3.

Расчёт начального действующего значения периодической составляющей тока трёхфазного короткого замыкания без учёта сопротивления электрической дуги производится по формуле:

где Uном - среднее номинальное линейное напряжение в сети, кВ;

RУ, ХУ - суммарные активное и индуктивное сопротивления до точки КЗ без учёта сопротивления электрической дуги, мОм.

Результаты расчетов суммарных сопротивлений сведем в таблицу 11.1.

Таблица 11.1 - Определение суммарных сопротивлений сети до точки К.З. и тока К.З. без учета сопротивления дуги

11.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания

В электрической сети напряжением до 1000 В под однофазным коротким замыканием подразумевается замыкание между фазным и нулевым проводниками в схеме электроснабжения. Поэтому величина тока однофазного замыкания зависит от величины фазного напряжения и сопротивления петли «фаза - нуль» от цехового трансформатора до расчётной точки КЗ. Схема замещения для расчета однофазного т.к.з. показана на рисунке 11.3

Расчёт однофазных токов КЗ проводим по выражению:

Где Uном - номинальное напряжение сети;

Rт.ф-0, Хт.ф-0 - сопротивления понижающих трансформаторов току однофазного КЗ, мОм;

Rнс.ф-0, Хнс.ф-0 - суммарные сопротивления низковольтной сети току однофазного КЗ, мОм;

Rп - переходное сопротивление (см. п.11.1).

Рисунок 11.3 - схема замещения для расчета однофазного т.к.з.

Определение сопротивления элементов схемы:

Сопротивления силового трансформатора ТМЗ-630/10 току однофазного короткого замыкания:

Rт.ф-0 = 10.2 мОм; ХТ.Ф-0 = 40.5 мОм.

Сопротивления магистрального шинопровода току однофазного короткого замыкания:

Rуд.ф-0 = 0,085 мОм/м; Худ.ф-0 = 0,013 мОм/м ;

Rшма ф-0 = Rуд.ф-0 · l;

Хшма ф-0 = Худ.ф-0 · l; (11.15)

Rшма ф-0 = 0,085 · 24 = 2.04 мОм; Хшма ф-0 = 0,013 · 24= 0,312 мОм.

Сопротивления распределительного шинопровода току однофазного короткого замыкания:

Rуд.ф-0 = 0,45 мОм/м; Худ.ф-0 = 0,45 мОм/м ;

R шра ф-0 = Rуд.ф-0 · l;

Хшра ф-0 = Худ.ф-0 · l; (11.16)

R шра ф-0 = 0,45 · 35 = 15.75 мОм; Хшра ф-0 = 0,45 · 35 = 15.75 мОм.

Сопротивления четырёхжильного провода АВВГ (4х2.5) току однофазного короткого замыкания:

Rуд.ф-0 = 25 мОм/м;

Худ.ф-0 = 0,2 3мОм/м ;

R кл ф-0 = Rуд.ф-0 · l;

Хкл ф-0 = Худ.ф-0 · l; (11.17)

R кл ф-0 = 25 · 8 = 200 мОм; Хкл ф-0 = 0,23· 8 = 1,84 мОм.

Расчет токов однофазного короткого замыкания сведем в таблицу 11.2.

Таблица 11.2 - Определение суммарных сопротивлений сети до точки К.З. и тока К.З. без учета сопротивления дуги

11.3 Карта селективности защиты

Проверку производим на примере подключения насоса (см. рисунок 11.1).

Автоматические выключатели выбираем из .

1) Автоматический выключатель QF1:

Рном = 8,5 кВт, Iном = 16,9 А.

Iном. выкл. > Iном, (11.18)

На основе условия нормального режима выбираем выключатель серии MS325-20, Iном=25 А, Iном. р.= 16-25 А.

Iсо = 10 · Iном. расц.= 10 · 25 = 250А; tсо = 0,02 c;

Iсо < IК1(3), Iсо < IК1(1), (11.20)

Определим ток уставки:

I6 = 6 · Iном. р= 6 · 18 = 108А; t6 = 8 c; (11.21)

Iсп = 1,35 · Iном. расц.= 1,35 · 18= 24.3 А; tсп = 6000 c ; (11.23)

Коэффициент чувствительности к токам однофазного К1:

где Iном. выкл. - номинальный ток выключателя;

Iном. расц. - номинальный ток расцепителя;

Iсп - ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки;

tсп - время срабатывания выключателя в зоне перегрузки;

I6 - ток уставки;

t6 - время срабатывания уставки;

Iсо - ток срабатывания отсечки;

tсо - время срабатывания отсечки.

Заносим данные выключателя в таблицу 11.3.

2) Автоматический выключатель QF2:

Iраб = 156 А.

Iном. выкл. > Iраб

Выбираем выключатель ABB Tmax T1 , Iном = 160 А, Iном. р. = 160 А.

Определим ток срабатывания отсечки:

Iсо = 5 · Iном. расц.= 5 · 160 = 800А; tсо = 0,05 c;

Iсо < IК1(3), Iсо < IК1(1).

Определим ток уставки:

I6 = 6 · Iном. расц.= 6 · 160 = 960 А; t6 = 4 c.

Определим ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки:

Iсп = 1,25 · Iном. расц.= 1,25 · 160 = 200 А; tсп = 1000 c;

Коэффициент чувствительности к токам однофазного К2:

Заносим данные выключателя в таблицу 11.3

3) Автоматический выключатель QF3:

Расчетный ток:

Выбираем выключатель ABB Emax E1B 1000 Iном = 1000 А, Iном. р. = 1000 А.

Определим ток срабатывания отсечки:

Iсо = 3 · Iном. расц.= 3 · 1000 = 3000А; tсо = 0,1 c;

Определим ток уставки:

I6 = 6 · Iном. расц.= 6 · 1000 = 6000 А; t6 = 4 c

Определим ток срабатывания выключателя в зоне перегрузки:

Iсп = 1,25 · Iном. расц.= 1,25 · 1000 = 1250 А; tсп = 1000 c;

Коэффициент чувствительности к токам однофазного КЗ:

Тип выключа-теля	I ном. выкл., А	I ном. расц., А	Зона срабатывания при перегрузке	Зона шестикратно-го тока	Зона отсечки

На рисунке 11.4 показано построение карты селективности защиты насоса.

12 Выбор аппаратуры ячейки КРУ на ГПП

Распределительный пункт 10 кВ располагается на ГПП предприятия и служит для распределения энергии между цехами и отдельными крупными потребителями, имеющимися на заводе, а также для выполнения коммутационных и защитных функций. На РП также располагаются контрольно-измерительные приборы (в виде амперметров, вольтметров, счетчиков), защитная аппаратура в виде автоматов, предохранителей и аппараты управления (реле, автоматика, сигнализация, а также трансформаторы тока), поэтому следует при выборе типа ячеек КРУ и их аппаратуры внимательно относиться к их параметрам, так как надежность работы этого оборудования играет важную роль в системе электроснабжения всего предприятия.

Распределительный пункт 10кВ выполняется с помощью шкафов КРУ. Выберем шкафы КРУ для присоединения к ним двух линий, отходящих к трансформаторной подстанции проектируемого цеха. Существенным отличием по выбору КРУ являются коммутационные ресурсы, трудозатраты на эксплуатацию выключателей и собственное время включения и отключения выключателей. Ячейка КРУ со всей аппаратурой выбирается и проверяется по следующим показателям:

а) номинальному напряжению

Uном Uсети; (12.1)

б) номинальному току

Iном Iрасч; (12.2)

в) динамической устойчивости

iуд.ск. iуд.расч; (12.3)

г) термической устойчивости

Iтерм.ст. I; (12.4)

д) отключающей способности

Iотк.ном. I. (12.5)

РУ-10 кВ ГПП выполняется с помощью шкафов КРУ. Выберем шкафы КРУ для присоединения к нему двух линий, отходящих к трансформаторной подстанции цеха.

Ударный ток к.з. определяется по выражению:

где I” - ток короткого замыкания на шинах источника питания;

kу - ударный коэффициент.

где ia,t - апериодическая составляющая тока к.з.;

tотк = tсв + tрз = 0,07 + 0,3 = 0,37с - время отключения к.з.;

tсв=0,07 - собственное время отключения выключателя ;

tрз=0,3 - время срабатывания релейной защиты (по заданию).

Та=0,1 с - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Тепловой импульс тока к.з.:

Выбираем 2 шкафа (для присоединения двух отходящих линий) серии КРУ-104М, Uном = 10.5кВ, Iном.шкафа = 630 А со встроенными вакуумными выключателями ВВЭ-10-31,5/630У3 и с трансформаторами тока типа ТЛК-10У3.

Выбор аппаратов оформим в виде таблицы 12.1.

Таблица 12.1 - Выбор аппаратуры ячейки КРУ

Наименование и тип аппарата	Расчётные данные	Условие выбора	Технические характеристики	Проверка условия
	Uсети =10 кВ	Uсети? Uном	Uном = 10,5 кВ Iном = 630 А	10 кВ < 10,5 кВ 51 А < 630 А
Выключатель ВВ/TEL-10-20/630У3	Uсети =10 кВ	Uсети? Uном Вк? Iтерм·tтерм	Uном = 10 кВ Iном = 630 А iдин = 80 кА Iтерм2·tтерм = 31,5х3=2977А2·с	10 кВ = 10 кВ 51 А < 630 А 63 кА < 80 кА 160А2·с < 2977 А2·с
Трансформатор тока	Uсети =10 кВ	Uсети? Uном Вк? Iтерм·tтерм	Uном = 10 кВ Iном = 100 А iдин = 81 кА Iтерм2·tтерм = 1,52·3=2977А2·с	10 кВ = 10 кВ 51 А < 100 А 63 кА < 81 кА 160А2·с < 2977 А2·с

13 Расчёт показателей качества электрической энергии

Электрическая энергия, вырабатываемая источниками питания и предназначенная для работы электроприёмников, должна иметь такие качественные показатели, которые определяют надёжность и экономичность их работы. Качественные показатели электроэнергии нормируются государственными стандартами; на эти нормы ориентированы технические условия работы электроприёмников, выпускаемых промышленностью.

Расчет производится для таких показателей качества электроэнергии как отклонение напряжения и несинусоидальность напряжения. Проведение расчета необходимо для того, чтобы установить, насколько эти показатели соответствуют установленным на них нормам. Нормирование показателей необходимо вследствие негативного влияния на работу других электроприемников:

Отклонение напряжения создают при своей работе любые электроприемники, т.к. изменение группового графика нагрузки в течении суток приводит к изменению потерь напряжения элементов электрических сетей. Отклонение напряжения может привести к изменению производительности данной установки или агрегата, к браку продукции в данной установке или агрегате, к изменению потребления активной и реактивной мощности, к изменению потерь активной мощности, а так же к изменению срока службы самого электроприемника и изоляции проводников, питающих его;

Колебания напряжения создают при своей работе электроприемники с импульсными и резкопеременными режимами работы (эл.сварочные установки, дуговые печи). Колебания напряжения наибольшее влияние оказывает на освещение и на различную электронную технику (ПК, телевизоры,и т.д.). На электродвигатели и электротехнологические установки колебание напряжения практически не оказывает влияния, т.к. длительность колебаний небольшая. Колебание напряжения сказывается на релейной защите;

Подобные документы

Характеристика потребителей цеха по режиму нагрузки, категории бесперебойности. Подбор двигателей, защитной аппаратуры для электроприемников. Расчёт электрических нагрузок цеха и сопротивлений элементов сети, выбор мощности цеховых трансформаторов.

курсовая работа , добавлен 14.01.2018

Определение электрических нагрузок исследуемого цеха и фермы в целом с применением ЭВМ. Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников. Разработка силовой сети цеха с выбором силовых распределительных шкафов. Расчет осветительной нагрузки цеха.

курсовая работа , добавлен 27.10.2012

Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети. Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения, мощности компенсирующих устройств. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. Нагрузки на участки цеховой сети.

курсовая работа , добавлен 07.04.2015

Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Расчёт ответвлений к электроприёмникам, выбор пусковой и защитной аппаратуры. Определение нагрузок узлов электрической сети и всего цеха. Выбор рода тока и напряжения.

курсовая работа , добавлен 21.03.2013

Расчет категорийности надежности электроснабжения объекта. Три основные категории электроприемников. Выбор защитной аппаратуры для всех участков сети. Сводная ведомость нагрузок цеха. Принципиальная однолинейная схема электроснабжения сварочного цеха.

контрольная работа , добавлен 06.06.2011

Расчет силовой нагрузки цеха. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. Расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания. Схема распределительной сети питания электроприемников. Согласование и проверка защитной аппаратуры.

курсовая работа , добавлен 22.12.2012

Электрические нагрузки шлифовального цеха химического комбината, определение категории электроснабжения. Выбор рода тока, напряжения. Расчет распределительной сети, коммутационно-защитной аппаратуры. Ремонт электрооборудования трансформаторной подстанции.

курсовая работа , добавлен 28.10.2013

Характеристика потребителей электроэнергии и определение величины питающего напряжения. Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры. Расчет электрических нагрузок, компенсация реактивной мощности, создание однолинейной схемы электроснабжения.

курсовая работа , добавлен 20.01.2010

Технология производства и характеристика ремонтно-механического цеха. Выбор рода тока и величины питающего напряжения. Определение мощности приводных электродвигателей токарного винторезного станка. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры.

курсовая работа , добавлен 23.01.2011

Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения, схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, силовой сети и трансформаторов. Выбор аппаратов защиты и автоматики.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1 Общая характеристика механического цеха, виды установленного оборудования

2 Расчет электрического освещения, выбор источников света и светильников

3 Расчёт мощности и выбор вентиляционной установки

4 Выбор и расчёт грузоподъёмного механизма

5 Разработка схемы управления электропривода грузоподъемного механизма

6 Расчет мощности и выбор электродвигателя главного привода компрессорной установки

7 Расчет и построение естественной механической характеристики АД

8 Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

9 Разработка электрической принципиальной схемы управления компрессорной установки

10 Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для схемы и управления

11 Охрана труда и защита окружающей среды.

12 Заключение

13 Список литературы

Введение

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности труда, улучшить качества продукции и производительности труда. На базе, используемой электрической энергии, ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управления ими. Поэтому, в современной технологии и оборудовании промышленности предприятий велика роль электрооборудования, то есть совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии, и обеспечивать автоматизацию технологических процессов. Первостепенное значение для автоматизации производства имеет многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателя к рабочим органам машины и механизмов, а также возрастающего применения электрической регулировки скорости приводов. Широко внедряются тиристорные преобразовательные устройства. Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичное регулирование электропривода постоянного тока, но и открыло большие возможности для использования частотного регулирования двигателя переменного тока, в первую очередь наиболее простых и надежных синхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенным для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество и качество металлорежущих станков, их техническая оснащенность в значительной степени характеризует производительную мощь страны.

1. Общая характеристика проектируемого объекта, виды установленного оборудования

Основной чертой технологического процесса, проходящего в механическом цехе, является для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования. Данный цех полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым как к производству изделий, так и требованиям электроснабжения потребителей, расположенных в данном цехе.

В механическом цехе находятся следующие станки и агрегаты:

· Сварочные автоматы 4 шт.

· Вентиляторы 4 шт.

· Компрессоры 2 шт.

· Алмазно-расточные станки 4 шт.

· Горизонтально расточные 4 шт.

· Продольно строгальные станки 2 шт.

· Расточные станки 6 шт.

· Радиально - сверлийные станки 4 шт.

· Вертикально сверлийные станки 3 шт.

· Токарно-револьверные станки 8 шт.

· Кран-балка 1 шт.

· Заточные станки 2 шт.

· Поперечно - строгальные станки 3 шт.

В механическом цехе предусматриваются наличие производственных, служебных и бытовых помещений:

· Трансформаторная подстанция.

· Кладовая.

· Щитовая

Цех получает ЭСН от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,5 км от ГПП завода. Производимое напряжение 10кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 39 км.

Размеры цеха A x B x H = 48 x 30 x 7 м.

2. Расчет электрического освещения, выбор источников света и светильников

Расчет мощности осветительной установки производится методом коэффициента использования светового потока.

В проекте производится расчет общего освещения, которое должно обеспечить равную освещенность всей площади помещения.

Выполняем расчет электрического освещения для цеха механической обработки деталей.

Длина данного помещения составляет А=48м, ширина В=30м, высота Н=7м.

Коэффициенты отражения:

от потолка - ?п = 30%

от стен - ?с = 10%

от рабочей поверхности - ?р = 10%

Расчет производится для общего освещения, которое обеспечивает равномерную освещенность площади.

В качестве источников свет выбираем лампы типа ДРИ-250.

Р = 250 (Вт) ФН = 18700 (лм)

Тип светильников РСП-05.

Согласно СНиП, для рассчитываемого цеха определяем нормированную освещенность ЕН и коэффициент запаса КЗ.

ЕН = 300 (лк) КЗ = 1,5 z= 1,15

Приняв высоту свеса светильника hС = 1м, высоту рабочей поверхности hР = 0,8м, определяем расчетную высоту подвеса светильников.

Определяем индекс помещения

Согласно выбранного типа светильников и рассчитанного индекса помещения, из таблицы справочной книги определяем коэффициент использования светового потока:

В соответствии с определенными условиями рассчитываем требуемое количество источников света - n

Где

Принимаем количество светильников = 55шт. Светильники располагаются в 5 рядов по 11 шт. в каждом ряду. Общая мощность осветительной установки:

Производим расчет погрешности освещения:

Погрешность в допустимых нормах, значит, расчет произведен правильно.

План размещения светильников.

3. Расчет мощности и выбор вентиляционной установки

Вентиляционные установки предприятий выполняются обычно вентиляторами центробежного типа. Мощность приводного электродвигателя находится по формуле:

Где

КЗ = 1,1 ? 1,5 - коэффициент запаса.

Q (м3/с) - производительность вентиляционной установки.

НВ (Па) - напор (давление) газа

В - КПД вентилятора, м.б. принято?в = (700 ? 1000)

П - КПД механической передачи (?в = 0,9 ? 0,95)

Производительность вентиляционной установки определяется в зависимости от объема помещения V и требуемой кратности обмена воздуха в час?:

Вентиляторы создают перепад давления:

Нв=(0,01 - 0,1) · 105 Па

В качестве приводных электродвигателей выбирают обычно асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, т.к. регулирования скорости в большинстве случаев не требуется.

Выбираем электродвигатель вентиляционной установки для помещения 48307м, которые должны обеспечить двукратный обмен воздуха в час и создать напор Нв = 1200Па.

Принимаем КЗ = 1,3; ?п = 0,95; ?в = 0,6

Выбираем для вентиляционной установки 3 приводных электродвигателя мощностью по 4кВт каждый. Технические данные двигателей занесём в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Технические данные электродвигателя.

4. Выбор и расчет грузоподъемного механизма

Для подъема и перемещения грузов внутри цеха служит кран-балка грузоподъемностью 2,5 тонны.

Статическая мощность Рс,п кВт на валу двигателя в установившемся режиме при подъеме затрачивается на перемещение груза по вертикали и на преодоление потерь на трение

В данном цеху используется кран - балка грузоподъемностью G = 2,5 т. 1 шт.

Где

G - сила тяжести поднимаемого груза, Н

G0 - сила тяжести грузозахватывающего устройства, Н

при расчете принимают G0 = (2?5)% G

КПД подъемного механизма. При подъеме полного груза? = 0,8

Vп - скорость подъема груза, м/с

(Vп = 0,15 ?0,2 м/с) Vп = 0,17

Произведем выбор электродвигателя для кран - балки грузоподъемностью 2,5 тонн.

Выбираем электродвигатель, технические характеристики которого заносим в таблицу 4.1

Таблица 2 Технические данные электродвигателя.

6. Расчет мощности и выбор электродвигателя главного привода компрессорной установки

Производим расчет и выбор главного приводного электродвигателя.

электрический освещение электропривод компрессорный

Pдвк = Кз где

Q - производительность 20 м/с

А - работа Дж = 130

КПД индикаторный (0,6: 0,8) = 0,7

КПД механической передачи (0,9: 0,95) = 0,93

Кз - коэффициент запаса (1,05: 1,15) = 1,1

Pдвк = 1,1 кВт

Выбираем по каталогу двигатель ближайшей большой стандартной мощности и его технические характеристики записываем в таблицу.

7. Расчет и построение естественной механической характеристики АД

Привод компрессорной установки осуществляется с помощью асинхронного электродвигателя. Данные, которые приведены в таблице 4.

Таблица 4. Технические данные электродвигателя

Понятие о механической характеристики двигателя.

Основное назначение электродвигателя - преобразование электрической энергии в механическую. Эта энергия передается через вал электродвигателя производственной машины или механизма.

При установившейся скорости двигателя момент на двигателе и статической нагрузки равны. Статический момент, создаваемый механизмом, зависит от его механических свойств и может быть построенным независимым от условий скорости так и переменным в той или иной степени определения его зависимостью, изображается прямой или кривой линией в прямолинейной системе координат - называется механической характеристикой производственного процесса и представляется функцией.

Расчет естественной механической характеристики асинхронного двигателя, ведется по его паспортным данным. Естественной называется механическая характеристика, полученная при выполнении следующих условий:

Параметры питающей сети для данного двигателя должны быть номинальными;

Ни в одной из цепей двигателя не должно быть включено добавочное сопротивление;

Схема включения двигателя - стандартная;

Механическая характеристика АД рассчитывается по формуле Клосса и определяет зависимость между электромагнитным моментом и скольжением.

1. Определяем синхронную угловую скорость вращения.

рад/сек, где

Р - число пар полюсов =2

f - частота = 50Гц

2. Определяем номинальную угловую скорость вращения ротора.

nн - номинальная частота вращения двигателя.

3. Определяем номинальное скольжение.

4. Определяем номинальный момент электродвигателя.

5. Рассчитываем максимальный и пусковой момент

6. Определяем отношение

7. Рассчитываем критическое скольжение

8. Рассчитываем вспомогательный коэффициент

9. Производим расчет величин М и?, задаваясь различными значениями величины скольжения S

При S = Sн = 0

8.Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

При эксплуатации электроприводов двигатели подключают к сети, изменяют режим его работы с двигательного режима на тормозной и наоборот. Переход электропривода из одного установившегося режима к другому называют переходным режимом. Этот процесс обусловлен инерционными массами электропривода и электромагнитной инерцией обмоток электрических машин.

Цель расчета переходного процесса - определение времени переходного процесса и зависимостей? = f(t) и M = f(t).

Для расчета переходного процесса при нелинейных характеристиках применяют графоаналитический метод. Для выполнения расчета используется естественная механическая характеристика электродвигателя, рассчитанная и построенная в предыдущем разделе.

При пуске электродвигателя происходит увеличение его угловой скорости, следовательно в системе электропривода возникает динамический момент Мд

Мдин = М - Мст

где Мст - момент статического сопротивления приводного механизма.

Момент Мст создаваемый производственным механизмом, зависит от его механических свойств и может быть как постоянным, не зависящим от угловой скорости, так и переменным. Эта зависимость изображается линией в системе координат и называется механической характеристикой производственного механизма? = f(Mст)

Для построения механической характеристики приводного механизма необходимо определить статическую частоту вращения:

где Рст - статическая мощность на валу приводного электродвигателя

Статический момент на валу электродвигателя:

Начальный статический момент (при учебном проектировании)

Для расчета переходного процесса в системе координат в одном масштабе строятся две механические характеристики: электродвигателя и приводного механизма.

График f(?) = Мд - динамическая механическая характеристика строится путем графического вычитания графиков приводного электродвигателя и производственного механизма.

Производим разбиение построенных механических характеристик на не менее чем на 10 сечений с приращением скорости

Затем производится линеаризация динамической механической характеристики, т.е. замена ее ступенчатой. Для этого проводятся вертикальные линии на каждом из сечений скорости на динамической характеристике так, чтобы площади получившихся криволинейных треугольников были примерно одинаковы.

Для каждого из приращений скорости рассчитываем соответствующее приращение времени по формуле:

где i- порядковый номер сечения скорости

Jприв - приведенный момент инерции электропривода

где Jрот - момент инерции приводного электродвигателя, определяется из его паспортных данных.

Jмех - момент инерции приведенного в движение механизма =(1,5 - 2) Jрот

Текущее время переходного процесса рассчитывается нарастающим итогом по соответствующей сумме приращений времени:

t3 = ?t1+ ?t2+ ?t3

Текущее значение скорости находится через сумму приращений скорости:

Величины моментов на валу электродвигателя при построении графиков переходного процесса М1 М2… берутся из графика механической характеристики электродвигателя?=f(M) в конце каждого сечения.

Таблица 6 Результаты расчета переходного процесса.

М дин, Н м

9. Разработка схемы управления электроприводами компрессорной установки

Компрессоры относятся к группе механизмов, получивших широкое распространение на всех промышленных предприятиях. Компрессоры применяют для получения сжатого воздуха или газа, с целью использования его энергии в приводах пневматических молотов и прессов, По принципу действия компрессоры делятся на центробежные и поршневые.

Электрическая схема управления компрессорной установкой, состоящей из двух агрегатов К1 и К2. Двигатели компрессоров Д1и Д2 питаются от трёхфазной сети 380 В через автоматические выключатели ВА1 и ВА2 с комбинированными расцепителями. Включение и отключение двигателей производятся магнитными пускателями ПМ1и ПМ2. Цепи управления и сигнализации питаются фазным напряжением 220 В через однополюсный автоматический выключатель ВА3 с максимальным электромагнитным расцепителем.

Управление компрессорами может быть автоматическим или ручным. Выбор способа управления производится с помощью ключей управления КУ1 и КУ2. При ручном управлении включение и отключение пускателей ПМ1 и ПМ2 осущевстляется поворотом рукояток ключей КУ1 и КУ2 из положения 0. Автоматическое управление компрессорами производится при установке ключей КУ1 и КУ2 в положение А, а включение и отключение пускателей осущевстляется с помощью реле РУ1 и РУ2. Контроль давления воздуха в ресиверах производится двумя электрконтактными манометрами, контакты которых включены в цепи катушек реле РУ1 и РУ4. Очерёдность включения компрессоров при падении давления устанавливается с помощью переключателя режимов ПР. если ПР установлен в положении К1 то первым включается компрессор К1, предположим что ресиверы наполнены сжатым воздухом, давление соответствует верхнему пределу (контакты манометров М1-Н и М2-н разомкнуты) и компрессоры не работают. Если в результате потребления воздуха давление ресивера падает, то при достижении ими минимального значения, установленного для пуска первого компрессора, замкнётся контакты М1-н первого манометра (Н - нижний придел), сработает реле РУ1 и своим контактом включит пускатель ПМ1 двигателя первого компрессора. В результате компрессора К1 давление в ресиверах будет повышаться и контакт М1-н разомкнётся и это не приведёт к отключению компрессора, так как катушка реле продолжает получать питание через свой контакт и замкнутый контакт РУ4.

При повышении давления в ресиверах до максимального предела замкнётч контакт манометра М1-в (В-верхний предел), сработает реле РУ4 и своим контактом отключит реле РУ1, потеряет питание пускатель ПМ1 и компрессор К1 остановится. е.В случае не достаточной производительности первого компрессора или его неисправности давление в ресиверах будет продолжать падать. Если оно достигает предела установленного для замыкания контакта М2-н второго манометра (манометры М1 и М2 регулируются так, чтобы контакт М2-н замыкался по сравнению с контактом М1-н при несколько низким давлением), то сработают реле РУ3 и РУ2. Последнее своим контактом включит пускатель ПМ2, то есть вступит в работу компрессор К2. Реле РУ2 после замыкания контакта М2-н остаётся включенным через свой контакт и замкнутый контакт реле РУ4. когда давление в ресиверах результате совместной работе обоих компрессоров (или только К2 при неисправном К1) поднимается до верхнего придела, замкнётся контакты манометра М2-в и включится реле РУ4 в результате выключается реле РУ1 и РУ2 и пускатели ПМ1 и ПМ2.Оба компрессора остановятся. В схеме предусмотренный контроль исправности компрессорной установки. Если несмотря на работу обоих компрессоров давление в ресиверах продолжает падать или не изменяется то контакт М2-н нижнего предела остается замкнутым, и реле РУ3 будет включено. Оно своим контактом приведёт в действие реле времени РВ, которое с некоторой выдержкой времени, необходимой для обеспечения нормального подъема давления компрессором К2, замкнёт свой контакт РВ в цепи аварийно - предупредительной сигнализации, и персоналу будет подан сигнал о необходимости устранения неисправности. Сигнальная лампа ЛЖ служит для световой сигнализации и режиме работы компрессорной установки при ручном управлении. Она загорается при падении давления в ресиверах, получая питания через контакт реле РУ3. сигнальная лампа ЛБ и реле напряжения РКН служит для контроля наличия напряжения в цепях управления. Контроль температуры воздуха в компрессорах охлаждающей воды и масла осуществляется специальными реле, которые вместе с реле РКН воздействуют на цепи оварийно-предупредительной сигнализации извещая персонал о нормальном режиме установки.

10. Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для схемы и управления

Номинальный ток электродвигателя.

Выбираем аппарат защиты:

серии ВА 51 - 35

Iном выкл = 250 А; Iном расц = 200 А

Iтр = 1,1 Iном = 1,1 136,3 = 149,93 А

Iп = Iном Kп = 136,3 7 = 954,1 А

Iэрм = Кэрм Iтрн = 7 160 = 1120 А > 1,25 ·Iпуск

1120 ? 1112,6 Условие выполнено, значит аппарат защиты выбран правильно.

Выбираем магнитный пускатель:

Iном = 160 А

серии ПМЛ - 721002

IР 54; нереверсивный без кнопок « пуск « и «стоп «.

Выбираем питающий кабель:

АВВГ (4 ? 95) Iдоп = 170 А

11. Охрана труда и защита окружающей среды

Для очистки выбросов в атмосферу применяется их нейтрализация раствором щелочи, а так же могут быть твердые поглотители: различные марки активированных углей. Источниками вредных выбросов в атмосферу являются промышленные предприятия, поэтому в настоящее время распространены безотходные и малоотходные производства. На тепловых электростанциях устанавливают комплексные золоулавливающие установки. Очистка сточных вод мероприятия в системе охраны водоемов от загрязнения может быть естественной (бактериальной) и искусственной (химической). Прекращено строительство ГЭС на равнинных реках, так как происходит затопление больших площадей плодородных земель и лесных массивов.

Опасность электроустановки зависит от следующих факторов: класса напряжения, сопротивления изоляции, переходного сопротивления в месте замыкания на землю, удельное сопротивление грунта. Поражение человека возможно так же при прикосновении к нетоковедущим частям, которые могут оказаться под рабочим напряжением в аварийных случаях (пробой изоляции и т.д.). В этом случае безопасность обеспечивается выполнением заземления. Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических нетоковедущих частей электрооборудования (корпус электромашины и т.д). Заземление бывает естественное(металлоконструкции находящиеся в земле), искусственное (в виде труб, стержней, уголков длиной 2-2,5м вбитых в грунт) Для выполнения контура заземления роют траншеи- в земле глубиной 0,7, в которые вбивают электроды, а концы их сваривают. От контура проводят минимум две полосы в цех, которые соединяют с внутренним контуром заземления, к которому параллельно присоединяют корпуса электромашины, электрооборудования. Норма сопротивления заземлений на стороне 0,4 кв. должна быть не более 40м

Электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные позволяют долгое время прикасаться к токоведущим частям, т.е. длительно выдерживают рабочее напряжение: изолирующие штанги и клещи, указатели напряжения, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками. Дополнительные дополняют основную защиту от поражения электрическим током: диэлектрические перчатки, боты, колпаки, накладки, коврики, изолирующие подставки, экранирующие костюмы (свыше 500кВ), переносное заземление, знаки и плакаты безопасности.

К производственным помещениям предусматривают следующие противопожарные требования: применение конструкций зданий с регламентирующим пределом огнеупорности. Огнезащитные материалы, водяное автоматическое пожаротушение, установка автоматической пожарной сигнализации. Для предотвращения огня применяют противопожарные стены, перегородки, (стены) двери, ворота, тамбуры.

12. Заключение

В данной курсовой работе приводится характеристика компрессорной установки, её работа и параметры. Производится выбор главного двигателя. Тип двигателя 4A132S4У3, его мощность 75 кВт.

Приведено описание электрической принципиальной схемы компрессорной установки и краткое описание его работы.

Выбрана аппаратура управления и защиты для двигателей. Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ - 721002 Iн=200А.

Рассчитано электрическое освещение цеха для обеспечения качества работы и удобства обслуживания оборудования цеха. Выбраны светильники типа ДРИ, количество ламп составляет 55 шт. Так как цех большой, то рассчитанная для него вентиляция, состоит из 4 вентиляторов мощностью по 4 кВт, для обеспечения качественного проветривания помещения при ведении различных видов работ.

Для транспортировки по цеху тяжелых грузов, загрузки и разгрузки материалов используют кран-балка мощностью 75 кВт грузоподъёмностью 2,5 тонны. Их расчет производится для максимального веса груза. В завершении курсового проекта произведен перечень мероприятий по электробезопасности, пожаробезопасности, охране труда и окружающей среды. В них перечисляются правила работы с промышленным оборудованием, при котором должны соблюдаться все требования для безопасной работы и устранение электрического и механического травмирования рабочего персонала.

13. Список литературы

1. Зимин Е.К. «Электрическое оборудование промышленных предприятий и установок». Энергоиздат 1981

2. Шеховцов В.П. «Электрическое и электромеханическое оборудование». М.: Форум-Инфа-М. 2004

3. Дьяков В.И. «Типовые расчеты по электрооборудованию». М.: Энергоиздат 1985

4. Электротехнический справочник. том II, III под ред. В.Г. Герасимов. М.: Энергоатомиздат 1986

5. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. «Электробезопасность при эксплуатации электроустановок промышленных предприятий». М.: ПрофОбрИздат 2002

6. Айзенберг Б.Ю. «Справочная книга по светотехнике». М.: Энергоатмиздат. 1995

7. Соколова Е.М. «Электрическое и электромеханическое оборудование». М.: Мастерство 2001

8. Кноринг Г.М. .Справочная книга для проектирования электрического освещения.. Л.: Энергия 1976.

9. Кнорринг Г.М. «Осветительные установки». М.: Энергоиздат 1981

10. Усатенко С.Г. «Выполнение электрических схем по ЕСКД». М.: Издательство стандартов. 1989

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор источников света для системы равномерного освещения цеха. Светотехнический расчет системы освещения и определение единичной установленной мощности источников света в помещениях. Разработка схемы питания осветительной установки. Выбор проводов.

курсовая работа , добавлен 10.11.2016

Выбор видов и систем освещения, размещение осветительных приборов. Расчет освещения методом удельной мощности. Выбор напряжения электрической сети, источников и схемы питания установки. Вид проводки и проводниковых материалов. Расчет сечения проводов.

курсовая работа , добавлен 25.08.2012

Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и административно-бытовых помещений. Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса. Определение расчетной мощности источников света. Схема питания осветительной установки.

курсовая работа , добавлен 17.02.2016

Светотехнический расчет механического, заточного и инструментального отделений. Выбор источников света, системы освещения. Размещение светильников в помещении. Мощность источников света. Рекомендации по монтажу и мероприятия по технике безопасности.

курсовая работа , добавлен 06.03.2014

Светотехнический расчет склада готовой продукции. Определение мощности источников света. Размещение светильников в помещении. Светотехнический расчет склада тарных химикатов. Выбор типа групповых щитков, место их установки. Электрический расчет освещения.

курсовая работа , добавлен 12.02.2015

Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и вспомогательных помещений. Определение единичной установленной мощности источников света. Разработка схемы питания осветительной установки. Выбор сечения проводов и кабелей сети.

курсовая работа , добавлен 15.01.2013

Определение мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости слесарного цеха. Выбор системы освещения, источников света, светильников и их размещения. Применение метода коэффициента использования светового потока.

курсовая работа , добавлен 05.10.2014

Выбор систем освещения помещений цеха и источников света. Расчет электрического освещения. Выбор напряжения и источника питания. Расчет нагрузки электрического освещения, сечения проводников по нагреву и потере напряжения, потерь напряжения в проводниках.

курсовая работа , добавлен 22.10.2015

Светотехнический расчет освещения с целью выбора напряжения и источников питания осветительной сети кузнечного цеха, механического отделения и бытовки. Схема питания осветительной установки. Размещение светильников в помещении, определение их мощности.

курсовая работа , добавлен 11.03.2013

Краткое описание центробежного вентилятора, его функции и сферы практического применения. Выбор системы электропривода, расчет мощности и выбор двигателя, питающих кабелей и проводов. Описание работы схемы управления, выбор ее составных элементов.

Схема электроснабжения цеха. Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха где Iр - расчетный ток, А

где U - номинальное напряжение электроприёмников, кВ

Q р.о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр

где К з - кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, К з = 1

В качестве аппарата защиты устанавливаем предохранитель.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Потребители электрической энергии I категории должны иметь два источника питания и АВР (автоматическое включение резерва) на секционном выключателе.

2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения

Р,

U,

з,

Мосто-вой

АИР180М2У3

Асинхронный

Унифицированная серия (Интерэлектро)

Привязка к установочно-присоединительным размерам

Высота оси вращения, мм

Установочный размер по длине станины

Число полюсов

Модификация со встроенной температурной защитой

Выберем электродвигатель, пусковую и защитную аппаратуру для станка токарного, P=18кВт.

Из выбираем АД АИР180S4 с Рн=18,5 кВт; cos=0,85; =90%;

n =1500 об/мин.

Рассчитаем по выражению (3.5):

.

Выбираемая аппаратура осуществляет следующие виды защит:

-- характеристика срабатывания MS соответствует характеристике D, что позволяет автомату не реагировать на пусковые токи.

-- клеммы защищены от случайного прикосновения, а конструкция моноблока гарантирует максимальную оперативную безопасность.

-- крепление автомата осуществляется на DIN-- рейку.

В связи с тем, что автоматические выключатели имеют регулируемую уставку срабатывания, нет необходимости дублировать их тепловыми реле.

Заносим результаты в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор аппаратуры защиты и управления

номинальный ток

номинальный ток выключателя

номинальный ток расцепителя

номинальный ток

Электропечь

4 Расчет электроосвещения

4.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха

электроприемник электроснабжение цех напряжение

Все места в заданном цехе имеют местное освещение.

Характер зрительных работ и условия среды допускают использование закрытых светильников со степенью защиты IP50 и выше.

Выбираем светильники типа ГСП 51 «Гермес» производства

Характеристики светильника ГСП 51 Гермес:

-- номинальное напряжение 220 V;

-- степень защиты: IP54 (пыле-брызгозащищеные);

-- источники света: - металлогалогенная элипсоидная лампа (ДРИ), цоколь Е40 (мощность 250-400 Вт) ;

-- тип монтажа: подвесной;

-- климатическое исполнение У1.

Аварийное освещение выполняем лампами накаливания со светильниками НСП.

4.2 Выбор типа и мощности источника света

Исходные данные:

- длина цеха а = 168 м;

- ширина цеха b = 96 м;

- высота цеха hц = 10 м;

- напряжение системы освещения U = 220 В;

- минимальная освещенность ЕРАБ = 300 лк.

4.2.1 Расчёт рабочего освещения

Т.к. высота цеха 10 м целесообразно использовать ртутные лампы высокого давления типа ДРИ 400-5 со светильниками ГСП51-400-001/003 с КСС Д.

Высота подвеса светильников: HП = h - hС,

где h - высота цеха, м;

h` = 1,8 - расстояние от светильника до перекрытия (свес), м

HП = 10-1,8 = 8,2 м.

Расчетная площадь цеха: S = L·b = 168·96 =16128 м2

Намечаем количество ламп: шт.

Индекс помещения:

,

где S - площадь цеха, м2;

L - длина цеха, м;

b - ширина цеха, м.

При i = 7,45 и пот=0,5, ст=0,5, пол=0,3 имеем Ки=0,95 .

Световой поток одной лампы:

лм

4.2.2 Расчёт аварийного освещения

Аварийное освещение составляет 5-10 % от рабочего

Еав = 30 лк; Ки=0,95; Кз=1,3; Фл=18600 лм.

шт.

Принимаем 40 светильников. Выбираем лампу накаливания Г215-225-1000 со светильником НСП-17. Световой поток лампы Фл=18600 лм.

лк

Таким образом, данное количество ламп создает требуемую аварийную освещенность.