close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

электроснабжение да

код для вставкиСкачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Кафедра электрооборудования судов
Курсовой проект
по дисциплине:
“Электроснабжение и электропривод”.
Вариант 12.
Тема проекта: “Электроснабжение и электрооборудование механического цеха”
Пояснительная записка.
Выполнил: Фамилин И.О.,
студент группы ЭП-481
Проверил: Кучеренко В.В.,
доцент кафедры ЭОС
Мурманск
2012
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ .............................................................................................................................. 2
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................................... 3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ............................................................................................................ 4
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЦЕХА .................................................................... 5
3. ВЫБОР РОДА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИЛОВОЙ И
ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ........................................................................................................... 7
4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ............................................................................. 8
5. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ........................................................................................ 13
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ ...................................................................... 16
7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ .............................................................................................................. 19
8. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ............................................................... 20
9. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА ................................ 21
10. КОНСТРУКЦИЯ И ИСПОЛНЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ
ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ........................................................................................................... 23
ПОДСТАНЦИИ И ЕЕ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ............................................................................. 23
11. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДО 1 КВ .............................................. 24
12. РАСЧЕТ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ ............................................................................................. 27
13. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ......................................................... 29
14. РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ .............................................................................................................. 30
15. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ................................................................... 36
16. МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИЯ.............................................................................................. 38
17. ВЫБОР КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ПРИБОРОВ
УЧЕТА РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА ........... 39
18. РАСЧЕТ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ........................................................................ 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................... 43
Изм Лист № докум.
Разраб.
Фамилин
.
Пров.
Кучеренко
Н. Контр.
Утв.
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481.12.00 ПЗ
Лит.
ЭСН и ЭО
механического цеха
У
Лист
2
Листов
43
МГТУ
Кафедра ЭОС
ВВЕДЕНИЕ
В данный момент при решении вопросов технического совершенствования производства предусматривается повышение уровня электрификации производства и эффективности использования электроэнергии, более широкое внедрение электротехнических и электротехнологических процессов.
Основные задачи, которые на данный момент являются актуальными для народного хозяйства и промышленности и их решение, будут отражены в данном проекте. Это экономичность и надёжность рационально выполненной современной системы электроснабжения, безопасность и удобство её эксплуатации. Также необходимо учитывать гибкость
системы – это обеспечение возможности её расширения при развитии предприятия без
существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом должны,
по возможности, применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.
Основной целью данного проекта является обеспечение экономически выгодного и
инженерно-целесообразного электроснабжения механического цеха. Для достижения данной цели следует выполнить следующие задачи:
 Выбрать напряжение для силовой и осветительной сети;
 Произвести расчёт освещения цеха;
 Определить электрические нагрузки силовых электроприёмников;
 Произвести выбор мощности и числа цеховых трансформаторных подстанций;
 Определить мощность компенсирующих устройств;
 Расчёт токов короткого замыкания;
 Выбор и проверка коммутационных аппаратов;
 Расчёт заземления и молниезащиты.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Механический цех (МЦ) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия.
Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту
электротермического и станочного оборудования.
Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.
Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы.
МЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной
подстанции (ТП).
ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение – 6 или 10 кВ.
От энергосистемы (ЭНС) до ГПП – 12 км.
Количество рабочих смен – 2.
Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 2 и 3 категории.
Грунт в районе цеха – супесь с температурой 0 °C, окружающая среда не агрессивная.
Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый.
Размеры цеха A x B x H = 48 x 30 x 7 м.
Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2 м.
Перечень ЭО цеха дан в таблице 1.
Мощность электропотребления (PЭП) указана для одного электроприемника.
Расположение основного ЭО показано на плане.
Перечень ЭО механического цеха.
№ на
плане
Наименование ЭО
Вариант
1
Таблица 1
Примечание
Pэп , кВт
1…4
5…8
9,10
11,12,39,40
13…16
17,19
18
20
21…26
27…29
30…33
34…36
37,38
41,42
43…50
Сварочные автоматы
Вентиляторы
Компрессоры
Алмазно-расточные станки
Горизонтально-расточные станки
Продольно-строгальные станки
Кран-балка
Мостовой кран
Расточные станки
Поперечно-строгальные станки
Радиально-сверлильные станки
Вертикально-сверлильные станки
Электропечи сопротивления
Заточные станки
Токарно-револьверные станки
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
50 кВ·А
4,8
30
2,5
25
40
15
55
14
10
3
4
32
1,5
4,5
ПВ  60%
ПВ  60%
ПВ  40%
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
1-фазные
1-фазные
1-фазные
Лис
т
4
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЦЕХА
Все потребители условно делят на потребители первой, второй и третьей категории.
Потребители третьей категории допускают перерыв электроснабжения на время доставки
складского резерва, для их питания достаточно одного источника. Потребители второй
категории допускают непродолжительные перерывы электроснабжения на время автоматического включения резерва или на время включения резервного питания оперативным
персоналом, их рекомендуется обеспечить электроэнергией от двух независимых источников питания. У потребителей первой категории перерыв в их электроснабжении допустим на время автоматического включения резерва, их питание обеспечивается от двух
взаимно резервирующих источников питания. Среди потребителей первой категории выделена особая группа, перерыв в электроснабжении который недопустим вовсе. Потребители этой группы должны иметь третий автономный источник питания (например – больницы, шахты).
Вентилятор – машина для перемещения газа со степенью сжатия менее 1,15 (или разностью давлений на выходе не более 15кПа ).
Сварочный агрегат – устройство, дающее ток для электросварки.
Токарный автомат – относится к высокоточным автоматам продольного точения. Обладает высокой точностью обработки и имеет высокотехнологичное оснащение, возможность обработки серии деталей за одну установку. Два шпинделя с одной или двумя
управляемыми осями, магазин для заготовок с автоматической подачей, устройство сбора
готовых деталей, защита зоны резания кабинетного типа.
На автомате можно производить:
 обточку цилиндрических, конических и криволинейных поверхностей;
 подрезку торца;
 прорезку канавок на наружных и внутренних поверхностей, центрование;
 сверление и развертывание отверстий;
 нарезание резьбы резцом, метчиком и плашкой;
 отрезку;
 обработка прутков d  7  20 мм.
Токарный станок – станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов и
других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание отверстий.
Компрессор – устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров
хладагента и т. д.). Компрессоры, различные по давлению, производительности, сжимаемой среде, условиям окружающей среды, имеют большое разнообразие конструкций и
типов.
Строгальный станок – металлорежущий станок для обработки плоских фасонных поверхностей.
Расточной станок – служит для обработки корпусных и базовых деталей из черных и
цветных металлов, пластмасс, древесины. На станке выполняются операции:
 сверление;
 растачивание;
 фрезерование;
 токарная обработка;
 нарезание резьбы.
Сверлильный станок – предназначен для точного сверления отверстий в металле, дереве и других материалах. Сверлильный станок состоит из электропривода с патроном для
сверления, закрепленного на станине и рабочего стола для фиксации тисков. Стол может
регулироваться по высоте относительно головы сверлильного станка. Некоторые тиски
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
5
имеют возможность регулировки под разными углами. Скорость вращения, как правило,
регулируется с помощью многоуровневой ременной передачи (от привода к валу с патроном) посредствам перемещения ремня.
Заточной станок – станок для заточки и переточки металлорежущего инструмента.
Преимущественное применение имеют заточные станки, имеющие абразивные шлифовальные круги. Станки подразделяются на универсальные, предназначенные для заточки
режущих инструментов различных видов, и специализированные – для заточки инструментов только одного вида.
Токарно-револьверный станок – применяется для обработки штучных заготовок или
деталей из калиброванного прутка. На станке производятся следующие виды токарной
обработки: обточка, расточка, подрезка, проточка и расточка канавок, сверление, зенкерование, развертывание, фасонное точение, обработка резьб метчиками, плашками и резцами.
Кран мостовой – представляет собой ферму (мост), которая при помощи специального
электродвигателя может передвигаться по подкрановому пути. На мосту расположена тележка, оборудованная подъёмной лебёдкой и двумя двигателями: один для привода лебёдки, а другой для передвижения самой тележки по мосту. К мосту подвешена кабина
крановщика с аппаратурой управления электродвигателями. Для привода крановых механизмов
используют
краново-металлургические
электродвигатели
повторнократковременного режима работы.
Кран однобалочный (опорный и подвесной): в качестве грузовой тележки имеет самоходную электрическую таль (тогда называется кран-балкой) или полноценную тележку,
оборудованную механизмом подъема груза и передвижения.
Электропечи сопротивления – являются наиболее распространенным видом электрических печей. Они применяются для нагрева различных изделий и плавки металлов и сплавов.
Освещение. Для промышленных предприятий характерно два вида освещения: рабочее
и аварийное. Рабочее освещение обеспечивает надлежащую освещенность всего помещения и рабочих поверхностей. Аварийное освещение должно обеспечивать продолжение
работы или безопасную эвакуацию людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
6
3. ВЫБОР РОДА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИЛОВОЙ И ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
В большинстве случаев на промышленных предприятиях применяется переменный ток.
Применение постоянного или выпрямленного тока должно быть экономически и технически обосновано.
Выбор того или иного напряжения определяет построение всей СЭС промышленного
предприятия. Для внутрицеховых электрических сетей наибольшее распространение имеет напряжение 380/220В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электрических приемников. Наибольшая единичная мощность трехфазных электрических приемников, питающихся от системы
напряжений 380/220В, не должна превышать 200-250кВт, допускающих применение
коммутирующей аппаратуры на ток 630А. Для питания предприятий малой мощности и в
распределительных сетях внутри предприятия используется напряжение 6 и 10кВ, причем
напряжение 10кВ является более предпочтительным. 6кВ целесообразно использовать тогда, когда предприятие получает питание от промышленных ТЭЦ или при наличии большого числа потребителей напряжения 6кВ. Эти сети выполняются с изолированной
нейтралью.
В особоопасных помещениях для питания осветительных сетей и переносных приемников используют напряжение 12, 36 и 42В.
Выбор источника оперативного тока зависит от назначения, характера работы и ответственности электроприемников, питаемых от проектируемой установки.
Для питания электромагнитов включения могут быть применены источники постоянного и выпрямленного тока.
В настоящее время для питания электромагнитов включения выключателей от выпрямленного тока наиболее целесообразно применять устройство комплектного питания
(УКП), состоящее из 2 частей, заключенных в отдельные ящики: УКП-1, содержащего
катушку индуктивности, с выпрямительным устройством БПРУ-66; и УКП-2, содержащего катушку индуктивности, в которой происходит накопление электромагнитной энергии,
и систему коммутации, которая обеспечивает быстрое подключение этой катушки к электромагниту выключателя в случае выключения его при коротком замыкании, сопровождающимся резким снижением напряжения питающей сети. Это повышает надёжность
питания приводов выключателей. Недостатком источников выпрямленного тока является
их зависимость от сети переменного тока.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
7
4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
На примере крана мостового:
ПВ  40%;
Pп  55кВт;
n  1;
kи  0,1;
cos   0,5;
tg  1,73.
Мощность, приведенная к длительному режиму работы:
Pн  Рп
ПВ
, кВт,
100
где ПВ  продолжительность включения, %;
Рп  номинальная активная мощность одного электроприемника, кВт.
Pн  55 
40
 34,8кВт;
100
Суммарная мощность всех приемников:
Pн  Pн n, кВт,
где n  количество однотипных электроприемников, шт.
Pн  34,8 1  34,8кВт.
Сменная активная мощность электроприемников:
Pсм  Рн kи ,кВт,
где kи  коэффициент использования;
Pсм  34,8  0,1  3,48кВт;
Реактивная сменная мощность:
Qсм  Рсмtg, квар,
Qсм  3,48 1,73  6,02квар;
Полная сменная мощность:
2
2
Sсм  Рсм
 Qсм
, кВА,
Sсм  3,482  6,022  6,95кВА;
Максимальная активная нагрузка:
Pм  k м Рсм ,кВт,
где k м  коэффициент максимума активной нагрузки.
Коэффициент максимума нагрузки:
kм  1 
1,5 1  kи.ср
.
kи.ср
nэф
Эффективное число электроприемников:
см. стр.25 [1]
Средний коэффициент использования группы электроприемников:
kи.ср 
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
Рсм
.
Рн
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
8
Максимальная реактивная нагрузка:
Qм  kм' Qсм , квар,
где k м'  коэффициент максимума реактивной нагрузки. В соответствии с практикой проектирования принимается kм'  1,1 при nэ≤10; kм'  1 при nэ>10.
Максимальная полная нагрузка:
S м  Рм2  Qм2 , кВА;
Максимальный ток нагрузки:
Iм 
Sм
, А,
3U н
Показатель силовой сборки в группе:
m
Pн.нб
.
Pн.нм
Аналогично рассчитываем остальные электроприемники, результаты расчета сводим в
таблицы 2,3.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
9
№
Изм. Лис
т докум.
Сводная ведомость нагрузок по цеху
Наименование РУ и электроприемников
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
РП1
Кран-балка ПВ=60%
Мостовой кран ПВ=40%
Всего по РП1
РП2
Сварочные автоматы
ПВ=60%
ШМА1
Продольно-строгальные
станки
Компрессоры
Электропечи сопротивления
Горизонтально-расточные
станки
Итого по ШР1
Итого по ШР2
Всего по ШМА1
ШМА2
Продольно-строгальные
станки
Компрессоры
Электропечи сопротивления
Горизонтально-расточные
станки
Итого по ШР3
Итого по ШР4
Всего по ШМА2
ЩО
ОУ с ЛД, ДРЛ, РН
Всего на НН
Потери
Всего на ВН
Нагрузка установленная
cos
tg
0,1
0,1
0,1
0,5
0,5
0,5
1,73
1,73
1,73
132,2
0,2
0,6
1,33
2
1
80
30
0,17
0,7
0,65
0,8
32
1
32
0,75
25
-
2
10
9
25
50
62,8
51,8
306,6
40
30
1
1
32
Рн ,
кВт
n
Рн ,
кВт
kи
11,6
34,8
-
1
1
2
11,6
34,8
46,4
23,2
4
40
30
Таблица 2
Нагрузка средняя за смену
m
Pсм ,
кВт
Qсм ,
квар
S см ,
кВА
≥3
1,16
3,48
4,64
2,01
6,02
8,03
-
26,4
1,17
0,75
0,95
0,17
0,2
0,2
0,29
40
30
1
25
-
Нагрузка максимальная
Qм ,
квар
Sм ,
кВА
Iм,
А
1,1
21,2
8,8
23,0
34,9
-
-
26,4
35,1
43,9
66,7
25
1,47
1,0
132,7
75,5
152,7
232,0
13,0
16,6
12,2
103,9
20
1,48
1,0
118,0
62,8
133,7
203,1
15,3
284,8
-
-
-
14,5
312,8
7,3
320,1
4,8
187,0
36,4
223,4
15,3
364,4
37,1
401,5
23,2
-
kм
k
2,32
6,95
9,27
1,6
4,56
35,1
43,9
-
13,6
21
15,9
15,8
20,9
26,3
0,33
24
7,9
25,3
0,65
0,66
0,67
0,75
1,17
1,1
1,1
0,84
8,5
12,5
10,7
90,3
9,9
14,1
11,9
75,5
13,0
18,9
16
120,4
0,17
0,7
0,65
0,8
1,17
0,75
6,8
21
8,0
15,8
10,5
26,3
32
0,75
0,95
0,33
24
7,9
25,3
2
8
7
20
50
54,3
37,3
243,6
0,17
0,2
0,22
0,33
0,65
0,67
0,67
0,77
1,17
1,1
1,1
0,79
≥3
8,5
11,2
8,2
79,7
9,9
12,2
9,0
62,8
-
19,3
0,75
0,95
0,33
-
14,5
215,5
4,8
186,2
≥3
'
м
Pм ,
кВт
n'эф
Лис
т
10
№
Изм. Лис
т докум.
Таблица 3
Наименование РУ и электроприемников
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
ШР1
Вентиляторы
Алмазно-расточные станки
Расточные станки
Поперечно-строгальные
станки
Радиально-сверлильные
станки
Вертикально-сверлильные
станки
Заточные станки
Токарно-револьверные
станки
Всего по ШР1
ШР2
Вентиляторы
Алмазно-расточные станки
Расточные станки
Поперечно-строгальные
станки
Радиально-сверлильные
станки
Вертикально-сверлильные
станки
Токарно-револьверные
станки
Всего по ШР2
Нагрузка установленная
cos
tg
0,6
0,17
0,17
0,8
0,65
0,65
10
0,17
1
3
4
1,5
1
1
4,5
-
Рн ,
кВт
n
Рн ,
кВт
kи
4,8
2,5
14
1
1
2
4,8
2,5
28
10
1
3
Нагрузка средняя за смену
m
Pсм ,
кВт
Qсм ,
квар
S см ,
кВА
0,75
1,17
1,17
2,9
0,4
4,8
2,2
0,5
5,6
3,6
0,6
7,4
0,65
1,17
1,7
2,0
2,6
0,14
0,5
1,73
0,4
0,7
0,8
4
1,5
0,14
0,14
0,5
0,5
1,73
1,73
0,6
0,2
1,0
0,3
1,2
0,4
2
10
9
62,8
0,17
0,2
0,65
0,66
1,17
1,1
1,5
12,5
1,8
14,1
2,3
18,9
4,8
2,5
14
1
1
1
4,8
2,5
14
0,6
0,17
0,17
0,8
0,65
0,65
0,75
1,17
1,17
2,9
0,4
2,4
2,2
0,5
2,8
3,6
0,6
3,7
10
1
10
0,17
0,65
1,17
1,7
2,0
2,6
3
1
3
0,14
0,5
1,73
0,4
0,7
0,8
4
1
4
0,14
0,5
1,73
0,6
1,0
1,2
4,5
-
3
9
13,5
51,8
0,17
0,2
0,65
0,67
1,17
1,1
2,3
10,7
2,7
11,9
3,5
16
≥3
≥3
Нагрузка максимальная
'
м
Pм ,
кВт
Qм ,
квар
Sм ,
кВА
Iм,
А
1,1
24,4
15,5
28,9
43,9
1,1
21,4
13,1
25,1
38,1
n'эф
kм
k
10
1,95
9
2
Лис
т
11
№
Изм. Лис
т докум.
Продолжение табл. 3
Наименование РУ и электроприемников
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
ШР3
Вентиляторы
Алмазно-расточные станки
Расточные станки
Поперечно-строгальные
станки
Радиально-сверлильные
станки
Заточные станки
Токарно-револьверные
станки
Всего по ШР3
ШР4
Вентиляторы
Алмазно-расточные станки
Расточные станки
Радиально-сверлильные
станки
Вертикально-сверлильные
станки
Токарно-револьверные
станки
Всего по ШР4
Нагрузка установленная
cos
tg
0,6
0,17
0,17
0,8
0,65
0,65
10
0,17
1
1
3
1,5
4,5
-
1
8
4,8
2,5
14
Рн ,
кВт
n
Рн ,
кВт
kи
4,8
2,5
14
1
1
2
4,8
2,5
28
10
1
3
1,5
Нагрузка средняя за смену
m
Pсм ,
кВт
Qсм ,
кВАр
S см ,
кВА
0,75
1,17
1,17
2,9
0,4
4,8
2,2
0,5
5,6
3,6
0,6
7,4
0,65
1,17
1,7
2,0
2,6
0,14
0,14
0,5
0,5
1,73
1,73
0,4
0,2
0,7
0,3
0,8
0,4
4,5
54,3
0,17
0,2
0,65
0,67
1,17
1,1
0,8
11,2
0,9
12,2
1,2
16,6
1
1
1
4,8
2,5
14
0,6
0,17
0,17
0,8
0,65
0,65
0,75
1,17
1,17
2,9
0,4
2,4
2,2
0,5
2,8
3,6
0,6
3,7
3
1
3
0,14
0,5
1,73
0,4
0,7
0,8
4
1
4
0,14
0,5
1,73
0,6
1,0
1,2
4,5
-
2
7
9
37,3
0,17
0,22
0,65
0,67
1,17
1,1
1,5
8,2
1,8
9,0
2,3
12,2
≥3
≥3
Нагрузка максимальная
'
м
Pм ,
кВт
Qм ,
кВАр
Sм ,
кВА
Iм,
А
1,1
23,1
13,4
26,7
40,6
1,1
17,0
9,9
19,7
29,9
n'эф
kм
k
8
2,06
7
2,07
Лис
т
12
5. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Расчет производственных помещений ведем по методу коэффициента использования
светового потока. Пример расчета приведем для станочного отделения. Для системы общего освещения примем светильники типа РСП с лампами ДРЛ.
Длина  А  48м;
Размеры помещения: Ширина  В  24 м;
Высота  Н  7 м.
Рис. 1 Расположение светильников по высоте помещения
Найдем рабочую высоту:
где
h  H  hс  hр , м,
H  высота помещения;
hc  высота свеса светильника, hc  0,5м;
hр  высота рабочей поверхности над полом, hр  0,8м.
h  7  0,5  0,8  5,7 м.
Определим индекс помещения:
i
AB
48  24

 2,8.
h  A  B 5,7   48  24
Находим коэффициент использования светового потока (kи  56%) в зависимости от
индекса помещения, типа светильника и отражающих способностей потолка (ГП  30%) ,
стен ( ГС  10%) , пола (ГР  10%) - пыльное производственное помещение.
Находим площадь помещения:
S  AB  48  24  1152 м2 .
В соответствии с разрядом зрительных работ принимается минимальная освещенность
Еmin  200 лк.
Принимаем число рядов 3, и число светильников в ряду 7.
Найдем мощность одной лампы:
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
13
Fл 
где k з  коэффициент запаса, k з  1,8;
Еmink з Sz
, лм,
Nkи
z  коэффициент, зависящий от типа источника света, для ДРЛ z  1,15;
N  количество светильников.
200 1,8 1152 1,15
Fл 
 40555лм.
21 0,56
Выбираю ртутную дуговую лампу ДРЛ-700 с номинальным световым потоком
Fном  41000 лм.
Определяем мощность рабочего освещения:
Pp  kc kпраPном, Вт,
где kc  коэффициент спроса;
kпра  коэффициент пускорегулирующей аппаратуры (ПРА);
Pном  сумма мощностей ламп рабочего освещения, Вт.
Pp  11,1 21 700  16,17кВт.
Для аварийного освещения выбираю взрывобезопасные светильники ВЗГ-200 с лампами РН-200. Мощность аварийного освещения в процентах от рабочего:
 для продолжения работы – 20%;
 для эвакуации – 5%.
P  16170  0,05  808,5Вт.
Число светильников 4.
Проводка аварийного освещения выполняется проводом АПВ сечением жилы 2,5мм2
на одном тросе с прокладкой рабочего освещения.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
14
Расчет непроизводственных помещений ведется по методу удельной мощности светового потока. Пример расчета приведем для трансформаторной подстанции (ТП).
Размеры помещения:
Длина  А  6 м;
Ширина  В  6 м.
Площадь - S  36 м2 .
Принимаем значение удельной мощности W  7,5 Вт
м2
.
При S  36 м2 и количестве светильников 4 рассчитаем мощность одной лампы:
P
SW 36*7,5

 67,5Вт.
N
4
Выбираю люминесцентную лампу ЛД-65.
Светотехнический расчет всех помещений сведем в таблицу 4.
Тип помещения
ТП
Щитовая
Бытовка
Вентиляционная
Компрессорная
Сварочный
участок
Станочное отделение
Аварийное
освещение
Изм. Лис № докум.
т
Длина,
м
Таблица 4
Ширина,
м
Площадь,
м
2
Вт
W, 2 /
м
Emin , лк
N, шт
P, Вт
Тип лампы
6
6
6
6
6
6
4
6
5
6
36
24
36
30
36
7,5/7,5/7,5/7,5/7,5/-
4
3
4
3
4
260
195
260
240
260
ЛД-65
ЛД-65
ЛД-65
ЛД-80
ЛД-65
12
6
72
-/200
4
1100
ДРЛ-250
48
24
1152
-/200
21
16170
ДРЛ-700
48
24
1152
-/-
4
800
РН-200
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
15
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ
Для питания осветительной установки принимаем радиально-магистральную схему, т.к.
она наиболее рациональна для нашего цеха. Расчетная схема осветительной установки
представлена на рисунке 2.
Выбор трассы осветительной сети и мест установки магистральных и групповых щитков.
При выборе трассы учитывается:
 удобство эксплуатации (доступность);
 исключение возможности повреждения при производстве работ;
 эстетические требования;
 уменьшение длины трассы.
Выбор марки проводов и способов их прокладки.
При выполнении сетей освещения учитывают:
 надежность;
 долговечность;
 пожарную безопасность;
 экономичность;
 индустриальность.
Принимаем:
1 – провод марки АПРВ в металлической трубе;
2 – провод марки АПРВ на стальном тросу;
3 – провод марки АПП, прокладываемый под штукатуткой.
Выбор сечений проводов по механической прочности.
В соответствии с ПУЭ минимальное сечение изолированных проводников с алюминиевыми жилами должно быть не менее 2,5 мм2 .
Расчет электрических осветительных сетей по минимуму проводникового материала.
Если к линии вдоль ее длины подключить ряд электроприемников, то токовая нагрузка по
мере удаления от источника будет уменьшаться. Поэтому электрические осветительные
сети, исходя из экономической целесообразности, строятся с убывающей величиной сечения проводов в направлении от источника питания к электроприемникам.
Для расчетов сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала пользуемся упрощенной методикой.
M прив
, мм 2 ,
CU доп%
где S  сечение провода данного участка, мм 2 ;
M прив  приведенный момент мощности, кВт * м;
С  коэффициент, зависящий от схемы питания, и марки материала проводника;
U доп%  допустимая потеря напряжения в осветительной сети от источника питания
S
до наиболее удаленной лампы (2,5%).
M прив   M  m, кВт* м,
где  M  сумма моментов данного и всех последующих по направлению передачи энергии участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке;
m  сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным и имеющих иное число
проводов в линии, чем на данном участке;
  коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на участке и в
ответвлении.
Расчетный ток определяется по формулам:

Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
16
для однофазной (двухпроводной) сети освещения:
Pр *103
Iр 
, A,
U ф cos
для трехфазной (четырехпроводной) сети:
Iр 
Pр *103
3U л cos
, A,
где Pp  расчетная мощность, кВт.
Значения коэффициента мощности для различных видов ламп следующие:
 cos 1  для сетей с ЛН;
 cos  0,95  для сетей с ЛЛ и компенсированными ПРА;
 cos  0,6  для сетей с лампами ДРЛ.
Пример расчета приведем для участка 1-2:
Щиток установлен на уровне 1,7м над уровнем пола, от щитка до потолка 1,5м. Расстояние между первой лампой и стеной 1,2м (ТП) и 1,5м (Щитовая).
Мприв  1,23 1,4 1,11  3,74 кВт м;
3,74
S
 0,03мм2 ;
46  2,5
0,455 103
Iр 
 0,69 A.
3  380 1
Выбираю кабель сечением 2,5мм 2 .
Определяю фактическое падение напряжения:
Uф 
Мi
1,23

 0,01%.
CSi 46  2,5
Для остальных участков расчет сведем в таблицу 5.
Таблица 5
Участок
M прив, кВт* м
S , мм
Участок 1-2
Участок 1-3
Участок 1-4
Участок 1-5
Участок 0-1
3,82
443,8
367,3
35,7
19,3
0,03
3,86
3,19
0,31
0,17
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
2
Sспр, мм
2,5
6
6
2,5
2,5
2
Ip, А
I доп, А
U ,%
0,69
16,0
15,9
0,76
48,9
19
45,6
45,6
19
55
0,01
0,60
0,45
0,14
0,17
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
17
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
18
7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации
реактивной мощности:
SТ  SР  0,7Sм( ВН )  0,7  401,5  281,1 кВА
Выбираю КТП 2x400-10/0,4 с двумя трансформаторами ТМ 400-10/0,4.
RТ  5,6 мОм;
XТ  14,9 мОм;
ZТ  15,9 мОм;
ZТ(1)  195 мОм;
PХХ  0,95 кВт;
PКЗ  5,5 кВт;
uКЗ  4,5%;
iХХ  2,1%.
S
364,4
KЗ  НН 
 0,46
SТ
2  400
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
19
8. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Определяю наибольшую реактивную мощность, которая может быть передана из сети
10кВ в сеть с напряжением 0,4кВ , без увеличения числа используемых трансформаторов
и их коэффициента загрузки:
Qт 
Qт 
 nkз Sнт 2  Рсм2 , квар
 2  0,46  4002  215,52  298,3квар
Определяю мощность компенсаторной установки:
Qнк1  Qсм  Qт , квар,
где Qнк1  реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать, квар;
Qнк1  186,2  298,3  112,1квар.
Так как Qнк1  0 , то Qнк1  0.
Qнк 2  Qсм  Qнк1  nSнт , квар,
где Qнк 2  реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать с целью снижения потерь в трансформаторе, квар;
  расчётный коэффициент, зависящий от региона расположения, количества смен,
схемы электроснабжения, мощности трансформаторов и длины ЛЭП.
Qнк 2  186,2  2  400  0,49  205,8квар.
 0.
Так как Qнк 2  0 , то Qнк 2
Так как Qнк1 и Qнк 2 равны 0 ,то компенсация реактивной мощности не требуется.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
20
9. ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА
Так как компенсация реактивной мощности не потребовалась, проверяем трансформатор
на перегрузочную способность:
Из справочника принимаем суточный график заданного типа промышленности:
Рис. 3 Суточный график нагрузок
Определяем мощности ступеней графика нагрузок:
Si 
Pнi Pм 2  Qнi Qм 2 , кВА,
где Pнi , Qнi  относительная мощность активной и реактивной нагрузки.
Si 
 0,34  320,12   0,58  223,42  169,2кВА.
Остальной расчет мощности ступеней нагрузок сведем в таблицу 6.
Таблица 6
Мощности ступеней графика нагрузок
t ,ч
Pнi
Qнi
Pм , кВт
Qм , квар
Si , кВА
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
0,34
0,8
1
1
0,95
0,8
0,5
0,7
0,9
0,82
0,7
0,8
0,9
0,82
1
0,92
0,65
0,5
0,5
0,58
0,58
0,58
0,58
0,58
0,58
0,82
1
1
0,95
0,8
0,7
0,82
0,92
0,9
0,85
0,9
0,95
0,9
1
0,92
0,8
0,7
0,7
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
320,1
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
223,4
169,2
169,2
169,2
169,2
169,2
169,2
314,9
390,3
390,3
370,8
312,3
223,8
289,4
353,9
330,6
293,7
325,6
357,8
330,6
390,3
359,1
274,3
223,8
223,8
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
21
400
S, êÂÀ
300
200
100
0
4
8
12
t, ÷
16
20
24
Рис. 4 График полной нагрузки за наиболее загруженную смену
По графику определяем продолжительность перегрузки.
Определим коэффициент начальной загрузки:
kз1 
1
169, 22  6  314,92 1  390,32  3  370,82 1  312,32 1  223,82  3  289, 42 1 353,92 1 330,62 1 293,72 1 325,62 1 357,82 1 330,62 1 359,12 1 274,32 1
 0,367.
2  400
6 1 3 11 3 111111111
Определим коэффициент перегрузки:
kп  0.
Коэффициент использования по мощности:
kmax 
Sт 281,1

 0,703.
Sнт 400
Учитывая коэффициент перегрузки, выбор другого трансформатора не требуется.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
22
10. КОНСТРУКЦИЯ И ИСПОЛНЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ
ПОДСТАНЦИИ И ЕЕ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
Исходя из мощности и типа трансформаторов, а также из условий установки (внутри цеха), принимается комплектная трансформаторная подстанция КТП-400 внутренней установки.
Таблица 7
Основные технические данные КТП
Параметры
Номинальная мощность трансформатора,
Тип силового трансформатора
Тип шкафа на стороне 10кВ
Тип шкафа на стороне 0,4кВ :
 для ввода
 линейный
 секционный
Тип коммутационного аппарата:
 на стороне 10кВ
 на вводах и секционный

на отходящих линиях
Изм. Лис № докум.
т
0,4кВ
0,4кВ
Подпис Дат
ь
а
кВА
КТП-400
400
ТМ
КСО-272
ШВН
ШЛН
ШСН
ВН-11
АВМ10СВ
А3710Б
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
23
11. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДО 1 КВ
Выбираю автомат ввода для ШР1:
I расц  1,1I р , А,
где I расц  ток расцепителя автомата, A.
I расц  1,1 43,9  48,3А.
Выбираю автомат по условию:
Iн. расц  I расц ,
где I н. расц  номинальный ток расцепителя автомата, A.
Автомат типа ВА51Г-31 I н. расц  50А.
50  48,3.
Проверяю автомат по пиковому току:
Iпик  Iпуск.max  I р  kи Iн.max , A,
где I пик  пиковый ток, À;
Iпуск.max  пусковой ток максимального по мощности приемника, А;
Iн.max  номинальный ток максимального по мощности приемника, А;
kи  коэффициент использования.
Pн
Imax. р 
, A,
3Uн cos
12
I max. р 
 42,9 A.
3  0,38  0,5  0,85
Iпуск.max  kп Imax. р , А,
где kп  коэффициент пуска.
Iпуск.max  6,5 42,9  279 А.
Iпик  279  43,9  0,14  42,9  316,9 A.
Проверяю автомат на действие тока кз:
Iотс  1,25Iпик ,
где Iотс  ток отсечки, À .
Iотс  kотс Iн. расц , А,
Iотс  10  50  500 А.
500  1,25  316,9,
500  396,1.
Выбираю кабель по условию:
Кабель РВГ (4х10), Iд  50 А.
Iд  kз Iн. расц ,
Iд  1 50,
50  50.
Аналогично выбираю остальные автоматы ввода для ШР. Результаты расчета свожу в
таблицу 8.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
24
Таблица 8
Выбор автоматов ввода для ШР
Тип ШР
I расц , А
Тип
автомата
Iн. расц , А
Iпуск.max , А
I пик , А
Iотс , А
Тип кабеля
Iд , А
ШР1
ШР2
ШР3
ШР4
48,3
41,9
44,7
32,9
ВА51Г-31
ВА51Г-31
ВА51Г-31
ВА51Г-31
50
50
50
50
279
279
279
279
316,9
314,9
317,7
305,9
500
500
500
500
РВГ(4х10)
РВГ(4х10)
РВГ(4х10)
РВГ(4х10)
50
50
50
50
Аналогично выбираю автоматы для ШМА, РП и ЩО. Результаты свожу в таблицу 9 и 10.
Таблица 9
Выбор автоматов для ШМА
Тип
ШМА
ШМА1
ШМА2
I расц , А
Тип
автомата
Iн. расц , А
Iпуск.max , А
I пик , А
Iотс , А
Тип кабеля
Iд , А
245,2
223,4
ВА51-35
ВА51-35
250
250
860
860
946,6
949
1750
1750
РВГ(4х120)
РВГ(4х120)
250
250
Таблица 10
Выбор автоматов для РП и ЩО
РП1
РП2
ЩО
I расц , А
Тип
автомата
Iн. расц , А
Iотс , А
Тип кабеля
Iд , А
38,4
73,4
25,5
ВА51Г-31
ВА51Г-31
ВА51Г-31
50
100
50
350
1000
350
РВГ(4х10)
РВГ(4х35)
РВГ(4х10)
50
100
50
Выбираю автомат к линии 0, 4кВ :
Таблица11
Автоматы к линии 0, 4кВ
Sн , кВА
U , кВ
Iр, А
I расц , А
Тип
автомата
Iн. расц , А
Iд' , А
Тип
кабеля
Iд , А
ШНН1
250
0,4
360,8
425,8
ВА51-39
500
451
170
ШНН2
250
0,4
360,8
425,8
ВА51-39
500
451
АВРГ
3х(3х95)
АВРГ
3х(3х95)
170
Выбираю автоматы от ШМА до электрооборудования. Результаты свожу в таблицу 12.
Таблица 12
Автоматы от ШМА до электрооборудования
ШМА1-ШМА2
Iн. расц , А
Iотс , А
Тип кабеля
Iд , А
135,2
Тип
автомата
ВА51Г-33
160
1120
РВГ(4х70)
175
60,5
ВА51Г-31
63
630
РВГ(4х16)
70
67,6
ВА51Г-31
80
560
РВГ(4х25)
85
I расц , А
Компрессор
Продольно-строгальный
станок
Горизонтально-расточный
станок
Выбираю плавкий предохранитель от ШР до расточного станка:
Pн
, A,
3Uн cos
10

 27,5 A.
3  0,38  0,65  0,85
I
Iпл.вс  пуск , А,
Imax. р 
Imax. р

где   коэффициент, зависящий от условий пуска,   1,6  2  при тяжелом пуске,
  2,5  при легком пуске.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
25
Iпуск.  kп Imax. р , А,
Iпуск.  6,5 27,5  178,7 А.
178,5
Iпл.вс 
 71,5А.
2,5
Выбираю предохранитель по условию:
Iн.пл.вс.  Iпл.вс ,
Предохранитель типа ПР2-100 Iн.пл.вс.  80 А.
80  71,5.
Выбираю кабель от предохранителя до расточного станка:
Iд  kз Iн.пл.вс ,
Iд  0,33  80,
Iд  26,4
Кабель РВГ (4х4), Iд  27 А.
27  26,4.
Аналогично выбираю остальные предохранители. Результаты расчета свожу в таблицу 13.
Таблица 13
Выбор предохранителей
Imax. р , А Iпуск , А Iпл.вс , А
ШР1-ШР3
Вентилятор
Алмазно-расточный станок
Расточный станок
Поперечно-строгальный станок
ШР2-ШР4
Радиально-сверлильный станок
Вертикально-сверлильный
станок
Заточный станок
Токарно-револьверный станок
Тип предохранителя
I н.пл.вс. , А.
Тип
кабеля
Iд , А
РВГ(4х4)
РВГ(4х2,5)
27
21
43
21
27,5
17,9
42,9
16,1
178,7
116,2
278,8
104,6
71,5
46,5
111,5
41,8
ПР2-100
ПР2-100
ПР2-200
ПР2-100
80
60
125
60
26,8
174,3
69,7
ПР2-100
80
РВГ(4х4)
27
14,3
5,4
12,2
92,9
34,9
79,0
37,2
13,9
31,6
ПР2-60
ПР2-15
ПР2-60
45
15
35
РВГ(4х1,5)
15
5
14
Выбираю шину по условию:
Шина Al(40x5) Iд  540 А.
РВГ(4х2,5)
РВГ(4х8)
РВГ(4х0,5)
РВГ(4х1)
Iд  kз  Iн. расц
Iд  1 500
540  500
Выбираю шинопровод ШРА-400-74:
Uн.ш  380В;
I н.ш  400 А;
iд  35кА;
x0  0,17 Ом км ;
r0  0,15 Ом км;
z0  0,22 Ом км .
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
26
12. РАСЧЕТ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ
Для питающей линии берутся 2 кабеля. При повреждении одного, другой должен обеспечить, по крайней мере, потребителей 2 категории.
Потери в трансформаторе:
Рт 
Ркз Sн 2
 nPxx , кВт,
nSнт2
3,2  292,32
 2  0,74  4,01кВт.
2  2502
I %
U %S
S
Q  n xx Sнт  кз нт ( н )2 , квар,
100
n100 Sнт
Pт 
2,3
4,5  250  292,3 
Q  2 
 250 

 19,2квар.
100
2 100  250 
2
Sт`  (Pр  Pт )2  (Qр  Qт )2 , кВА,
Sт`  (239,3  4,01)2  (167,8 19,2)2  306,9кВА.
Расчетный ток:
Sт`
306,9

 8,9 А.
n 3Uн 2  3 10
Для кабелей с ПВХ изоляцией Т м  5000ч  jэк  1,2 А 2 .
мм
Ip 
Экономически целесообразное сечение:
Fэк 
Iр
, мм2 ,
jэк
где jэк  нормированное значение экономической плотности тока, A
Fэк 
Предварительно
выбираю
кабель
мм2
.
8,9
 7,4 мм2 .
1,2
типа
АВРБ(3х10)
Iд  65А. r0  0,625 мОм м ,
х0  0,099 мОм м.
Ток короткого замыкания перед трансформатором:
U
, А,
3Zкл
где zкл  полное сопротивление кабельной линии, Ом.
1000
I кз 
 10138 А.
2
2
3   0,625  0,9   0,099  0,9
Iкз 
Ударный ток:
iуд  Куд 2Iкз(3)  11,4110,138  14,3кА.
Проверка по длительно допустимому току в аварийном режиме. Аварийным режимом
является отключение одного кабеля:
Iд  I ав ,
Iав  2I р  2  8,9  17,7 А.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
27
'
Iдоп
 Iдопkпер kcн kср , А,
где kпер  коэффициент допустимой кратковременной перегрузки, для прокладки в траншее (в земле), 1,2;
kсн  коэффициент снижение токовой нагрузки при групповой однослойной или многослойной прокладке кабеля и при их прокладке в трубе, 0,9 для двух кабелей с расстоянием между ними в свету 100мм;
kср  коэффициент, учитывающий температуру среды.
'
Iдоп
 651,2  0,9 1  70,2 А.
70,2  17,7.
Проверка на термическую стойкость при кз.
Минимально допустимое сечение кабеля:
Bк
, мм2 ,
С
где С  температурный коэффициент, С  75 ;
Вк  тепловой импульс тока кз.
Fmin 
Тепловой импульс:
Вк  (Iкз )2 (tп  Та ), А2с, ,
где Iкз  периодическая составляющая тока кз в начальный момент времени;
Та  0,085с ;
tп  tз  tв  0,02  0,1  0,12с.
Вк  (10138)2  (0,12  0,085)  2,1107 А2с.
Fmin 
Окончательно
выбираю
кабель
x0  0,082 мОм м.
Изм. Лис № докум.
т
2,1107
 61мм2 .
75
марки
АВРБ(3х70)
Iд  210 А. r0  0,447 мОм м ,
Fmin  Fд ,
61 70.
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
28
13. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
Таблица 14
Выбор высоковольтного выключателя
От РУ до тр-ра – 0,4 кВ
Условия выбора
каталог
10
630
20
52
202  3
Uн  Uр, кВ
Iн  Iр, А
Iоткл  Iкз, кА
iдин  iуд, кА
Iоткл2 tту  Iкз2 tпр,кА
расчет
10
14,4
10,1
14,3
10,12  0,615
Выбираю высоковольтный выключатель марки ВВ / ТЕL 10/ 0,4
Uн  10кВ;
I н  630 А;
Iоткл  20кА.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
29
14. РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ
3~10êÂ, 50Ãö
ÂÂ/ ÒÅL 10/ 0,4
Rc
Lc=0,9êì
Xc
ÒÌ 250-10/ 0,4
RÒ
ÂÀ51-39 Ií .à.=630À
k1
Al(40x5), Iä=500À
Rý1
XÒ
Ràâò1
3~0,4êÂ, 50Ãö
Xý1
Xàâò1
ÂÀ51-35 Ií .à.=250À
k1
Rï .àâò1
Rc1
k1
Ràâò2
ÐÂÃ(4Õ120) Iä=250À, L=8ì
ØÐÀ400, L=2ì
(40x4)
k2
ÂÀ51Ã-33 Ií .à.=160À
Rý2
Xàâò2
Rï .àâò2
Xý2
Rêë1
k2
Rc2 Xø Rø
Xêë1
k2
Ràâò3
Xàâò3
ÐÂÃ(4Õ70) Iä=175À, L=50ì
k3
k3
ÊÎ Ì Ï ÐÅÑÑÎ Ð Ðí =30êÂÒ
Ðèñ. 5 Ñõåì à ÝÑÍ ðàñ÷åòí àÿ
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
Rï .àâò3
Rêë2
Xêë2
Ðèñ. 6 Ñõåì à çàì åùåí èÿ
Rý3
k3
Xý3
Ðèñ. 7 Ñõåì à çàì åùåí èÿ
óï ðî ùåí í àÿ
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
30
1. Вычисляем сопротивления элементов:
 Для системы:
Sт
250

 14,4 A.
3Uc
3 10
Ic 
Сопротивления приводятся к НН:
2
2
 Uнн 
 0, 4 
X c  x0l 
  0,082  0,9  
  0,12 мОм,
 10 
 Uвн 
2
2
 Uнн 
 0, 4 
Rc  r0l 
  0, 447  0,9  
  0,6 мОм.
 10 
 Uвн 
 Для трансформатора:
RТ  9, 4 мОм;
XТ  27, 2 мОм;
ZТ1  312 мОм.
 Для автоматов:
ВА51 39, Iн.а  630 А  R1  0,11мОм, Х1  0,2мОм, R1п  0,2мОм.
ВА51 35, Iн.а  250 А  R2  0,4 мОм, Х 2  0,5мОм, R2п  0,6 мОм.
ВА51Г  33, Iн.а  160 А  R3  1,3мОм, Х 3  1,2мОм, R3п  0,75мОм.
 Для кабельных линий:
РВГ  4х120 , Iд  250 А  r0  0,154 мОм м , x0  0,08 мОм м.
Rкл1  r0 Lкл1  0,154*8  1,23мОм,
Х кл1  х0 Lкл1  0,08*8  0,64мОм.
РВГ  4х70 , Iд  175А  r0  0,265 мОм м , x0  0,082 мОм м.
Rкл2  r0 Lкл2  0,265  50  13,3мОм,
Х кл2  х0 Lкл2  0,082  50  4,1мОм.
 Для шинопровода ШРА400:
r0  0,15 мОм м ; х0  0,17 мОм м
r0п  0,3 мОм м ; х0п  0, 24 мОм м .
Rш  r0 Lш  0,15  2  0,3мОм,
Х ш  х0 Lш  0,17  2  0,34мОм.
 Для ступеней распределения:
Rc1  15мОм; Rc2  20 мОм.
2. По упрощенной схеме замещения вычисляем эквивалентные сопротивления на
участках между точками кз:
Rэ1  Rc  Rт  R1  R1п  Rс1  0,6  9,4  0,11 0,2 15  25,4 мОм,
Х э1  Х c  Х т  Х1  0,12  27,2  0,2  27,5мОм.
Rэ2  R2  R2п  Rкл1  Rш  Rс2  0,4  0,6 1,23  0,3  20  22,5мОм,
Х э2  Х 2  Х кл1  Х ш  0,5  0,64  0,34  1,5мОм.
Rэ3  R3  R3п  Rкл2  1,3  0,75 13,3  15,4 мОм,
Х э3  Х 3  Х кл2  1,2  4,1  5,3мОм.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
31
3. Вычисляем сопротивления для каждой точки кз, результаты заносим в сводную ведомость:
Rk1  Rэ1  25,4 мОм; Х k1  X э1  27,5мОм;
Zk1  Rk21  X k21  25,42  27,52  37,4мОм.
Rk 2  Rэ1  Rэ2  25,4  22,5  47,9 мОм; Х k 2  X э1  Х э2  27,5 1,5  29 мОм;
Zk1  Rk22  X k22  47,92  292  56мОм.
Rk 3  Rk 2  Rэ3  47,9 15,4  63,2 мОм; Х k 3  X k 2  Х э3  29  5,3  34,3мОм;
Zk1  Rk23  X k23  63,22  34,32  71,9мОм.
Rk1 25, 4

 0,9;
X k1 27,5
Rk 2 47,9

 1,7;
Xk2
29
Rk 3 63,2

 1,8.
X k 3 34,3
4. Определяем коэффициенты k y и q :
R 
k y1  F  k1   F 0,9  1;
 X k1 
R 
k y 2  F  k 2   F 1,7  1;
 X k2 
R 
k y3  F  k 3   F 1,8  1.
 X k3 
q1  1  2  k y1 1  1  2  1 1  1;
2
2
q2  q3  1.
5. Определяю 3-х фазные и 2-ух фазные токи кз, результаты заносим в сводную ведомость:
I k31 
U k1
0,4 103

 6,2кА;
3Zk1
3  37,4
I k32 
Uk 2
0,38 103

 3,9кА;
3Zk 2
3  56
3
Ik 3
Uk 3
0,38 103


 3,1кА.
3Zk 3
3  71,9
I уk1  q1I k13  1 6, 2  6, 2кА;
I уk 2  q2 I k32  1 3,9  3,9кА;
I уk 3  q3 I k33  1 3,1  3,1кА.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
32
iуk1  2k y1I k13  2 1 6,2  8,7кА;
iуk 2  2k y 2 I k32  2 1 3,9  5,5кА;
iуk 3  2k y3 I k33  2 1 3,1  4,3кА.
3 3
I 
2 k1
3 3
Ik22 
I 
2 k2
3 3
Ik23 
I 
2 k3
Ik12 
3
 6,2  5,4кА;
2
3
 3,9  3,4кА;
2
3
 3,1  2,6кА.
2
6. Составляю схему замещения для расчета 1-фазных токов кз:
k2
k1
Rc1
Rï êë1 Xï êë1
Rï ø Xï ø
Rc2
Rï êë2
k3
Xï êë2
Ðèñ. 8 Ñõåì à çàì åùåí èÿ äëÿ ðàñ÷åòà 1-ôàçí ûõ òî êî â êç
Для кабельных линий:
X пкл1  х0п Lка1  0,15  8  1,2 мОм;
Rпкл1  2r0 Lкл1  2  0,154  8  2,5 мОм.
R пш  r0пш Lш  0,3  2  0,6 мОм;
X пш  x0пш Lш  0,34  2  0,68мОм.
X пкл 2  х0п Lка 2  0,15  50  7,5мОм;
Rпкл 2  2r0 Lкл 2  2  0,265  50  26,5 мОм.
Zп1  15мОм.
Rп2  Rс  Rпкл1  Rпш  Rс2  15  2,5  0,6  20  38,1мОм;
X п2  X пкл1  X пш  1,2  0,68  1,9 мОм,
Zп2  Rп22  X п22  38,12 1,92  38,2мОм.
Rп3  Rп2  Rпкл2  38,1 26,5  64,6 мОм;
X п3  Х п2  X пкл2  1,9  7,5  9,4 мОм,
Zп3  Rп23  Xп23 
Uкф
I k11 
1
Zп1  ZТ 3
Uкф
I k12 
1
Zп2  ZТ 3
Uкф
I k13 
1
Zп3  ZТ 3
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
64,62  9,42  65,3мОм.
0,23 103

 1,9кА;
15  312 3

0,22 103
 1,5кА;
38,2  312 3

0,22 103
 1,3кА.
65,3  312 3
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
33
Изм. Лист
Таблица 15
Сводная ведомость токов кз
Точка кз
№ докум.
k1
k2
k3
Rк , мОм
Х к , мОм
Zк , мОм
25,4
47,9
63,2
27,5
29
34,3
37,4
56
71,9
Rк
Xк
0,9
1,7
1,8
ky
q
I k3 , кА
iy , кА
I3 , кА
Ik 2 , кА
Zп , мОм
I k1 , кА
1
1
1
1
1
1
6,2
3,9
3,1
8,7
5,5
4,3
6,2
3,9
3,1
5,4
3,4
2,6
15
38,2
65,3
1,9
1,5
1,3
Подпись Дата
Проверяю шину на действие токов кз:
250
 360,8 А;
3  0, 4
1, 4  250
I ав 
 505, 2 А;
3  0, 4
Принимается шина Al  40x5 Iд  540 А. h  40мм, b  5мм, g  3,57см2.
540  505,2
Iр 
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Проверяю шину на механическую стойкость:
Максимальное усилие на шину:
3
F  3107 iуд
2
где l  длина пролета между соседними опорами;
a  расстояние между осями шин
Сила F создает изгибающий момент:
M
Напряжение в материале шины:
l
1,5
 3 107  8700 
 198Н.
a
0,1
Fl 198 1,5

 29,8Н м.
10
10
 расч 
M
, Па
W
Лист
34
Момент сопротивления шины относительно оси:
Используем расположение шины – плашмя.
W
hb2 0,04  0,0052

 1,67 107 м3.
6
6
29,8
 расч 
 179МПа.
1,67 107
По справочнику допустимое механическое напряжение в материале шины для Al
7 103 Н
см2
.
д   расч
700  179
F  Fд
198  375  0,6  375  225
198  225
Выбираю изолятор типа ОФ1 375 Fразр  375кг.
Проверка по термической стойкости:
Минимальное сечение, отвечающее термической стойкости:
gmin 
 
Bк
, cм2 ,
С
Bk  Ik31   0,12  0,085  0,2  62002  0,405  1,55 107 A2c.
2
gmin 
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
1,55 107
 0,524cм2 .
75
gmin  g
0,524  3,57.
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
35
15. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Грунт – супесь t  0 0C;
AxB  48x30м;
Климатическая зона IV ;
гр  50Ом м;
Вид заземляющего устройства – контурное;
Вид заземлителя – стальные стержни d  40 мм, и длиной 3м;
tм  0,7 м,
Rе  4Ом.
Сезонный климатический коэффициент – вертикальный заземлитель kв  1, 2;
Сезонный климатический коэффициент – горизонтальный заземлитель kг  2.
Коэффициент использования заземлителя 0,78.
Результаты расчета
 эквивалентное удельное сопротивление - 83Ом м;



сопротивление вертикального заземлителя - 23,7Ом;
сопротивление контура - 6,66Ом;
предварительное количество вертикальных заземлителей 3,56;
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
36





сопротивление горизонтального заземлителя 22,7Ом;
суммарное сопротивление вертикального и горизонтального заземлителя 9,43Ом;
расстояние между вертикальными заземлителями 52 м;
расстояние от центра вертикального заземлителя до поверхности земли 2,2 м;
количество вертикальных заземлителей 4.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
37
16. МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИЯ
Согласно Федоров А.А., «Справочник по электроснабжению промышленных предприятий» механический цех относится к III категории по устройству молниезащиты. Грозозащита осуществляется молниеприемной сеткой, накладываемой на неметаллическую
кровлю под слой утеплителя и заземленной в 2-х местах. Сетки выполнены размерами
12x12м , токопроводы прокладываются по колоннам цеха по периметру.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
38
17. ВЫБОР КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ПРИБОРОВ УЧЕТА
РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Таблица 16
Выбор трансформатора тока
Условие выбора
От РУ до тр-ра 10/0,4
каталог
10
расчет
10
Iтт1  I р
i
kду  уд
2Iтт1
100
14,4
250
61,5
I кз tприв
90
28
0,8
0,59
Uн  U р
kту 
I тт1 tту
z2н  z2 р
Таблица 17
Расчет нагрузки вторичной обмотки трансформатора тока
Наименование
Тип прибора
прибора
Амперметр
Э762
Ваттметр
Д772
Счетчик
САЗУ
Итого
Нагрузка, ВА
Фаза А
3
5
0,525
8,525
Фаза С
5
0,525
5,525
Сопротивление прибора:
rприб 
Sприб 8,525
 2  0,34Ом.
2
Iтт
5
2
Сопротивление проводов:
l
20

 0,15Ом.
 S 53 2,5
r2  rприб  rпров  rпер.конт  0,34  0,15  0,1  0,59Ом.
Выбираю трансформатор тока типа ТПЛ-10 Iтт1  100 А, Iтт2  5 А.
rпров 
Для контроля трансформаторов используется масловакуумметр, термосигнализация.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
39
18. РАСЧЕТ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Расход электроэнергии на технологию:
P т  PрНН  PрВН , кВт,
Wт  PтТ м , тыс. кВт ч;
Q т  QрНН  Qкку  QрВН , квар,
Vт  QтТ м , тыс. квар ч;
Т м  7300ч.
где Tм  годовое число часов использования максимума силовой нагрузки, ч;
Pт  активная мощность расходуемая на технологию, кВт;
Qт  реактивная мощность расходуемая на технологию, квар;
Wт  годовой расход активной энергии, кВт ч;
Vт  годовой расход реактивной энергии, квар ч;
PрНН  расчетная активная мощность на стороне НН, кВт;
PрВН  расчетная активная мощность на стороне ВН, кВт;
QрНН  расчетная реактивная мощность на стороне НН, квар;
QрВН  расчетная реактивная мощность на стороне ВН, квар;
Qкку  мощность компенсирующего устройства, квар.
P т  215,1кВт,
Wт  215,1 7300  1570,23тыс. кВт ч;
Q т  137,4квар,
Vт  137,4  7300  1003тыс. квар ч.
Расход электроэнергии на освещение:
Wосв  PосвТ мо , тыс. кВт ч;
Vосв  QосвТ мо , тыс. квар ч,
где Tмо  годовое число часов использования максимума осветительной нагрузки, ч;
Wосв  годовой расход активной энергии на освещение, кВт ч;
Vосв  годовой расход реактивной энергии на освещение, квар ч.
Wосв  24,2  7700  186,34тыс. кВт ч;
Vосв  30,4  7700  234,08тыс. квар ч.
Расход электроэнергии в трансформаторе:
Wтр   ф2 Pкз  PххTг  N , тыс. кВт ч;
Vтр   ф2Uкз  iххTг  N
Sнт
, тыс. квар ч,
100
где   годовое время максимальных потерь, ч;
Т г  время включения трансформаторов под нагрузку, ч.
Wтр   0,452  3,7  6500  0,74  8650  2  22,5тыс. кВт ч;
Vтр   0,452  4,5  6500  2,3 8650  2 
250
 129тыс. квар ч.
100
Общий расход активной и реактивной энергии:
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
40
W  Wт Wосв Wтр  1570,23 186,34  22,5  1779,1тыс. кВт ч;
V  Vт Vосв Vтр  1003  234,08 129  1366,08тыс. квар ч.
Средневзвешенный коэффициент мощности:
cos  
Изм. Лис № докум.
т
W
W V
Подпис Дат
ь
а
2
2

1779,1
1779,12  1366,082
 0,85.
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсового проектирования получен вариант электроснабжения механического цеха, в котором дана характеристика потребителей цеха, определена компоновка технологического оборудования с выбором схемы электроснабжения. Произведен выбор силовой и
осветительной сетей, расчет электрических нагрузок, выбор трансформаторов, выбор питающей и цеховой сетей и расчет токов короткого замыкания, а также проверка выбранных защитных устройств и токоведущих частей по токам короткого замыкания. Предусмотрено искусственное заземление и молниезащита.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
42
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федоров А.А., С Г.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1974. – 528 с.
2. Шеховцов В.П., Расчет и проектирование схем электроснабжения. – М.: ФОРУМИНФРА 2005. – 214 с.
3. Алиев И.И., Справочник по электротехнике и электрооборудованию. 5-е издание. –
Ростов, Феникс, 2004. – 480 с.
4. Правила устройства электроустановок, 7-е издание, Госэнергонадзор, М. – 2002.
5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. – М.:
Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
6. Епанешников М.М. Электрическое освещение. М:. Энергия, 1973. – 352 с.
7. Справочник по проектированию электроэнергетических систем.
8. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение, Госстрой России. –
1996.
Изм. Лис № докум.
т
Подпис Дат
ь
а
ЭП-481(2).12.00 ПЗ
Лис
т
43
Документ
Категория
Техника
Просмотров
173
Размер файла
1 962 Кб
Теги
электроснабжение
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа