Расчет электроснабжения цеха
Определяем ток однофазного короткого замыкания. Находим сопротивления обратной (равно прямой т.к. нет вращающихся машин) и нулевой последовательности. Следует заметить, что в сопротивлении прямой последовательности нужно учитывать активное сопротивление дуги. Влияние активного сопротивления дуги на то КЗ учтем путем умножения расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ… Читать ещё >
Расчет электроснабжения цеха (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Реферат
Данный курсовой проект по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий» состоит из пояснительной записки (49 страниц); графической части (2 листа формата А1); 28 таблиц; 3 рисунка.
СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ТЕПЛОВОЙ ИМПУЛЬС, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, сТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФЕКТ, ШИНОПРОВОД, ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ОПОРНЫЙ ИЗОЛЯТОР.
электрический нагрузка трансформатор кабель Целью данного курсового проекта является получение новых и закрепление имеющихся знаний, а также проявление творческих способностей в области проектирования электроснабжения небольших цехов.
Данный курсовой проект (КП) является завершающим этапом в изучении основного курса специальности «Электроснабжение промпредприятий».
В процессе выполнения КП предстоит выбрать вариант конфигурации сети цеха на 0,4кВ. В расчетном варианте необходимо определить токи короткого замыкания и выбрать коммутационную аппаратуру, при этом предусмотреть, чтобы система электроснабжения обладала высокими технико-экономическими показателями и обеспечивала бы соответствующую степень качества и требуемую степень надежности электроснабжения проектируемого объекта.
Исходные данные на курсовой проект
Номер рисунка 1 (распределительная сеть 0,4 кВ) Вариант № 2
Наименование электроприемников, их количество и мощности
№ | Наименование ЭП | Номер на плане | Мощность, кВт | шт. | |
Кругло-шлифовальный | 1−13 | ||||
Токарно-револьверный | 14−18 | ||||
Вертикально-сверлильный | 19−24 | ||||
Токарный полуавтомат | 25−28 | ||||
Плоскошлифовальный | 29−31 | ||||
Токарный с ЧПУ | 32,33 | ||||
Горизонтально-проточный | 34−36 | ||||
Горизонтально-расточный | 37−40 | ||||
Вентустановка | 41,42 | ||||
Радиально-сверлильный | 43−45 | ||||
Безцентро-шлифовальный | 46,47 | ||||
Токарно-винторезный | 48,49 | ||||
Точильно-шлифовальный | 50−54 | ||||
Нагревательная печь | 55,56 | ||||
Термическая печь | 57,59 | ||||
Электротермическая печь | 60−62 | ||||
Вентустановка | |||||
Точечные стационарные | 64−67 | ||||
Сварочные стыковые | 68−70 | ||||
Сварочные шовные роликовые | 71−73, кВА | ||||
Сварочные точечные | 74−76, кВА | ||||
Вентустановка | 77,78, кВА | ||||
1. Расчёт трехфазных электрических нагрузок в распределительной сети 0,4 кВ
Расчет электрических нагрузок производится методом расчетного коэффициента. Данный метод расчета позволяет определить электрические нагрузки электроприемников напряжением до 1000 В. Произведём расчёт для электроприемника «кругло-шлифовальный» станок.
Алгоритм расчета
1) Номинальная мощность электроприёмника
2) Количество электроприемников,
3) По справочным данным определим значения коэффициентов использования и мощности, а также по ;
4) Суммарная мощность группы электроприемников:
5) Определяем среднюю активную и реактивную мощности данной группы электроприемников:
6) Найдём значение величины
Аналогичный расчет выполняем для всех остальных видов электроприемников, за исключением сварочной нагрузки. Полученные данные сводим в таблицу № 1
7) Рассчитаем эффективное число электроприемников:
8) Определим средневзвешенный коэффициент использования:
9) Определим значение расчетного коэффициента :
10) для магистрального шинопровода имеем:
при
11) Определим значения, :
С учётом осветительной и сварочной нагрузок:
Полученные данные заносим в таблицу № 1.1
Наименование эп | N, шт | Pном, кВт | Pсум, кВт | Ки | cos | tg | Pср, кВт | Qср, кВт | n* | Nэ | Кр | Pр, кВт | Qр, квар | Sр, кВА | Iр, А | |
Кругло-шлифовальный | 0,17 | 0,65 | 1,17 | 46.41 | 54.25 | |||||||||||
Токарно-револьверный | 0,18 | 0,65 | 1,17 | 15.3 | 17,88 | |||||||||||
Вертикально-сверлильный | 0,14 | 0,4 | 2.3 | 24.36 | 55.81 | |||||||||||
Токарный полуавтомат | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 18.4 | 21.51 | |||||||||||
Плоскошлифовальный | 0,17 | 0,65 | 1,17 | 9,18 | 10,74 | |||||||||||
Токарный с ЧПУ | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 17,6 | 20,6 | |||||||||||
Горизонтально-проточный | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 12,6 | 14,74 | |||||||||||
Вентустановка | 0,65 | 0,8 | 0.75 | 19,5 | 14,62 | |||||||||||
Радиально-сверлильный | 0,14 | 0,4 | 2.3 | 17,64 | 40,6 | |||||||||||
Безцентро-шлифовальный | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 11,6 | 13,6 | |||||||||||
Токарно-винторезный | 0,12 | 0,4 | 2.3 | 2,88 | 6,62 | |||||||||||
Точильно-шлифовальный | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 24,6 | ||||||||||||
Нагревательная печь | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 42.1 | ||||||||||||
Термическая печь | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 47.3 | ||||||||||||
Электротермическая печь | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 43.4 | ||||||||||||
Вентустановка | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 7.8 | 5.85 | |||||||||||
Вентустановка | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 23,4 | 17,55 | |||||||||||
Кран | 0,15 | 0,5 | 1.73 | 7,5 | 12,97 | |||||||||||
Горизонтально-расточный | 0,17 | 0,65 | 1.17 | 15,64 | 18,3 | |||||||||||
ИТОГО | 0,36 | 674,8 | 0,7 | 472,4 | 338,1 | |||||||||||
Осветительная НГ | 49,7 | 21,1 | ||||||||||||||
Сварочная НГ | 56,9 | 86,8 | ||||||||||||||
Итого по цеху | ||||||||||||||||
Таблица 1.1- Расчет нагрузок для выбора цехового трансформатора и ШМА
2. Расчёт сварочной эквивалентной трёхфазной нагрузки
Все машины контактной электросварки являются однофазными с повторно-кратковременным режимом работы.
Расчет электрических нагрузок машин контактной сварки производится по полной мощности, за расчетную нагрузку по нагреву принимается среднеквадратичная нагрузка.
Таблица 2.1- Исходные данные для расчета электрических нагрузок машин контактной сварки
Наименование ЭП | ||||||||
Точечные стационарные | 0,55 | 0,03 | 0,8 | 2,88 | 16,62 | |||
Сварочные стыковые | 0,55 | 0,02 | 0,8 | 1,44 | 10,18 | |||
Сварочные шовные роликовые | 0,55 | 0,04 | 0,8 | 3,2 | ||||
Сварочные точечные | 0,55 | 0,04 | 0,8 | 3,52 | 17,6 | |||
1. Распределение нагрузки по трем парам фаз (отталкиваемся от номинальных значений):
2. Определим средние нагрузки каждой машины:
— коэффициент загрузки i-той сварочной машины;
— коэффициент включения i-той сварочной машины.
3. Определим среднюю мощность каждой пары фаз:
4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:
5. Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз:
6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по двум наиболее загруженным парам фаз:
7. Расчетную активную и реактивную нагрузки находим по формулам:
Полученные значения заносим в таблицу № 1.1
3. Расчет осветительной нагрузки
Освещение рассчитывается по удельной нагрузке на единицу производственной площади:
Определим площадь цеха:
Расчетная активная нагрузка:
где — удельная электрическая нагрузка на единицу производственной площади, кВт/. Примем, что и освещение производится люминесцентными лампами с cos
Расчетная реактивная нагрузка:
Полученные значения заносим в таблицу № 1
4. Расчёт нагрузки крана
Кран имеет три двигателя: тележки, моста, подъема.
Соотношения мощностей 1:2:3. Мощность крана 50 кВт Мощность тележки:
Мощность моста:
Мощность подъема:
Коэффициенты включения:
для тележки
для моста
для подъема
Определим мощности двигателей:
Определим номинальную мощность крана:
Полученные значения заносим в таблицу № 1.1
5. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности
Применяем однотрансформаторную подстанцию, т. к в цехе приемники электроэнергии, допускающие перерыв электроснабжения на время доставки складского резерва, т. е для потребителей II и III категории, а также они допустимы для небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.
Т.к взаиное резервирование присутствует, то примем коэффициент загрузки
Выбор мощности силового трансформатора КТП производится с учётом компенсации реактивной мощности.
Мощность трансформатора определяется по активной расчётной нагрузке:
где — количество трансформаторов, равное 1;
— коэффициент загрузки, равный 0,8
берется из таблицы № 1
Выбираем трансформатор ТМ-1000/10-У1с параметрами: ;
;; ;
Определим реактивную мощность, которую целесообразно пропустить через трансформатор в сеть с напряжением до 1 кВ:
Первая составляющая мощности батареи конденсаторов в сети напряжением до 1000 В:
Вторая составляющая мощности батареи конденсаторов, определяемая в целях оптимального снижения потерь в трансформаторе и снижении потерь в сети 10 кВ:
где — экономическое значение = 0,25
Выбираем стандартные компенсирующие устройства по :
Определим реальный коэффициент загрузки трансформатора с учётом КУ:
Определим потери в трансформаторе Потери определяются по следующим формулам:
р
6. Выбор магистрального и распределительных шинопроводов
Выбор ШМА Выбираем магистральный шинопровод по расчетному току. Выбираем ШМА типа ШМА-73 на .
Выбор ШРА Произведем расчет нагрузок для выбора ШРА. Составим таблицу нагрузок для расчета ШРА1,2 (таблицы № 7.1−7.2)
Алгоритм расчета как и у ШМА, но расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия
для n: Qp = Qср; Pр = Кр Pср
для n10: Qp =1,1 Qср; Pр = Кр Pср Исходя из значений таблицы № по расчетному току. выбираем ШРА1 типа ШРА-73 — 400
Исходя из значений таблицы № по расчетному току. выбираем ШРА2 типа ШРА-73 — 250
7. Выбор силовых пунктов
Произведем расчет нагрузок для выбора СП. Составим таблицу нагрузок для расчета СП 1,2,3,4 (таблицы № 7.3−7.6)
Алгоритм расчета как и у ШРА, расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия
для n10: Qp =1,1 Qср; Pр = Кр Pср
Проверим силовые пункты на токи отходящих линий
Выбираем силовые пункты: № 1.: ШРС1 — 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 — 100 (до 100 А)
Выбираем силовые пункты: № 2.: ШРС1 — 53УЗ на номинальный ток шкафа 250 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН — 60 (до 63А)
Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg
(точильно шлифовальный) и определим его номинальный ток:
Выбираем силовой пункт: № 3: ШРС1 — 28 УЗ на номинальный ток шкафа 400 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей: 2×60 + 4×100 + 2×250 А типа ПН2 — 100 (до 100 А), НПН2−60 (до 63А), ПН2−250 (до 250А) Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом Ки (нагревательная печь) и определим его номинальный ток:
Выбираем силовой пункт: № 4: ШРС1 — 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 — 100 (до 100 А) Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg (Электротермическая печь) и определим его номинальный ток:
Выбранные силовые пункты выбраны верно Таблица 7.1- Расчёт ШРА- 1.
Наименование ЭП | ц | кВА | ||||||||||||||
Кругло-шлифовальный | 0,17 | 0,65 | 1,17 | 46,41 | 54,25 | |||||||||||
Токарно-револьверный | 0,18 | 0,65 | 1,17 | 15,3 | 17,88 | |||||||||||
Вертикальносверлильный | 0,14 | 0,4 | 2,3 | 24,36 | 55,81 | |||||||||||
Вентустановка | 0,65 | 0,8 | 0.75 | 19,5 | 14,62 | |||||||||||
ИТОГО | 0,19 | 1,33 | 109,47 | 145,49 | 1,1 | 120,42 | 145,49 | 188,8 | 272,5 | |||||||
Таблица 7.2- Расчёт ШРА- 2.
Наименование ЭП | ц | кВА | ||||||||||||||
Токарный полуавтомат | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 18.4 | 21.51 | |||||||||||
Плоскошлифовальный | 0,17 | 0,65 | 1,17 | 9,18 | 10,74 | |||||||||||
Токарный с ЧПУ | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 17,6 | 20,6 | |||||||||||
Горизонтально-проточный | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 12,6 | 14,74 | |||||||||||
Горизонтально-росточный | 0,17 | 0,65 | 1.17 | 15,64 | 18,3 | |||||||||||
ИТОГО | 0,19 | 1,17 | 73,42 | 85,9 | 1,26 | 92,5 | 85,9 | 126,2 | ||||||||
Таблица 7.3 — Расчет СП-1.
Наименование ЭП | ц | кВА | ||||||||||||||
Радиальносверлильный | 0,14 | 0,4 | 2.3 | 17,64 | 40,6 | |||||||||||
Безцентро-шлифовальный | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 11,6 | 13,6 | |||||||||||
Токарно — винторезный | 0,12 | 0,4 | 2.3 | 2,88 | 6,62 | |||||||||||
ИТОГО | 0,154 | 2,06 | 32,12 | 60,82 | 1,96 | 62,95 | 66,9 | 91,8 | 132,5 | |||||||
Таблица 7.4 — Расчет СП-2.
Наименование ЭП | ц | кВА | ||||||||||||||
Точильно-шлифовальный | 0,2 | 0,65 | 1,17 | 24,6 | ||||||||||||
ИТОГО | 0,2 | 1,17 | 24,6 | 1,78 | 37,4 | 27,06 | 46,2 | 66,7 | ||||||||
Таблица 7.5 — Расчет СП-3.
Наименование ЭП | ц | кВА | ||||||||||||||
Нагревательная печь | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 42,1 | ||||||||||||
Термическая печь | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 47,3 | ||||||||||||
ИТОГО | 0,8 | 89,4 | 98,34 | 289,2 | 417,4 | |||||||||||
Таблица 7.6 — Расчет СП-4.
Наименование ЭП | ц | кВА | ||||||||||||||
Электротермическая печь | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 43,4 | ||||||||||||
Вентустановка | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 7,8 | 5,85 | |||||||||||
ИТОГО | 0,78 | 0,35 | 139,8 | 49,25 | 139,8 | 54,18 | 149,9 | 216,4 | ||||||||
Выбор силовых пунктов сварочного отделения
Выбор силового пункта № 5
Составим таблицу загрузок (таблица № 7,7)
Таблица 7.7- Расчет СП № 5
Наименование ЭП | ||||||||
Точечные стационарные | 0,55 | 0,03 | 0,8 | 2,88 | 16,62 | |||
Сварочные точечные | 0,55 | 0,04 | 0,8 | 3,52 | 17,6 | |||
Алгоритм расчета
1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:
2. Определим средние нагрузки каждой машины:
— коэффициент загрузки i-той сварочной машины;
— коэффициент включения i-той сварочной машины.
3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз, например, АВ:
4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:
5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ, определяется по формуле:
6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:
7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность :
= 82,4 кВА Выбираем силовой пункт № 5: ШРС1 — 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 — 60 (до 63А) Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:
Определим номинальный ток для одной машины — точечный стационарный с максимальной :
Силовой пункт выбран верно Выбор силового пункта № 6
Составим таблицу загрузок (таблица № 7.8)
Таблица 7.8 — Расчет СП № 6
Наименование ЭП | ||||||||
Сварочные стыковые | 0,55 | 0,02 | 0,8 | 1,44 | 10,18 | |||
Сварочные шовные роликовые | 0,55 | 0,04 | 0,8 | 3,2 | ||||
Алгоритм расчета
1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:
2. Определим средние нагрузки каждой машины:
— коэффициент загрузки i-той сварочной машины;
— коэффициент включения i-той сварочной машины.
3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз, например, АВ:
4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:
5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ, определяется по формуле:
6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:
7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность :
Кроме сварочной нагрузки к СП-6 подключена две вентустановки, с Суммируем сварочную нагрузку и нагрузку вентустановок.
= 101 кВА Выбираем силовой пункт № 6: ШРС1 — 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 — 60 (до 63А) Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:
Определим номинальный ток для одной машины — сварочный — стыковой с максимальной :
Силовой пункт выбран верно
8. Выбор кабелей и кабельных перемычек
Сечение жил кабелей цеховой сети выбирают по нагреву длительным расчетным током по условию:
где расчётный ток, А;
длительно допустимый ток заданного сечения, А.
номинальная мощность электроприёмника, кВт;
номинальный коэффициент мощности электроприёмника.
Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором должно выполнятся условие:
для печей и сварочных машин:
За расчетный ток для сварочных машин принимаем среднеквадратический ток:
Таблица 8.1 — Выбор кабелей для ЭП, у которых АД с К.З. ротором является привод.
Наименование ЭП | |||||||
Кругло-шлифовальный | 0,65 | 46,6 | 58,29 | ||||
Токарно-револьверный | 0,65 | 37,7 | 47,18 | ||||
Вертикально-сверлильный | 0,4 | 104,6 | 130,8 | ||||
Токарный полуавтомат | 0,65 | 63,84 | |||||
Плоскошлифовальный | 0,65 | ||||||
Токарный с ЧПУ | 0,65 | 97,7 | 122,1 | ||||
Горизонтально-проточный | 0,65 | 46,6 | 58,3 | ||||
Горизонтально-расточный | 0,65 | ||||||
Вентустановка | 0,8 | ||||||
Радиально-сверлильный | 0,4 | 151,5 | 189,4 | ||||
Бесцентро-шлифовальный | 0,65 | 64,4 | 80,5 | ||||
Токарно-винторезный | 0,4 | 43,3 | 54,1 | ||||
Точильно-шлифовальный | 0,65 | 46,6 | 58,3 | ||||
Вентустановка | 0,8 | 21,65 | |||||
Вентустановка | 0,8 | 32,5 | 40,6 | ||||
Кран | 0,5 | 144,3 | 180,4 | ||||
Таблица 8.2- Выбор кабелей для ЭП термического отделения
Наименование ЭП | ||||||
Нагревательная печь | 0,95 | 121,54 | ||||
Термическая печь | 0,95 | 91,16 | ||||
Электротермическая печь | 0,95 | 83,56 | ||||
Таблица 8.3 — Выбор кабелей для ЭП сварочного отделения
Наименование ЭП | |||||
Точечные стационарные | 16,62 | 41,5 | |||
Сварочные точечные | 17,6 | ||||
Сварочные стыковые | 10,18 | 25,5 | |||
Сварочные шовные роликовые | |||||
Таблица 8.4- Выбор кабелей и кабельных перемычек между ШМА и ШРА, СП,
Наименование шинопровода | ||||
ШМАШРА — 1 | 272,5 | |||
ШМАШРА — 2 | ||||
ШМАСП — 1 | 132,5 | |||
ШМАСП — 2 | 66,7 | |||
ШМАСП — 3 | 417,4 | |||
ШМАСП — 4 | 216,4 | |||
ШМАСП — 5 | ||||
ШМАСП — 6 | ||||
Проверим кабель по допустимой потере напряжения:
Проверим кабель для кругло-шлифовального станка:
=
= 0,79
расчетный ток кабельной линии, А;
длна кабельной линии, км;
погонное активное и реактивное сопротивление кабелей,
количество параллельно проложенных кабелей.
Данные заносим в таблицы № 8
Таблица 8.5 Проверка кабельных линий по потере напряжения.
Наименование ЭП | |||||||||||
Кругло-шлифовальный | 0,65 | 46,6 | 1,94 | 0,0675 | 3,17 | 0,79 | |||||
Токарно-револьверный | 4.3 | 0,65 | 37,7 | 0,62 | 0,0625 | 1,26 | 0,31 | ||||
Вертикально-сверлильный | 0,4 | 104,6 | 0,443 | 0,0612 | 1,26 | 0,31 | |||||
Вентустановка | 9,5 | 0,8 | 3,1 | 0,0730 | 11,2 | 2,7 | |||||
Токарный полуавтомат | 0,65 | 1,24 | 0,0662 | 0,75 | |||||||
Плоскошлифоваль-ный | 3.2 | 0,65 | 1,94 | 0,0675 | 2,9 | 0,72 | |||||
Токарный с ЧПУ | 0,65 | 97,7 | 0,443 | 0,0612 | 1,13 | 0,28 | |||||
Горизонтально-проточный | 4,5 | 0,65 | 46,6 | 1,94 | 0,0675 | 4,7 | 1,19 | ||||
Горизонтально-росточный | 0,65 | 1,24 | 0,0662 | 3,02 | 0,75 | ||||||
Радиально — сверлильный | 6,4 | 0,4 | 151,5 | 0,326 | 0,0602 | 3,1 | 0,77 | ||||
Безцентро-шлифовальный | 3.2 | 0,65 | 64,4 | 1,24 | 0,0662 | 3,05 | 0,76 | ||||
Токарно — винторезный | 0,4 | 43,3 | 1,94 | 0,0675 | 6,9 | 1,7 | |||||
Точильно-шлифовальный | 0,65 | 46,6 | 1,94 | 0,0675 | 14,8 | 3,7 | |||||
Нагревательная печь | 3.2 | 0,95 | 121,5 | 0,443 | 0,0612 | 2,95 | 0,73 | ||||
Термическая печь | 3.2 | 0,95 | 91,16 | 0,89 | 0,0637 | 4,37 | 1,09 | ||||
Электротермическая печь | 5.5 | 0,95 | 83,56 | 0,89 | 0,0637 | 6,8 | 1,7 | ||||
Вентустановка | 2.5 | 0,8 | 21,65 | 5,17 | 0,09 | 3,92 | 0,98 | ||||
Вентустановка | 0.8 | 32,5 | 5,17 | 0,09 | 18,8 | 4,7 | |||||
Все кабели проверку проходят.
Таблица 8.6 Проверка кабельных линий от ШМА к СП сварочного отделения
Наименование инопровода | |||||||||
ШМА-СП-5 | 0,55 | 0,835 | 0,62 | 0,0625 | 16,9 | 4,24 | |||
ШМА-СП-6 | 0,55 | 0,835 | 0,443 | 0,0612 | 4,4 | 1,1 | |||
Все кабели проверку проходят Таблица 8.7 Проверка кабельных линий сварочного отделения по потере напряжения.
Наименование ЭП | ||||||||||
Точечные стационарные | 16,62 | 41,5 | 0,55 | 0,83 | 3,1 | 0,073 | 20,2 | |||
Сварочные точечные | 17,6 | 0,55 | 0,83 | 3,1 | 0,073 | 18,8 | 4,7 | |||
Сварочные стыковые | 10,18 | 25,5 | 0,55 | 0,83 | 5,17 | 0,09 | 15,4 | 3,86 | ||
Сварочные шовные роликовые | 0,55 | 0,83 | 11,5 | 3,1 | 0,073 | 3,5 | ||||
Все кабели проверку проходят
9. Расчёт токов короткого замыкания
Расчёт ведём для двух наиболее электрически удалённых электроприёмников. Это радиально-сверлильный станок (№ 45) подключённая к СП-1, и вентустановка (№ 42), подключённая к ШРА-1.
Рисунок № 9.1 Однолинейная схема для расчёта токов КЗ
Определим параметры схемы замещения
Сопротивление кабельный линий прямой определяем по формуле:
погонное активное и реактивное сопротивление кабельных линий соответственно, .
длина кабельных линий, м.
количество параллельно проложенных кабелей, шт.
Сопротивление нулевой последовательности кабельных линий:
Таблица № 9.1 Расчёт сопротивлений прямой и нулевой последовательности кабельных линий
Наименование КЛ | ||||||||||
КЛ-8 | 14,1 | 0,167 | 0,0596 | 2,358 | 0,84 | 23,58 | 3,36 | |||
КЛ-10 | 9,5 | 3,1 | 0,073 | 29,45 | 0,69 | 294,5 | 2,774 | |||
КЛ-1 | 0,326 | 0,0602 | 12,4 | 2,28 | 9,12 | |||||
КЛ-9 | 6,4 | 0,326 | 0,0602 | 2,08 | 0,385 | 20,8 | 1,54 | |||
Сопротивление прямой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:
Сопротивление нулевой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:
Таблица № 9.2 Расчёт сопротивлений шинопроводов прямой и нулевой последовательности для различных точек КЗ
Точка | Тип | ||||||||
К2,К3 | ШМА | 0,031 | 0,017 | 1,519 | 0,83 | 15,2 | 8,3 | ||
ШРА-1 | 0,15 | 0,1 | 8,1 | 5,4 | |||||
К4,К5 | ШМА | 10,2 | 0,031 | 0,017 | 0,317 | 0,17 | 3,17 | 1,73 | |
Сопротивление трансформатора определим по формуле:
потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;
номинальное напряжение на вторичной обмотке, кВ;
номинальная мощность трансформатора, кВА;
напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Из справочника находим сопротивления автоматических выключателей и предохранителей:
для выключателей Электрон Э16 В с
для выключателей ВА 0436 с 400 А для выключателей ВА 0436 с 160 А Сопротивление контактов соединений шинопроводов:
ШМА (К2,К3) 9 секции по 6 метров ШМА (К4,К5) 1,7 секций по 6 метра ШРА (К4,К5) 18 секций по 3 метра Сопротивление контактов соединительных кабелей (учитываем по 2 контакта на 1 кабель):
Рисунок № 9.2 Схема замещения для расчета токов к.з.
Расчёт токов однофазного и трёхфазного КЗ
Ток трёхфазного короткого замыкания определяем по формуле:
Ток однофазного короткого замыкание определяется по формуле:
среднее номинальное напряжение сети, В, где произошло КЗ;
суммарные соответственно активное и индуктивное сопротивления схемы замещения прямой последовательности относительно точки КЗ, включая сопротивления шинопроводов, аппаратов и переходные сопротивления контактов, начиная от нейтрали понижающего трансформатора, мОм;
то же, нулевой последовательности.
Сопротивления нулевой последовательности трансформатора с низшим напряжением до 1кВ при схеме соединения обмоток тр-11 принимаем равными сопротивлениям прямой последовательности.
Рассчитываем ток трёхфазного КЗ в точке К1.
Полагаем, что КЗ в начале ШМА т.к. необходимо рассчитать максимальное значение тока КЗ Суммарное активное сопротивление равно:
Суммарное реактивное сопротивление равно:
Ток трехфазного КЗ равен:
Рассчитываем ток однофазного КЗ в точке К1.
Определяем ток однофазного короткого замыкания. Находим сопротивления обратной (равно прямой т.к. нет вращающихся машин) и нулевой последовательности. Следует заметить, что в сопротивлении прямой последовательности нужно учитывать активное сопротивление дуги. Влияние активного сопротивления дуги на то КЗ учтем путем умножения расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ на зависящей от сопротивления цепи КЗ поправочный коэффициент Кс.
Для всех остальных точек мы находим ток КЗ без учета дуги.
Полагаем, что КЗ в конце ШМА т.к. необходимо рассчитать минимальное значение тока КЗ.
Тогда с учетом сопротивления дуги имеем ток однофазного к.з.
Для всех остальных точек выполняем аналогичный расчет. Результаты сводим в таблицу № 8.3
Таблица 9.3 Расчёт токов КЗ
№ точки | |||||||||||
К1 | 1,91 | 8,7 | 25,9 | 3,453 | 9,533 | 17,12 | 17,03 | 14,4 | 0,68 | 10,88 | |
К2 | 6,5 | 10,54 | 18,6 | 11,861 | 18,64 | 95,5 | 106,6 | 62,3 | 1,034 | 3,83 | |
К3 | 41,57 | 19,33 | 5,01 | 41,4 | 19,33 | 390,1 | 113,51 | 165,5 | 0,94 | 1,3 | |
К4 | 15,98 | 11,85 | 11,6 | 17,52 | 11,85 | 130,4 | 24,2 | 57,4 | 0,82 | 3,29 | |
К5 | 18,18 | 12,24 | 10,5 | 19,73 | 12,24 | 151,4 | 25,75 | 65,8 | 0,84 | 2,94 | |
10. Расчет пусковых и пиковых токов.
Расчет пусковых токов
Пусковой ток определяем для приемников имеющих АД с короткозамкнутым ротором для проверки вставок предохранителей.
Пусковой ток приемника определяют по формуле:
где
— нормальный ток ЭП, которой определяется по следующей формуле:
— кратность пускового тока, т. к отсутствуют данные примем:=5
Таблица № 10.1 Значения пусковых токов для приемников с АД
Наименование ЭП | ||||||
Кругло-шлифовальный | 0,65 | 46,6 | ||||
Токарно-револьверный | 0,65 | 37,7 | 188,5 | |||
Вертикально-сверлильный | 0,4 | 104,6 | ||||
Токарный полуавтомат | 0,65 | |||||
Плоскошлифовальный | 0,65 | |||||
Токарный с ЧПУ | 0,65 | 97,7 | 488,5 | |||
Горизонтально-проточный | 0,65 | 46,6 | ||||
Горизонтально-расточный | 0,65 | |||||
Вентустановка | 0,8 | |||||
Радиально-сверлильный | 0,4 | 151,5 | 757,5 | |||
Бесцентро-шлифовальный | 0,65 | 64,4 | ||||
Токарно-винторезный | 0,4 | 43,3 | 216,5 | |||
Точильно-шлифовальный | 0,65 | 46,6 | ||||
Вентустановка | 0,8 | 21,6 | 108,25 | |||
Вентустановка | 0,8 | 32,5 | 162,5 | |||
Расчет пиковых токов
Определение пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП Для расчета пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП использеум следующую формулу:
где
Ip — расчетный ток ШМА, ШРА, СП, А;
Iп.max — пусковой ток наибольшего по мощности ЭП, подключаемого к ШМА, ШРА, СП, А;
Kи — коэффициент использования наибольшего по мощности ЭП, А;
Iн.max — номинальный ток наибольшего по мощности ЭП.
Расчет пикового тока ШМА
Определим номинальный ток наибольшего по мощности приемника (в данном случае им является — токарный с ЧПУ с Kи = 0,2):
— максимальный расчетный ток узла нагрузки (ШМА), с учетом компенсации реактивной мощности;
тогда
Расчет пикового тока ШРА-1
Наибольшим по мощности электроприемником является вертикально-сверлильный с
Максимальный расчетный ток ШРА-1
Расчет пикового тока ШРА-2
Наибольшим по мощности электроприемником является токарный с ЧПУ с
Максимальный расчетный ток ШРА-2
Расчет пикового тока СП-1
Наибольшим по мощности электроприемником является радиально-сверлильный станок с
Максимальный расчетный ток СП-1
Расчет пикового тока СП-2
Наибольшим по мощности электроприемником является токарно-револьверный станок с
Максимальный расчетный ток СП-2
Расчет пикового тока СП-4
Кроме вентустановки, СП-4 питает электротермические печи, пиковый ток которых практически не отличается от номинального, поэтому используем мощность двигателя вентустановки с
Максимальный расчетный ток СП-4
Расчет пиковых токов машин контактной электросварки
Машины контактной электросварки относятся к потребителям с резкопеременным режимом работы и создают пиковые нагрузки с большой частотой, вследствии чего в сети возникают колебания напряжения.
Пиковая мощность машины в момент сварки определяется по формуле:
Расчетный пик любой пары фаз, например фазы АВ, определяется по формуле:
Где — число одновременно работающих машин, определенных по кривым вероятности
— число машин, подключенных к данной пары фаз При определении рассчитывается средневзвешенное значение
Пиковая нагрузка для линейного провода определяется по формуле, соответственно пикам двух пар фаз, например в фазе В:
Где , — пиковая нагрузка для пары фаз АВ и для пары фаз ВС Пиковый линейный ток:
Где — линейное напряжение, кВ
Расчёт пикового тока СП-5
Таблица 10.2 Расчет СП № 5
Наименование ЭП | ||||||||
Точечные стационарные | 0,55 | 0,03 | 0,8 | 2,88 | 16,62 | |||
Сварочные точечные | 0,55 | 0,04 | 0,8 | 3,52 | 17,6 | |||
Алгоритм расчета
1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:
2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:
3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:
АВ:
BC:
CA:
по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:
АВ:
BC:
CA:
4. В каждой паре фаз машины разбиваются на группы с одинаковой мощностью и одинаковыми коэффициентами включения и по кривым вероятности определяем количество одновременно работающих машин в каждой группе:
АВ:
BC:
CA:
5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:
АВ:
ВС:
СА:
6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз, следовательно наиболее загруженная фаза B:
Определим пиковый ток
Расчёт пикового тока СП-6
Таблица 10.3 Расчет СП № 6
Наименование ЭП | ||||||||
Сварочные стыковые | 0,55 | 0,02 | 0,8 | 1,44 | 10,18 | |||
Сварочные шовные роликовые | 0,55 | 0,04 | 0,8 | 3,2 | ||||
Алгоритм расчета
1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:
2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:
3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:
АВ:
BC:
CA:
по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:
АВ:
BC:
CA:
4. В каждой паре фаз машины разбиваются на группы с одинаковой мощностью и одинаковыми коэффициентами включения и по кривым вероятности определяем количество одновременно работающих машин в каждой группе:
АВ:
BC:
CA:
5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:
АВ:
ВС:
СА:
6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз :
Определим пиковый ток, Но кроме сварочной нагрузки СП-6 питает две вентустановки, поэтому определим пусковой ток АД вентустановок.
Мощность двигателя вентустановки с
Максимальный расчетный ток СП-6
т. е. пусковой ток оказался меньше тока сварки, следовательно в дальнейшем ориентируемся по пиковому току сварки.
11. Защита цеховых электрических сетей
В сетях напряжением до 1000 В защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.
Плавкий предохранитель предназначен для защиты электроустановок от перегрузок и токов к.з. Основными его характеристиками являются: номинальный ток плавкой вставки номинальный ток предохранителя номинальное напряжение предохранителя номинальный ток отключения предохранителя защитная (ампер — секундная) характеристика предохранителя.
Обозначения в расчете:
— номинальное напряжение сети, кВ;
— максимальный ток к.з. сети, А;
— максимальный расчётный ток, А;
— пусковой ток двигателя, А.
— длительно допустимый ток защищаемого участка сети;
— минимальный ток к.з.
Алгоритм расчета Рассмотрим на примере выбор предохранителя к кругло-шлифовальному станку (№ 1).
2)
Выбираем предохранитель типа НПН — 60 с; ;
т.к предохранитель выбирается к индивидуальному приемнику, то за расчетный ток принимается номинальный :
= 46,6 А
3)
4), где 46,6 = 233 А;
— коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска, принимаемый 2,5 — для легких условий пуска.
= = 93,2 А ,
т.е = 93,2 А — выбранный предохранитель не подходит. Выберем предохранитель типа ПН-2 100 с = 50 кА;; , где
= 93,2 А
Токи плавки вставок должны соответствовать кратностям допустимых длительных токов (согласование с сечением):
Проверка предохранителя на:
6) — на чувствительность
300 А
7) — на отключающую способность
50 кА 5,01 кА, где = = 5,01 кА
Выбираем предохранитель типа ПН-2 100: = 50 кА; ;
Uн = 400 В.
По данному алгоритму выбираем предохранители и выбор сводим в таблицу № 11.1
Таблица № 11.1 Выбор предохранителей для ЭП, приводом которых является АД с КЗ ротором
Наименование ЭП | Тип | ||||||||||||||
Кругло-шлифовальный | 46,6 | 93,2 | 5,01 | ПН2 100 | |||||||||||
Токарно-револьверный | 37,7 | 188,5 | 75,4 | 5,01 | ПН2 100 | ||||||||||
Вертикально-сверлильный | 104,6 | 209,2 | 5,01 | ПН2 250 | |||||||||||
Токарный полуавтомат | 5,01 | ПН2 250 | |||||||||||||
Плоскошлифовальный | 5,01 | ПН2 100 | |||||||||||||
Токарный с ЧПУ | 97,7 | 488,5 | 195,4 | 5,01 | ПН2 250 | ||||||||||
Горизонтально-проточный | 46,6 | 93,2 | 5,01 | ПН2 100 | |||||||||||
Горизонтально-расточный | 5,01 | ПН2 250 | |||||||||||||
Вентустановка | 5,01 | ПН2 100 | |||||||||||||
Радиально-сверлильный | 151,5 | 757,5 | 10,5 | ПН2 400 | |||||||||||
Бесцентро-шлифовальный | 64,4 | 128,8 | 10,5 | ПН2 250 | |||||||||||
Токарно-винторезный | 43,3 | 216,5 | 86,6 | 10,5 | ПН2 100 | ||||||||||
Точильно-шлифовальный | 46,6 | 93,2 | 10,5 | ПН2 100 | |||||||||||
Вентустановка | 21,65 | 108,25 | 43,3 | 10,5 | ПН2 100 | ||||||||||
Вентустановка | 32,5 | 162,5 | 10,5 | ПН2 100 | |||||||||||
Кран | 144,3 | 721,5 | 288,6 | 10,5 | ПН2 400 | ||||||||||
Таблица 11.2 — Выбор предохранителей для ЭП термического отделения
Наименование ЭП | Тип | ||||||||||||
Нагревательная печь | 121,5 | 10,5 | ПН2 250 | ||||||||||
Термическая печь | 91,16 | 10,5 | ПН2 100 | ||||||||||
Электротермическая печь | 83,56 | 10,5 | ПН2 100 | ||||||||||
Таблица 11.3 — Выбор предохранителей для ЭП сварочного отделения
Наименование ЭП | кВА | А | Тип | ||||||||||||
Точечные стационарные | 16,62 | 41,5 | 10,5 | ПН2 250 | |||||||||||
Сварочные точечные | 17,6 | 10,5 | ПН2 250 | ||||||||||||
Сварочные стыковые | 10,18 | 25,5 | 10,5 | ПН2 250 | |||||||||||
Сварочные шовные роликовые | 10,5 | ПН2 250 | |||||||||||||
12. Выбор автоматических выключателей
Запишем условия выбора автоматических выключателей:
1)
где — наибольший расчетный ток нагрузки;
— номинальный ток расцепителя автоматического выключателя.
2)
пиковый ток группы электроприёмников, А
3) Отстройка от длительно допустимых токов:
— для автоматических выключателей только с электромагнитным расцепителем (отсечкой):
4) Отстройка от минимальных токов короткого замыкания:
5) Проверка по отключающей способности:
Рассмотрим на примере выбор выключателя к ШМА (SF1).
1)
2)
4); 7500
; 2500
5)
Выбираем выключатель Э25В
Далее аналогично примеру выбора выключателя на ШМА, производим выбор выключателя на остальных приемниках электроэнергии. Данные записуем в таблицу № 12.1
Таблица № 12.1 Выбор автоматических выключателей
Место установки | Расчётные данные | Паспортные данные | Тип выключа-теля | |||||||||
ШМА | 1981,2 | 10,88 | 25,9 | Э25В | ||||||||
ШРА-1 | 272,5 | 1015,3 | 3,83 | 18,6 | ВА 04−36 | |||||||
ШРА-2 | 846,3 | 3,83 | 18,6 | ВА 04−36 | ||||||||
СП-1 | 132,5 | 1129,7 | 3,29 | 11,6 | ВА 04−36 | |||||||
СП-2 | 66,7 | 427,5 | 3,29 | 11,6 | ВА 04−36 | |||||||
СП-3 | 417,4 | 542,6 | 3,29 | 11,6 | ВА 51−39 | |||||||
СП-4 | 216,4 | 403,7 | 3,29 | 11,6 | ВА 04−36 | |||||||
СП-5 | 1058,2 | 3,29 | 11,6 | ВА 04−36 | ||||||||
СП-6 | 855,6 | 697,5 | 3,29 | 11,6 | ВА 04−36 | |||||||
Э25В: — ШМА ВА 04−36: — ШРА1
ВА 04−36: — ШРА2
ВА 04−36: — СП1
ВА 04−36: — СП2
ВА 04−36: — СП3
ВА 04−36: — СП4
ВА 04−36: — СП5
ВА 04−36: — СП6
Список используемой литературы
1. Бурназова Л. В. Методические указания к выполнению курсового проекта. Мариуполь 2010 г.
2. Блок В. М Пособие к курсовому и дипломному проектированию, издание второе, переработанное и дополненное. Москва «Высша школа» 1990 г.
3. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. — М.: Энергоатомиздат, 1986.
4. ГОСТ 28 249–93 Межгосударственный стандарт «Короткие замыкания в электроустановках до 1000 В».
5. Федоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учебное пособие для ВУЗов — М. «Энергоатомиздат», 1986 г.
6. Гайсаров Р. В. Выбор электрической аппаратуры. Челябинск 2002 г.
7. Средство массовой информации «Интернет»