В настоящее время жизнь и безопасность человека неотрывно связано с электроэнергетикой. Главным преимуществом электрической энергии является её относительная простота производства, передачи, дробления и использования.
Основными потребителями электрической энергии являются промышленные объекты и гражданские здания.
В настоящее время специалисты в области электроснабжения (в том числе проектировщики, электромонтажники и т.д.) работают над вопросом снижения потерь электроэнергии. Снижение потерь приведёт к снижению нагрузки на предприятия производящие электроэнергию, что ведёт за собой снижение потребления топлива и как следствие:
- экономию денежных средств;
- снижение уровня выбросов загрязняющих атмосферу и окружающую среду.
Помочь в вопросе борьбы с электропотерями можно, если правильно произвести расчёт электронагрузок объекта, правильно выбрать способ и средство передачи электроэнергии к электроприёмнику, грамотно подобрать средства защиты, от нежелательных явлений в сети и т.д.
1. Общая часть
1.1 Характеристика объекта
Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывших из строя.
Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.
РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП).
Расстояние от ГПП до цеховой ТП — 0,9 км, а от энергосистемы (ЭС) до ГПП — 14 км. Напряжение на ГПП — 6 и 10 кВ.
Количество рабочих смен — 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Грунт в районе РМЦ — чернозем с температурой +20 С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков — секций длиной 6 м каждый.
Размеры цеха А х Б х В = 48 х 36 х 9 м.
Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4.5 м.
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро- и электробезопасности
Оборудование промышленного здания соответствует всем нормам (противопожарным, электротехническим, экологическим и др.) действующим на территории Российской федерации и обеспечивает безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта, при соблюдении правил безопасности.
Выпускной квалификационной работы Проект рабочего освещения административно- ...
... освещения помещений. Объектом исследования является административно-техническое здание. Предметом исследования является система освещения административнотехнического здания. Цель работы: разработать проект системы рабочего освещения административно-технического здания. Задачи: проанализировать объект; рассчитать количество ...
В целях экономии электроэнергии в проекте предусмотрены:
- сечение проводов и кабелей выбрано с учётом коэффициента использования;
- электрическая сеть 380/220 В выполнены кабелями с медными жилами, которые обеспечивают минимальные потери электроэнергии;
- все электрические линии находятся под постоянным напряжением;
- На объекте применяется защитное заземление. Защитному заземлению подлежат все металлические элементы электрооборудования
В шлифовальном цехе особенных мер взрывобезопасности не требуется, кроме склада тарных химикатов. На территории склада необходимо поддерживать безопасный уровень влажности воздуха, недопускать попадания прямых лучей света на тару с химикатом и регулярно проводить инспекции территории склада.
В области пожаробезопасности особое внимание должно уделяться станочному отделению. При механической шлифовке постоянно и в больших количествах выделяется пыль, которая удаляется системой вентиляции. Прочие помещения не являются пожароопасными.
электроснабжение цех защита мощность
2. Расчет электрических нагрузок цеха
Произведем расчет электрических нагрузок по методу коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм).
Расчет выполним на примере РП-1.
По справочным данным определяем для каждого электроприемника коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos φ.
Для токарных автоматов:
- Ки = 0,12; cos φ = 0,4.
Отсюда
; (1)
(2)
;
- Для зубофрезерных и круглошлифовальных станков расчеты аналогичны.
Определяем коэффициент силовой сборки m по формуле
(3)
где Рнаиб — наибольшая из мощностей электроприемников данной группы;
- Рнаим — наименьшая из мощностей приемников данной группы.
В данном случае
(4)
Определяем активную сменную мощность
Рсм = ∑Рн * Ки кВт (5)
где ∑Рн — суммарная мощность одного вида приемников, кВт.
Рсм =36*0,12 = 4,32 — для токарных автоматов
Находим реактивную сменную мощность:
Qсм = Рсм * tgφ, квар (6)
Qсм = 4,32*2,27 = 9,8 — для токарных автоматов;
Зная реактивную и активную мощности находим полную мощность, среднюю за смену
, кВА (7)
- для токарных автоматов;
Выбираем эффективное число электроприёмников nэ для РП-1 из условия
nэ (kср u = 0.12; n = 9; m = 3.75; P = const) по таблице
Для РП-1 получаем
*= (8)
n*=
P* (9)
P*
n*=0.81
nэ=0,81*9=8
Определяем коэффициент максимума активной нагрузки Км из, исходя из условия nэ=8; Кср. и =0,12; m =3,75 => Км = 2,88
Компенсация реактивной мощности
... г. Основным нормативным показателем, характеризующим потребляемую промышленным предприятием реактивную мощность, был средневзвешенный коэффициент мощности. Средневзвешенный коэффициент мощности за время t (5) где и - ... Технические данные некоторых типов комплектных конденсаторных установок Тип установки Мощность квар Количество ступеней Удельные потери кВт/квар Удельная стоимость , руб/квар ...
Коэффициент максимума реактивной нагрузки равен Км=1,1
Определяем максимальную активную мощность для РП-1:
Рм = Км * ∑Рсм = 2.88 * 11.16 = 32.14 кВт,
где ∑Рсм — суммарная активная сменная мощность для данного РП, кВт.
Максимальная реактивная мощность
Qм = Qcм * Км квар, (10)
Qм = 25,31 * 0,7 = 27,84
Полная максимальная мощность для РП-1
(11)
Максимальный рабочий ток для РП
(12)
Рассчитаем нагрузку на ЩО по формуле
Рм (що) = S * P% кВт, (13)
Рм (що) = 1344*0.01 = 13,4
где S — площадь цеха, м2;
- Р%=0,01% — норма освещения для заводского помещения, %.
Расчеты для пяти других РП производятся аналогично вышеприведенным.
Отдельно рассчитываются мостовые краны, питающиеся от ТП. Результаты расчетов заносятся в сводную ведомость электрических нагрузок
Примечание: Так как остальные содержат однотипные электроприемники, то для них не вычисляется nэ, Км и Км. Максимальная нагрузка принимается равной сменной нагрузке.
Для кранов номинальная мощность находится по формуле
(14)
2.1 Компенсация реактивной мощности
Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:
- расчетную реактивную мощность КУ;
- тип компенсирующего устройства;
- напряжение КУ.
Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из выражения
Qк. р = α Рм (tgφ — tgφk) (14)
где Qк. р — расчетная мощность КУ, квар; α — коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α = 0,9;
- tgφ, tgφk — коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.
Рассчитаем компенсирующее устройство. Значения cosφ и tgφ до компенсации
; (15)
откуда tgφ = 0,45;
- После компенсации принимаем cosφк = 0,95 (из пределов cosφ = 0,92…0,95), соответственно tgφк = 0,33;
Подставив найденные значения в формулу получим расчетную реактивную мощность КУ
Qк. р = α Рм (tgφ — tgφk) квар. (16)
Qк. р = 0,9*295,56 (0,45 — 0,33) = 31,9
Согласно найденной мощности выбираем из справочника компенсирующее устройство со стандартной мощностью 30 квар — УКН — 0,38 — 30 УЗ
Определяем фактическое значение cosφф
(17)
отсюда cosφф = 0,93.
Результаты расчетов заносим в таблицу.
Таблица 1 — Сводная ведомость нагрузок
ПараметрCosφtgφРм, кВтQм, кварSм, кВАВсего на НН без КУ0,910,45495,56129,49322,68КУ30Всего на НН с КУ0,930,12495,5654,49300,54Потери6,453,287,23Всего на ВН с КУ30257,77307,47
2.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции
(18),
По справочнику выбираем трансформатор ТМ
