Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.
Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии — городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.
В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.
По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.
Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.
В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.
1. Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ
Цех металлорежущих станков (ЦМС) предназначен для серийного производства деталей по заказу.
Электроснабжение производственного цеха промышленного предприятия
... электрических нагрузок 1. ТЕХНИЧЕКИЙ РАЗДЕЛ 1.1 Краткая характеристика объекта В данной работе заданием определён объект проектирования -производственный цех промышленного предприятия. Цех состоит ... современных промышленных предприятиях электрическая энергия, как правило, трансформируется один или несколько раз. В зависимости от места расположения в схеме электроснабжения трансформаторные ...
ЦМС предусматривает наличие производственных, служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Металлорежущие станки различного назначения размещены в станочном, заочном и резьбошлифовальном отделениях.
Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.
Цех получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,3 км от ГПП завода. Подводимое напряжение — 10 или 35 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 15 км.
Потребители ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения.
1) приемники 2 категории — перерыв электроснабжения, которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Приемники 2 категории рекомендуется обеспечивать электроснабжением от двух независимых источников питания;
2) приемники 3 категории — остальные приемники, неподходящие под определение 1и 2 категории. Перерыв электроснабжения этих приемников не приводит к существенным последствиям, простоям и другим неблагоприятным последствиям. Для таких электроприемников достаточного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.
Количество рабочих смен — 3. Грунт в районе цеха — глина при температуре +5С.
Каркас здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 метров каждый.
Размер цеха AЧBЧH=50Ч30Ч8 м.
Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.
Цех металлорежущих станков по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества.
По электробезопасности цех относится к классу ПО (повышенной опасности), так как в цехе очень много токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей. Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины фуст. Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы.
Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования.
Повторно кратковременный режим — это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины.
В этом режиме работают грузоподъемные механизмы, прокатные станы и сварочные аппараты.
2. Схема расположения ЭО автоматизированного цеха
Рис. 1
3. Перечень ЭО участка автоматизированного цеха
электроснабжение цех трансформатор ток
Таблица 1 — Перечень технологического оборудования
Номер на плане |
Наименование электрооборудования |
Количество шт. |
Единичная мощность, кВт. |
Суммарная мощность, кВт. |
|
2, 3, 4 |
Универсальные заточные станки |
3 |
2,5 |
7,5 |
|
5, 10 |
Заточные станки для червячных фрез |
2 |
7 |
14 |
|
6,7 |
Резьбошлифовальные станки |
2 |
4,8 |
9,6 |
|
8,9 |
Заточные станки для фрезных головок |
2 |
3 |
6 |
|
12, 13, 17…19 |
Круглошлифовальные станки |
5 |
10,2 |
51 |
|
14…16 |
Токарные станки |
3 |
6,5 |
19,5 |
|
20…22 |
Вентиляторы |
3 |
4 |
12 |
|
23, 24, 29, 30, 36, 37 |
Плоскошлифовальные станки |
6 |
38 |
228 |
|
25…28, 34, 35 |
Внутришлифовальные станки |
6 |
8,9 |
53,4 |
|
31 |
Кран-балка |
1 |
10 |
10 |
|
32, 33, 38, 39 |
Заточные станки |
4 |
2,5 |
10 |
|
4. Расчетно-конструкторская часть
4.1 Выбор схемы электроснабжения
Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания (подстанции), и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.
Внутрицеховое распределение электроэнергии может выполняться по трем схемам:
- радиальной;
- магистральной;
- смешанной.
Выбор определяется категорией надежности потребителей, их территориальным размещением, особенностями режимов работы и технико-экономическими показателями системы.
Цеховые сети распределения электроэнергии должны:
- Обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;
- Быть удобными и безопасными в эксплуатации;
- Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.
Магистральная схема используется на большие токи (до 6300А), может подключаться непосредственно к трансформатору без распределительного устройства на стороне низшего напряжения, и выполняются с равномерным распределением электроэнергии к отдельным потребителям. Магистральные схемы обладают универсальностью, гибкостью (позволяют заменить технологическое оборудование без изменения электрической сети).
Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от распределительных устройств низшего напряжения трансформаторной подстанции и предназначенных для питания небольших групп приемников электроэнергии, расположенных в различных местах цеха. Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляется самостоятельными линиями от силовых пунктов, располагаемых в центре электрических нагрузок данной группы потребителей.
В проектируемом мною цехе принята четырехпроводная разветвленная сеть напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью, источником которой является вторичная обмотка трансформатора с заземленной нейтралью трехфазного переменного тока, промышленной частотой 50 Гц. Основным достоинством является возможность совместного питания силовых и осветительных нагрузок.
В цехе металлорежущих станков принимают радиальную схему электроснабжения. Достоинствами радиальных схем являются высокая надежность электроснабжения, удобство эксплуатации, возможность применения простых устройств автоматизации. Однако такие схемы не обладают необходимой гибкостью и требуют значительных затрат на низковольтные щиты ТП и цеховые сети.
Рис. 2 — Радиальная схема электроснабжения
4.2 Расчет электрических нагрузок
Расчёт электрических нагрузок производится по методу коэффициента расчётной нагрузки. Произведём расчёт для первого силового пункта СП-1.
Коэффициент использования, Ки., вычисляют по формуле:
- где — суммарная активная нагрузка по СП-1, кВт[р.3, таблица 2];
- суммарная номинальная мощность электроприёмников по ШРА-1, кВт[р.3, таблица 2];
Групповой коэффициент реактивной мощности для группы электроприемников, определяетсяпо формуле:
- где — суммарная реактивная нагрузка по СП-1, квар;
- [р.3, таблица 2];
- суммарная активная нагрузка по СП-1, кВт, [р.3, таблица 2];
- Эффективное число электроприёмников, nэ, шт. вычисляют по формуле:
- где — суммарная номинальная мощность электроприёмников по СП-1, кВт, [р.3, таблица 2];
- суммарная квадратичная мощность n-приёмников по СП-1, [р.3, таблица].
Коэффициент расчётной нагрузки, Кр=1,86, [8, с.274, таблица П6];
Расчётную активную мощность, Рр, кВт вычисляют по формуле:
- где Кр-коэффициент расчётной нагрузки;
- суммарная активная нагрузка по СП-1, кВт, [р.3, таблица 2].
Рр=1,22
- 7,2 = 8,7 кВт
Так как эффективное число электроприемников nэ 10, то расчётную реактивную мощность Qр, квар вычисляют по формуле:
- где — суммарная реактивная нагрузка по СП-1, квар, [р.3, таблица 2];
Qр= 1,1
- 7,2
- 0,75= 5,94 кВар
Полную расчётную мощность Sр, кВА, вычисляют по формуле:
- где Рр — активная расчётная мощность, кВт, [р.3, таблица 2];
- Qр — реактивная расчётная мощность, кВар, [р.3, таблица 2]
кВА
Расчётный ток Iр, А вычисляют по формуле:
- где Sр — полная расчётная мощность, кВА, [р.3, таблица 2];
Uн — номинальное напряжение сети, кВ, [из задания]
Для оставшихся СП или ШРА расчет электрических нагрузок проводят аналогично.
Расчет электрических нагрузок по цеху определяем по формуле (1):
Эффективное число электроприёмников, nэф, шт. вычисляют по формуле:
где — номинальная активная мощность наиболее мощного электроприемника группы, кВт.
Коэффициент расчетной мощности Кр.ц определяют исходя из зависимости:
Расчётную активную мощность, Рр.ц., кВт вычисляют по формуле (4):
- Так как эффективное число электроприемников nэ>10, то расчётную реактивную мощность Qр.ц., квар вычисляют по формуле:
Полную расчётную мощность Sр.ц., кВА, вычисляют по формуле (6):
Расчётный ток Iр.ц., А вычисляют по формуле (7):
Расчёт электрических нагрузок осветительной сети.
Определяют расчетную активную мощность осветительной сети Рр.о, кВт по формуле:
- где — удельная мощность освещения, кВт/м2 (0,006-0,008 кВт/м2);
S -площадь участка, м2, [из задания]
Расчётную реактивную мощность освещения Qр.ос, квар, вычисляют по формуле:
- где Рр.ос- активная расчётная мощность освещения, кВт, [р.3, таблица 2];
- коэффициент мощности для освещения с лампами ДРЛ,, [р.3, таблица 2]
Полную расчётную мощность освещения Sр.ос, кВА, вычисляют по формуле:
- где Рр.ос — активная расчётная мощность освещения, кВт, [р.3, таблица 2];
- Qр.ос — расчётная реактивная мощность освещения Qр.ос, квар, [р.3, таблица 2]
Расчётный ток освещения, А, вычисляют по формуле:
- где Sр.ос — полная расчётная мощность освещения, кВА, [р.3, таблица 2];
Uн — номинальное напряжение сети, кВ, [из задания]
Сумма добавленной мощности и мощности проектируемого цеха с учётом освещения приведена в таблице 2.
4.3 Выбор числа и мощности трансформаторов для цеха и компенсация реактивного тока
Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на цеховых трансформаторных подстанциях является одним из основных вопросов рационального построения СЭС.
Двухтрансформаторные подстанции применяют при значительном числе потребителей 1 и 2-й категории. Целесообразно применение двухтрансформаторной подстанции при неравномерном суточном и годовом графиках нагрузки предприятия, при сезонном режиме работы. Как правило, предусматривается раздельная работа трансформаторов для уменьшения токов КЗ.
Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчетной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, допустимой перегрузки трансформаторов и их экономической загрузки.
Наивыгоднейшая (экономическая) загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории ЭП, от числа трансформаторов и способов резервирования.
Совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу расчета которой положен тепловой износ изоляции трансформатора. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки не приводят к заметному старению изоляции и существенному сокращению нормальных сроков службы.
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при выборе их номинальной мощности зависят от продолжительности перегрузки в течении суток, от температуры окружающей среды и системы охлаждения трансформатора.
Суммарную реактивную мощность батареи низковольтных конденсаторов (БНК), Qнк, квар, вычисляют по формуле:
- где — расчетная реактивная нагрузка с учетом добавленной мощности, квар;
- наибольшее значение реактивной мощности, которую может передать трансформатор в сеть до 1кВ, квар.
Наибольшее значение реактивной мощности, которое может передать трансформатор в сеть до 1 кВ, вычисляют по формуле:
- где — коэффициент загрузки;
- количество трансформаторов;
- активная расчетная мощность с учетом добавленной мощности, кВт;
- номинальная мощность трансформатора, кВА.
Номинальную мощность трансформатора, кВА, определяют по формуле:
Выбираем силовой трансформатор мощностью кВ
Таблица 3 — Технические характеристики трансформатора
Тип трансформатора |
, кВ |
, кВ |
, кВт |
, кВт |
, % |
, А |
|
ТМГ 100-10 |
6 |
0,4 |
290 |
1980 |
4,5 |
2,2 |
|
У данного трансформатора проверяем фактический коэффициент загрузки, в, находящийся в пределах от 0,6 до 0,8. Коэффициент загрузки в, определяют по формуле:
- где- активная расчетная мощность, кВт;
- количество цеховых трансформаторов, шт;
- номинальная мощность трансформатора, кВА.
Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели и индукционные печи. Прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличение номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения.
Меры по снижению реактивной мощности: естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств; исскуственные меры с применением компенсирующих устройств.
К естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки; создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации; замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка; применение синхронных двигателей вместо асинхронных; ограничение продолжительности холостого ход двигателей и сварочных аппаратов.
К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся: конденсаторные батареи, синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности.
Определяют наибольшее значение реактивной мощности по формуле (14):
Определяют реактивную нагрузку по формуле (13):
Выбирают батарею низковольтных конденсаторов со стандартной реактивной мощностью.
Таблица 4 — Выбор батареи низковольтных конденсаторов
Тип установки БНК |
Технические данные БНК |
||
нк, квар |
Uн, кВ |
||
КСК1-1,05-63-3хл1 |
63 |
1,05 |
|
Конденсаторная установка подключена на прямую, без отключающего устройства и поэтому в обслуживании опасна из-за наличия остаточного статического напряжения, для этого определяют разрядное сопротивление.
Разрядное сопротивление Rразр., кОм, вычисляют по формуле:
- где — фазное напряжение, кВ;
мощность конденсаторной установки, кВар
4.4 Расчет внутрицеховых сетей
Так как среда в цехе нормальная, то внутрицеховая сеть выполнена кабелем марки АВВГ, проложенным в полу.
Проводник выбирают по условию:
- где — расчетный ток станка, А;
- допустимый длительный ток по нагреву.
Расчёт показывают на примере токарного станка. На станке установлен двигатель АИР160S6, = 11 кВт. Расчёты для остальных станков аналогичны.
Расчетный ток станка, , А, определяют по формуле:
- где- номинальная мощность двигателя, кВт;
- номинальное напряжение сети, кВ;
- коэффициент полезного действия, доли;
- коэффициент мощности.
Пусковой ток станка, Iпуск, А, определяют по формуле:
- где — кратность пускового тока;
- номинальный ток станка, А.
Таблица 5 — Номинальные параметры двигателей
Марка двигателя |
з, % |
||||
АИР132S8 |
4 |
83 |
0,7 |
10,4 |
|
АИР90L2 |
3 |
84,5 |
0,88 |
6,1 |
|
АИР112М2 |
7,5 |
87,5 |
0,88 |
14,8 |
|
АИР90L2 |
3 |
84,5 |
0,88 |
6,1 |
|
АИР100L2 |
5,5 |
88 |
0,89 |
10,6 |
|
АИР112М2 |
7,5 |
87,5 |
0,88 |
14,8 |
|
5A200L2 |
45 |
92,5 |
0,89 |
83.1 |
|
АИР160М8 |
11 |
87 |
0,75 |
25.6 |
|
АИР132М4 |
11 |
88,5 |
0,85 |
22.2 |
|
АИР132M2 |
11 |
88 |
0,9 |
21,2 |
|
АИР90L2 |
3 |
84,5 |
0,88 |
6,1 |
|
По условию (18) выбирают кабель марки АВВГ (5х35), Iдоп = 90А
Условие выполняется, следовательно, кабель выбран верно.
Таблица 6 — Кабели питающие электроприёмники
Наименование электроприёмников |
Количество, шт |
Марка проводника |
|
Кран балка |
1 |
КГ (5Ч4) |
|
Вентиляторы |
3 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
Универсально-заточные станки |
3 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
Заточные станки для червячных фрез |
2 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
Заточные станки для фрезерных головок |
3 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
Резьбошлифовальные станки |
6 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
Токарные станки |
3 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
Плоскошлифовальные станки |
2 |
АВВГ (5Ч35) |
|
Круглошлифовальные станки |
5 |
АВВГ (5Ч4) |
|
Внутришлифовальные станки |
6 |
АВВГ (5Ч4) |
|
Заточные станки |
4 |
АВВГ (5Ч2,5) |
|
По условию (18) выбирают кабель, питающий ШРА-1 марки АВВГ (5х70) с допустимым током Iдоп = 140 А.
110,7 < 140
Таблица 7 — Выбор питающего кабеля
Марка |
, А |
, А |
Размер |
|
ШРА-1 |
140 |
110,7 |
АВВГ (5х70) |
|
ШРА-2 |
75 |
67,4 |
АВВГ (5х25) |
|
СП-1 |
27 |
20,5 |
АВВГ (5х4) |
|
СП-2 |
42 |
32,6 |
АВВГ (5х10) |
|
СП-3 |
19 |
15 |
АВВГ (5х2,5) |
|
После выбора кабелей для каждого станка, выбирают распределительные шинопроводы ШРА-1 и ШРА-2. Расчётные токи шинопроводов указаны в таблице 2.
Для ШРА-1 выбирают шинопровод ШРА-250.
Таблица 8 — Технические данные шинопроводов
Наименование |
Марка |
Электродинамическая стойкость, кА |
Степень защиты |
|
ШРА-1 |
ШРА-250 |
15 |
IP44 |
|
ШРА-2 |
ШРА-100 |
7 |
IP44 |
|
4.5 Выбор аппаратов защиты и проверка их на электродинамическую стойкость
Так как среда в цехе нормальная, то защиту силовых сетей данного цеха выполняют автоматическими выключателями марки ВА и предохранителями марки ПН2.
Для токарного станка, с расчётным током, , равным 14,8 А; пусковым током, , равным 103,6 А, выбирают автоматический выключатель и предохранитель.
Предохранитель выбирают по условию:
- где- номинальный ток предохранителя, А;
- расчетный ток станка, А.
Расчётный ток расточного станка определяют по формуле:
- пусковой ток двигателя, А;
- коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя.
По условию (21) выбирают предохранитель марки ПН2-100, с номинальным током предохранителя 31,5А.
Выбранный предохранитель проверяют на условие соответствия выбранному проводнику по условию:
- ток срабатывания защитного аппарата, А;
- коэффициент защиты;
- допустимый ток по нагреву, А.
Для защиты шинопровода ШРА1 выбирают автоматический выключатель ВА51-33 с комбинированным расцепителем серии ВА по условию:
- где — расчетный ток, кА;
- номинальный ток, кА.
(25)
где — расчётное напряжение, кВ;
- номинальное напряжение, кВ.
Выбранный аппарат проверяют на электродинамическую стойкость, кА, по условию:
(26)
где — ударный ток короткого замыкания, кА;
- допустимый ток динамической стойкости, кА.
30,8
Таблица 9 — Условия выбора выключателя
Расчётные величины |
Выключатель ВА51Г-33 |
||
Номинальные величины |
Условия выбора |
||
= 30,8 кА |
= кА |
30,8 < |
|
4.6 Расчет токов короткого замыкания
При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.
Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами — трехфазные КЗ, между двумя фазами — двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 — 92 % от общего числа КЗ).
Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.
Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.
Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ самоликвидируется в течении безтоковой паузы коммутационного аппарата.
Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств.
Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.
Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.
Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.
Рис. 3
По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчета КЗ все сопротивления указаны в именованных единицах.
Определяем сопротивления элементов цепи расположенных на стороне высокого напряжения трансформатора
(25)
(26)
где Lc — длина линии до трансформатора, х0 — удельное индуктивное сопротивление линии, r0 — активное удельное сопротивление.
Сопротивления приводятся к НН:
4) Определяем сопротивления для трансформатора
Rт=16,6 мОм, Хт=41,7 мОм
5) Определяем сопротивления для автоматических выключателей
1SF R1SF= 0,4 мОм, X1SF=0,17 мОм, Rп1SF=0,6 мОм
SF1 RSF1= 1,3 мОм, XSF1=1,2 мОм, RпSF1=0,75 мОм
6) Определяем сопротивление кабельных линий
КЛ1 r0/=3,12 мОм, x0=0,099 мОм
Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то
КЛ2 r0/=4,16 мОм, x0=0,08 мОм
7) Определяем сопротивления участков цепи до каждой точки КЗ
8) Определяем 3-фазные и 2-фазные токи КЗ
9) Определ
10) Определяем действующее значение ударного тока
где q — коэффициент действующего значения ударного тока
11) Результаты расчетов заносим в сводную ведомость токов КЗ.
ТТочка КЗ |
RRк, мОм |
XXк, мОм |
ZZк мОм |
RRк/Xк |
КKу |
q q |
Ik(3), кА |
iiу, кА |
I?(3), кА |
Ik(2), кА |
ZZп, мОм |
Ik(1), кА |
|
КК1 |
1103 |
550,3 |
1114,6 |
>?1 |
11 |
11 |
22,01 |
22,01 |
22,01 |
11,75 |
115 |
2,9 |
|
КК2 |
550,1 |
33,9 |
550 |
>?1 |
11 |
11 |
44,6 |
44,6 |
44,6 |
44,02 |
991,2 |
1,4 |
|
КК3 |
114 |
00,8 |
114,1 |
>?1 |
11 |
1 |
116 |
116 |
116 |
113,92 |
3371 |
0,5 |
|
12) Опред
Заключение
В данной пояснительной записке произведен расчет электроснабжение цеха металлорежущих станков, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.
В ходе выполнения курсового проекта мы произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали количество и мощность трансформаторов с учетом оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств. Произвели расчет оптимального количества и сопротивление заземляющих устройств.
На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения цеха металлорежущих станков.
Используемые источники
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/na-temu-elektrosnabjenie-tseha-metallorejuschih-stankov/
1. ГОСТ 2.710-81 Обозначения буквенно-цифровые в электрические схемы.
2. ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в электрических схемах.
3. ГОСТ 2.756-76 Обозначения условные графические в схемах.
4. Воспринимающая часть электромеханических устройств.
5. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.
6. ГОСТ 12.1.009-76 Электробезопасность. Термины и определения.
7. ГОСТ 12.1.010-76 Взрывобезопасность. Общие требования.
8. ГОСТ 12.1.019-79 Электробезопасность, Общие требования и номенклатура видов защиты.
9. ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
10. ГОСТ 21.403-80 Обозначения условные графические в схемах.
11. ГОСТ 21.607-82 Электрическое освещение территории промышленных предприятий. Рабочие чертежи.
12. ГОСТ 21.608-84 Внутреннее электрическое освещение. Рабочие чертежи.
13. ГОСТ 21.613-88 Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи.
14. ГОСТ 21.614-88 Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.
15. ГОСТ 721-77 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электроэнергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В.
16. ГОСТ 1494-77 Электротехника. Буквенные обозначения основных величин.
17. ГОСТ 13109-87 Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения.
18. ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения.
19. ГОСТ 19880-74 Электротехника. Основные понятия. Термины и определения.
20. ГОСТ 21128 83 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи приёмники электроэнергии. Номинальные напряжения до 1000В и допускаемые отклонения.
21. ГОСТ 23875 88 Качество электрической энергии. Термины и определения.
22. ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети.
23. ГОСТ 26522-85 Короткие замыкания в электроустановках. Термины и определения.
24. ГОСТ 27514-87 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1кВ
25. СНБ 1.02.03-97 Порядок разработки, согласования и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений.
26. СНБ 1.03.02-96 Состав, порядок разработки и согласования проектной документации в строительстве.
27. СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации.
28. СН 174-75 Инструкция: по проектированию электроснабжения в промышленных предприятий.
29. СН 357-77 Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий.
30. Коновалова, Л.Л Электроснабжение промышленных предприятий и установок: учеб. пособие / Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова. — М.: Энергоатомиздат, 1989.-528 с.