Расчет электроснабжения ремонтно-механического цеха промышленного предприятия

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью дисциплины является подготовка специалиста высокой квалификации, способного выполнять все задачи, связанные с обеспечением потребителей промышленных предприятий надежным, современным и экономичным электроснабжением при нормированном качестве электроэнергии.

Задачами изучения основных разделов дисциплины является освоение методик расчетов электрических нагрузок, расчетов компенсации реактивной мощности, составление схем цеховых и внутризаводских сетей.

 

ВВЕДЕНИЕ ПЕРЕДЕЛАТЬ!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           1 Задание к курсовой работе

 

Для ремонтно-механического цеха промышленного предприятия, план которого приведен ниже, произвести перечисленные мероприятия и расчеты с выбором схем и электрооборудования электрической сети.

1. Наметить узлы питания электроприёмников (силовые шкафы, распределительные шинопроводы)
2. Определить силовые нагрузки по узлам питания, осветительную нагрузку и расчетную нагрузку по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума.
3. Выбрать схему питающей и распределительной сетей цеха.
4. Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.
5. Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.
6. Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.
7. Начертить на плане силовую электрическую сеть цеха.
8. Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Исходные данные      

Таблица 1 - Электрические нагрузки ремонтно-механического цеха

№ по плану	Наименование оборудования	Установлен. мощность, кВт	Коэффициенты
			КИ	Cosφ
1, 45	Кран с ПВ-40%	42	0,1	0,5
3,4,5,9	Листогибочный станок	8	0,12	0,4
17,22	Стенд для резки труб	5	0,7	0,85
11, 13, 15	Ножницы металлические	16	0,45	0,65
2,7,20	Вентилятор	42	0,7	0,7
6, 18	Пресс	19	0,65	0,8
19, 21	Долбежный станок	35	0,12	0,4
10,14,16	Дисковые ножницы	28	0,12	0,4
8,44	Полуавтоматическая сварочная установка с ПВ-40% (кВА)	44	0,5	0,75
12,27,29,30,32,37	Сверлильный станок	24	0,12	0,4
23,25	Насосы	9	0,9	0,9
31,33,34,36	Испытательные стенды	38	0,2	0,65
24,35	Сварочная установка с ПВ-40% (кВА)	37	0,35	0,5
41,42,43	Электропечь	40	0,7	0,95
38,39,40	Пресс чеканочный	75	0,65	0,8
26,28	Ковочная машина	10	0,3	0,6

 

3 Расчет электрических нагрузок инструментального цеха

 

Порядок расчета и заполнения таблицы:

В графе 1 проставляются номера технологического оборудования согласно плана цеха.

В графу 2 для каждого узла питания записывается:

Все электроприемники, присоединенные к определенному узлу питания, разбиваются на характерные группы, имеющие одинаковый режим работы (это ЭП с одинаковым Ки и ). Для каждой характерной группы указывается количество и мощность входящих в нее электроприемников, а для многодвигательного агрегата указывается количество и мощность входящих в него двигателей.

2.В графе 8 (таблица №2) подсчитывается средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной подгруппы электроприемников по формуле:

 

;

3.В  графе  9 (таблица №2) подсчитывается средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной группы электроприемников по формуле:

;

Электрические нагрузки остальных электроприемников в узле питания  ШРА-1 рассчитываю также.

Для определения итоговой нагрузки узла питания ШРА-1 необходимо определить:

В графе 2 записывается под чертой слово «Итого» и подводится итоги по графам 5,9 и 10

По полученным данным определяется средневзвешенное значение коэффициента использования по данному расчету узлу

Полученный результат записывается в итоговую строку в графе 7.

 

4.Далее находим эффективное число электроприемников.

Метод рекомендуется следующий упрощенный способ определения:

 

 

;

 

;

.

 

значение коэффициента максимума определяется по таблицам в зависимости от эффективного числа электроприемников и средневзвешенного коэффициента использования:

 

5.Максимальная активная нагрузка от силовых электроприемников узла:

;

.

 

 

Максимальная реактивная нагрузка от силовых электроприемников узла приниается равной:

при nэ≤10,  

при nэ>10,  

Максимальная полная нагрузка:

Расчетный ток для трехфазного напряжения определяется: Uн=0,38кВ

 

Расчетные данные показаны в таблице №2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ по плану	Наименование узлов питания и групп   ЭП	n	Установленная мощность, кВт		m	Ки	tg /	Средняя мощность		nэ эээ	Км	Максимальная расчетная нагрузка			Iр, А
			одного ЭП	суммарная				Рсм, кВт	Qсм, квар			Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	16	17	18	19	20	21
22, 17 3,4,5,9	ШРА-1 группа А Станки с легким режимом работы Стенд для резки труб Листогибочный станок	2 4	5 8	10 32		0,7 0,12	0,62/0,85 2,29/0,4	7 3,84	4,34 8,79
11, 13, 15	С нормальным режимом работы Ножницы металлические	3	16	48		0,45	1,16/0,65	21,6	25
21 7	Долбежный станок Вентилятор	1 1	35 42	35 42		0,12 0,7	2,29/0,4 1,02/0,7	3,84 29,4	8,79 30
	Итого по ШРА-1 ГР. А	11	106	167	>3	0,39		65,7	77	8	1,52	65,7	84,7	107	163
1	ШРА-1 группа Б Кран с ПВ-40%	1	26,56	26,56		0,1	1,73/0,5	2,7	4,67	1	3	26,56	5	27	41
	Итого по ШРА-1	12	133	194	>3	0,35		68,4	82	9	3,52	92,26	89,7	134	204
6, 18 10,14,16 12	ШРА-2 группа А Станки с нормальным режимом работы Пресс Дисковые ножницы Сверлильный станок	2 3 1	19 28 24	38 84 24		0,65 0,437 0,12	0,75/0,8 2,29/0,4 2,29/0,4	24,7 36,7 2,9	18,5 84 6,6
19,21	Станки с тяжелым режимом работы Долбежный станок	2	35	70		0,12	2,29/0,4	8,4	19
	Итого по ШРА-2 Гр. А	8	106	216	<3	0,34		73	128	8	1,72	125,56	140,8	188,7	287
45 20 8	ШРА-2 группа Б Кран с ПВ-40% Вентилятор Полуавтоматическая сварочная установка с ПВ-40%	1 1 1	26,56 42 21	26,56 42 21		0,1 0,7 0,5	1,73/0,5 1,02/0,7 0,88/0,75	2,7 29,4 10,5	4,67 30 9	3	1,65	90	48	102	155
	Итого по ШРА-2:	11	195	308	<3	0,38		116	172			215,56	188,8	290,7	442
23,25	ШРА-3 группа А Станки с легким режимом работы Насосы	2	9	18		0,9	0,48/0,9	16,2	7,8
27,29,30,32	Станки с нормальным режимом работы Сверлильный станок	4	24	96		0,12	2,29/0,4	11,5	26
34	Станки с тяжелым режимом работы Испытательные стенды	1	38	38		0,2	1,16/0,65	7,6	8,8
	Итого по ШРА-3:	7	71	152	>3	0,23		35	43	7	2,1	35	47	58,6	89
26,28	ШРА-4 группа А Станки с легким режимом работы Ковочная машина	2	10	20		0,3	1,33/0,6	6	8
37	Станки с нормальным режимом работы Сверлильный станок	1	24	24		0,12	2,29/0,4	2,9	6,6
31,33,36	Станки с тяжелым режимом работы Испытательные стенды	3	38	114		0,2	1,16/0,65	22,8	26
	Итого по ШРА-4 Гр. А	6	72	158	>3	0,20		32	41	6	2,24	32	45	55	84
24,35	ШРА-4 группа Б Сварочная установка с ПВ-40% (кВА)	2	12	23		0,35	1,73/0,5	8	13,8	2	2	23	15,18	27,6	42
	Итого по ШРА-4	8	84	181	>3	0,22		40	55			55	60,18	82,6	126
41,42,43	ШР-1 Электропечь	3	40	120		0,7	0,33/0,95	84	27,7
2	Вентилятор	1	42	42		0,7	1,02/0,7	29,4	30
44	Полуавтоматическая сварочная установка ч ПВ-40% (кВА)	1	21	21		0,5	0,88/0,75	10,5	9
	Итого по ШР-1	5	103	183	<3	0,68		124	67	5	1,26	156	73,7	172,5	262
Отдельно питание (выше 75 кВт)
38,39,40	Пресс чеканочный	3	75	225	>3	0,65	0,75/0,8	146	110	3	1,46	225	121	255	388
	Итого по цеху: Группа А: Группа Б: ШР-1 Отдельное питание:	32 6 5 3	5-42									223,3 139,56 156 225	270,5 68,18 73,7 121	409 156,6 172,5 255	623 238 262 388
	ВСЕГО ПО ЦЕХУ	46		1367		0,43		529	529			622,9	580,4	1092	1511

 

 
4 Определение суммарной нагрузки цеха

 

Выбираю цеховой трансформатор 1xТСЗ-1600

Определим коэффициент загрузки трансформатора:

 

Номинальные параметры трансформатора типа ТСЗ-1600

Таблица 3

Тип трансфор- матора	кВ А	Напряжение обмоток, кВ		Потери, кВт		%	%
		ВН	НН	∆Pхх	∆Pкз
ТСЗ-1000	1600	6/10	0,4/0,23	4,2	16	5,5	1,5

 

5 Выбор оборудования

Выбор плавких предохранителей и автоматических включателей отходящих линий и силовых кабелей к электроприемникам и узлам питания

 

Выбор защитных аппаратов и проводников для ШРА – 1, ШРА-2, ШРА-3, ШРА-4, ШР-1.

 

 

-выбираем автоматы по следующим условиям:

   

 

-выбираем предохранитель по следующим условиям:

Расчетные данные показаны в таблице №-4

 

Таблица 4 - Технические данные ЭП и выбор предохранителей

№ ЭП	Наименование	Рн, кВт	Iдл, А	Кпуск	Iпуск, А	α	Iпл.встав А	Тип пред-я	А
1, 45	Кран с ПВ-40%	42	121	3	363	1,6	227	ПН-2	250
3,4,5,9	Листогибочный станок	8	29	5	145	2,5	58	ПН-2	100
17,22	Стенд для резки труб	5	8,5	5	42,5	2,5	17	НПН-2	63
11,13,15	Ножницы металлические	16	35,5	4	142	2	71	ПН-2	100
2,7,20	Вентилятор	42	87	3	261	1,6	163	ПН-2	250
6,18	Пресс	19	34	4	136	2	68	ПН-2	100
19,21	Долбежный станок	35	126	3	379	1,6	237	ПН-2	250
10,14,16	Дисковые ножницы	28	101	4	404	2	202	ПН-2	250
8,44	Полуавтоматическая сварочная установка с ПВ-40%	44	85	3	255	1,6	159	ПН-2	250
12,27,29,30,32,37	Сверлильный станок	24	87	4	348	2	174	ПН-2	250
23,25	Насосы	9	14	5	70	2,5	28	ПН-2	100
31,33,34,36	Испытательные стенды	38	84	3	253	1,6	158	ПН-2	250
24,35	Сварочная установка с ПВ-40%	37	107	3	321	1,6	201	ПН-2	250
41,42,43	Электропечь	40	61	1	61	1,6	38	ПН-2	63
38,39,49	Пресс чеканочный	75	135	3	406	1,6	254	ПН-2	400
26,28	Ковочная машина	10	24	4	96	2	48	ПН-2	100

 

Выбор автоматических выключателей согласно приведенным выше условиям:

ШРА-1

ВА 51-33        I=160А

 

ШРА-2

ВА 51-37        I=400А

 

ШРА-3

ВА 51-31-1          I=100А

 

ШРА-4

ВА 51-31-1          I=100А

 

ШР-1

ВА-51-35          I=250А

 

Пресс чеканочный

ВА 51-37          I=400

r=0,65 мОм

х=0,17 мОм

 

Выбор автомата для ЭП:

Кран с ПВ-40%

Выбираю ВА51-33     

 

 

 

        

 

Выбор пунктов питания:

для ШРА-1: I=204А  -  ШРА73ВУ3; I=250А

для ШРА-2: I=442А  - ШРА73ВУ3; I=630А

для ШРА-3: I=89А - ШРА73ВУ3; I=250А

для ШРА-4: I=126А - ШРА73ВУ3; I=250А

для ШР-1: I=262А - -ШР11-73-702; I=400А

 

Выбираем провод по следующим условием:

    Выбираю провод марки ВВГ-(1x10)

 

Кпопр - поправочный коэффициент на условие прокладки проводов и кабелей.

Кзащ – коэффициент защиты, Кзащ =1 – для автоматических выключателей.

Iзащ= -ток защиты автоматического выключателя.

 

Выбор кабельной линии от КТП до ШРА – 1

Выбор производится по условию :

 

 ;

;

 

;

 

Выбираю кабель АВВГ – (4, I=200А

 

Выбор кабельной линии от КТП до ШРА – 2

 

 

Выбираю кабель АВВГ – (3; I=440А

 

Выбор кабельной линии от КТП до ШРА – 3

 

Выбираю кабель АВВГ – (4, I=90А

 

Выбор кабельной линии от КТП до ШРА – 4

 

Выбираю кабель АВВГ – (4; I=135А

 

Выбор кабельной линии от КТП до ШР – 1

 

Выбираю кабель АВВГ – (4; I=270А

 

Выбор кабельной линии от ШР – 1 до ЭП

Выбор осуществляется по следующему условию:

;

;

 

Полуавтоматическая сварочная установка:

;

90

Выбираю кабель АВВГ –

 

Вентилятор:

 

115

Выбираю кабель АВВГ –

 

Электропечь:

 

200

Выбираю кабель АВВГ –

 

Выбор кабельной линии от КТП до ЭП

Пресс чеканочный:

 

440

Выбираю кабель АВВГ –

 

 

Выбор ШМА

                                       1511 1070

Выбираем шинопровод типа ШМА4-1600

                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Расчет компенсации реактивной мощности в цехе

 

    Набольшая реактивная  мощность, которая может быть  передана через трансформатор:

Sн=1600кВА

N=1

Pсм=529кВТ

Qсм=529кВар

 

 ==987 кВар,

 

 

 

Если : –то не применяем БК.

            - то применяем БК.

В моем случае не применяю БК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Схема питания наиболее удаленного электроприемника цеха

 

Для расчета токов короткого замыкания составим схему питания наиболее удаленного электроприемника цеха .

 

 

                                                                            

Рисунок 1 – а) схема питания ЭП №1

 б) схема замещения.

 

активное и реактивное сопротивление трансформатора

активное и реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей

активное и реактивное сопротивление ШРА-1

активное и реактивное сопротивление проводов

 

Активное и реактивное сопротивление трансформатора:

,

Активное и реактивное сопротивление вводного автомата:

,

,

Активное и реактивное сопротивление ШМА4, (Iн=1600А)

,  L = 1м

,

,

,

.

Активное и реактивное сопротивление кабеля к ШРА-1:

,  Lкаб = 20 м

 Активное и реактивное сопротивление ШРА-1:

Активное и реактивное сопротивление провода к ЭП №1:

;  Lпров = 10м

Активное и реактивное сопротивление автомата для ЭП №1

;

  

Трехфазное короткое замыкание в точке К1

Трехфазное короткое замыкание в точке К2

 

Трехфазное короткое замыкание в точке К3

Двухфазное короткое замыкание в точке К1

Двухфазное короткое замыкание в точке К2

Двухфазное короткое замыкание в точке К3

Расчёт однофазного короткого замыкания