Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных электроприемников.
Важной особенностью систем электроснабжения является невозможность создания запасов основного используемого продукта — электроэнергии. Вся полученная электроэнергия немедленно потребляется. При непредвиденных колебаниях нагрузок необходима точная и немедленная реализация системы управления, компенсирующая возникший дефицит.
От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать должный уровень надежности и безопасности.
По структуре или принципу работы, характеру установленного оборудования система электроснабжения предполагает применение автоматизации, что позволяет повысить уровень надежности и безопасности работы системы и обслуживания соответственно.
При разработке современных систем электроснабжения широко используются ЭВМ, которые позволяют более детально провести анализ работы системы в различных режимах и выбрать наиболее экономичный вариант при разработке схемы и выборе ее элементов.
Требуемый уровень надежности и безопасности схемы электроснабжения обеспечивается строгим соблюдением при выборе оборудования и элементов защиты норм и правил, изложенных в ПУЭ, СНиПах и ГОСТах.
1 Краткая характеристика деревообрабатывающего цеха
Деревообрабатывающий цех (ДЦ) предназначен для изготовления досок из цельных стволов дерева и их обработки. Данный цех является частью комбината, осуществляющего производство мебели.
Деревообрабатывающий цех имеет собственную комплектную трансформаторную подстанцию (КТП).
Данная КТП – отдельностоящая. Это обусловлено тем, что деревообрабатывающий цех относиться к категории В1 по пожарной опасности из-за большого количества древесной стружки и пыли. Расстояние от КТП до цеха – 11метров. Питание КТП осуществляется от ГПП 110/6 через промежуточную ЦРП кабельными линиями. Расстояние от КТП22 до ЦРП1 завода – 45 метров. Расстояние от ЦРП1 до ГПП – 450м.
Все потребители ДЦ по надежности электроснабжения являются потребителями 2 и 3 категории надежности.
Размеры цеха А х В х Н= 50 х 30 х 9 м. Размеры склада готовой продукции А х В х Н= 15 х 12,2 х 6 м. Все помещения, кроме станочных отделений №1 и 2, а также склада готовой продукции и сушильной камеры, двухэтажные высотой 4,2 м.
Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха
... целевую ориентацию работы. Цель дипломного проекта: дать краткую характеристику ремонтно-механическому цеху по электрическим нагрузкам, режиму работы, роду тока, питающему напряжению и сделать расчет электрических нагрузок для выбора электрооборудования подстанции. Ремонтно-механический цех (РМЦ) ...
Перечень электрооборудования цеха приведен в таблице 1. Мощность электропотребления Рпасп указана для одного электроприемника. Расположение электрооборудования цеха показано на рисунке 1.1 Рисунок 1.1 – Расположение электрооборудования цеха
2 Расчет ожидаемых нагрузок
2.1 Расчет ожидаемых нагрузок без учета освещения
Таблица 2.1 – Основное оборудование деревообрабатывающего цеха
№ на Наименование
плане электрооборудования
Рпасп, кВт Uпасп, кВ
1..2 Пилорама ленточная с 0,4
электроприводом ТАЙГА
СМД-3 30
3..6 Станок циркулярный 0,4
METABO TS 250 5,5
7..10 Ленточно-шлифовальный 0,4
станок JET JBSM-150
11..16 Завеса тепловая КЭВ 230П7020W 2,1
17..20 Кромкооблицовочный 0,4
станок T-PF 190 2
21,22 Сушильный комплекс 0,4
АВМ 20
Моноблочный насос НаNB
23,24 32-125. 0,75 0,4
25..29 Вентилятор 5 0,4
30,31 Таль электрическая ТЭ 100 2 0,4
Примечание 1: в станочном отделении №2 расположены ленточношлифовальные станки и циркулярные пилы. Данные типы ЭП должны быть снабжены вентиляционными системами, имеющими дистанционное включение и выключение в соответствии с ГОСТом [17].
Вентиляционные системы являются препятствием для перемещения электрического тельфера. В связи с этим станочное отделение №2 не имеет электрического тельфера, однако имеет козловой мобильный кран. Станочное отделение №1 и склад готовой продукции снабжены электрическими Талями марки ТЭ 100.
Примечание 2: в связи с тем, что данный цех относится к категории В1 по пожарной безопасности, необходимо предусмотреть систему пожаротушения. Поскольку давление во внешней системе водоснабжения ниже необходимого для подачи воды во все сплинкерные системы пожаротушения, в цеху используются 2 насоса типа НаNB 32-125.
Проведем расчет цеховой нагрузки без учета освещения на примере ленточной пилорамы ТАЙГА СМД-3.
1. Найдем суммарную мощность:
- Данные ЭП являются одними из основных во всем цеху, работа на них ведется с минимальными перерывами, поэтому их коэффициент использования КИ 0,6 ;
- а коэффициент мощности ;.
2. Определим активную среднесменную мощность:
, (2.1)
3. Определим реактивную среднесменную мощность:
, (2.2)
кВАр.
Расчет нагрузок остальных ЭП без учета освещения производится аналогичным образом. Все полученные данные занесены в таблицу 2.3.
Рассчитаем групповой коэффициент использования:
, (2.3)
Найдем отношение максимальной номинальной мощности ЭП к минимальной номинальной мощности ЭП :
, (2.4)
Рассчитаем групповой тангенс угла между током и напряжением :
, (2.5)
Определим эффективное число электроприемников nЭ для нашего случая.
По таблице зависимости коэффициента максимума активной мощности K М от эффективного числа электроприемников находим, что K М 1,2 при
Курсач. по электроснабжению электромеханического цеха является ...
... вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет ... Курсовой проект по электроснабжению электромеханического цеха является базовым для выполнения следующих заданий по технологии электромонтажных работ и экономике. 1. Общая часть 1.1 Характеристика механического цеха ... нные к длительному режиму активные мощности электроприёмников наибольшего и ...
K И . Гр 0,6 . Определим расчетную активную мощность:
, (2.6)
Определим расчетную реактивную мощность:
кВАр.
Определим полную расчетную мощность:
, (2.7)
Определим расчетный ток:
, (2.8)
Все полученные данные при расчете занесем в таблицу 3.
2.2 Расчет освещения
Все освещение в цеху делится на: 1. Рабочее – должно обеспечивать условия работы в соответствии с СНиП [18].
2. Аварийное – должно включаться при аварийном отключении рабочего
освещения с целью продолжения функционирования рабочих мест
(предусматривается для объектов с потребителями I и II категории
надежности электроснабжения)
3. Эвакуационное – должно включаться при аварийном отключении
рабочего освещения с целью эвакуации персонала с территории цеха
4. Дежурное освещение – должно обеспечивать освещение цеха и
прилегающей к нему территории в нерабочее время (в качестве
дежурного освещения может применяться и рабочее освещение)
Для точного проектирования освещения в деревообрабатывающем цеху необходимо знать его дину, ширину, высоту цеха и отдельных помещений, степень загрязненности воздуха, коэффициенты отражения поверхностей, а также характер зрительной работы.
Данный цех состоит из 10 различных зон. В таблице 2.2 предоставлены характеристики данных зон, используемые для расчета освещения в программе DIALux.
Таблица 2.2 – Характеристики помещений
Коэффициенты
Габариты отражения
(длина/ширина/высот (потолок/стены/по Планируемо Название а) мм. л) % е Ем Ку Вентиляционна я 4500/6000/4200 70/50/20 300 0.8 Насосная 10500/6000/4200 70/50/20 300 0.8 Комната отдыха 6000/6000/4200 70/50/20 200 0.8 Станочное отделение №3 12000/6000/4200 70/50/20 300 0.6 Склад отходов 9000/6000/4200 70/50/20 160 0.8 Щитовая 8000/6000/4200 70/50/20 300 0.8 Станочное отделение №1 50000/12000/4200 78/40/20 300 0.6 Станочное отделение №2 36000/11000/4200 78/40/20 300 0.6 Сушильная камера 14000/11000/4200 78/40/20 220 0.8 Склад готовой продукции 15000/12200/4200 78/40/20 160 0.6 Офисные помещения 1..6 (2й этаж) 50000/6000/4200 70/50/20 250 0.8
При выборе светильников стоит учесть, что станочное отделение №1, станочное отделение №2, склад готовой продукции и сушильный отсек являются пылезагрязненными помещениями, и для их освещения светильник должен обладать степенью защиты от проникновения предметов к токоведущим частят IP 6. (Полная защита от прикосновения к токоведущим частям и от проникновения пыли).
На 2м этаже цеха расположены офисные помещения 1..6. Их площади равны площадям вентиляционной, насосной, комнаты отдыха, СО№3,склада отходов и щитовой соответственно. Для офисов общего назначения с использованием компьютеров норма освещенности равно 200-300 лк [18].
Таблица 2.3 – Итоги по расчетам освещения № Наименование Еср, Р, кВт Q, квар
помещения люкс
1 Вентиляционная 280 0,35 0,96 0,29 0,10 2 Насосная 240 0,52 0,96 0,29 0,15 3 Комната отдыха 160 0,23 0,96 0,29 0,07
4 Станочное 290 0,7 0,96 0,29 0,20
отделение №3 5 Склад отходов 130 0,23 0,96 0,29 0,07 6 Щитовая 290 0,52 0,96 0,29 0,15
7 Станочное 300 9,6 0,85 0,62 5,95
Электрическое освещение сварочного цеха
... освещения является многовариантной задачей, требующей от разработчика умения находить не только наилучшие светотехнические, ... Наименование помещения Обоснование 1 2 3 Сварочный цех ДРИ Наличие требования к ... пускорегулирующей аппаратуры. 2) Ограниченные величины мощностей и большие габариты. 3) Невозможность ... запаса Выбор нормируемой освещенности выполняемой работы, рабочих мест является одним из ...
отделение №1 8 Станочное 300 6,4 0,85 0,62 3,97
отделение №2 9 Сушильный отсек 200 1,6 0,85 0,62 0,99
10 Склад готовой 200 2,40 0,85 0,62 1,49
продукции 11 Офисные 200 1,90 0,96 0,29 0,55
помещения 12 Итого 24,45 13,69
Рассчитаем полную мощность:
, (2.9)
кВА.
Рассчитаем ток:
Sосв.
I осв.
3 UH , (2.10)
28,02
I осв 41,2 А.
3 0,38
2.3 Итоговый расчет цеховой нагрузки
Итоговая расчетная активная мощность определяется путем сложения активной мощности освещения и активной мощности внутрицеховых ЭП:
PР PР PРосв. , (2.11)
PР 129 24,45 154,36 кВт.
Итоговая расчетная реактивная мощность определяется путем сложения реактивной мощности освещения и реактивной мощности внутрицеховых ЭП:
QР QР QР.осв. , (2.12)
QР 176,98 13,69 190,67 кВАр.
Определим полную расчетную мощность:
Sр Pр 2 Q р 2 , (2.13)
Sр 154,362 190,672 245,32 кВА.
Определим расчетный ток:
SР
IР , (2.14)
3 UН
245,32 IР 360,59 А.
3 0,38 Таблица 2.4 – Ожидаемые электрические нагрузки
PH m PСМ QСМ PР QР SР IР
KИ cos tg nЭ KМ
PH № Наименование ЭП кВт n кВт кВт квар кВт квар кВА кА
Пилорама ленточная с
электроприводом 1 ТАЙГА СМД-3 30 2 60 0,6 0,5 1,73 48 83,14
Кромкооблицовочный 2 станок T-PF 190 5,5 4 22 0,5 0,6 1,33 15,84 21,12
Ленточно шлифовальный 3 станок JET JBSM-150 4 4 16 0,6 0,5 1,73 11,52 19,95
Завеса тепловая КЭВ 4 230П7020W 2,1 6 12,6 0,5 0,5 1,73 6,3 10,91
Циркулярный станок 5 METABO TS 250 2 4 8 0,7 0,5 1,73 5,6 9,70
Сушильный комплекс 6 АВМ 20 2 40 0,6 0,5 1,73 24 41,57
Продолжение таблицы 2.4
KИ Наименование n PH cos tg m PСМ QСМ nЭ KМ PР QР IР № ЭП PH кВт кВт кВт квар кВт квар SР кА Таль электрическая 7 ТЭ 100 2 2 4 0,4 0,6 1,33 1,6 2,13 Моноблочный насос НаNB 8 32-125. 0,75 2 1,5 0,1 0,7 1,02 0,18 0,18
9 Вентиляторы 3 5 15 0,9 0,6 1,33 13,5 18,00 Итого по цеху 10 без освещения 30/0,75 31 179 0,71 1,52 >3 126,5 206,71 6 1,2 129,91 176,98 219,54 322,84
11 Освещение 24,45 13,69 28,02 41,208 Итого по цеху 12 с освещением 154,36 190,67 245,32 360,59
3 Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации
реактивной мощности на высокой и низкой сторонах
Все потребители цеха относятся к потребителям 2, 3 категориям надежности электроснабжения. В соответствии с ПУЭ 1.2.17, для обеспечения их надежного электроснабжения необходимы два независимых источника питания [5].
Для этого будут установлены либо 2 трансформатора, либо 1 трансформатор и резервный кабель от соседней ТП. Для выбора типа резерва произведен технико-экономический расчет.
Рассчитаем номинальную мощность трансформатора:
РР
SномТ , (3.1)
К З NT
154,36
SномТ 96,5 кВА – для двух трансформаторов,
0,7 2
154,36
SномТ 210,95 кВА – для одного трансформатора.
0,7 1
где РР — расчетная активная мощность с учетом освещения, NT — количество трансформаторов, КЗ 0,7 — коэффициент загрузки для 2 категории надежности электроснабжения.
Электроснабжение деревообрабатывающего цеха
Темой моего курсового проекта является электроснабжение деревообрабатывающего цеха. 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА Деревообрабатывающий цех (ДЦ) предназначен для изготовления оконных ... и к условной трехфазной мощности. Сначала определяется номинальная мощность, приведенная к длительному режиму работы Рисунок 2- Схема включения однофазных нагрузок на ...
Рассмотрим два случая: 1 случай — SномТ 1 100 кВА , 2 случай SномТ 2 250 кВА.
При SномТ 1 100 кВА выберем трансформатор ТМГ-100/6/0,4, при SномТ 2 250 кВА выберем трансформатор ТМГ-250/6/0,4. Их технические параметры приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – технические параметры силовых трансформаторов, применяемых для комплектных трансформаторных подстанций Тип Потери, кВт U кз ,% i0 ,% I H РT , кВт QT , квар
Рхх Ркз ТМГ-100/6 0,365 1,97 4,5 2,6 2,11 11,3 ТМГ-250/6 0,61 3,7 4,5 1,9 5,7 19,6
3.1 Расчет компенсации реактивной мощности для ТМГ-100
Потери активной ΔРт и реактивной ΔQт мощности в двухобмоточном трансформаторе вычисляются по формулам:
PT Pxx Pк. з T , (3.2)
QT NT (i0 K З 2 U кз ) . (3.3)
Рассчитаем нагрузку трансформатор SM :
Sm Рр 2 (Q р Qк ) 2 , (3.4)
Sm 154,362 (190, 67 2 112,5) 2 155,5 кВА.
где Рр -расчетная активная нагрузка предприятия кВт,
Qр -расчетная реактивная нагрузка предприятия кВар,
Qк -мощность компенсирующих устройств на низкой стороне кВар.
Рассчитаем коэффициент загрузки трансформатора Т :
Sм
Т , (3.5)
Sн
155,5
Т 0, 78 .
100 2
где Sн — номинальная мощность трансформатора, кВА, Sм — номинальная мощность трансформатора, кВА.
P 0,365 1,97 0,782 2,65 кВт,
QT 2 (2,6 0,72 4,5) 9,61 кВАр.
С учетом потерь в трансформаторах расчетная активная и реактивная нагрузка цеха:
PР PР PT (3.6)
Рр 154,36 2,65 157 кВт,
QР QР QT , (3.7)
Qp 190 9,61 199,61 кВАр.
Реактивную мощность в часы минимума нагрузки определяется по типовому годовому графику электрических нагрузок для деревообрабатывающего производства:
Qmim 0,5 QР , (3.8)
Qmim 0,5 199,61 99,5 кВАр.
Экономически обоснованные значения реактивной мощности в часы максимума энергосистемы (часы пониженного напряжения):
QЭ1 РР , (3.8)
QЭ1 0,28 157 43,96 квар,
где 0,28 ; QСД 0.
Суммарная мощность компенсирующих устройств:
Qку.max 1,1 QP QЭ1 , (3.9)
Qку.max 1,1 199,61 43,96 174,6 кВАр.
Реактивная мощность, которая должна быть передана из сети 6кВ в сеть напряжением до 1 кВ и не должна компенсироваться:
QЭН QЭ1 (QР QР ) , (3.10)
QЭН 43,96 (199,61 190,67) 34,41 кВАр.
Определим реактивную мощность, которая может быть передана из сети 6/10 кВ в сеть напряжением до 1 кВ:
QТ ( NT K З SномТ )2 Рр 2
, (3.11)
QТ (2 0,7 100)2 154,362 97,15 кВАр.
Определим мощность КУ, устанавливаемых на стороне до 1 кВ:
QКУ .н QP QT , (3.12)
QКУ .н 190 97,15 92,85 кВАр.
Определим мощность КУ, которые могут быть установлены на стороне 6/10 кВ:
QКУ .B QКУ .max QКУ .Н , (3.13)
QКУ . B QКУ .max QКУ . Н 174 125 49 кВАр.
Так как QКУ .н 100 кВАр а QКУ .B 800 кВАр, то установка БК на стороне до 1 кВ не целесообразна.
Определим суммарные затраты на установку 2КТП с трансформаторами ТМГ-100/6/0,4:
З2КТП Е КТП NТ С РТ , (3.14)
З2 КТП 0,233 86,1 2 2 2,65 42,64 тыс.руб.
Аналогичный расчет был произведен для трансформатора ТМГ-250/6. По результатам расчета ЗКТП с учетом компенсации реактивной мощности составила 47 тыс.руб.
Разработка схемы электроснабжения автоматизированного цеха
... условной трехфазной мощности. Сначала определяется номинальная мощность, приведенная к длительному режиму работы Рисунок 2- Схема включения ... цеха 1.1 Характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и его технологического процесса производства механического цеха Механический цех ... 0,17Ч9 = 1,53 кВт. Qсм =Pсм Ч tgц = 1,53Ч1,17 = 1,8 кВар. Sсм = = = 2,36 кВ.ЧА. Iм = Sсм? Vл = 2,36 ...
Исходя из расчетов, для установки были выбраны два трансформатора ТМГ-100/6.
3.4 Выбор комплектной трансформаторной подстанции КТП
Основными преимуществами КТП перед обычными ТП являются:
1. Простота расчетов и установки
2. Дешевизна
3. Удобство обслуживания
4. Полная заводская готовность к эксплуатации
5. Защита от несанкционированного доступа
Основные характеристики, влияющие на выбор КТП:
1. Питание приходит по кабельным линиям
2. Установка двух трансформаторов 100/6/0.4
Исходя из вышеперечисленных характеристик, была выбрана комплектная трансформаторная подстанция 2КТПК-Т-КК-100/6/0.4
Двухтрансформаторная комплектная подстанция серии и 2КТП-КК100/10/0.4 состоят из двух отдельных секция, в каждй из которых установлен понижающий силовой трансформатор и вся необходимая аппаратура.
Данный тип подстанций используется для объектов с необходимостью наличия дополнительного резерва мощности и повышенной стабильности работы.
Современное оборудование, которое используется в подстанциях 2КТП100/6/0.4 или позволяет управлять ими как в автоматическом, так и в ручном режиме.
В таблице 3.2 представлено основное оборудование для выбранной КТП, а в таблице 3.3 — характеристики 2КТП-Т-КК-100/6/0.4.
Таблица 3.2 – Оборудование 2КТП-Т-КК-100/6/0.4 Наименование Тип оборудования
Силовой трансформатор ТМГ-100/6/0,4 Разрядник 6 кВ РВО-6У1 Выключатель нагрузки 6кВ ВНП-10/630 Ограничитель перенапряжения 0,4 кВ ОПН-П-0,4 Предохранители ПКТ-101-6 Разъеденитель наружной установки РЛК-СЭЩ-1-II-6/630-УХЛ1 Разъеденитель 0,4 кВ РЕ19-35
ВА 51-31(3П;100) ВА 51Автоматические выключатели 31(3П;75)
ТОП-0,66 УЗ 100/5 ТШП-0,66 Трансформаторы тока УЗ 75/5
Таблица 3.3 – Основные характеристики 2КТП-Т-КК-100/6/0.4
НАИМЕНОВАНИЕ ЗНАЧЕНИЕ Мощность силового трансформатора, кВА 2х100
Номинальное напряжение на стороне высокого напряжения (ВН), кВ 6
Номинальное напряжение на стороне низкого напряжения (НН), кВ 0,4
Ток электрической стойкости на стороне ВН, кА 51
Ток термической стойкости на стороне ВН, кА 20 Исполнение по вводу ВН Кабельный
Исполнение по выводу НН Кабельный
Степень защиты по ГОСТ 14254 Iр23
Количество отходящих линий (может быть увеличено) 5(10)*
Габаритные размеры, не более, мм в транспортном состоянии 4000х4800х2400 Масса, не более, кг (без трансформатора) 2х2400
4 Выбор схемы внутрицехового электроснабжения
В сетях внутрицехового электроснабжения выделяют три основных типа схем: магистральные, радиальные и смешанные.
4.1 Радиальные схемы
Радиальные схемы используются, если в цеху имеется большое количество маломощных потребителей. Радиальные схемы имеют наибольшую надежность по сравнению с магистральными и смешанными, т.к при повреждении кабеля, обесточенным останется только один потребитель. Однако, данный тип электроснабжения является дорогостоящим из-за необходимости установки внутрицеховых распределительных щитов (РЩ).
Пример радиальной схемы электроснабжения приведен на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Радиальная схема электроснабжения
Тема работы. Модернизация схемы электроснабжения ОАО «Томский ...
... на выполнение выпускной квалификационной работы бакалаврской работы Студенту: Группа З-5а16 ФИО Колбас Николай Владимирович Тема работы: Модернизация схемы электроснабжения ОАО «Томский электромеханический ... 5.Картограмма и определение центра электрических нагрузок 6. Схема внешнего электроснабжения 7. Схема внутризаводского электроснабжения 8. Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 ...
4.2 Магистральные схемы
Магистральные схемы используются при равномерном расположении потребителей в цеху. Ненадежны, т.к при повреждении магистрали, обесточенными остаются все потребители, запитанные от нее. Магистральные схемы в исполнении дешевле радиальных из-за отсутствия необходимости установки РЩ, в роли которого используется распределительный шинопровод (ШР).
Пример магистральной схемы электроснабжения приведен на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – Магистральная схема электроснабжения
4.3 Смешанные схемы
Смешанные схемы внутрицехового электроснабжения используются в тех случаях, когда применение магистральных или радиальных схем технически неосуществимо. Данный тип схем является комбинацией из двух вышеназванных вариантов и может включать в себя как ШР или ШМА, так и РЩ. Пример смешанной схемы электроснабжения приведен на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 – Смешанная схема электроснабжения
Для деревообрабатывающего цеха был выбран радиальный тип электроснабжения с использованием распределительных щитов РЩ. Прокладка кабелей осуществляется в полу или стенах на глубине 15 сантиметров. Выбор обусловлен тем, что магистральную (ШМА+ШР) систему использовать технически невозможно из-за сложной системы вентиляции над всеми деревообрабатывающими станками.
5 Выбор внутрицехового оборудования и кабелей
5.1 Расчет электрических нагрузок для каждой ячейки РУНН
Для осуществления выбора внутрицехового оборудования , необходимо
рассчитать токи, проходящие по кабелям как отдельных электроприемников, так и по распределительным щитам. Используя данные и формулы из пункта 2, рассчитаем эти токи.
Результаты расчетов нагрузок для второй и восьмой ячеек приведены в таблицах 5.1 и 5.2 соответственно.
Исходя из данных, полученных из таблиц 5.1 и 5.2, рассчитаем суммарную мощность для каждой секции шин. В данной схеме внутрицехового электроснабжения наиболее мощные потребители (Пилорама ленточная ТАЙГА СМД-3 и Сушильный комплекс АВМ) запитаны напрямую от ячейки РУ в целях снижения затрат на установку дополнительных РЩ.
Суммарные мощности по секциям сборных шин РУ приведены в таблице 5.3. Таблица 5.1 – Результаты расчетов нагрузки по ЩР1
PH n PH KИ cos m PСМ QСМ nЭ KМ PР QР IР № Наименование ЭП кВт кВт tg кВт квар кВт квар SР кА
Ячейка 2 (РЩ1 и РЩ2) Кромкооблицовочный 1 станок T-PF 190 5,5 4 22 0,5 0,6 1,33 11 14,67
Завеса тепловая КЭВ 2 230П7020W 2,1 2 4,2 0,5 0,5 1,73 2,1 3,64
Таль электрическая 3 ТЭ 100 2 1 2 0,4 0,6 1,33 0,8 1,07
Моноблочный насос 4 НаNB 32-125. 0,8 2 1,5 0,12 0,7 1,02 0,18 0,18
5 Вентиляторы 3 5 15 0,9 0,6 1,33 13,5 18,00
6 Итого по ячейке 2 14 44,7 0,62 >3 27,6 37,55 3 1,5 41,4 37,55 55,8 82,1 Таблица 5.2 – Результаты расчетов нагрузки по ЩР2
Наименование PH n PH KИ cos m PСМ QСМ nЭ KМ PР QР IР № ЭП кВт кВт tg кВт квар кВт квар SР кА
Ячейка 8 (РЩ 3 и РЩ 4) Циркулярный станок METABO TS 1 250 2 4 8 0,7 0,5 1,73 5,6 9,70 Ленточно шлифовальный станок JET 2 JBSM-150 4 4 16 0,63 0,5 1,73 10,1 17,46 Завеса тепловая КЭВ 3 230П7020W 2,1 4 8,4 0,5 0,5 1,73 4,2 7,27 Таль электрическая 4 ТЭ 100 2 1 2 0,4 0,6 1,33 0,8 1,07 Итого по ячейке 5 2 13 34,4 0,60 >3 20,7 35,50 3 1,5 31 35,50 47,1 69,3 Таблица 5.3 – Суммарная мощность по секциям шин
Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях
... на рисунке 2. Рисунок 2 - Общая схема замещения системы электроснабжения (сопротивления элементов указаны в омах) 2. Расчет тока трехфазного КЗ в точке К-1 в именованных единицах Составим ... точке К-2 Определим схему замещения для расчета тока трехфазного короткого замыкания в точке К-2. Рисунок 9 - Схема замещения для расчетов тока трехфазного КЗ в точке К-2 3.1 ...
№ Ячейки Наименование потребителя Рсм
1 Вводная ячейка — 2 РЩ1 и РЩ2 41,37
91,37
3 Пилорама ленточная ТАЙГА СМД-3 30
4 Сушильный комплекс АВМ 20
5 АВР —
6 Сушильный комплекс АВМ 20
81,02
7 Пилорама ленточная ТАЙГА СМД-3 30
8 РЩ3 и РЩ4 31,02
9 Вводная ячейка —
Определим небаланс мощностей на секциях шин :
Исходя из того, что небаланс мощностей на секциях сборных шин не превышает 10%, делаем вывод, что распределение электроприемников по ячейкам РУ выполнено верно.
5.2 Выбор оборудования
Используя полученные в таблицах 5.1 и 5.2 значения токов, выберем электрооборудование схемы внутрицехового электроснабжения деревообрабатывающего комбината. При выборе оборудования следует брать во внимание то, что данный цех является пожароопасным помещением с пылевым загрязнением.
РУ — Распределительный щит 1 ( ): Для установки выбран распределительный щит марки ЩР-100-Н-216-IP65 Трансформатор тока — ТОП-0,66 УЗ 100/5 Кабель: АВВГ 4х25 ( ) Выключатель: ВА 51-31
РУ — Распределительный щит 3 ( ) Для установки выбран распределительный щит марки ЩР-100-Н-216-IP65 Трансформатор тока — ТШП-0,66 УЗ 75/5 Кабель: АВВГ 4х25 ( ) Выключатель: ВА 51-31
Вводная ячейка 1 ( ) Трансформатор тока — ТШП-0,66 УЗ 75/5 Кабель: АВВГ 4х120 ( ) Выключатель: ВА 51-35
Вводная ячейка 2 ( ) Трансформатор тока — ТШП-0,66 УЗ 75/5 Кабель: АВВГ 4х120 ( ) Выключатель: ВА 51-35
Для выбора кабеля между РЩ1 и РЩ2 необходимо произвести расчет токов, протекающих по этому кабелю. Для этого от суммарного тока первой ячейки отнимем токи электроприемников, подключенных к РЩ1 (а именно: Кромкооблицовочный станок T-PF 190 х4 и Тельфер х1).
Рассчитаем токи в линии для группы Кромкооблицовочных станков T-PF 190 по формуле: где — номинальная мощность отдельного потребителя,
- коэффициент мощности отдельного потребителя, — номинальное напряжение отдельного потребителя.
Рассчитаем токи в линии для Тельфера:
Найдем ток в линии между РЩ1 и РЩ2:
По полученному току выбираем кабель для линии между РЩ1 и РЩ2 АВВГ 4х20. Аналогичным образом рассчитываем ток в линии между РЩ3 и РЩ4 и выбираем кабель АВВГ 4х16 ( )
Рассчитаем токи для отдельных электроприемников для выбора кабелей и автоматических выключателей:
В качестве примера рассчитаем ток в кабеле, идущем от РУ до электроприемника «Пилорама ленточная ТАЙГА СМД-3»:
Результаты расчета токов в линиях других электроприемников и выбранное по этому току оборудование занесены в таблицу 5.4. Таблица 5.4 – Выбор кабелей и автоматических выключателей для электроприемников
Автоматический выключатель
Кабель типа ВА51-31
xуд , rКВ , xКВ ,
rуд ,
cos Тип мОм/ I HКВ , А
PH IH , А мОм/м мОм мОм
м № Название ЭП кВт
Пилорама ленточная с
электроприводом АВВГ 1 ТАЙГА СМД-3 30 0,5 91,27 4х25 2,97 1,241 100 2,15 1,2
Кромкооблицовочный АВВГ 2 станок T-PF 190 5,5 0,6 13,94 4х4 7,1 0,57 50 7 4,5
Расчет электрической печи сопротивления периодического действия
... числе газами). В данной курсовой работе проведем расчет муфельной электропечи для отпуска изделия. 1. Тепловой расчет Цель теплового расчета электрических печей сопротивления определение оптимальных параметров (энергетических, ... неплотности футеровки, через швы, тепловые короткие замыкания принимают равным 1,2ч1,4. Расчет тепловых потерь через стены печи сводится к решению задачи теплопередачи ...
Ленточно шлифовальный станок АВВГ 3 JET JBSM-150 4 0,5 12,17 4х4 7,1 0,57 50 7 4,5
Завеса тепловая КЭВ- АВВГ 4 230П7020W 2,1 0,5 6,39 4х2,5 10,5 0,92 50 7 4,5
Продолжение таблицы 5.4
Автоматический выключатель
Кабель типа ВА53-37
xуд , rКВ , xКВ ,
rуд ,
cos Тип мОм/ I HКВ , А
мОм/м мОм мОм
PH IH , А м № Название ЭП кВт
METABO TS 250 АВВГ 5 2 0,5 6,08 4х2,5 10,5 0,92 50 7 4,5
Сушильный комплекс АВВГ 6 АВМ 20 0,5 60,85 4х20 2,97 1,241 100 2,15 1,2
Таль электрическая ТЭ АВВГ 7 100 2 0,6 5,07 4х2,5 10,5 0,92 50 7 4,5
Моноблочный насос АВВГ 8 НаNB 32-125. 0,75 0,7 1,63 4х2,5 10,5 0,92 50 7 4,5
АВВГ 9 Вентиляторы 3 0,6 7,61 4х2,5 10,5 0,92 50 7 4,5
6 Расчет токов короткого замыкания
Короткое замыкание – наиболее частая причина вывода системы из нормального режима работы. Основной причиной короткого замыкания является нарушение изоляции между токоведущими частями. Следствие короткого замыкание – резкий скачек тока в цепи и падение напряжения, что ведет к еще большему повреждению изоляции и ненормальной работе электрического оборудования.
Для минимизации последствий КЗ требуется верно определить ток КЗ, выбрать защитную аппаратуру и средства ограничений тока КЗ.
Для определения тока КЗ необходимо произвести расчет суммарных сопротивлений всех элементов. Нидже представлен расчет КЗ в четырех различных точках: на распределительном устройстве трансформатора, на распределительном щите 3, на распределительном щите 4 и на самом мощном электроприемнике, запитанном от РЩ4. Схема для расчета короткого замыкания представлена на рисунке 6.1. Рисунок 6.1 – Расчетная схема деревообрабатывающего цеха
При расчете КЗ все сопротивления приводим к U БАЗ 0,4 кВ.
В дальнейших расчетах сопротивление системы учитывается как индуктивное сопротивление и рассчитывается по формуле:
U H . HH 2
XC 10 , (6.1)
SK
0,42
XC 103 1,6 мОм.
Расчет сопротивления КЛ производится по удельным сопротивлениям кабеля и его длине:
RКЛ Rуд l , (6.3)
Х КЛ Х уд l . (6.4)
Где Rуд , Х уд — удельные активное и реактивное сопротивления линии
l — длинна кабеля
RКЛ 1 Rуд1 l 0,406 2 0,8 мОм,
Х КЛ 1 Х уд1 l 0,05 2 0,1, мОм,
RКЛ 2 Rуд2 l 1,25 17 21,25 мОм,
Х КЛ 2 Х уд2 l 0,091 17 1,547 мОм,
RКЛ 3 Rуд3 l 1,95 30 58,5 мОм,
Х КЛ 3 Х уд3 l 0,095 30 2,85 мОм,
RКЛ 4 Rуд 4 l 7,1 11 78,1мОм,
Х КЛ 4 Х уд 4 l 0,1 11 1,1мОм.
Рассчитаем полное сопротивление для каждой точки короткого замыкания в системе:
КЗ 1(На распределительном устройстве):
R1 RT RTA1 RКВ1 RКЛ 1 , (6.5)
R 1 12,88 0,17 0,65 0,8 14,26 мОм,
Х 1 ХС ХT Х TA1 Х КВ1 X КЛ 1 , (6.6)
1,6 43,12 0,11 0,17 0,1 46,3мОм,
(3)
Z 1 R 12 X 1
, (6.7)
Z 1
(3)
14,262 46,32 46,27 мОм.
КЗ 2 (На распределительном щите 3):
R 2 R1 RКВ 2 RКЛ 2 RT 2 , (6.8)
R 2 14,26 1,9 21,25 0,17 47,41 мОм,
Х 2 Х 1 Х КВ 2 Х КЛ 2 ХT 2 , (6.9)
Х 2 46,3 15,47 0,9 0,11 63,5 мОм,
(3) 2 2
Z 2 R 2 X 2 , (6.10)
Z 2
(3)
41, 47 2 63,52 75,84 мОм.
КЗ 3 (На распределительном щите 4):
R 3 R 2 RКВ 3 RКЛ 3 , (6.11)
R 3 47,41, 58,5 2,15 109,6 мОм,
Х 3 Х 2 Х КВ3 Х КЛ 3 , (6.12)
Х 3 63,5 2,85 1,2 66,45 мОм,
(3) 2 2
Z 3 R 3 X 3 , (6.13)
Z 3
(3)
109,62 66,452 128,2 мОм.
КЗ 4 (На ленточно-шлифовальном станке JET JBSM-150):
R 4 R 3 RКВ 4 RКЛ 4 , (6.14)
R 4 109,4 78,1 7 194,5 мОм,
Х 4 Х 3 Х КВ 3 Х КЛ 3 , (6.15)
Х 4 66,45 1,1 4,5 72,05 мОм,
(3) 2 2
Z 4 R 4 X 4 , (6.16)
Z 4
(3)
194,52 722 206,35 мОм.
Рассчитаем ток металлического трехфазного короткого замыкания по формуле:
U H .HH
I КМ (3) , (6.17)
3 Z (3)
I КМ 1(3) 4,29 кА,
3 46,27
I КМ 2(3) 3,1кА,
3 75,84
I КМ 3(3) 1,76 кА,
3 128,2
I КМ 4(3) 1,2 кА.
3 206,35
Ток трехфазного дугового КЗ определяется с помощью снижающего коэффициента, значения которого представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Значение снижающего коэффициента от сопротивления цепи Момент КЗ 1: КЗ 2: КЗ 3: КЗ 4: дугового КЗ Z 1(3) 52,27 Z 2(3) 75,84 Z 3(3) 128,2 Z 4(3) 206,3
(мОм) (мОм) (мОм) (мОм)
Для 0,78 0,81 0,82 0,83 начального момента КЗ (КС1) Для 0,71 0,73 0,74 0,75 установившего ся КЗ (КС2)
Определим ток трехфазного дугового КЗ:
КЗ 1:
I КД 1(3) I КМ 1(3) КС1 4,29 0,78 3,34 кА,
I КД 1(3) I КМ 1(3) КС 2 4,29 0,71 3,05 кА.
КЗ 2:
I КД 2(3) I КМ 2(3) КС1 3,1 0,81 2,52 кА,
I КД 2(3) I КМ 2(3) КС 2 3,1 0,73 2,27 кА.
КЗ 3:
I КД 3(3) I КМ 3(3) КС1 1,76 0,82 1,5 кА,
I КД 3(3) I КМ 3(3) КС 2 1,76 0,74 1,4 кА.
КЗ 4:
I КД 4(3) I КM 4(3) КС1 1,2 0,83 1,01 кА,
I КД 4(3) I КМ 4(3) КС 2 1,2 0,75 0,9 кА.
Х 1(3)
Определим отношение и ударный коэффициент для каждой точки
R 1(3) КЗ:
Х 1(3) 46,3
КЗ 1: 1,9 K уд.1 1,2 ,
R 1(3) 24,26
Х (3)
63,5
КЗ 2: 2
(3)
1,33 K уд.2 1,1 ,
R 2 47,41
Х (3)
66,45
КЗ 3: 3
(3)
6 0,6 K уд.3 1,05 .
R 3 109,4
Х (3)
72,05
КЗ 4: 4
(3)
0,5 K уд.3 1 .
R 4 194,5
Определим ударный ток для каждой точки КЗ:
КЗ 1: i уд.1 К уд.1 2 I КМ 1(3) 1,2 2 4,29 7, 25 кА,
КЗ 2: i уд.2 К уд.2 2 I КМ 2 (3) 1,1 2 3,1 4,8 кА,
КЗ 3: i уд.3 К уд.3 2 I КМ 3(3) 1,05 2 1,76 2,64 кА,
КЗ 4: i уд.4 К уд.4 2 I КМ 4(3) 1 2 1, 2 1,69 кА.
Предельная коммутационная способность автоматический выключатель АВ1 типа ВА53-37 I Д 20 кА, а ток трехфазного КЗ I КМ 1(3) 4,29 (кА).
Предельная коммутационная способность автоматический выключатель АВ2 типа ВА53-37 I Д 20 кА, а ток трехфазного КЗ I КМ 2(3) 3,1 (кА).
Предельная коммутационная способность автоматический выключатель АВ3 типа ВА51-33 I Д 12,5 кА, а ток трехфазного КЗ I КМ 3(3) 1,76 (кА).
Предельная коммутационная способность автоматический выключатель АВ4 типа ВА51-33 I Д 12,5 кА, а ток трехфазного КЗ I КМ 4(3) 1,2 (кА).
Исходя из полученных расчетов, можно сказать, что оборудование выдержит ток трехфазного короткого замыкания.
7 Молниезащита
Расчет защиты от прямых ударов молнии заключается в определении зон защиты, типов защиты и параметров.
По типу молниезащита была выбрана двустержневой. Дальнейший расчет проводился по методическим указаниям [15].
Высота молниеотвода , а высота защищаемого сооружения
Расстояние между стержневыми молниеотводами Надежность защиты была выбрана равной 0,9. По таблице 7.1 определяем необходимые параметры. Таблица 7.1 – Расчет зоны защиты двустержневого молниеотвода
Высота Надежность молниеотвода h, защиты м Lmax, м Lc, м
0.9 От 0 до 30 5,75h 2,5h
(5,75-3,57·10-3(h От 30 до 100 30))h 2,5h
От 100 до 150 5,5h 2,5h
0,99 От 0 до 30 4,75h 2,25h
(4,75-3,57·10-3(h- (2,25-0,01007(h От 30 до 100 30))h 30))h
От 100 до 150 4,5h 1,5h
0,999 От 0 до 30 4,25h 2,25h
(4,75-3,57·10-3(h- (2,25-0,01007(h От 30 до 100 30))h 30))h
Параметры молниезащиты:
Lmax 5,75 h , (7.1)
Lmax 5,75 26 149,5 м.
Lc 2,5 h , (7.2)
Lc 2,5 26 65 м. где Lmax — предельная величина расстояние между стержневыми молниеотводами, Lc -величина расстояния между стержневыми молниеотводами, при которой не будет стрелы провеса.
Так как , то стрела провеса равна:
По таблице 7.2 определим параметры молниезащиты.
Таблица 7.2 – Параметры молниезащиты
Высота Надежность молниеотвода h, Высота Радиус защиты м конуса h0, м конуса r0, м
От 0 до 100 0,85h 1,2h
0.9 От 100 до 150 0,85h (1,2-10-3(h-100))h
От 0 до 30 0,8h 0,8h
(0,8-1,43·10-3(h От 30 до 100 0,8h 30))h 0,99 От 100 до 150 (0,8-10-3(h-100))h 0,7h
От 0 до 30 0,7h 0,6h
(0,7-7,14·10-4(h- (0,6-1,43·10-3(h От 30 до 100 30))h 30))h
(0,65-10-3(h- (0,5-2·10-3(h 0,999 От 100 до 150 100))h 100))h
Параметры молниезащиты:
h0 0,85 h , (7.4)
h0 0,85 26 22,1 м,
r0 1,2 h , (7.5)
r0 1,2 26 26,48 м,
Радиус горизонтального сечения rx определяется по формуле:
r (h h)
0 0 x
rx , (7.6)
h
26,48 (22,1 9)
rx 15, 69 м.
22,1
Исходя из полученных данных, была построена зона двух защитных стержневых молниеотводов, изображенная на рисунках 7.1-7.3.
Рисунок 7.1 – Зона действия молниезащиты. Вид спереди
Рисунок 7.2 – Зона действия молниезащиты. Вид сверху
Рисунок 7.3 – Зона действия молниезащиты. Вид сбоку
8 Расчет контурного защитного заземления деревообрабатывающего цеха Контурное защитное заземление состоит из вертикальных электродов и горизонтально расположенной соединительной полосой. Все части конструкции соединены между собой болтовыми соединениями. Для уменьшения размеров и экономических затрат на сооружение УЗЗ рекомендуется использовать сопротивление естественных заземлителей, в качестве которых можно использовать:
1. Свинцовые оболочки кабелей;
2.Инженерные сооружения, проложенные в земле, кроме трубопроводов для горючих жидкостей;
3. Грозозащита опор линий электропередачи. Расчет УЗЗ выполнен, исходя из допустимого, согласно ПУЭ, сопротивления заземлителя растеканию тока методом коэффициентов использования. Вертикальные заземлители выполнены омедненным резьбовым штырем , длиной . Горизонтальные заземлители исполняются вв виде стальных полос 40х5 мм. Грунт – супесок с гр Ом·м=30000Ом·см. Находим сопротивление растеканию тока через одиночный заземлитель с
:
Примерное число заземлителей без учета коэффициента экранирвоание:
Где r – допустимое сопротивление заземляющего устройства, r = 4 Ом
Для уменьшения эффекта экранирования примем расстояние между соседними заземлителями равным – 4м. В данном случае длинна заземляющего штыря . Тогда отношение расстояния между заземлителями к длине заземляющего штыря равно 2.
По таблице 8.1 определим коэффициент экранирования заземлителей. Отношение расстояния к длине = 4/2 = 2. Количество труб . Тогда
Принимаем . Таблица 8.1 – Коэффициенты экранирования заземляющих штырей
Отношение Отношение Число расстояния расстояния труб к длине ηтр к длине ηтр 4 1 0,65…0,71 2 0,76…0,80 6 1 0,57…0,64 2 0,71…0,75 10 1 0,51…0,57 2 0,66…0,71 20 1 0,45…0,49 2 0,61…0,66 40 1 0,37…0,43 2 0,55…0,61 60 1 0,35…0,41 2 0,52…0,58
Количество заземляющих стержней с учетом коэффициента экранирования:
Зная количество заземлителей и расстояние между ними, можно определить длину заземляющей полосы:
Где a – расстояние между заземлителями, а=4м.
А также длину заземляющей полосы можно определить исходя из периметра здания. Так как длинна цеха — 50м, ширина цеха – 30м, длина склада – 15, ширина склада – 12,2 периметр Длина заземляющей полсы = 210м. Поправка в 5..10м вводится для учета того, что заземляющая полоса будет проложена по периметру дверей и окон.
Расчет длинны произведен верно, так как результаты совпадают. Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу:
Результат сопротивления растеканию:
Допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1000 В равно не более 4 Ом. По результатам расчетов получено сопротивление 2,09 Ом. Расчет заземления выполнен верно.
Схема подключения оборудования к внутреннему и внешниму заземляющему контору, а также способы прокладки этих контуров представлены на шестом чертеже формата А1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В бакалаврской работе были рассчитаны ожидаемые электрические нагрузки по деревообрабатывающему цеху. По итогам расчетов, нагрузка без учета освещения составила Sр=322 кВА. Расчет освещения производился в программе DIALux, по итогам которых были выбраны лампы типа ДРЛ HBT 400M для помещений с высотой 9м, и люминесцентные лампы типа Arctic 158 для помещений высотой 4,2м. Итого ожидаемая электрическая нагрузка по цеху с учетом освещения — Sр=360,59 кВА.
В соответствии с ожидаемой нагрузкой и категорией надежности потребителей были предложены два варианта электроснабжения: от 2КТП с трансформаторами ТМГ-100 или от КТП с трансформатором ТМГ-250 и резервного кабеля от соседней ТП. Исходя из затрат на компенсацию реактивной мощности был выбран наиболее дешевый и надежный вариант – 2КТП-100/6/0,4.
Оборудование проверено на стойкость к токам короткого замыкания и на стойкость к ударному току короткого замыкания.
Произведен выбор трансформаторов тока, кабелей и автоматических выключателей, исходя из значений расчетных токов и расчётной мощности.
Выполнен расчет молниезащиты, по результатам которого были выбраны два стержневых молниеотвода высотой 26м. Молниеотводы расположены на крыше здания, расстояние между ними 30м.
В результате расчета заземления были приняты к установке 52 вертикальных заземлителя, соединенных между собой горизонтальной заземляющией полосой.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/bakalavrskaya/elektrosnabjenie-tsementnogo-zavoda/
