Реферат: Проектирование схемы электроснабжения и плана силовой сети цеха — Банк рефератов, сочинений, докладов, курсовых и дипломных работ

Проектирование схемы электроснабжения и плана силовой сети цеха

Рисунок 1 План электроремонтного цеха.

1. Проектирование электроснабжения сборочного цеха.

1.1 Выбор схемы цеховой сети

По категории бесперебойности электроснабжения данный цех относится ко II категории. Исходя из этого, выбираем двухтрансформаторную цеховую подстанцию.

Все силовые потребители электроэнергии являются потребителями трёхфазного тока, напряжением 380 В.Осветительная нагрузка равномерно распределена по фазам.

Выбор схемы цеховой сети начинаем с определения месторасположения КТП цеха. КТП в целях экономии металла и электроэнергии рекомендуется устанавливать в центре электрических нагрузок. Координаты центра определяются из соотношений [5, с.233, ф.9.2]:

где — расчетная мощность i-го электроприемника, кВт;

— координаты i-го электроприемника, м.

Для упрощения расчеты сведем в таблицу 3. В этой таблице представлены координаты приемников механического цеха, их установленные мощности, коэффициенты использования, а также активная расчетная нагрузка каждого приемника. Активную расчетную нагрузку i-го электроприемника определяем методом, основанным на использовании коэффициента спроса по формуле:

1.2 Расчет электрических нагрузок цеха

Для расчета электрических нагрузок промышленного предприятия рекомендуется использовать метод упорядоченных диаграмм.

Расчетная максимальная активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле [4, с.19, ф.2.19], кВт

Рмакс = Кмакс · Ки · Рном = Кмакс · Рсм,

где Рном – суммарная номинальная активная мощность электроприемников, кВт;

Рсм – средняя мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

Ки – групповой коэффициент использования;

Кмакс – коэффициент максимума.

Для двигателей повторно-кратковременного режима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ = 100%) и определяется по формуле [4, с.16, ф.2.7], кВт

где рп и ПВп – соответственно паспортная мощность и паспортная продолжительность включения.

Для сварочных трансформаторов номинальная мощность определяется по формуле [4, с.16, ф.2.9], кВт

рном = Sп cosφп ,

где Sп – паспортная мощность сварочного трансформатора и паспортные значения cosφп и ПВп.

Суммарная номинальная активная мощность группы электроприемников определяется по формуле

Средняя активная и реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приемника определяется по формуле

рсм = рном · ки; qсм = рсм · tgφп,

где ки – коэффициент использования электроприемников принимаем по [2, с.31, прил.1].

Для группы электроприемников

Групповой коэффициент использования определяется по формуле [3, с.81, ф.2.9]

Коэффициент максимума Кмакс определяется в зависимости от группового коэффициента использования Ки и эффективного числа электроприемников nэф [2, с.9, табл.3].

Для нахождения nэф определим показатель силовой сборки [4, с.21, ф.2.23]

m = pном.макс / рнои.мин,

где pном.макс – номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт;

рнои.мин – номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт.

При Ки > 0,2 и m > 3 эффективного числа электроприемников определяют по формуле [4, с.22, ф.2.25]

nэф = 2·Рном / pном.макс.

В тех случаях, когда nэф > n, то следует принимать nэф = n.

Расчетная максимальная реактивная мощность определяется по формуле [4, с.22, ф.2.27]

Qмакс = К’макс · Qсм,

где К’макс – коэффициент максимума реактивной нагрузки,

при nэф ≤ 10 К’макс = 1,1, а при nэф > 10 К’макс = 1.

Нагрузки электрического освещения учитываются по формулам [2,с.11, ф.9]

Рp.o. = po. · F · Kc.o. Qp.o. = Pp.o · tgφo

где — нагрузка производственной площади, для высоты помещений 4-6 м и требуемой для таких цехов освещённости 300 лк. Вт/ ;

F — площадь цеха, F = 864 ;

— для ламп ДРЛ tgφ0 = 1,39;

— коэффициент спроса на осветительную нагрузку, для производственных зданий, состоящих из ряда пролётов Кс.о = 0,95 [3, с.100, табл.2.7].

Полная расчетная нагрузка цеха с освещением определяется по формуле [2,с.11, ф.10]

Потери в трансформаторе можно на этой стадии проектирования определить по формулам [2, с.13, ф.13, 14]

ΔРТ = 0,02 S’p, ΔQТ = 0,1 S’p.

Итого по цеху полная расчетная мощность

Расчетный ток определяется по формулам:

для одного приемника

для группы приемников

Электроснабжение осветительных установок цеха

Питание светильников общего освещения осуществляется на напряжении 380В переменным током при заземленной нейтрали.

Электроснабжение рабочего освещения выполняется самостоятельными линиями от РУ-1 подстанции, а аварийного освещения выполняется от РУ-2 подстанции.

Узлы питания и группы электроприемников

1.3 Компенсация реактивной мощности в цехе.

Для определения реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать требуется знать суммарную реактивную мощность цеха с учётом освещения, а также потери в трансформаторах. Потери в трансформаторах определяем по формулам [8,стр.13]:

Суммарная реактивная мощность цеха с учетом освещения и потерь в трансформаторах равняется:

Для компенсации этой реактивной мощности целесообразней выбирать низковольтные конденсаторные батареи. Так как высокие капитальные затраты вкладываются в КТП, то компенсацию производим с таким расчетом, чтобы снизить мощность трансформаторов на цеховой подстанции. При компенсации с высокой стороны высоковольтными конденсаторными батареями снижаются затраты на сами установки, но мощность трансформаторов КТП получается значительная. Компенсация небольшой реактивной мощности с высокой стороны также требует больших затрат, чем компенсация с низкой т.к. требуются еще затраты на вводное устройство высокого напряжения.

Принимаем две конденсаторные установки типа КРМ-04-75 кВАр напольного исполнения [7; 04.10.17-02] табл. 4. Присоединим его к РУ НН через S93С100.

Номинальное напряжение Uнoм*, кВ

Устанавливаем комплектные конденсаторные установки с низкой стороны подстанции, на каждой из секций. С учетом реактивных потерь в трансформаторах принятая мощность конденсаторной батареи почти полностью компенсирует потребляемую реактивную мощность.

1.4 Выбор мощности цеховых трансформаторов.

Расчетная нагрузка цеха с учетом освещения, компенсации реактивной мощности и потерь в трансформаторах:

Рр= 179,42 кВт Sp= 223,60 кВА

Мощность трансформатора определим по формуле:

где n — число трансформаторов цеховой ТП, n = 2.

— доля потребителей 1 и 2 категории в общей нагрузке предприятия, = 1

— коэффициент аварийной допустимой перегрузки трансформатора, =1,4.

Выбираем два трансформатора по 160 кВА марки ТМ 160/10-У1 табл. 5 [7; 03.00.14.-03] и КТПП-160/10 [7; 03.61.02.-01]. Комплектная трансформаторная подстанция выполняется пристроенной.

Шкафы ПР8513-31-10-1ХХ-21-11М, ПР8513-29-10-1ХХ-21-11М изготавливаются навесного исполнения, с вводными выключателями серии и ВА103-4/63 – D, ВА103-4/40 — D.

Шкафы ПР8513-33-10-2ХХ-21-11М, ПР8513-33-10-2ХХ-21-11М изготавливаются напольного исполнения, с вводными выключателями серии ВА103-35/160 — Д.

Эти шкафы предназначены для распределения электроэнергии, защиты электроустановок при перегрузках и токах к.з.

1.5.2 Выбор сечения проводов и кабелей.

Питающие низковольтные сети (от РУ до СП) выполняем кабелем АВВГ, способ прокладки в канале. Распределительные сети (от СП к отдельным электроприемникам) выполняем кабелем АВВГ в канале и в трубах. Определяется по [9, с.426, табл. 12.4]

Сечение кабелей для напряжения до 1 кВ при нормальных условиях прокладки определяется из двух соотношений:

по условию нагрева длительным допустимым током

Iнорм.доп ≥ Iдл.;

по условию соответствия выбранному аппарату максимально-токовой защиты

Iнорм.доп ≥ kзащ·Iзащ.,

где Iнорм.доп – допустимая токовая нагрузка для проводника, для кабелей АВВГ [6, с.19, табл.1.3.7];

Iдл – длительный расчетный ток, А;

kзащ – коэффициент защиты определяется по [4, с.204, табл. 5.9]

Iзащ – номинальный ток и ток срабатывания защитного аппарата, А.

Длительный расчетный ток определяется по формулам:

для одного приемника

для группы приемников

Проверка проводов по нагреву

В качестве СП используется силовые пункты с автоматическими выключателями. Автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в предохранителе требуется замена калиброванной плавкой вставки, увеличивающая время простоя ЭП; более точные защитные характеристики; совмещение функций коммутации электрических цепей и их защиты; наличие в некоторых автоматических выключателях независимых расцепителей и др.

Номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирают по длительному расчетному току линии [4, с.205, ф. 5.12]

Номинальный ток электромагнитного Iэл или комбинированного расцепителя автоматических выключателей выбирают также по длительному расчетному току линии [4, с.205, ф. 5.13]

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя Iср.эл проверяют по максимальному кратковременному току линии [4, с.205, ф. 5.14]

где k – коэффициент учитывающий неточность при определении Iкр при разбросе характеристик электромагнитных расцепителей автоматических выключателей, k = 1,25.

Для ответвления, идущего к одиночному электродвигателю Iкр равен пусковому току электродвигателя Iп.

Пусковой ток АД с короткозамкнутым ротором определяется как [1, с.27]

Iкр = Iп = 5· Iном.

Для сварочных трансформаторов [1, с.27]

Iкр = Iп = 3· Iном.

Пиковый (кратковременный) ток для группы электроприемников определяется по формуле

Iкр = Iпик = Iпуск.макс + (Iмакс – Iном · kи),

где Iпуск.макс – наибольший из пусковых токов двигателей в группе, А;

Iмакс – максимальный расчетный ток группы электроприемников, А;

Iном – номинальный ток электроприемника имеющий наибольший Iпуск, А;

kи – коэффициент использования для электроприемника имеющего наибольший пусковой ток.

Диаметр труб находим по формуле:

где d1,d2. dn — наружный диаметр провода;

n1,n2. nn — число проводов и кабелей данного размера.

Для удобства результаты расчетов сведены в таблицу 7.

Проектирование системы внутреннего и внешнего электроснабжения, которая отвечала бы современным требованиям и была бы наиболее рациональной и экономичной. Определение расчетной нагрузки по заводу. Выбор числа, мощности цеховых трансформаторных подстанций.

Выбор сечения кабельной линии по экономической плотности тока и его проверка на нагрев. Расчет значения тока короткого замыкания в заданной точке. Проверка сечения кабелей на стойкость к его действию. Схема максимально-токовой защиты и ее описание.

Характеристика потребителей электроэнергии в ремонтном цехе, расчёт нагрузок методом коэффициента максимума, освещения методом коэффициента использования, выбор числа и мощности трансформаторов, марок и сечений проводов и кабелей защитных аппаратов сети.

Электрические нагрузки завода продольно-строгальных станков. Расчет нагрузок комбината. Выбор номинального напряжения линии электропередач, сечения и марки проводов, мощности трансформаторов ГПП и места их установки, схемы внутреннего электроснабжения.

Характеристика системы электроснабжения. Категории электроприемников по степени бесперебойности электроснабжения. Расчетные электрические нагрузки. Нагрузки для осветительных установок. Выбор сечения проводников и защиты линии термического отделения.

Система электроснабжения объектов. Совокупность электроприемников производственных установок. Разработка схемы электроснабжения объекта. Выбор питающих и распределительных линий. Проверка оборудования предприятия на действие токов короткого замыкания.

Анализ потребления электроэнергии предприятием. Характеристика электротехнической службы. Электротехническое оборудование, находящееся на балансе хозяйства. Обследование электроустановок. Повышение эксплуатационной надежности электрооборудования.

Освоение методики расчета электрических нагрузок методом коэффициента максимума. Распределение электрооборудования на силовые пункты и по коэфициенту использования. Расчет суммы мощностей в группах, модуля силовой сборки. Максимальная расчётная мощность.

Методы практического исследования потока в неподвижных криволинейных каналах. Определение потерь механической энергии при движении потока в них. Сравнение значения коэффициента потери энергии установки, полученного экспериментальным путем с теоретическим.

Характеристика потребителей электроэнергии и определение величины питающего напряжения. Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры. Расчет электрических нагрузок, компенсация реактивной мощности, создание однолинейной схемы электроснабжения.

Стадии полносборного монтажа электрооборудования. Расчет мощности нагрузки. Открытая прокладка кабеля по строительному основанию с применением скоб. Монтаж стальных труб и проводов, низковольтных комплектных устройств и пускорегулирующих аппаратов.

Характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм. Выбор кабельных линий автоматических выключателей, мощности силовых трансформаторов.

Общая характеристика радиальных, магистральных (комбинированных) схем электроснабжения. Расчет электрических нагрузок, коэффициентов использования, средней реактивной и активной мощности. Выбор проводников, аппаратов защиты и компенсирующих устройств.

Расчет электрических нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций. Разработка системы внутризаводского электроснабжения. Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей. Выбор измерительных трансформаторов.

Расчет нагрузки по цехам по методу коэффициента спроса и установленной мощности. Определение мощности компенсирующих устройств предприятия, на котором имеется распределительный пункт (РП) 6 кВ. Выбор установок автоматических выключателей, кабельных линий.

Расчёт осветительных сетей и выбор электрооборудования. Расчёт и выбор питающего кабеля, выбор ВРУ и оборудования. Светотехнический расчёт методом удельной мощности. Расчётно-монтажная таблица силовых сетей и электрооборудования на напряжение до 1 кВ.

Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок и компенсирующего устройства. Выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет питающих линий высокого напряжения. Техника безопасности при монтаже проводок.

Краткая характеристика цеха, описание технологического процесса, определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения и схемы электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, выбор компенсирующего устройства, трансформаторов.

Определение расчетных электрических нагрузок. Выбор и расчет низковольтной электрической сети, защитных коммутационных аппаратов. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для цеховых подстанций. Устройства автоматического включения резерва.

Характеристика сферы электроэнергетики Республики Беларусь. Разработка проекта электрооборудования для силовых электрических сетей промышленных предприятий. Выбор пусковой защитной аппаратуры трансформаторной подстанции. Расчет электрических нагрузок.