Электроснабжение и электроосвещение механического цеха

Расчет выполнен с использованием программы табличного процессора компании MicrosoftExcel. Результаты расчета представлены приведены в таблице 6.В данном помещении экономически более целесообразно применить кабели с медными жилами. Применяем силовой кабель марки ВВГ, так как он имеет прочную двойную изоляцию, достаточную гибкость для прокладки в трубах и широкий ассортимент сечений.Таблица 9.2 – Выбор кабелейНаименование электроприемниковМаркапроводаСварочные автоматы50108,38АВВГ(4х35мм²)115Вентиляторы4,813,01АВВГ(4х2,5мм²)25Компрессоры3081,29АВВГ(4х25мм²)90Алмазно-расточные станки2,56,77АВВГ(4х1,5мм²)16Горизонтально-расточные станки2567,74АВВГ(4х16мм²)75Продольно-строгальные станки40108,38АВВГ(4х35мм²)115Кран-балка1540,64АВВГ(4х10мм²)50Мостовой кран55119,02АВВГ(4х50мм²)150Расточные станки1437,93АВВГ(4х6мм²)40Поперечно-строгальные станки1027,10АВВГ(4х4мм²)32Радиально-сверлильные станки38,13АВВГ(4х1,5мм²)16Вертикально-сверлильные станки410,84АВВГ(4х1,5мм²)16Электропечи сопротивления3286,71АВВГ(4х35мм²)115Заточные станки1,54,06АВВГ(4х1,5мм²)1610. ВЫБОР СИЛОВОГОИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДЫВАНИЯ10.1 Выбор трансформаторов токаВыбор трансформаторов тока производим в соответствии с рабочим максимальным током.Выбор ТТ:Из учёта, что , выбираем ТТТОЛ-10Трансформатор ТОЛ-10 предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплектных устройствах внутренней и наружной установок (КРУ, КРУН и КСО) переменного тока на класс напряжения до 10 кВ частоты 50 или 60 Гц.СерияНапряжение кВНоминальный перичный/вторичный ток АIтер.ст.Односекундный ток термической стойкости, кА,Ток Iм.дин электродинамической стойкости, кА,Номиналь-ноеНаиболь-шееТОЛ-6-3107,2150/52051Для обеспечения работы ТТ в требуемом КТ=0,5 следует выполнять условие .Расчетная нагрузка определяется по формуле:,где − сумма сопротивлений всех последовательно включенных обмоток приборов; – сопротивление соединительных проводов, Ом; – сопротивление контактов, Ом.Характеристику блока измерений представим в виде таблицы 10.2:Таблица 10.2 – Характеристика блока измерений Выполняемые функцииКТПотребляемая мощность блока, ВААмперметр0,50,025Ваттметр1Варметр1Счетчик активной энергии1Счетчик реактивной энергии1Сопротивление приборов: Ом.Сопротивление соединительных проводов: ,где − удельное сопротивление (для алюминиевых проводов 0,0283 Ом·мм2/м, для медных 0,0175 Ом·мм2/м) [1]; − расчетная длина провода;S −сечение провода (мм2− сечение алюминиевых проводов); − расчётная длина провода при включении всех приборов в одной фазе;Ом.Ом − сопротивление контактов [1].Проверка на термическую стойкость:;, .Данные проверки сведем в таблицу 10.3.Таблица 10.3 – Данные проверкиНаименование параметраДанныеУсловия выборакаталогарасчетные., кВ1010, А10020,4, кА12529,4, кА (1 сек)250027210.2 Выбор трансформаторов напряженияТрансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов, в реле, устанавливают в секции сборных шин в каждой фазе. На каждую секцию:К трансформатору напряжения присоединяются следующие приборы:Таблица 10.4– Характеристика блока измерений Выполняемые функцииЧисло приборовПотребляемая мощность, ВАВольтметр40,025ВаттметрВарметрСчетчик активной энергииСчетчик реактивной энергииРеле напряженияСуммарная мощность приборов: ВА.Выбираем трансформатор напряжения типа НТМИ-6, который имеет следующие характеристики:Uном.ВН=10 кВ; к=0,5; Sном=150 ВА; Smax=1000 ВА; Проверка трансформатора по номинальному напряжению:Uном = 10 кВ = Uсети = 10 кВВыбранный трансформатор удовлетворяет условию выбораУсловие , выполняется, следовательно ТН будет работать в заданном КТ=0,5. Результаты проверки свожу в таблицу 10.5:Таблица 10.5 – Данные проверкиНаименование параметраДанныеУсловия выборакаталогарасчетные, кВ1010, ВА300,1Класс точности0,50,510.3 Выбор ограничителей перенапряженияВыбор ограничителей перенапряжения произвожу по напряжению.На 10 кВ выбираю ОПН фирмы «Таврида Электрик» модель ОПН/TEL–10/7,2 УХЛ1, со следующими характеристиками: кВ; кВ; пропускная способность (не менее)А.На каждую секцию ТП 0,4 кВ устанавливаем ОПН «Таврида Электрик» модель ОПН/TEL–0,38/0.4 УХЛ1 со следующими характеристиками: кВ; кВ; пропускная способность (не менее) А.Выбор распределительных пунктов и щитков освещенияЩитки групповые осветительные предназначены для распределения электрической энергии, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания осветительных и силовых сетей переменного тока с глухозаземленной нейтралью напряжение до 380 В, частоты 50Гц и для нечастых оперативных включений и отключений цепей.Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями. Допускается также питание от силовых магистралей. Светильники аварийного освещения для продолжения работы должны быть присоединены к независимому источнику питания. Светильники аварийного освещения для эвакуации должны быть присоединены к сети, независимой от сети рабочего освещения, начиная от щитка подстанции. Для обеспечения аварийного освещения используем отдельную линейную панель ЩО-01-06.Групповые щитки, расположенные на стыке питающих и групповых линий, предназначены для установки аппаратов защиты и управления электрическими осветительными сетями. При выборе типа щитков учитываются условия среды в помещение, способ установки щитка, типы и количество установленных в них аппаратов. В проекте будут использованы следующий тип щитков: ЩО31-21 с автоматическим выключателем на вводе А3114 и на отходящих линиях АЕ-1031-11, количество отходящий линий – 12. Выбирается осветительный щиток ЩО-1 с автоматическими выключателями в количестве 12 штук. Определяется ток отходящего автоматического выключателя.,где, Рн – номинальная мощность освещения, кВт;Uн – напряжение сети, кВ;сosφ – коэффициент мощности ламп. Данные осветительных щитков сводятся в таблицу 10.6 Таблица 10.6 – Данные осветительных щитков.ОбозначениеТип щиткаНоминальный ток, АКол-во отход. однополюсных автом. выкл.ЩО-1ОЩВ-12 63А+(12х16А)6312АЩО-1ОЩВ-12 (12х16А)1612 Силовые распределительные пункты предназначены для распределения электрической энергии и защиты электрических установок при перегрузках и коротких замыканиях. Пункты изготовляют в виде шкафов, собираемых из отдельных стандартных элементов: ящиков с соединительными шинами и ящиков с разными аппаратами. Преимущество этого устройства заключается в возможности получения разных схем из небольшого набора стандартных ящиков. Выбирается распределительный пункт РП-1, для этого определяется ток для вводного выключателя по формуле:,где, Рном – номинальная установленная мощность электроприемников, кВт;Uном – номинальное напряжение электроприемников, В. Определяется ток уставки срабатывания расцепителя по формуле:,Таким образом, выбирается распределительный пункт ПР11-1116-31УЗ Таблица 10.7 Данные распределительных пунктов.ОбозначениеТип распре-делительногопунктаНаличие ввод-ного выключателяНоминальный ток шкафа, АКол-во автоматических выключателейКол-вооднополюсныхтрехполюсных1234567РП-1ПР11-1116-31УЗ1400-1010 Выбираются измерительные приборы которые сводятся в таблицу 10.8Таблица 10.8Данные измерительных приборовДанные измерительных приборовВольтметр электромагнитныйЭ378Класс точности 1,5Амперметр электромагнитныйЭ378Класс точности 1,5Счётчик трёхфазный трансформаторный универсальныйЦЭ-6850Пределы измерения: Класс точности 1,0Трансформатор токаТНШЛ – 1000/511. РАСЧЁТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВАЗаземляющие проводники при замыкании на корпус или на нулевой провод должны обеспечивать такой ток короткого замыкания, который превышал бы номинальный ток комбинированного расцепителя автомата не менее чем в 3 раза или ток плавкой вставки. При этом обеспечивается отключение места однофазного короткого замыкания.1.Составить расчётную схемуL1= 0,0036 км - расстояние от трансформатора до ответвления от шиноРаспределительные к самому дальнему станку;L2= 0,059 км - расстояние от шинораспределительные до самого дальнего станкаРисунок 11.1 – Расчётная схема2.Составить схему замещенияРисунок 11.2 – Схема замещенияКаждый элемент схемы электроснабжения заменяется активным и реактивным сопротивлением, соответствующим данным элементу схемы электроснабжения, то есть каждый элемент схемы заменяется элементом R L, так как активное сопротивление R определяет активную нагрузку электрическому току, а реактивное сопротивление L, определяет возможные потери мощности.3.Полное сопротивление питающего трансформатора.Zтр.=0,027Ом4.Определить полное удельное сопротивление магистральногоZо.шма= гдеRо.шма = 0,022Ом/км – удельное активное сопротивление ШМА;Xо.шма = 0,018ОМ/км – удельное реактивное сопротивление ШМАZо.шма.= = 0,225.Определить полное сопротивление ШМАZшма=Zо.шма·L1гдеL1= 0,0036 км– длина шиноРаспределительныеот трансформатора до станка; Zшма=0,22· 0,0036 = 0,011 (Ом)6.Определить удельное сопротивление кабеляZокаб = √R2окаб +X2окбгдеRокаб= 2 Ом/км – удельное активное сопротивление кабеля;Xокб = 0,073 Ом/км – удельное реактивное сопротивление кабеля;Zокаб.== 2,001 (Ом/км)7.Определить полное сопротивление кабеляZкаб=Zокаб · L2гдеL2= 0,059 км–длина кабеля от шинораспределительные до станка;Zкаб =2,001· 0,059 = 0,32(Ом)11.Определить полное сопротивление станка.Zст = Uн/(√3 ·Iн.ст. ) Zст=380 / ( · 42,42) = 5,17(Ом)9.Определить суммарное полное сопротивление схемы.Z∑ = Zтр+ Zшма+ Zкаб+ ZстZ∑ = 0,027+0,011+0,32+5,17 = 5,52 (Ом) Эквивалентное удельное сопротивление грунта в слое сезонных изменений, соответствующее сезону года, когда сопротивление заземляющего устройства принимает наибольшее значение:где ρ0 – удельное сопротивление грунта (для суглинкаρ0 =100 Ом·м);Ψ – коэффициент сезонности; Ψ = 2,7 для II климатической зоны для средней влажности грунтов.Расчет заземления будем производить без учета естественных заземлителей. Сопротивление естественных заземлителей фундаментов здания примем в счет надежности. Выберем вертикальные электроды в виде стальных оцинкованных стержней диаметром 18 мм., длиной 4 м., верхние концы стержней лежат на глубине 0.7 м. от поверхности земли. К вертикальным электродам приварены горизонтальные электроды. Горизонтальные электроды представляют собой стальные шины сечением 4∙40 мм2., шина поставлены на ребро. Все это и бразует контур заземления.Так, как заземлители проложены в слое сезонных изменений соответствующего сезону года, когда сопротивление заземляющего устройства принимает наибольшее значение произведем расчет по формуле:где – толщина слоя сезонных изменений грунта; =0,7 м. – глубина залегания электрода.Определим длины частей электрода находящиеся ниже слоя сезонных изменений:Удельное эквивалентное сопротивление грунта можно определить по формуле:где и – длины частей электрода, находящиеся в слое сезонных изменений.Определим удельное эквивалентное сопротивление грунта:Расстояние от поверхности земли до середины электрода можно определить по формуле: где = 0,7 м. – глубина залегания электрода.м.Рассчитаем сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода по формуле:где –удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов;–длина вертикальных электродов;d–диаметр вертикальных электродов;t–расстояние от поверхности земли до середины электрода.Определим ориентировочное число вертикальных заземлителей по формуле:где n = 0,6 ÷ 0,8 – коэффициент использования вертикальных заземлителей, размещенных по контуру;R– предельно допустимое сопротивление.Принимаем число электродов n = 10, при расположении по контуру здания.Длина контура горизонтального электрода с расположением по периметру на расстоянии 1 м от фундамента определяется по формуле:Определим сопротивление растеканию горизонтальных заземлителей по формуле:Где –удельное эквивалентное сопротивление грунта;–длина контура горизонтального электрода; d–высота электрода.При размещении 10 вертикальных электродов по контуру определим отношение расстояния между электродами к их длине по формуле:где k–отношение расстояния между электродами к их длине;a = 9,5 м.– расстояние между вертикальными электродами при размещении по горизонтальному контуру;L = 4 м. – длина вертикального заземлителя.По отношению расстояния междуэлектродами к их длине равным 2,37 методом интерполяции определяем коэффициенты использования соответственно электродов nг = 0,4 и nв = 0,71.Сопротивление растеканию тока группового заземлителя определим по формуле:где nг и nв – коэффициенты использования электродов.Таким образом, заземляющее устройство состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей. Горизонтальный заземлитель прокладывается на расстоянии 1 м. от фундаменты здания.ЗАКЛЮЧЕНИЕЦелью курсового проектирования является организация электроснабжения Механического цеха. Для выполнения поставленной задачи, в процессе проектирования объекта исходя из требуемой степени надежности электроснабжения потребителей электроэнергии, выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения.В курсовом проекте рассмотрен вариант определения силовой электрической нагрузки способом коэффициента расчетной мощности, выбраны аппараты защиты, компенсирующая установка, провода и кабели, используемые для качественного энергообеспечения электроприемников.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВПравила устройства электроустановок – М.: Энергоатомиздат, 2011 г.Б. А. Князевский, Б. Ю. Липкин «Электроснабжение промышленных предприятий», М.: «Высшая школа», 1986 г.Специальные вопросы электроснабжения. Составитель – А. И. Гардин, - НГТУ, 1988 г.Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование систем электроснабжения. Методическое пособие по курсовому проектированию. Москва Форум-Инфра-М, 2004Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М.: «Энергоатомиздат», 1990 г.«Электроснабжение и электрооборудование цеха» / Методические указания – Н. Н., 2002 г.«Характеристики электрооборудования напряжением 0.4 кВ» / Справочное пособие – Н.Н., 2002 г. Козулин В.С., Рожкова Л.Д. Электроснабжение -М.: Энергоатомиздат, 1987 Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергия. 1973. 584 с.Вагин Г.Я. Специальные вопросы электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. Горький. ГПИ. 1986. 76 с.