Проектирование схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ВВЕДЕНИЕ

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющие высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведётся в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема трансформаторной подстанции описание ее работы. Так же будет произведен расчет выбора наиболее оптимального трансформатора.

Целью курсового проекта является: выбор и обоснование схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта.

Объект исследования: ремонтно-механический цех

Предмет исследования: этапы расчета и выбор системы электроснабжения ремонтно-механического цеха.

Гипотеза: при разработке электрической схемы ремонтно-механического цеха найден оптимальный вариант, обеспечивающий надежную бесперебойную работу электрооборудования с учетом безопасности ее обслуживания.

Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:

1. Рассчитать освещение производственного цеха;

2. Рассчитать электрические нагрузки;

3. Произвести выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции;

4. Рассчитать токи короткого замыкания;

5. Спроектировать однолинейную схему электроснабжения производственного цеха.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика объекта

Производственный цех занимается изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха входят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 367 м2

Характеристика электрооборудования в табл. 1. 1

Таблица 1. 1

№ по плану

Наименование электроприёмников

Рном, кВт

Uном, кВ

1

2

3

4

7

Станок токарный

5

0,38

8

Станок токарный

5

0,38

9

Станок токарный

5

0,38

13

Станок токарный

5

0,38

14

Станок токарный

5

0. 38

15

Станок токарный

5

0,38

20

Станок карусельный с ЧПУ

5

0,38

25

Станок фрезерный

5

0,38

28

Станок фрезерный

5

0,38

35

Станок фрезерный

30

0,38

37

Станок фрезерный

10

0,38

40

Вентилятор

10

0,38

43

Вентилятор

15

0,38

47

Кран — балка ПВ = 40%

11

0,38

48

Кран — балка ПВ = 40%

22

0,38

59

Вентилятор

7,5

0,38

60

Вентилятор

10

0,38

На рис. 1.1 представлен план проектируемого цеха

Рис. 1.1 План проектируемого цеха

1.2 Описание схемы электроснабжения

Электроснабжение производственного цеха осуществляется от однотрансформаторной подстанции 6/0,4кВ с мощностью трансформатора 160 кВА. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается по кабельной линии ААБ 3×10, проложенной в земле, от вышестоящей двух трансформаторной подстанции 110/6кВ с трансформаторами мощностью 2500кВА каждый, которая запитывается от энергосистемы по одноцепной воздушной линии А-70.

На стороне 6кВ ТП 6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители.

На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены предохранители

1.3 Конструкция силовой и осветительной сети

Для приема и распределения электроэнергии в производственном цехе установлены распределительные щиты.

Электроприёмники запитываются от ШР проводом, проложенным в трубах

В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители

Освещение цеха выполнено 28-ю светильниками РКУ с ртутными лампами высокого давления мощностью 400Вт

Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5ммІ проложенным в трубе

Питание рабочего освещения производится от осветительного щитка ОЩВ-12, в котором в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегруза установлены автоматические выключатели

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчёт освещения

Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. Расчет покажем на примере участка I. В качестве источника света примем к установке лампы ДРЛ мощностью 400 Вт

Число источников света определяется по формуле:

N = (2. 1)

где Енорм — нормированная освещённость, Енорм= 300лк [1, табл. П 15]

Z — коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1,1 [1, С. 344]

Кз — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового потока на освещаемой поверхности, Кз= 1,5 [1, табл. 19. 1]

S — площадь помещения, мІ

Фл — световой поток одной лампы, Фл = 22 000 лм, [2, табл.3. 12]

U — коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, лампы, коэффициентов отражения и показателя помещения i

Показатель помещения находим по формуле:

i = (2. 2)

где i — показатель помещения

А — длина помещения, м

В — ширина помещения, м

Нр — высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м

Для светильника РКУ при сn = 50%; сc= 30%; сp = 10% и i = 1,34 u =0,48 [2,прил. 5, табл. 3]

где сn — коэффициент отражения от потолка, %

сc — коэффициент отражения от стен, %

сp — коэффициент отражения от рабочей поверхности, %

определяем по формуле (1) число ламп:

N =

Находим число светильников аварийного освещения (25% от рабочего):

8·0,25=2 шт.

Устанавливаем 8 светильников в 2 ряда по 4шт в ряду

Для остальных участков расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.1.

Таблица 2. 1

Наимен.

участка

Eнорм

Лк

Тип

лампы

Площадь

участка, мІ

Фл

Лм

u

N

Pp

кВт

Qр

кВар

Pуст

кВт

I

300

ДРЛ — 400

181,7

22 000

0,48

8

2,82

1,75

3,2

II

300

ДРЛ — 400

110,4

22 000

0,43

6

2,11

1,31

2,4

III

300

ДРЛ — 400

7,8

22 000

0,34

2

0,7

0,43

0,8

IV

300

ДРЛ — 400

12,6

22 000

0,34

2

0,7

0,43

0,8

V

300

ДРЛ — 400

15,1

22 000

0,36

3

1,06

0,66

1,2

VI

300

ДРЛ — 400

18,4

22 000

0,38

4

1,41

0,87

1,6

VII

300

ДРЛ — 400

5,8

22 000

0,34

2

0,7

0,43

0,8

ТП

300

ДРЛ — 400

14,9

22 000

0,31

1

0,35

0,21

0,4

2.2 Расчёт электрических нагрузок

Расчёт ведётся по узлу нагрузки методом упорядоченных диаграмм по следующему алгоритму

а) Все приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы

б) Для каждой группы по [3, табл. 4. 1] находят коэффициент использования Ки, коэффициент активной мощности cosц и реактивной по формуле:

(2. 3)

в) Находим установленную мощность для каждой группы электроприёмников по формуле:

Руст = N · (2. 4)

где N — число приёмников

Pном — номинальная мощность приёмников, кВт

г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Рсм и среднесменную реактивную Qсм мощности по формулам:

Рсм = Ки · Руст(2. 5)

Qсм = Pсм · tgц (2. 6)

д) По данному узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную реактивную мощность: УРуст; УРсм; УQсм

е) Определяют групповой коэффициент использования по формуле:

Ки. гр = УРсм/ УQсм (2. 7)

где УРсм — суммарная среднесменная активная мощность, кВт;

УQсм — суммарная среднесменная реактивная мощность, кВар

ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:

(2. 8)

где Рном. max — активная номинальная мощность наибольшего приёмника в группе, кВт

Рном. min — активная номинальная мощность наименьшего приёмника в группе, кВт

з) Определяют эффективное число приёмников по условию:

если m? 3, n? 4, то nэ = n; при m> 3, Ки. гр< 0,2, эффективное число приёмников определяют в следующем порядке:

1) выбирается наибольший по мощности электроприёмник рассматриваемого узла

2) выбираются электроприёмники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприёмника

3) подсчитывают их число n? и их суммарную номинальную мощность Р?ном

4) определяют суммарную номинальную мощность всех рабочих электроприёмников рассматриваемого узла Рном? и их число n

5) находят n?* и Р?ном*:

n?* = n? / n (2. 9)

Р?ном* = Р?ном / Рном?(2. 10)

6) по n?* и Р?ном* определяют n?э* по графику [3, стр. 4]

7) находят nэ:

nэ = n?э* · n (2. 11)

и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников, коэффициент максимума Км по графическим зависимостям или [4, табл. 2−7]

к) Определяют расчётную активную мощность по формуле:

Рм = Км · УРсм(2. 12)

л) Определяют расчётную реактивную мощность по формуле:

если nэ? 10, то Qм = Lм · УQсм(2. 13)

если nэ> 10, то Qм = УQсм(2. 14)

где Lм — коэффициент максимума реактивной мощности, Lм = 1,1

м) Определяют полную расчётную нагрузку Sм по формуле:

Sм =(2. 15)

н) Определяем расчетный ток I по формуле:

(2. 16)

где U — номинальное напряжение электроприёмников, кВ

Активная расчётная нагрузка освещения определяется по формуле:

Рр. о = Кс · Руст(2. 17)

где Кс — коэффициент спроса, Кс = 0,8 [2]

по формуле (2. 4):

Руст = 28 · 0,4 = 11,2 кВт

Рр. о = 0,8 · 11,2 = 8,96 кВт

По формуле (2. 3) находим: tgц = 0,62

по формуле (2. 6) находим расчётную реактивную осветительную нагрузку:

Qр. о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр

Полная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП определяется по формуле:

Sр = v (Pм? + Рр. о)І + (Qм? + Qр. о)І (2. 18)

где Pм? — суммарная силовая нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВт

Qм? — суммарная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП, кВАр

Результаты расчёта для всех узлов нагрузки сведены в табл. 2. 2

Таблица 2. 2

Наим. узла

гр. ЭП

Руст

кВт

N

Рном

кВт

Ки

Cosц tgц

P

кВт

Qсм

кВар

m

nэ

Км

Рм

кВт

Qм

кВар

S

кВ·А

I

А

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1) станки фрезерные

30

2

15

0,16

0,5

1,73

4,8

8,3

2) станок токарный

5

1

5

0,12

0,4

2,35

0,6

1,4

3) станок

карус. с ЧПУ

30

1

30

0,16

0,5

1,73

4,8

8,3

4) кран-балка ПВ=40%

13,9

1

22

0,1

0,5

1,73

1,39

2,4

На шинах

ШР-1

78,9

0,13

11,59

20,4

6

4,5

3,33

38,59

22,44

44,64

67,82

1) станки фрезерные

20

2

10

0,12

0,4

2,35

4,8

8,3

2) Вентиляторы

15

2

7,5

0,65

0,8

1,73

0,6

1,4

На шинах

ШР-2

35

0,35

12,15

22,5

1,3

4

2

24,3

24,75

34,7

52,7

1) станки токарные

25

5

5

0,12

0,4

2,35

3

7,1

2) Вентиляторы

20

2

10

0,65

0,8

1,73

13

22,5

3) кран-балка

ПВ=40%

17

1

11

0,1

0,5

1,73

1,7

2,9

На шинах

ШР-3

62

0,29

17,7

32,5

1,5

8

1,72

30,44

35,75

47

71,2

Освещение

8,96

5,6

На шинах

0,38 ТП

103,18

89,03

2.3 Компенсация реактивной мощности

Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:

Qку = б · УРрасч (tgцср. взв -tgцс) (2. 19)

где б — коэффициент, учитывающий возможность компенсации реактивной мощности естественными способами, б = 0,9 [4]

УРрасч — суммарная расчётная активная нагрузка, кВт

tgцс — коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после компенсации реактивной мощности, по заданию: tgцс = 0,45.

tgцср. взв — средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности, вычисляется по формуле:

(2. 20)

где УQрасч — суммарная расчётная реактивная нагрузка

=38,7 кВар

Полная расчётная нагрузка на шинах 0,38 кВ трансформаторной подстанции с учётом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:

(2. 21)

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции

Так как электроприёмники производственного цеха относятся к потребителям 3 категории по требуемой степени надёжности электроснабжения, то на подстанции можно установить 1 трансформатор

В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:

1 вар — 1 X 160 кВА

2 вар — 2 X 63 кВА

Покажем расчёт на примере 2 варианта

Проверяем трансформаторы по нормальному режиму. Находим

коэффициент загрузки трансформаторов:

(2. 22)

где Sнагр— полная мощность нагрузки, кВА

N — число устанавливаемых трансформаторов

Sном. тр — номинальная мощность одного трансформатора, кВ·А

Кз =

Проверяем работу трансформаторов в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% 6 часов в сутки в течении 5-ти суток

При отключении одного трансформатора, второй с учётом допустит перегрузки:

1,4 · 63 = 88,2 кВА

Дефицит мощности составит:

115,1 — 88,2 = 26,9 кВА

но т.к. электроприёмники являются потребителями 3-ей категории по надёжности электроснабжения, то часть их можно на время аварии отключить

Проверяем работу трансформаторов по экономически целесообразному режиму

Определяем стоимость потерь энергии по формуле:

Сnо·N·Tм[(ДРх. хи. п·Iх. х·)+Кз2·(ДРк. зип·Uк·] (2. 23)

где Со — стоимость одного кВт? ч, на текущий 2013 г, Со = 0,81 тн/кВт·ч

Тм — число использования максимума нагрузки, ч [3, с. 38]

Ки. п — Коэффициент изменения потерь, Ки. п = 0,03 кВт/кВАр [6]

ДРх. х — потери мощности холостого хода, ДРх. х = 0,24кВт [6,табл. 27 27. 6]

Iх. х — ток холостого хода, Iх. х = 2,8% [6, табл. 27. 6]

ДРк. з— потери мощности короткого замыкания, ДРк. з = 1,28кВт [6, табл. 27. 6]

Uк — напряжение короткого замыкания, Uк = 4,5% [6, табл. 27. 6]

Сn = 4643,73

Определяем капитальные затраты по формуле:

К = N · Стр(2. 24)

где Стр — стоимость трансформатора, Стр = 31 тн [6, табл. 27. 6]

Находим амортизационные затраты Са:

Са = Ка · К (2. 25)

где Ка — коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов Ка= 0,12 [6]

Находим суммарные ежегодные затраты:

С? = Сn+ Са (2. 26)

Для первого варианта результаты сведены в табл. 2. 3

Таблица 2. 3

Наименование параметров

Вариант 1 — 1×160 кВ·А

Вариант 2 — 2×63 кВ·А

1

2

3

Кз

0,72

0,91

ДРх. х кВт

0,51

0,24

ДРк. з кВт

2,65

1,28

Uк, %

4,5

4,5

Iх. х, %

2,4

2,8

Тм, ч

2000

2000

Со, тн/кВт•ч

0,81

0,81

Сn, тн

3434,4

4643,7

Стр, тн

550

310

К, тн

550

620

Ка, тн

0,12

0,12

Са, тн

66

74,4

С?, тн

3500,4

4718,1

Так как С?II> С?I и КII> КI, то выбираем I вариант — 1 X 160 кВА, как более экономичный

2.5 Выбор места расположения питающей подстанции

Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:

Хцэн= (2. 27)

Yцэн=(2. 28)

где Хi — координата i — го электроприёмника по оси абсцисс, м;

Yi — координата i — го электроприёмника по оси ординат, м;

Рном. i— номинальная мощность i — го электроприёмника, кВт.

Расчёт покажем на примере ШР — 1:

Хцэн= = 26,1 м

Yцэн== 8,1 м

Для остальных расчет аналогичный результаты сведены в таблице 2. 4

Таблица 2. 4

Номер ШР

Расчётные координаты

Координаты установки

X

Y

X

Y

ШР — 1

26,1

8,1

27

7

ШР — 2

25,2

2,5

25,2

1,4

ШР — 3

8,9

12,8

10,8

12,8

2.6 Расчёт сети 0,38 кВ

цех электроснабжение освещение трансформатор

Выбор аппаратов защиты

Выбор сечения проводника для отдельного электроприёмника покажем на примере токарного станка № 13. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

Iдоп? Iр(2. 29)

где Iдоп — допустимый ток проводника, определяется сечением

токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А

Расчётный ток определим по формуле:

Iр=(2. 30)

Iр =

данному току соответствует провод АПВ — 2,5 ммІ с Iдоп = 19А [7, табл. 1.3. 5]

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

?Uдоп??Uр(2. 31)

где ?Uдоп — допустимые потери напряжения, ?Uдоп = 5% [7]

?Uр — расчётные потери напряжения, %

?Uр% = (2. 32)

где L — длина проводника, км

ro— активное сопротивление 1 км проводника, ro = 3,12Ом/км, [8, табл. 2−5]

xo — реактивное сопротивление 1 км проводника, xo = 3,12Ом/км, [8, табл. 2−5]

?Uр%=

т.к. ?Uр < ?Uдоп, то сечение 2,5 ммІ соответствует допустимым потерям напряжения. В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:

Uном. пр> Uном(2. 33)

Iном. пр> Iр(2. 34)

Iпл. вс> Iпик / б (2. 35)

где Uном. пр — номинальное напряжение предохранителя, В

Iном. пр— номинальный ток предохранителя, А

Iпл. вс — номинальный ток плавкой вставки, А

Iпик — пиковый ток, А

б — коэффициент, учитывающий условия пуска, б = 2,5 [3, табл. 6. 3]

Iпик = Кп • Iр (2. 36)

где Кп — кратность пускового тока по отношению к току нормального режима

Кп = 5 [3]

Iпик = 19•5 = 95А

Uном. пр> 380В

Iном. пр> 19А

Iпл. вс> 95/2,5 = 38А

Выбираем предохранитель ПН — 2, Iном = 100А Iпл. вс= 40А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:

Iдоп? Кз • Iз(2. 37)

где Кз — кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, Кз= 1 [3, табл. 6. 5]

Iз — ток срабатывания защиты, А

т.к. 19 < 1 • 40, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ — 10 мм2, Iдоп = 47А [7, табл. 1.3. 5]

Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1

В соответствии с формулой (2. 30) Iр = 67,82А. По условию (2. 29) выбираем провод АПВ — 25 мм2; Iдоп = 80А [7, табл. 1.3. 5]

По формуле (2. 32) находим:

?Uр% = 0,2%

Провод АПВ-25мм2 соответствует допустимым потерям напряжения,

т.к. ?Uр =0,2%? ?Uдоп=5% [7]

В качестве аппарата защиты устанавливаем предохранитель.

Находим пиковый ток:

Iпик = Iр — Ки • Iнб + Iпуск. нб (2. 38)

где Iнб — номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1

Iпуск. нб — пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1

По формуле (2. 30) находим Iнб = 91А, по формуле (2. 36) Iпуск. нб = 455А

Iпик = 67,82 — 0,13 · 91 + 455 = 511А

По условиям (2. 33), (2. 34), (2. 35) выбираем предохранитель ПН-2

Iном. пр=250А, Iпл. вс= 250А

Проверяем предохранитель по селективности

Однолинейная схема ШР-1 дана на рис. 2. 1

Рис. 2.1 Однолинейная схема ШР-1

Предохранитель на вводе не селективен, поэтому выбираем предохранитель ПН-2 Iном. пр= 400А, Iпл. вс= 350А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (2. 37), т.к. 67,82? 1 • 350, то провод не соответствует аппарату защиты, поэтому выбираем кабель СБ 3·185 + 1·95 с Iдоп = 340А [7, табл. 1.3. 15]

С учётом допустимой перегрузки кабель соответствует выбранному предохранителю.

340 · 1,1 = 374А

Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2. 5

Таблица 2. 5

линии

трасса

проводник

предохранитель

Откуда

Куда

Марка

Сечение

Кол-во жил

Длина, м

Тип

Iном A

Iпл. вс. A

1

ТП 110/6

ТП 6/0,4

ААБ

3·10

1014

2

ТП 6/0,4

ШР-1

СБ

3·185 + 1·95

8

ПН-2

400

350

3

ТП 6/0,4

ШР-2

АПВ

50

4

13

ПН-2

250

120

4

ТП 6/0,4

ШР-3

АПВ

35

4

15

ПН-2

100

80

5

ШР-1

13

АПВ

10

4

7,2

ПН-2

100

40

6

ШР-1

20

АПВ

120

4

5,6

ПН-2

250

200

7

ШР-1

35

АПВ

50

4

7,2

ПН-2

100

100

8

ШР-1

37

АПВ

50

4

2

ПН-2

100

100

9

ШР-1

48

АПВ

50

4

2

ПН-2

100

100

10

ШР-2

25

АПВ

35

4

6

ПН-2

100

80

11

ШР-2

28

АПВ

35

4

4,8

ПН-2

100

80

12

ШР-2

40

АПВ

6

4

3,6

ПН-2

100

30

13

ШР-2

43

АПВ

6

4

5

ПН-2

100

40

14

ШР-3

7

АПВ

10

4

5

ПН-2

100

40

15

ШР-3

8

АПВ

10

4

4,5

ПН-2

100

40

16

ШР-3

9

АПВ

10

4

4

ПН-2

100

40

17

ШР-3

14

АПВ

10

4

7,8

ПН-2

100

40

18

ШР-3

15

АПВ

10

4

9,6

ПН-2

100

40

19

ШР-3

47

АПВ

25

4

1,3

ПН-2

100

50

20

ШР-3

59

АПВ

10

4

9,6

ПН-2

100

40

21

ШР-3

60

АПВ

10

4

11,2

ПН-2

100

40

2.7 Расчет сети напряжением выше 1 кВ

Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:

Fэк= (2. 39)

где jэк — экономическая плотность тока, jэк = 1,7 А/мм2 [3, табл. 6. 8]

В соответствии с формулой (2. 30):

Iр = А

Fэк = 9 м

Выбираем ближайшее стандартное сечение — 10 ммІ

Выбираем кабель ААБ-3×10 мм2

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к. з

Термически устойчивое сечение к токам к. з определяется по формуле

Fm.y. = (2. 40)

где I?— установившееся значение периодической составляющей тока к. з

I? = 2850А (см. разд. 2. 8)

С — коэффициент, учитывающий разницу теплоты выделенной проводником дои после короткого замыкания, С = 95 [3, с. 200]

tпр — фиктивное время, при котором установившийся ток к. з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное время

при tg = 0,15с, tпр = 0,2с, при в''=2 [3, рис. 15. 10]

Fт. y = 2850 · = 13

Кабель ААБ 3×10 термически устойчив к токам короткого замыкания

Окончательно выбираем кабель ААБ 3×10

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Расчёт проводим в относительных единицах при базисных условиях. В соответствии с заданием и результатами проектирования составляем расчётную схему и схему замещения. Расчётная схема дана на рис. 2. 2, схема замещения на рис. 2. 3

Рис. 2.2 Расчетная схема Рис. 2.3 Схема замещения

Примем, что базисная мощность Sб = 100МВА, базисное напряжение Uб = 6,3кВ

Сопротивление воздушной линии находится по формуле:

Хвл*б =(2. 41)

где Uном. ср— среднее номинальное напряжение ступени, кВ

Хвл*б = 0,4 · 35 · 100/115І = 0,11Ом

Сопротивление трансформатора находится по формуле:

Xтр. б =* (2. 42)

Xтр. б =* = 4,2Ом

Определяем реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (2. 41):

Хкл*б = = 0,28 Ом

Находим активное сопротивление кабельной линии по формуле

(2. 43)

rкл*б = = 7,97

Используя признаки параллельного и последовательного соединения сопротивлений, находим активное и индуктивное результирующие сопротивления:

Хрез*б = 0,11+2,1+0,28 =2,49

Rрез*б = 7,97

т. к=

Zрез*б= 8,35

Определяем ток короткого замыкания по формуле:

(2. 44)

где Iб — базисный ток, кА

По формуле (2. 14) находим базисный ток:

Iб = = 9,16кА

Iк.з. = = 1,1кА

Определяем ударный ток:

Iу = (2. 45)

Iу = 2,55 • 1,1 = 2,81кА

Находим мощность короткого замыкания:

Sк.з. = (2. 46)

Sк.з. = = 11,98 МВА

2.9 Выбор оборудования подстанции

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

Uном. р> Uном. (2. 47)

Iном. р> Iрасч. (2. 48)

iа. ? iy. (2. 49)

ItІ · t> Iк2• tпр(2. 50)

где Uном. р — номинальное напряжение разъединителя

Iном. р — номинальный ток разъединителя

iа — амплитудное значение предварительного сквозного тока к. з

It — предельный ток термической стойкости

t — время, в течении которого разъединитель выдерживает предельный ток термической стойкости

Номинальные данные разъединителя находим по [6, табл. 31. 7]

Выбор выключателя производим по следующим условиям:

Uном. в= Uном(2. 51)

Iном. в> Iр (2. 52)

iа. ? iy(2. 53)

ItІ · t > Iк2 • tпр(2. 54)

Iотк> Iк(2. 55)

Sотк? Sк(2. 56)

где Uном. в — номинальное напряжение выключателя, кВ

Iном. в — номинальный ток выключателя, А

Iотк — номинальный ток отключения выключателя, кА

Sотк — мощность отключения выключателя, МВА

Sотк= • Iотк • Uном. в(2. 57)

Номинальные данные масляного выключателя находим [6, табл. 31. 1]. Результаты выбора представлены в табл. 2. 6

Таблица 2. 6

Выкл. ВММ-10−320−10Т3

Разъед. РВ — 6/400

Расчётные данные

Каталожные данные

Расчётные данные

Каталожные данные

Uном = 6кВ

Iр = 48,16 А

iy = 5,9кА

Iк2 • tпр = 6,5

Iк = 2,85кА

Sк = 31,1 МВА

Uном. в = 11кВ

Iном. в = 320А

iа = 25кА

It2 • t = 400

Iотк = 10кА

Sотк = 190,3МВА

Uном = 6кВ

Iр = 48,16А

Iy = 5,9кА

Iк2 • tпр = 6,5

Uном. р = 6кВ

Iном. р = 400А

Iа = 41кА

It2 • t =1023

3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА

3.1 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

Для безопасного проведения работ должны выполняться следующие организационные мероприятия:

— назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ;

— выдача наряда и распоряжения;

— выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск;

— подготовка рабочего места и допуск;

— надзор при выполнении работы;

— перевод на другое рабочее место;

— оформление перерывов в работе и её окончание.

Все работы, как со снятием напряжения, так и без него вблизи или на токоведущих частях должны выполняться по наряду-допуску или по распоряжению, поскольку обеспечение их безопасного выполнения требует специальной подготовки рабочего места и выполнения определённых мер. Исключение составляют кратковременные и небольшие по объёму работы, выполняемые дежурным или оперативно-ремонтным персоналом в порядке текущей эксплуатации. Их продолжительность не должна превышать 1 ч.

Подготавливающим рабочее место и допускающим может быть один работник.

Нарядом является составленное на специальном бланке задание на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время её начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы. Наряд может быть выдан на срок до 15 суток.

Распоряжение является заданием на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время, меры безопасности лиц, которым поручено её выполнение. Распоряжение может быть устным и письменным, оно имеет разовый характер. Работы продолжительностью до 1 ч разрешается выполнять по распоряжению ремонтному персоналу под надзором дежурного или лица из числа оперативно-ремонтного персонала, а также самому дежурному или оперативно-ремонтному персоналу. При этом старшее лицо, выполняющее работу или ведущее надзор, должно иметь квалификационную группу IV в электроустановках напряжением выше 1000 В. Если продолжительность этих работ свыше 1 ч или они требуют участия более трёх человек, то они оформляются нарядом.

Выдающий наряд, распоряжение устанавливает возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных лиц, а также за соответствие выполняемой работе групп по электробезопасности перечисленных в наряде работников. Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из административно-технического персонала предприятия и его структурных подразделений, имеющим группу V.

Руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, полноту и качество инструктажа бригады, проводимого допускающим и производителем работ, а также организацию безопасного ведения работы. Руководителями работ должны назначаться инженерно-технические работники с группой V.

Лицо, дающее разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск, несёт ответственность за достаточность предусмотренных для работы мер по отключению и заземлению оборудования и возможность их осуществления, а также за координацию времени и места работы допускаемых бригад. Давать разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск имеют право работники из дежурного персонала с группой IV в соответствии с должностными инструкциями, а также работники из административно-технического персонала, уполномоченные на это указанием по предприятию.

Лицо, подготавливающее рабочее место, отвечает за правильное и точное выполнение мер по подготовке рабочего места, указанных в наряде, а также требуемых по условиям работы (установка замков, плакатов, ограждений).

Подготавливать рабочие места имеют право дежурный или работники из оперативно-ремонтного персонала, допущенные к оперативным переключениям в данной электроустановке.

Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа. Допускающий должен назначаться из дежурного или оперативно-ремонтного персонала. В электроустановках выше 1000 В допускающий должен иметь группу IV. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках выше 1000 В, должен иметь группу IV. Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами работников, не имеющих права самостоятельно работать в электроустановках. Наблюдающими могут назначаться работники с группой III.

Каждый член бригады обязан выполнять правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования местных инструкций по охране труда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проектировании ремонтно-механического цеха получены следующие результаты:

1. Выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения

2. В соответствии с силовой и осветительной нагрузками с учетом экономических показателей для электроснабжения производственного цеха необходимо установить на питающей подстанции 6/0,4кВ один трансформатор мощностью 160кВА

3. Силовые сети 0,38кВ целесообразно выполнить кабелем марки ААБ, проложенным по кабельным конструкциям, и проводом АПВ, проложенным в трубах в полу

4. В качестве аппарата защиты необходимо выбрать предохранители

5. Приведены организационно технические мероприятия по охране труда при проведении работ в электроустановках до 1 кВ

Результаты проектирования даны в таблице:

Наименование электрооборудования

Марка Тип

Единица измерения

Количество

1

2

3

4

Разъединитель трёхполюсной

РВ 6/400

шт.

2

Выключатель масляный

ВММ-10−320−10тз

шт.

1

Трансформатор масляный мощностью 160Кв*А

ТМ 160/6

шт.

1

Предохранитель

ПН-2

шт.

3

тоже Iном=600А Iпл. вс=500А

ПН-2

шт.

3

тоже Iном=250А Iпл. вс=200А

ПН-2

шт.

6

тоже Iном=250А Iпл. вс=120А

ПН-2

шт.

6

тоже Iном=100А Iпл. вс=80А

ПН-2

шт.

9

тоже Iном=100А Iпл. вс=50А

ПН-2

шт.

3

тоже Iном=100А Iпл. вс=40А

ПН-2

шт.

27

тоже Iном=100А Iпл. вс=30А

ПН-2

шт.

3

Кабель на напряжение 6Кв

Сечением 3/10м

ААБ

м

1015

Кабель на напряжение 6Кв

Сечением 3/185м

СБ

м

10

Светильник

РКУ

шт.

28

Лампы

ДРЛ

шт.

28

Щиток рабочего освещения

ОЩВ-12

шт.

1

Щиток аварийного освещения

ОЩВ-3

шт.

1

Провод с алюминиевыми жилами в ПВХ изоляции

Сечением 6 м

АПВ

40

Сечением 10 м

АПВ

м

480

Сечением 25 м

АПВ

м

20

Сечением 35 м

АПВ

м

120

Сечением50м

АПВ

м

120

Сечением 120 м

АПВ

м

40

Сечением 150 м

АПВ

м

40

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Цигельман И. Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. М.: Высшая школа, 1977.

2. Епанешников М. М. Электрическое освещение. М.: Высшая школа, 1973.

3. Постников Н. П., Рубашов Г. М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л.: Стройиздат, 1980.

4. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981.

5. Крючков И. П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б. Н. Электрическая часть станций и подстанций.- М.: Энергия, 1978.

6. Справочник по электроснабжению и оборудованию /Под ред. Федорова А. А., Барсукова А. Н. М., Электрооборудование, 1978.

7. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- М.: Энергия, 1980.

8. Хромченко Г. Е. Проектирование кабельных сетей и проводок — М.: Высшая школа, 1973.

9. Е. Ф. Цапенко. Устройства для защиты от однофазного замыкания на землю. — М.: Энергоатомиздат 1985 г. — 296 с.

10. Шидловский А. К., Кузнецов В. Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. — Киев: Наукова думка, 1985 г. — 354 с.

11. Железко Ю. С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. Руководство для практических расчетов. — М.: Энергоатомиздат, 1989 г. — 176 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой