Определение суммарной нагрузки цеха

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

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

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

1. Задание к курсовой работе

цех осветительный ток замыкание

Исходными данными для выполнения курсовой работы является план цеха с расставленным технологическим оборудованием и ведомостью электроприемников.

Для одного из цехов промышленного предприятия, план которого приведен, произвести перечисленные мероприятия и расчеты с выбором схем и электрооборудования электрической сети.

1. Наметить узлы питания электроприемников (силовые шкафы, распределительные шинопроводы).

2. Определить силовые нагрузки по узлам питания, осветительную нагрузку и расчетную нагрузку по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума.

3. Выбрать схему питающей и распределительной сети цеха.

4. Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.

5. Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.

6. Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.

7. Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха.

8. Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.

9. На расчетной однолинейной схеме питающей и распределительной сети цеха до 1 кВ указать параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи.

10. Определить трех-, двух-, однофазные токи короткого замыкания в намеченных точках К1, К2 и К3. Принять условно мощность к.з. на высшей стороне цеховых трансформаторов в пределах 100−150 МВА. Однофазные к.з. рассчитать дважды: при схеме трансформатора ?/Yo-11 и схеме Y/Yo-12.

11. Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.

2. Исходные данные

Таблица 1. Электрические нагрузки прессово-штамповочного цеха

№ЭП по плану

Наименование оборудования

Установлен. мощность, кВт

Коэффициенты

КИ

Cosц

1−5,6,9

Пресс холодного выдавливания

18,5

0,2

0,65

7,8

Пресс

37

0,12

0,65

10,12,15

Пресс горячештамповочный

15,0

0,2

0,65

13,14,16,18

Электрические печи сопротивления

25

0,7

1

11,17,19

Пресс фрикционный

7,5

0,2

0,65

20,30

Кран с ПВ — 25%

27,2

0,1

0,5

21

Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)

54

0,3

0,5

22

Электронно-лучевая установка

28

0,3

0,6

23

Плазматрон

30

0,4

0,7

24

Насос

22,0

0,7

0,8

25

Обдирочно-шлифовальный

4,0

0,2

0,5

26−29

Продольно-фрезерный

9,25

0,2

0,65

31−33

Пресс горячештамповочный

90

0,2

0,65

34−36

Кузнечный индукционный нагреватель на 1500 Гц

170

0,8

0,9

37−39

Двигатели-генераторы высокой частоты 2500 Гц

200

0,65

0,65

40,41

Вентилятор

45

0,6

0,8

3. Расчет электрических нагрузок прессово-штамповочного цеха

Расчет электрических нагрузок производится в таблице 2 «Расчет нагрузок по прессово-штамповочному цеху».

Для электроприемников, паспортная мощность которых дана в кВт с ПВ? 100%, записывается мощность, приведенная к ПВ = 100% в кВт

(1)

1. Для крана с ПВ — 25%:

кВт;

2. Для аппарата контактной сварки ПВ-50% (кВА)

(2)

кВт;

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

(3)

ЭП 1−5,6,9

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

(4)

(5)

(6)

Электрические нагрузки остальных электроприемников в узле питания ШРА-1 рассчитываем аналогично.

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

— средневзвешенное значение коэффициента использования

(7)

— эффективное число электроприемников

(8)

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

Максимальная активная нагрузка от силовых электроприемников узла:

(9)

Максимальная реактивная нагрузка от силовых электроприемников узла приниается равной:

при nэ?10, (10)

при nэ> 10, (11)

в нашем случае 21> 10,

Максимальная полная нагрузка:

(12)

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

(13)

4. Расчет осветительной нагрузки

Расчетная осветительная нагрузка принимается равной мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

(14)

(15)

где — коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого принимают по таблице 3.1., 10

— коэффициент реактивной мощности, определяется по

— установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на поверхности пола известной производственной площади:

(16)

где — площадь производственного помещения, которая определяется по плану цеха, в

— удельная расчетная мощность в кВт на м2

Таблица 2

№ по плану

Наименование узлов питания и групп ЭП

n

Установленная мощность, кВт

Ки

Cosц/ tgц

Средние мощности

nэ

Км

n•р2

Iдл, А

Максимальная расчетная нагрузка

Iр, А

одного ЭП

Суммарная

Рсм, кВт

Qсм. квар

Рм, кВт

Qм, квар

Sм, кВА

ШРА-1

1−5,6,9

Пресс холодного выдавливания

7

18,5

129,5

0,2

0,65/1,17

25,9

30,30

2395,75

43,22

7,8

Пресс

2

37

74

0,12

0,65/1,17

8,88

10,39

2738

86,44

10,12, 15

Пресс горячештамповочный

3

15,0

45

0,2

0,65/1,17

9

10,53

675

35,05

13,14, 16,18

Электрические печи сопротивления

4

25

100

0,7

1/0

70

0

2500

37,994

11,17, 19

Пресс фрикционный

3

7,5

22,5

0,2

0,65/1,17

4,5

5,27

168,75

17,52

20

Кран с ПВ — 25%

1

13,6

13,6

0,1

0,5/1,73

1,36

2,35

184,96

41,34

21

Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)

1

19,09

19,09

0,3

0,5/1,73

5,727

9,91

364,43

58,02

22

Электронно-лучевая установка

1

28

28

0,3

0,6/1,33

8,4

11,17

784

70,89

23

Плазматрон

1

30

30

0,4

0,7/1,02

12

12,24

900

65,22

24

Насос

1

22,0

22,0

0,7

0,8/0,75

15,4

11,55

484

41,75

40

Вентилятор

1

45

45

0,6

0,8/0,75

27

20,25

2025

85,39

ИТОГО ПО ШРА-1

25

7,5?45

528,69

0,36

0,83/0,66

188,17

123,96

24

0,85

13 219,89

582,834

159,94

123,96

202,353

307,527

5. Определение суммарной нагрузки цеха

Выбираем цеховой трансформатор

Таблица 3

Тип трансформатора

Sном, kBA

Напряжение обмотки, кВ

Потери, кВт

Uк, %

Iх, %

ВН

НН

ДPxx

ДPкз

ТМГ

1600

6/10

0,4/0,23

2,28

18

6,0

0,65

Определим коэффициент загрузки трансформатора:

Условие компенсации реактивной мощности:

Если:

=962 квар

=

6. Выбор оборудования

Технические данные электроприемников распределенных по узлам нагрузок.

Таблица 4. Технические данные ЭП ШРА — 1

№ЭП

Наименование

Рн,

кВт

Iдл, А

Кпуск

Iпуск

Режим работы

б

1,25* Iпуск

Защ.

апп-т

1−5,6,9

Пресс холодного выдавливания

18,5

43,22

3

129,66

тяжелый

1,6

162,075

Авт-т

7,8

Пресс

37

86,44

3

259,32

тяжелый

1,6

324,15

Авт-т

10,12, 15

Пресс горячештамповочный

15,0

35,05

3

105,15

тяжелый

1,6

131,44

Авт-т

13,14, 16,18

Электрические печи сопротивления

25

37,994

1

37,994

тяжелый

1,6

47,423

Авт-т

11,17, 19

Пресс фрикционный

7,5

17,52

3

52,56

тяжелый

1,6

65,7

Авт-т

20

Кран с ПВ — 25%

13,6

41,34

3

124,02

тяжелый

1,6

155,025

Авт-т

21

Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)

19,1

58,02

4

232,08

средний

2,0

290,1

Авт-т

22

Электронно-лучевая установка

28

70,89

3

212,67

тяжелый

1,6

265,84

Авт-т

23

Плазматрон

30

65,22

3

195,66

тяжелый

1,6

244,575

Авт-т

24

Насос

22,0

41,75

3

125,25

тяжелый

1,6

156,563

Авт-т

40

Вентилятор

45

85,39

3

256,17

тяжелый

1,6

320,213

Авт-т

Таблица 5. Технические данные ЭП ШР — 1

№ЭП

Наименование

Рн,

кВт

Iдл, А

Кпуск

Iпуск

Режим работы

б

1,25* Iпуск

Защ.

аппарат

25

Обдирочно-шлифовальный

4,0

12,16

5

60,8

легкий

2,5

76

Пред-ль

26−29

Продольно-фрезерный

9,25

21,61

5

108,05

легкий

2,5

135,063

Пред-ль

30

Кран с ПВ — 25%

13,6

41,34

3

124,02

тяжелый

1,6

155,025

Авт-т

41

Вентилятор

45

85,39

3

256,17

тяжелый

1,6

320,213

Авт-т

Таблица 6. Технические данные ЭП кТП

№ЭП

Наименование

Рн,

кВт

Iдл, А

Кпуск

Iпуск

Режим работы

б

1,25*Iпуск

Защ.

Аппа-т

31−33

Пресс горячештамповоч-ный

90

210,28

3

630,84

тяжелый

1,6

788,55

Авт-т

34−36

Кузнечный индукционный нагреватель на 1500 Гц

170

287,16

3

861,43

тяжелый

1,6

1076,79

Авт-т

37−39

Двигатели-генераторы высокой частоты 2500 Гц

200

467,29

3

1401,8

тяжелый

1,6

1752,338

Авт-т

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

Выбор защитных аппаратов и проводников для ШРА — 1

Линия к ЭП 1-5, 6,9: выбираем автомат марки ВА по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА-57 — 31

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ — (316+110)

Выбор защитных аппаратов и проводников для ШР — 1

Линия к ЭП 25: выбираем предохранитель по следующим условиям:

Выбираю предохранитель типа ПР-2 -60

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ — (32,5+12)

Линия к ЭП 26-29: выбираем предохранитель по следующим условиям:

Выбираем предохранитель типа ПР-2−60

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ — (34+12,5)

Линия к ЭП 30: выбираем автомат марки ВА по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА-57 — 31

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ — (316+110)

Выбор защитных аппаратов для к ТП

Линия к ЭП 31-33: выбираем автомат марки ВА по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА57 — 35

Выбираем кабеля по следующим условиям:

Выбираем провод марки ААБ — (395+170)

Выбор автомата (В2), кабельной линии и типа шинопровода

ШРА — 1

Выбираем шинопровод по условию:

Принимаю шинопровод типа ШРА73ВУЗ — 400

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА — 57 — 39

Выбираем кабель к ШРА — 1:

Выбираем кабель типа ААБ — (3185)+(1150)

Выбор автомата (В3), кабельной линии и типа узла питания

ШР — 1

Выбираем распределительный шкаф по условию:

Принимаю распределительный шкаф типа ШР11−73−701 — 250

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА — 57 — 31

Выбираем кабель к ШР — 1:

Выбираем кабель типа ААБ — (325)+(116)

Выбор автомата В4, кабельной линии и типа щитка освещения ЩО

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА51 — 25

Выбираем кабель ЩО:

Выбираем кабель типа ААБГ — 1 — (42,5)

Выбор ШМА

25 002 107,562

Выбираем шинопровод типа ШМА -68Н

Выбор вводного автомата (В1)

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА53 — 43 — 2500

Выбираем кабель типа 5ААБ — (3240)+(1185)

7. Схема питания наиболее удаленного электроприемника цеха

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

а) б)

Рисунок 2 — а) схема питания ЭП № 6; б) схема замещения

активное и реактивное сопротивление трансформатора

активное и реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей

активное и реактивное сопротивление шкафа ШРА-2

активное и реактивное сопротивление проводов

8. Расчет токов короткого замыкания

Активное и реактивное сопротивление трансформатора:

Активное и реактивное сопротивление вводного автомата:

;

;

Активное и реактивное сопротивление ШМА-68Н, (Iн=2500А)

; L = 5 м

Активное и реактивное сопротивление автомата к ШРА-1:

;

;

Активное и реактивное сопротивление кабеля к ШРА-1:

; Lкаб = 60 м

Активное и реактивное сопротивление ШРА-1:

Активное и реактивное сопротивление провода к ЭП № 1:

; Lпров = 3 м

Активное и реактивное сопротивление автомата для ЭП № 1

;

;

Трехфазное короткое замыкание в точке К1

Трехфазное короткое замыкание в точке К2

Трехфазное короткое замыкание в точке К3

Двухфазное короткое замыкание в точке К1

Двухфазное короткое замыкание в точке К2

Двухфазное короткое замыкание в точке К3

Расчёт однофазного короткого замыкания

Вместо принимаем полное сопротивление цепи фаза — нуль; полное сопротивление цепи фаза-нуль кабельной линии; полное сопротивление цепи фаза-нуль провода, кабеля; полное сопротивление цепи фаза-нуль шинопровода, полное сопротивление фазы трансформатора.

(при соединении обмоток трансформатора y/y? -12)

(при соединении обмоток трансформатора Д/y? — 11)

;

;

Соединение обмоток трансформатора y/y-12:

Однофазное короткое замыкание в точке К1

Однофазное короткое замыкание в точке К2

Однофазное короткое замыкание в точке К3

Соединение обмоток трансформатора Д/y-11:

Однофазное короткое замыкание в точке К1

Однофазное короткое замыкание в точке К2

Однофазное короткое замыкание в точке К3

Таблица 7. Результаты расчетов токов короткого замыкания

Токи К.З.

, кА

, кА

, y/y

, Д/y

К1

24,4

21,2

8

23,9

К2

2,4

2,07

3

4,1

К3

1,7

1,47

2,6

3,3

Заключение

цех осветительный ток замыкание

В данной пояснительной записке произведен расчет электроснабжение электромеханического цеха, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения курсового проекта мы произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учета оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств.

Список использованной литературы

1. Бозжанова Р. Н., О. П. Живаева. Электроснабжение. Методические указания и задания к выполнению курсовой работы для студентов очной формы обучения специальности 50 718 — Электроэнергетика. — Алматы, АИЭС, 2008. — 35 с.

2. Справочник по проектированию электроснабжения: Электроустановки промышленных предприятий / Под редакцией Барыбина Ю. Г. и др. — М.: Энергоатомиздат, 1990

3. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования: Электроустановки промышленных предприятий / Под редакцией Барыбина Ю. Г. и др. — М.: Энергоатомиздат, 1991

4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: Электрооборудование. Под ред. А. А. Федорова. — М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: Электроснабжение / Под ред. А. А. Федорова. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой