Загрузка...Определение суммарной нагрузки цеха
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.
.Выбрать схему питающей и распределительной сети цеха.
.выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.
.определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.
.Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.
.Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха.
.Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.
.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.
.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.
.Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.
2. исходные данные
Таблица 1. Электрические нагрузки прессово-штамповочного цеха
№ЭП по плануНаименование оборудованияУстановлен. мощность, кВтКоэффициентыКИCosφ1-5,6,9Пресс холодного выдавливания18,50,20,657,8Пресс370,120,6510,12,15Пресс горячештамповочный15,00,20,6513,14,16,18электрические печи сопротивления250,7111,17,19Пресс фрикционный7,50,20,6520,30Кран с ПВ — 25%27,20,10,521Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)540,30,522Электронно-лучевая установка280,30,623Плазматрон300,40,724Насос22,00,70,825Обдирочно-шлифовальный4,00,20,526-29Продольно-фрезерный9,250,20,6531-33Пресс горячештамповочный900,20,6534-36Кузнечный индукционный нагреватель на 1500 Гц1700,80,937-39двигатели-генераторы высокой частоты 2500 Гц2000,650,6540,41вентилятор450,60,8
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)
. 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)
— удельная расчетная мощность в кВт на м2
Таблица 2
№ по плануНаименование узлов питания и групп ЭПnУстановленная мощность, кВтКиCosφ/ tgφСредние мощностиnэКмn∙р2Iдл, АМаксимальная расчетная нагрузкаIр, Аодного ЭПСуммарнаяРсм, кВтQсм. кварРм, кВтQм, кварSм, кВАШРА-11-5,6,9Пресс холодного выдавливания718,5129,50,20,65/1,1725,930,302395,7543,227,8Пресс237740,120,65/1,178,8810,39273886,4410,12, 15Пресс горячештамповочный315,0450,20,65/1,17910,5367535,0513,14, 16,18электрические печи сопротивления4251000,71/0700250037,99411,17, 19Пресс фрикционный37,522,50,20,65/1,174,55,27168,7517,5220Кран с ПВ — 25%113,613,60,10,5/1,731,362,35184,9641,3421Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)119,0919,090,30,5/1,735,7279,91364,4358,0222Электронно-лучевая установка128280,30,6/1,338,411,1778470,8923Плазматрон130300,40,7/1,021212,2490065,2224Насос122,022,00,70,8/0,7515,411,5548441,7540вентилятор145450,60,8/0,752720,25202585,39ИТОГО ПО ШРА-1257,5÷45528,690,360,83/0,66188,17123,96240,8513219,89582,834159,94123,96202,353307,527
5. Определение суммарной нагрузки цеха
Выбираем цеховой трансформатор
Таблица 3
Тип трансформатораSном, kBAНапряжение обмотки, кВПотери, кВтUк, %Iх, %ВНННΔPxxΔPкзТМГ16006/100,4/0,232,28186,00,65
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
№ЭПНаименованиеРн, кВтIдл, АКпускIпускРежим работыα1,25* IпускЗащ. апп-т1-5,6,9Пресс холодного выдавливания18,543,223129,66тяжелый1,6162,075Авт-т7,8Пресс3786,443259,32тяжелый1,6324,15Авт-т10,12, 15Пресс горячештамповочный15,035,053105,15тяжелый1,6131,44Авт-т13,14, 16,18Электрические печи сопротивления2537,994137,994тяжелый1,647,423Авт-т11,17, 19Пресс фрикционный7,517,52352,56тяжелый1,665,7Авт-т20Кран с ПВ — 25%13,641,343124,02тяжелый1,6155,025Авт-т21Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА) 19,1 58,02 4 232,08 средний 2,0 290,1 Авт-т22Электронно-лучевая установка2870,893212,67тяжелый1,6265,84Авт-т23Плазматрон3065,223195,66тяжелый1,6244,575Авт-т24Насос22,041,753125,25тяжелый1,6156,563Авт-т40вентилятор4585,393256,17тяжелый1,6320,213Авт-т
Таблица 5. Технические данные ЭП ШР — 1
№ЭПНаименованиеРн, кВтIдл, АКпускIпускРежим работыα1,25* IпускЗащ. аппарат25Обдирочно-шлифовальный4,012,16560,8легкий2,576Пред-ль26-29Продольно-фрезерный9,2521,615108,05легкий2,5135,063Пред-ль30Кран с ПВ — 25%13,641,343124,02тяжелый1,6155,025Авт-т41Вентилятор4585,393256,17тяжелый1,6320,213Авт-т
Таблица 6. Технические данные ЭП кТП
№ЭПНаименованиеРн, кВтIдл, АКпускIпускРежим работыα1,25*IпускЗащ. Аппа-т31-33Пресс горячештамповоч-ный90210,283630,84тяжелый1,6788,55Авт-т34-36Кузнечный индукционный нагреватель на 1500 Гц170287,163861,43тяжелый1,61076,79Авт-т37-39Двигатели-генераторы высокой частоты 2500 Гц200467,2931401,8тяжелый1,61752,338Авт-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
25002107,562
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/yە -12)
(при соединении обмоток трансформатора Δ/yﻩ — 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 Δ/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°, Δ/y°К124,421,2823,9К22,42,0734,1К31,71,472,63,3
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 050718 — Электроэнергетика. — Алматы, АИЭС, 2008. — 35 с.
.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.