Расчет силовой электрической нагрузки

Аннотация

Пояснительная записка содержит ______ страниц, в том числе 5 рисунков, 20 таблиц. Графическая часть выполнена на 2 листах формата А1.

В данном проекте изложены основные положения и произведен расчет электроснабжения автоматизированного цеха.

Произведен выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок, расчет компенсации реактивной мощности, выбрана схема распределительных сетей, главная схема электрических соединений и конструктивное выполнение ГПП, выбор мощности трансформаторов. Произведен расчет токов короткого замыкания, выбор основной электрической аппаратуры, шин и кабелей, заземления.

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта

1.2 Классификация помещений

2. Расчетная часть

2.1 Расчет освещения

2.2 Расчет силовой электрической нагрузки

2.3 Выбор мощности трансформаторов

2.4 Расчет токовой нагрузки на силовые кабели

2.5 Схему замещения

2.6 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

2.7 Расчёт токов однофазного короткого замыкания на землю

2.8 Выбор аппаратов защиты (автоматов и предохранителей)

2.9 Проверочный расчет заземляющего устройства

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Важную роль в обеспечении надежной работы и увеличении эффективности использования электрического и электромеханического оборудования играет его правильная эксплуатация, составными частями которой являются, в частности, хранение, монтаж, техническое обслуживание и ремонты. Важным резервом является также правильный выбор оборудования по мощности и уровню использования. По оценкам специалистов, это позволяет экономить до 20-25% потребляемой электрической энергии.

Качественный ремонт оборудования может быть обеспечен только на специализированном предприятии с высоким уровнем технологической дисциплины и с использованием технологических процессов, применяемых на заводах-изготовителях этого оборудования. Ремонт крупных электрических машин, мощных трансформаторов и электрических аппаратов, как правило, обеспечивается за счет применения фирменного ремонта, осуществляемого силами предприятия-изготовителя.

В масштабах России централизованному ремонту подвергается до 25 % электрооборудования, а основная его часть ремонтируется самими потребителями. Если крупные заводы металлургической и машиностроительной промышленности обладают для этого специализированными цехами, то на большинстве предприятий ремонт производится по упрощенной технологии с невысоким качеством и повышенной себестоимостью. Ранее такой подход был оправдан дефицитом соответствующего оборудования.

Основная цель правильной эксплуатации заключается в обеспечении требуемого уровня надежности работы электрического и электромеханического оборудования в течение установленного срока службы с наилучшими технико-экономическими показателями. Среди последних наиболее важным является КПД оборудования.

Электроснабжение является неотъемлемой частью снабжения электричеством потребителя. Потребителями являются цеха, заводы, учебные заведения, больницы, жилые помещения и т.д.

Передача электроэнергии от источников к потребителям производится по энергетическим системам, объединяющих несколько электростанций. Приемники электрической энергии промышленных предприятий получают питание электроэнергии от систем электроснабжения, которые являются основной составной частью электрической системы.

Общая часть

Характеристика объекта

Автоматизированный цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий.

Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два основных участка: штамповочный и высадочный.

На участках установлено штатное оборудование: кузнечно-прессовое, станочное и др. В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др. Цеховая ТП получает электроснабжение (ЭСН) от главной понижающей подстанции (ГПП) завода по кабельной линии длиной 1 км, напряжение - 10 кВ. Расстояние от энергосистемы до ГПП - 4 км, линия ЭСН - воздушная. В перспективе от этой же ТП предусмотрено ЭСН других участков с расчетными мощностями: Р_{р. доп}=95 кВт, Q_{р. доп}= 130 квар.

На штамповочном участке требуется частое перемещение оборудования. Количество рабочих смен - 2.

По надежности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории.

Грунт в районе АЦ - супесь с температурой +22 ^оС. Каркас здания цеха смонтирован из блоков - секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н = 48 х 30 х 8 м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 3,6м.

Таблица 1 - Перечень электрооборудования

Классификация помещений

К взрывооопасным помещениям относятся - помещения с возможным образованием взрывоопасной смеси из взвешенных частиц и воздуха в нормальных условиях.

Т.к. производство в АЦ не связано с обработкой, производством веществ возможных привести к образованию взрывоопасной смеси из взвешенных частиц и воздуха из этого следует, что АЦ не относится к взрывооопасным помещениям. Поэтому при проектировании схем ЭСН не требуется использование взрывозащищенного оборудования.

К электроопасным помещениям относятся:

- c токопроводящей пылью, оседающей на электрооборудовании;

- возможно соприкосновение одновременно с корпусом электрооборудования и конструкциями, связанными с землёй;

электроснабжение электрическая аппаратура замыкание

- с токопроводящими полами (металл, земля, ж/бетон, кирпич и т.п.).

Т.к. АЦ имеет электрооборудование, то цех относится к категории электроопасных, из этого следует что при проектировании цеха следует учесть установку необходимых защитных устройств, например таких как заземляющее устройство (ЗУ).

Расчетная часть

Расчет освещения

Определяем площадь помещения

(1)

где a - длинна цеха, м^2, b - ширина цеха, м.= 48 ×30 = 1440 м^2,

Таблица 2 - Площади основного и вспомогательных помещений

Определяем высоту подвеса светильников

(2)

где h - высота помещения, м.

Основные помещения

Вспомогательные помещения

Принимаем окраску стен и потолка

Основные помещения

ρ_с = 70%;

ρ_п = 50%;

ρ₀ = 30%.

Вспомогательные помещения

ρ_с = 70%;

ρ_п = 50%;

ρ₀ = 30%.

Принимаем минимальную освещенность Е_min из учета вида работ (таблица 3).

Таблица 3 - Минимальная освещенность помещений

Рассчитываем индекс помещения

(3)

Обозначим: i₁ - Вентиляторная; i₂ - Голтовочная; i₃ - Инструментальная; i₄ - Кабинет мастера; i₅ - Склад штампов; i₆ - Агрегатная; i₇ - ТП; i₈ - Станочное отделение.

Остальные расчеты производим аналогично и данные сводим в таблицу 4.

Таблица 4 - Индекс помещения

По показателю помещения и коэффициенту отражения находим коэффициент использования, данные сводим в таблицу 5.

Таблица 5 Коэффициент использования

Выбираем марку лампы по справочнику.

Принимаем марку светильника типа РСП25. Выпускается для ламп ДРЛ 250Вт и применяется для нормальных производственных помещений и является основным.

Для вспомогательных (бытовых) помещений выбираем светильники марки ЛСП13-2х65-004 с двумя люминесцентными лампами ЛБ-65.

Таблица 6 Характеристика лампы

Определяем количество ламп на цех

(4)

где S - площадь помещения, м²;

К_З - коэффициент запаса в пределах 1,2…1,5 (принимаем 1,5);

Z - коэффициент минимальной освещенности в пределах 1,1…1,3 (принимаем 1,2);

Ф - световой поток лампы, лм (берем из таблицы 5).

Округляем до n=32шт.

Производим проверочный расчет, который выполнял бы условию:

(5)

,4≥200, т.к. условие выполняется, то принимаем расчетное количество ламп n = 32шт.

Рассчитаем количество ламп и светильников для вспомогательных помещений на каждый этаж.

Вентиляторная

Так как в выбранный светильник устанавливается по две лампы, то количество ламп принимаем n=2шт.

Производим проверочный расчет, который выполнял бы условию:

≥50, т.к. условие выполняется, то принимаем расчетное количество ламп n = 2шт.

Остальные расчеты выполняем аналогично, и данные сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Количество ламп в помещениях

Определяем мощность освещения

Определяем мощность освещения в цехе

(6)

где n - количество ламп, шт;

Р_л - мощность лампы, кВт.

Определяем мощность освещения в служебных и бытовых помещениях

Таблица 8 Мощность освещения

Итого на служебные и бытовые помещения приходится

Р_сл = 5,7кВт.

Общая мощность освещения

(7)

где S - мощность освещения, кВ×А,

cosφ - для ламп ЛБ =0,95,cosφ - для ламп ДРЛ=0,57.

(8)

где S_{осв -} общая мощность освещения, кВА,_цех - мощность освещения цеха, кВА,_сл - мощность освещения служебных помещения, кВА.

Схему замещения

Схему составляем только для одной цепи питания электропотребителя.

10кВ

Рисунок 1 - Схема замещения

Для сети 10 кВ принять

Z_сис = 10 Ом, R_сис = 5 Ом, (23)

где Z_сис - полное сопротивление системы, Ом; R_сис - активное сопротивление системы, Ом; Х_сис - индуктивное сопротивление системы, Ом.

По выбранным силовым кабелям или шинопроводу, рассчитываем активные и реактивные сопротивления. Рассчитываем сопротивления трансформатора. Определяем напряжение КЗ трансформатора

(24)

где U_ном - номинальное напряжение силового трансформатора, кВ; U_к - напряжение КЗ трансформатора ТМ-250/10 в процентах берем из приложения Е ,%.

Определяем номинальный ток трансформатора:

(25)

где S_н - номинальная мощность силового трансформатора, кВА; U_ном - номинальное напряжение силового трансформатора, кВ.

Определяем полное сопротивление трансформатора:

(26)

Где U_к - напряжение КЗ трансформатора ТМ250/6 10 ,%;_{ном -} номинальный ток трансформатора, А.

Определяем активное сопротивление трансформатора:

(27)

где

∆ Р_{кз -} мощность КЗ трансформатора (берем из таблицы 8), кВт;_{ном -} номинальный ток трансформатора, А.

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора

(28)

где Z_т - полное сопротивление трансформатора, Ом;_т активное сопротивление трансформатора, Ом.

Рассчитываем сопротивления кабеля "3" от РУ 1 до ШР 1

Определяем активное сопротивление кабеля:

(29)

где r₀ - удельное сопротивление кабелей и проводов, Ом×м (см. Приложение Д);

l - длина участка сети, м.

Определяем индуктивное сопротивление кабеля:

(30)

где Х₀ - удельное сопротивление кабелей и проводов Ом×м;

l - длина участка сети, м.

Рассчитываем сопротивления кабеля от ШР1 до станка 18.

Определяем активное сопротивление кабеля

(31)

где r₀ - удельное сопротивление кабелей и проводов, Ом×м;

l - длина участка сети, м.

Определяем индуктивное сопротивление кабеля:

(32)

где Х₀ - удельное сопротивление кабелей и проводов, Ом×м;

l - длина участка сети, м.

Заключение

В курсовом проекте на тему "Проектирование электроснабжения автоматизированного цеха" был выполнен расчёт осветительной сети, в которых были выбраны лампы типа ДРЛ-250 в количестве 32 шт. и светильники типа ЛБ - 65 в количестве 88 шт.

Был также произведён расчёт электрических нагрузок, в ходе которого были выбраны два трансформатора типа ТМ-250/6 10 с учётом дополнительной нагрузки в перспективе развития участка.

Рассчитаны и выбраны аппараты защиты на стороне высшего и низшего напряжения. Произведён расчёт токов в одной точке короткого замыкания. Были рассчитаны и выбраны кабели марок: АСБ - на высшее напряжение, АВВГ - на низшее напряжение.

В расчёте заземления было выбрано число вертикальных заземлителей и рассчитано сопротивление заземляющего контура.

Приложения

Приложение А (справочное)

ПриложениеБ

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Кабельный журнал

Таблица Д.1 - Кабельный журнал

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение И

Аннотация

Пояснительная записка содержит ______ страниц, в том числе 5 рисунков, 20 таблиц. Графическая часть выполнена на 2 листах формата А1.

В данном проекте изложены основные положения и произведен расчет электроснабжения автоматизированного цеха.

Произведен выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок, расчет компенсации реактивной мощности, выбрана схема распределительных сетей, главная схема электрических соединений и конструктивное выполнение ГПП, выбор мощности трансформаторов. Произведен расчет токов короткого замыкания, выбор основной электрической аппаратуры, шин и кабелей, заземления.

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта

1.2 Классификация помещений

2. Расчетная часть

2.1 Расчет освещения

2.2 Расчет силовой электрической нагрузки

2.3 Выбор мощности трансформаторов

2.4 Расчет токовой нагрузки на силовые кабели

2.5 Схему замещения

2.6 Расчет токов трехфазного короткого замыкания

2.7 Расчёт токов однофазного короткого замыкания на землю

2.8 Выбор аппаратов защиты (автоматов и предохранителей)

2.9 Проверочный расчет заземляющего устройства

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

Важную роль в обеспечении надежной работы и увеличении эффективности использования электрического и электромеханического оборудования играет его правильная эксплуатация, составными частями которой являются, в частности, хранение, монтаж, техническое обслуживание и ремонты. Важным резервом является также правильный выбор оборудования по мощности и уровню использования. По оценкам специалистов, это позволяет экономить до 20-25% потребляемой электрической энергии.

Качественный ремонт оборудования может быть обеспечен только на специализированном предприятии с высоким уровнем технологической дисциплины и с использованием технологических процессов, применяемых на заводах-изготовителях этого оборудования. Ремонт крупных электрических машин, мощных трансформаторов и электрических аппаратов, как правило, обеспечивается за счет применения фирменного ремонта, осуществляемого силами предприятия-изготовителя.

В масштабах России централизованному ремонту подвергается до 25 % электрооборудования, а основная его часть ремонтируется самими потребителями. Если крупные заводы металлургической и машиностроительной промышленности обладают для этого специализированными цехами, то на большинстве предприятий ремонт производится по упрощенной технологии с невысоким качеством и повышенной себестоимостью. Ранее такой подход был оправдан дефицитом соответствующего оборудования.

Основная цель правильной эксплуатации заключается в обеспечении требуемого уровня надежности работы электрического и электромеханического оборудования в течение установленного срока службы с наилучшими технико-экономическими показателями. Среди последних наиболее важным является КПД оборудования.

Электроснабжение является неотъемлемой частью снабжения электричеством потребителя. Потребителями являются цеха, заводы, учебные заведения, больницы, жилые помещения и т.д.

Передача электроэнергии от источников к потребителям производится по энергетическим системам, объединяющих несколько электростанций. Приемники электрической энергии промышленных предприятий получают питание электроэнергии от систем электроснабжения, которые являются основной составной частью электрической системы.

Общая часть

Характеристика объекта

Автоматизированный цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий.

Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два основных участка: штамповочный и высадочный.

На участках установлено штатное оборудование: кузнечно-прессовое, станочное и др. В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др. Цеховая ТП получает электроснабжение (ЭСН) от главной понижающей подстанции (ГПП) завода по кабельной линии длиной 1 км, напряжение - 10 кВ. Расстояние от энергосистемы до ГПП - 4 км, линия ЭСН - воздушная. В перспективе от этой же ТП предусмотрено ЭСН других участков с расчетными мощностями: Р_{р. доп}=95 кВт, Q_{р. доп}= 130 квар.

На штамповочном участке требуется частое перемещение оборудования. Количество рабочих смен - 2.

По надежности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории.

Грунт в районе АЦ - супесь с температурой +22 ^оС. Каркас здания цеха смонтирован из блоков - секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н = 48 х 30 х 8 м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 3,6м.

Таблица 1 - Перечень электрооборудования

Классификация помещений

К взрывооопасным помещениям относятся - помещения с возможным образованием взрывоопасной смеси из взвешенных частиц и воздуха в нормальных условиях.

Т.к. производство в АЦ не связано с обработкой, производством веществ возможных привести к образованию взрывоопасной смеси из взвешенных частиц и воздуха из этого следует, что АЦ не относится к взрывооопасным помещениям. Поэтому при проектировании схем ЭСН не требуется использование взрывозащищенного оборудования.

К электроопасным помещениям относятся:

- c токопроводящей пылью, оседающей на электрооборудовании;

- возможно соприкосновение одновременно с корпусом электрооборудования и конструкциями, связанными с землёй;

электроснабжение электрическая аппаратура замыкание

- с токопроводящими полами (металл, земля, ж/бетон, кирпич и т.п.).

Т.к. АЦ имеет электрооборудование, то цех относится к категории электроопасных, из этого следует что при проектировании цеха следует учесть установку необходимых защитных устройств, например таких как заземляющее устройство (ЗУ).

Расчетная часть

Расчет освещения

Определяем площадь помещения

(1)

где a - длинна цеха, м^2, b - ширина цеха, м.= 48 ×30 = 1440 м^2,

Таблица 2 - Площади основного и вспомогательных помещений

Определяем высоту подвеса светильников

(2)

где h - высота помещения, м.

Основные помещения

Вспомогательные помещения

Принимаем окраску стен и потолка

Основные помещения

ρ_с = 70%;

ρ_п = 50%;

ρ₀ = 30%.

Вспомогательные помещения

ρ_с = 70%;

ρ_п = 50%;

ρ₀ = 30%.

Принимаем минимальную освещенность Е_min из учета вида работ (таблица 3).

Таблица 3 - Минимальная освещенность помещений

Рассчитываем индекс помещения

(3)

Обозначим: i₁ - Вентиляторная; i₂ - Голтовочная; i₃ - Инструментальная; i₄ - Кабинет мастера; i₅ - Склад штампов; i₆ - Агрегатная; i₇ - ТП; i₈ - Станочное отделение.

Остальные расчеты производим аналогично и данные сводим в таблицу 4.

Таблица 4 - Индекс помещения

По показателю помещения и коэффициенту отражения находим коэффициент использования, данные сводим в таблицу 5.

Таблица 5 Коэффициент использования

Выбираем марку лампы по справочнику.

Принимаем марку светильника типа РСП25. Выпускается для ламп ДРЛ 250Вт и применяется для нормальных производственных помещений и является основным.

Для вспомогательных (бытовых) помещений выбираем светильники марки ЛСП13-2х65-004 с двумя люминесцентными лампами ЛБ-65.

Таблица 6 Характеристика лампы

Определяем количество ламп на цех

(4)

где S - площадь помещения, м²;

К_З - коэффициент запаса в пределах 1,2…1,5 (принимаем 1,5);

Z - коэффициент минимальной освещенности в пределах 1,1…1,3 (принимаем 1,2);

Ф - световой поток лампы, лм (берем из таблицы 5).

Округляем до n=32шт.

Производим проверочный расчет, который выполнял бы условию:

(5)

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: