Где: -коэффициент тяжести пуска принимаем равным – 2,5;

I_пус- ток пусковой двигателя;

13.

Выбираем предохранитель марки:

ППН33

предохранитель

плавкий

наполненый

номинальный ток патрона (100-100А)

Технические данные заносим в таблицу 2, остальные аппараты выбираем аналогично.

14.

2.6 Выбор кабелей низкого напряжения

Для питания электроприёмников выбираем кабель по предельно допустимому току. Для примера выберем кабель для пресса.

Определяем расчетный ток, А по формуле

где:

Кт−температурный коэффициент, т.к. открытая прокладка кабеля t=25ºС,

Кт=1;

Кп−коэффициент прокладки, т.к. кабели проложены не в земле, коэффициент не учитывается, Кп=1;

Кпв−коэффициент продолжительности включения, режим длительный,

Кпв=1.

Условия прокладки нормальные, следовательно, поправочные коэффициенты будут равны единице, из этого следует, что:

Выбираем кабель[18] по таблице в описании по условию:

I_доп ≥I_расч

42А>37А.

Марка кабеля: АВВГнг–LS(4х10)

А−алюминиевые жилы;

В−виниловая оболочка;

В−виниловая изоляция;

Г–голый (без защитного покрова);

нг-LS–из негорючего ПВХ пластиката с низким дымогазовыделением;

4х4–10 жилы сечением 10мм².

Остальные кабели выбираем аналогично, данные заносим в таблицу 2.

16.

2.7 Расчет электрических нагрузок

Расчет производиться по методу коэффициента максимума. Выполняем расчет нагрузки для РП-5, если к нему присоединены 2 сварочных аппарата, 2 стыковой сварки и 1 ножницы для резки арм, стали, 2 вентилятора без-ой линий.

Заносим в таблицу 3 механизмы, подключенные ко всем РП и их данные.

Найдем групповую мощность, кВт по формуле

где:

n–количество двигателей, шт;

P_н–номинальная мощность двигателя, кВт.

Определим суммарную групповую мощность:

Найдем среднюю активную мощность, кВт по формуле

где:

K_и–коэффициент использования выбирается по таблице 1.5.1[8];

Р_гр–групповая мощность, кВт.

Определяем среднюю реактивную мощность, кВАр по формуле

17.

где:

P_ср–средняя групповая мощность двигателей, кВт;

tg_–тригонометрическая функция коэффициента мощности;

Определяем суммарную активную мощность, кВт:

Определяем суммарную реактивную мощность, кВАр:

Определяем полную среднюю мощность, кВА:

Определяем коэффициент мощности:

Определяем силовой показатель установки:

где:

P_max–наибольшая номинальная мощность в РП, кВт;

P_min–наименьшая номинальная мощность в РП, кВт.

Найдем средний коэффициент использования:

18.

Определяем n_эф:

n_эф–эффективное число электроприемников, одинаковых по мощности и режимам работы, которые за смене потребляют туже максимальную мощность, что и реальные установленные в цехе.

Если m≤ 3, а K_и.ср ≥0,2, то ;

;

Найдем максимальную активную мощность, кВт установки:

Найдем максимальную реактивную мощность, кВАр установки:

Определяем полную максимальную мощность, кВА:

Найдем ток максимальный, А:

где:

S_max–максимальная полная мощность РП, кВА;

U–номинальное напряжение двигателя, кВ.

Найдем ток пиковый, А:

где:

I_рас–ток максимальный, А;

К_{и наиб.дв.}–коэффициент использования;

I_{наиб.дв.−}ток номинальный у двигателя с наибольшей мощностью, А;

I_{пуск.наиб.дв.−}ток пусковой у двигателя с наибольшей мощностью, А.

Аналогично рассчитываем нагрузки для других распределительных пунктов и записываем результаты в таблицу 3.

20.

2.8 Выбор типа распределительных пунктов

Подключение электроприемников производится к распределительным пунктам. Электроприемники в цехе защищаются плавкими предохранителями и автоматическими выключателями, поэтому выбираем типы РП с плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.

Распределительные пункты выбирают по степени защиты, по номинальному току ввода, по количеству отходящих линий, типу защитного аппарата и номинальному току аппаратов для присоединений.

Рассмотрим выбор типа распределительного пункта на примере для РП–5, к которому присоединены электроприемники № 35,36,44,45,

30,1,2

Выписываем I_рас=821А, I_пик= 1043А, из таблицы 3 в таблицу 4.

Выбираем шкаф серии ШРС из [10] по условию:

I_ном.шк≥I_рас

280А≥821А

U_н.ш.≥U_н.с.

380В=380В

Распределительный пункт: ШРС–58У3

Ш–шкаф;

Р–распределительный;

С–силовой;

5–степень защиты;

8–номер схемы;

У3–предназначено для установки в закрытых отапливаемых помещениях.

Заносим в таблицу 4 номинальные данные РП:

Номинальный ток шкафа−280А;

Количество отходящих линий−2x60+4x100+2x250

В резерве осталось−0 линий.

Остальные РП выбираем аналогично, данные заносим в таблицу 4.

КЦБТ.КП.140613.ЭС.18.РЧ.01.ПЗ

12

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Для защиты РП выбираем автоматический выключатель из таблицы 2.2 [7] по условию:

I_ном.ав≥I_рас

1000А≥821А

U_н.а. ≥U_н.рп,

380В=380В

21.

Определяем ток срабатывания максимального расцепителя

I`_смр.а = А

I`_смр.а≥I_смр

2000А≥1355А

Марка автоматического выключателя: ВА55-41

ВА−автоматический выключатель;

55−серия;

41−номинальный ток 2000А;

.

Остальные автоматы выбираем аналогично, данные заносим в таблицу 4.

Выбираем кабель из таблицы 1.3.7 [5] по условию:

≥

235А≥821А

Марка кабеля: АВВГнг-LS 4(3x150+1x95)

А- Алюминиевая токопроводящая жила В - Изоляция жил из поливинилхлоридного пластиката  В - Оболочка из поливинилхлоридного пластиката  Г - Отсутствие защитных покровов нг-LS - Изоляция жил и оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с пониженным газо- дымовыделением 4(3x150+1x95) жилы сечением 150мм² и 1 жила сечением 95мм².

Остальные кабели выбираем аналогично, данные заносим в таблицу 4.

23.

2.9 Проверка сети по потере напряжения

Согласно требований стандарта к качеству электроэнергии колебания в электрической цепи допускаются в пределах -5+10% от U_н.

Расчет ведем для наиболее удаленного от распределительного устройства электроприемника – поперечно-строгального станка.

Рисунок 4-Схема для расчета падения напряжения

Определим реактивную мощность двигателя, кВАр:

Определим активное сопротивление кабелей от РУ до РП2, Ом/км:

Определим активное сопротивление от РП2 до двигателя, Ом/км:

где:

γ₋удельная проводимость материала жил, алюминий−32 м/Ом мм²;

S−сечение одной жилы кабеля, мм²;

Определим реактивное сопротивление кабеля, Ом/км:

, т.к. кабель до 1 кВт.

Определим падение напряжения от РУ до РП, %:

Определим падение напряжения от РП до двигателя, %:

Определим суммарную потерю напряжению, %:

1,9% 5%-потеря напряжения меньше 5% следовательно, сеть проверку прошла.

2.10 Расчет мощности цеха

24.

Определение электрических нагрузок производится с целью выбора числа и мощности трансформаторов, выбора кабелей и шин, проверки их по нагреву и потере напряжения, для расчета отклонений и колебаний напряжения, выбора коммутационно-защитной аппаратуры и компенсирующих устройств.

Рассчитаем нагрузку для трансформатора, к нему подключены РП−1, РП−2, РП-3, РП-4, РП-5, РП-6, РП-7, РП-8:

Определяем суммарную активную мощность, кВт:

Определяем суммарную реактивную мощность, кВАр:

Определяем суммарную полную мощность цеха, кВА:

Определяем cosφ цеха:

не соответствует нормированному значению 0,92−0,95, следовательно, его нужно повысить компенсацией реактивной мощности.

25.

2.11 Компенсация реактивной мощности

На предприятиях для повышения cosφ устанавливают статические конденсаторы.

Достоинства: маленькие габариты; отсутствие шума; потребление активной мощности; простота эксплуатации; нет вращающихся частей.

Недостатки: не подлежит ремонту; зависимость работы от напряжения и от нагрева; после отключения владеет зарядом опасным для человека; обладает высокой пожароопасностью.

Расчет конденсаторной установки для РУ.

Определяем cosφ всего цеха:

где:

∑Р_мах–суммарная активная максимальная мощность, кВт;

∑S_мах–суммарная полная максимальная мощность, кВА.

Переводим cos_φ цеха в tg_φ цеха:

tg_φ=1,7

Определяем реактивную мощность конденсаторной установки, кВАр:

где:

∑Р_мах–суммарная активная максимальная мощность, кВт;

tgφ_ц–тангенс φ цеха;

tgφ_н–тангенс φ нормируемый tgφ_н=1,7;

Выбор установки производим по условию из таблицы 6.1 [7]

Q_нку~Q_ку

450кВар~ кВар

Марка конденсаторной установки: УКЛ(П)Н-0,38-450-150УЗ

УК–установка конденсаторная;

Л(П) ₋левое (правое) расположение вводной ячейки;

Н₋параметр регулирования (напряжение);

0,38–номинальное напряжение;

450–номинальная реактивная мощность, кВар;

150–степень регулирования мощности, кВар;

УЗ–для умеренного климата и внутренней установки.

Определяем cosφ_цеха после компенсации:

26.

Определяем ток номинальный конденсаторной установки, А:

Для управления конденсаторной установкой выбираем контактор:

Контактор из [14]по условию:

I_нк≥I_нку

100A≥912A.

Марка контактора: КТ6663

К–контактор;

Т–переменный ток;

66–серия;

6–номинальный ток (1000А);

3–главные контакты.

Выбираем кабель по таблице 1.3.7 [5] по условию:

I_доп>I_рас

915А≥912А

Кабель ПвВГнг-LS 3(3х150+1х95). I_доп =( 3x305)=915А

Выбираем автоматический выключатель для защиты от короткого замыкания конденсаторной установки по таблице 2.2 [7] по условию:

1000А>915А

Марка автоматического выключателя: ВА55-41

ВА–автоматический выключатель;

55–серия;

41–номинальный ток 1000А;

Из справочных материалов выпишем ` = 2000А

2000А≥1186А

27.

2.12 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

Выбираем 2 Трансформатора и определяем полную мощность цеха, кВАр для выбора трансформатора:

где:

P_max–активная мощность цеха, кВт;

Q_max–реактивная мощность цеха, кВАр;

Q_нку–мощность номинальная конденсаторной установки, кВАр;

Определяем мощность трансформатора, кВА:

где:

S_max–полная мощность цеха, кВА;

β–коэффициент загрузки трансформатора для отдельных категорий

(электроприемники цеха относятся ко 2 категория, следовательно, β=0,8).

Выбираем трансформатор из таблицы 5.1.1. [7] по условию:

S_н ≥S_рас

1000кВА≥996кВА

Марка трансформатора: ТМ−1000/10

Т–трансформатор;

М–масляный;

1000–номинальная мощность, кВА;

10–номинальное напряжение первичной обмотки, кВ.

Параметры трансформатора выпишем из справочной литературы: U_к=5,5%, потери Р_хх=2,45кВт, Р_кз=12,2кВт, I_o=1,4%, U_2н=0,4кВ.

Определяем ток трансформатора на высокой стороне, А:

Определяем ток трансформатора на низкой стороне, А:

28.

2.13 Выбор оборудования цеховой подстанции

Определяем ток трансформатора на низкой стороне, А:

Шину выбираем из таблицы 1.3.31. [5] по условию:

I_н.рас.<I_н.ш.

1445А< 1480А

U_н.≥U_н.ш.

380В=380В

Выбираем шину: 3A(80x10) )+1А(50х6)

3−три фазы;

А−алюминиевая;

80−размер h, мм;

10−размер b, мм;

1−нулевая фаза;

А−алюминиевая;

50−размер h, мм;

6−размер b, мм.

Выбираем автоматический выключатель для защиты шин от короткого замыкания из таблицы 2.1 [7] по условию:

I_н.рас.<I_н.авт.

1445А<А

U_н.авт. ≥U_н.ном,

380В=380В

Марка автоматического выключателя: ВА55-43

ВА−автоматический выключатель;

55−серия;

43−номинальный ток 1600А;

=3200А

29.

2.14 Выбор высоковольтных кабелей

Для питания трансформатора выбираем кабель по экономическому выгодному сечению:

Определяем расчётный ток, А:

Определяем экономически выгодное сечение, мм² по формуле:

где:

I_рас−расчетный ток, А

J–плотность тока (J=1,2А/мм², т.к.кабель АПвБбШнг-LS с поливинилхлоридной оболочкой и алюминиевой жилой и при использовании нагрузки более 5000 часов).

Выбираем стандартные сечения из [5] таблицы 1.3.18 по условию:

S_эк~S_ст

3мм²~50мм²

Марка кабеля: АПвБбШнг-LS (3х50)

А−алюминиевая жила с изоляцией из сшитого полиэтилена;

Пв−внутренняя оболочка из ПВХ;

Бб−бронированный;

Ш−шланговый;

3х50−3 жилы сечением 35мм².

I_доп =155А

30.

2.15 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов коротокого замыкания проведём в относительных единицах.

Заменяем каждый элемент цепи индуктивностью.

Все расчётные данные приводим к базисному напряжению. За базисное напряжение принимают среднее напряжение той ступени, для которой производится расчёт

Рисунок 4- Схемы принципиальная и замещения для расчета токов к.з

U_б1=6,3кВ

U_б2=0,4кВ

Базисная мощность применяется равной мощности источника электроснабжения. Чаще применяют S_б=100 МВА.

Зная базисное напряжение и мощность, определяем ток базисный, кА по формуле:

где:

Sб−базисная мощность, МВА;

Uб−базисное напряжение, кВ.

31.

Определим сопротивление системы:

Рассчитываем активное сопротивление в относительных единицах:

Для кабельной линии:

0,05

Для реактора:

0,8

Для кабельной линии:

0,07

Для трансформатора:

Определяем результирующее сопротивление суммированием всех ступеней схемы до точки К.З.:

Определяем периодический ток для первой точки К.З., кА:

Определяем периодический ток для второй точки К.З., кА:

32.

Определяем ударный ток для первой точки К.З., кА:

.

Определяем ударный ток для второй точки К.З., кА:

Определяем мощность для первой точки К.З., МВА:

Определяем мощность для второй точки К.З., МВА:

33.

2.16 Проверка токоведущих частей на действие токов короткого замыкания

Электрическое действие ударного тока короткого замыкания заключается в деформации жестких токоведущих частей (шин) и разрушение крепежных деталей (изоляторов).

Проверяем шину РУ на действие токов короткого замыкания. Шина 3А(60х8)+1А(30х4).

Усилие при коротком замыкании, Н определяется по формуле

где:

−ударный ток, кА;

l−длина шины между опорами, м (принимаем l=1,6 м);

а₋расстояние между опорами шин, м (принимаем a=0,2 м);

Проверка шин заключается в том, чтобы определить механическое напряжение, возникающее в шинах при коротком замыкании, и сравнить с допустимым.

Определим крепление шины плашмя, см³:

Определим момент силы короткого замыкания, Н ∙ м:

Определим напряжение в шине, МПа:

Наибольшее допустимое при изгибе напряжение для стальных шин 80МПа

Шина по расположению плашмя обеспечивает стойкость при коротком замыкании.

34.

Термическое действие токов короткого замыкания:

Шина 3А(80х10)+1А(50х6).

Определим термически стойкое сечение шины, мм²:

где:

I_п2−ток периодический, А;

t_пр−время приведенное, сек ;

С−коэффициент, зависящий от материала шины (С=88, т.к. алюминиевая шина).

Определим время приведенное, сек:

t_пр = t_отк ,

t_отк−время отключения автомата, сек:

Сравниваем сечения:

_доп

34мм² 800мм²

Шина термически устойчива к действию токов короткого замыкания.

Проверяем питающий кабель трансформатора АПвБбШнг-LS(3х50) на термическое действие токов короткого замыкания. Определяем минимальное сечение жилы, мм² по формуле:

35.

где:

I_п1−ток периодический, кА в точке короткого замыкания 1;

t_пр1−время приведенное, с:

t_пр1=Т_а+t_откл ,

где:

Т_а−время действия апериодической составляющей тока короткого замыкания., из [4] таблица 7.1, 0,01 с;

t_откл−по [11] таблица 20.13,t_откл=0,005 с;

t_пр1=Т_а+t_откл=0,01+0,005=0,015с

с–коэффициент, зависящий от материала жил, кабель с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией с=85:

S_н S_min

50мм²>15мм²

Вывод: кабель устойчив к термическому действию токов короткого замыкания.

36.

2.17 Выбор аппаратов высокого напряжения

Для управления и защиты силового трансформатора выбираем выключатель, разъединитель и трансформатор тока.

Высоковольтный выключатель − коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном дистанционном или автоматическом управлении.

Выбор произведем из [17].

Марка вакуумного выключателя ВБ-6/630-20

В–выключатель

Б–вакуумный

10–номинальное напряжение, кВ;

20–номинальный ток отключения, кА;

Номинальное напряжение–6, кВ;

Номинальный ток–630, А;

Номинальный ток отключения–20, кА;

Сквозной ток короткого замыкания–51, кА.

Разъединитель – высоковольтный аппарат, служащий для наглядного разрыва цепи без нагрузки.

Выбор произведем из [6] таблицы 1.11.1.

Марка разъединителя РВЗ-6/400-41

Р–Разъединитель;

В−внутренней установки;

З−с заземляющими ножами;

6−номинальное напряжение, кВ;

Номинальный ток–400, А;

Предельный сквозной ток–41, кА;

Термическая стойкость–16/4, кА/с.

Трансформатор тока — трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током. Во вторичную включаются измерительные приборы.

37.

Выбор произведем из [9]таблицы 33.3

Марка трансформатора тока ТЛМ–6/100

Т–трансформатор;

Л–с литой изоляцией;

М–малогабаритный;

Номинальное напряжение–6, кВ;

Номинальный ток–100, А;

Электродинамическая стойкость–35,2, кА ;

Термическая стойкость–6,3/3 , кА/с.

Данные выбора и проверки заносим в таблицу 5.

Таблица 5 - Выбор высоковольтных аппаратов

38.

2.18 Расчёт заземления

Расчет заземления проводим для обеспечения безопасности людей от поражения электрическим током. Сопротивление заземления: R_кз =4 Ом, т.к. напряжение−380 В.

Грунт возле здания−суглинок. Выпишем из таблицы 1.13.3.,1.13.5 [6] его удельное сопротивление и коэффициенты сезонности для вертикального и горизонтального электродов.

Удельное сопротивление: ρ=100Ом ∙ м

Коэффициенты сезонности: К_{сез.верт.}=1,5 , К_{сез.гор}=0,21

Определим расчетное сопротивление грунта, Ом∙м:

ρ_верт = ρ ∙ К_{сез.верт} = 100 ∙ 1,5=150Ом∙м

Определяем сопротивление одного вертикального элемента, Ом:

r_в = 0,3 ∙ ρ_верт = 0,3∙ 150= 45Ом

Определяем сопротивление горизонтальных заземлителей, Ом:

где:

L_п–Длина периметра, м: L_п =(А+В)∙2+8 = (18+129)∙2+8 = 284м;

b–размер заземлителя для стальной полосы b = 40 ∙10 ^-3 м;

t–глубина заложения в землю соединяющих проводников t=0,7м;

Определяем предварительное количество вертикальных электродов:

N_в=94шт.

Определяем сопротивления с учётом коэффициента использования, Ом:

Определяем количество вертикальных электродов с учетом экранирования:

Определяем уточненное значение вертикальных электродов, Ом:

Определяем фактическое сопротивление заземляющего устройства, Ом:

R_зу > R_зуф 4Ом > 0,1Ом

Фактическое сопротивление заземляющего устройства меньше 4 Ом.

Вывод: заземляющее устройство соответствует норме, заземляющий контур показан на плане.

3 Заключение

40.

При выполнении курсового проекта по МДК01.02 раздел 3 «Электроснабжение отрасли» на тему: «Электроснабжение ремонтного цеха» выбрано современное электрооборудование, также закреплены умения по данному междисциплинарному курсу, знания по разделам МДК: электрические машины, электрический привод, электрические аппараты и другим.

Закрепил навыки выполнения чертежей. Научился работать со справочной литературой по электроснабжению, выполнять техническую документацию на компьютере, в соответствии с государственными стандартами.

Подготовился к практике на производстве и сдаче экзамена на разряд. Достоинства данного проекта: надежность схемы, безопасность и экономичность.

41.

4 Список использованных источников:

1. Ганенко А.П. Оформление текстовых и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ. /А.П. Ганенко – М.: Академия. 2000.

2. Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам. – М.: Академия. 2005.

3. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. – М.: Академия. 2007.

4. Липкин Б.Ю.Электроснабжение промышленных предприятий и установок.

– М. Высшая школа. 1990.

5. Правила устройства электроустановок. – М. НЦ ЭНАС. 2006.

6. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования – М. : ФОРУМ.2005.

7. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению./ В.П.Шеховцов. – М.: ФОРУМ.2011.

8. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование ОУ электроустановок промышленных механизмов. – М. : ФОРУМ. 2010.

9.Электротехнический справочник. В 4т.Т2. Под редакцией Герасимова В.Г.– М.: МЭИ.2003

10.[Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://www.energoproduct.ru/

11. [Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : www.cztt.ru

12.[Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://www.nva-korenevo.ru/

13. [Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://www.keaz.ru /

14. [Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://www.ekontaktor.ru/

15. [Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : htth://www.tavrida.ru

16. [Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://www.energored.ru/

17. [Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : htth://www.kontakt-saratov.ru/

18.[Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : htth:// www.kamkabel.ru/

19.[Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://www.kp-info.ru/

20.[Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://studopedia.net/

21.[Электронный ресурс]. – Электронные данные. [2012]. – Режим доступа : http://ww w.bibliotekar.ru/