Elektrosnabzhenie_kurs

Введение

Дисциплина  «Электроснабжение» включает в себя ряд разделов согласно типовой программе, которые изучаются студентами в курсе лекций и закрепляются лабораторными работами.

Одним из основных является раздел «Электрические нагрузки и графики электрических нагрузок», в нем изучаются расчетные величины и коэффициенты, встречающиеся в современных методах расчета нагрузок.

Важным элементом схем электроснабжения промышленных предприятий являются цеховые ТП, в трансформаторах которых теряется значительное количество электрической энергии, поэтому любое мероприятие по снижению потерь энергии в трансформаторах цеховых ТП является актуальным.

Самым распространенным силовым потребителем на промышленных предприятиях является асинхронный двигатель, при работе которого потребляется как активная, так и реактивная мощность. Установка батарей конденсаторов для индивидуальной компенсации реактивной мощности позволяет снизить передачу  ее по питающей сети и увеличению коэффициента мощности в питающей сети.

В процессе обучения студенты должны изучить и правильно применять электрические аппараты в схемах электроснабжения, должны уметь составлять схемы главных подстанций предприятий и другие элементы систем электроснабжения.

1 Задание к курсовой работе

Для одного из цехов промышленного предприятия произвести  следующие мероприятия:

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 сетей 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 план силовой электрической сети 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 сетей 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- и 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  D/U_о - 11 и схеме U/U_о - 12.

11) Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.

2 Исходные данные

Таблица 1 – Исходные данные по цеху

№ по плану	Наименование электроприемника	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,3,4	Пресс горячештамповочный	16
31,32	Шлифовальный станок	4
41,42	Штамповочный пресс	6
7,8	Электропечь-ванна	8
9,15,17,29	Фрезерный станок	12
18,23,27,36	Вентилятор	32
30,35	Электрические печи сопротивления	45
11	Кран с ПВ-25 %	52
10,12,13	Аппарат контактной сварки ПВ-50%  (кВА)	27
25,37,38	Сверлильный станок	33
5,6	Электронно-лучевая установка	75
34,39,43,44	Пресс	18
33,21,40	Насосы	12
20,22,28,45	Электропечь	45
14,24	Испытательные стенды	28
16,19,26	Плазмотрон (кВА)	60

Рисунок 1 – План инструментального цеха к варианту 4

Необходимо выразить установленную мощность электрооборудования в виде расчетной мощности, для этого воспользуемся следующими формулами

• для электроприемников, паспортная мощность, которых выражена

киловаттах с ПВ:

P_у =

Установленная мощность крана с ПВ-25%

P_у =

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в киловольтамперах:

P_у= S_н cosφ_н

Установленная мощность плазмотрона (кВА):

Р_у= 600,99=59,4

Установленная мощность аппарата контактной сварки ПВ-50% (кВА):

P_у =

Условия пуска принимаются из условия мощности электрооборудования:

Легкий пуск – до 10 кВт.

Средний пуск – от 10 до 20 кВт.

Тяжелый пуск – более 20 кВт.

Коэффициенты К_и и cosφ определяются по справочным данным для каждого оборудования, коэффициент tgφ расчитывается по формуле:

Пример: tgφ для пресса горячештамповочного

.

Таблица 2 – Исходные данные с коэффициентами

№ по плану	Наименование оборудования	Установленная мощность, кВт	Коэффициенты
			Ки	cosφ	tgφ
1,2,3,4	Пресс горячештамповочный	16	0.17	0.65	1,169
31,32	Шлифовальный станок	4	0,2	0,65	1,17
41,42	Штамповочный пресс	6	0.17	0.65	1,169
7,8	Электропечь-ванна	8	0,55	0,95	0,33
9,15,17,29	Фрезерный станок	12	0,14	0,5	1,73
18,23,27,36	Вентилятор	32	0,6	0,8	0,75
30,35	Электрические печи сопротивления	45	0,75	0,95	0,33
11	Кран с ПВ-25 %	26	0,1	0,5	1,732
10,12,13	Аппарат контактной сварки ПВ-50%	17,18	0,35	0,5	1,73
25,37,38	Сверлильный станок	33	0,12	0,5	1,732
5,6	Электронно-лучевая установка	75	0,25	0,65	1,16
34,39,43,44	Пресс	18	0,25	0,65	1,169
33,21,40	Насосы	12	0,7	0,8	0,75
20,22,28,45	Электропечь	45	0,8	0,71	0,99
14,24	Испытательные стенды	28	0,7	0,95	0,329
16,19,26	Плазмотрон	59,4	0,35	0,95	0,328

3 Выбор цеховых трансформаторов

Таблица 2 – Расчет необходимой мощности

№ по плану	Наименование узлов питания и групп ЭП	N	Уст. мощность			m		Ки		cos/tg		Средние мощности			Определение nэ при Ки 0,2, m3						nэ		Км		Максимальная расчетная нагрузки				Iр, А
			Одного ЭП	Суммарная	Pсм							Qсм	n1		Pn1	P*	n*	nэ*					Рм, кВт		Qм, квар	Sм, кВА
1	2	3	4	5	6		7		8		9		10	11		12	13	14	15	16		17		18		19	20	21
Подключено к ШРА1:
27,18	Вентилятор	2	32	64			0,6		0,8/0,75		38,4		28,8
45,25	Электропечь	2	45	90			0,8		0,71/0,99		72		71,28
40,21,33	Насосы	3	12	36			0,7		0,8/0,75		25,2		14,175
43,39,34,44	Пресс	4	18	72			0,25		0,65/1,169		18		21,042
19,16	Плазматрон	2	59,4	118,8			0,35		0,95/0,328		41,58		13,63
15,29,17,9	Фрезерный станок	4	12	48			0,14		0,5/1,73		6,72		11,625
38,37,25	Сверильный станок	3	33	99			0,12		0,5/1,732		11,88		20,576
11	Кран с ПВ-25%	1	26	26			0,1		0,5/1,732		2,6		4,503
Итого		21		553,8	4,95		0,39				216,3		185,63							18,6		1,26		272,53		185,6	329,7	500
	ШР-1
41,42	Штамповочный пресс	2	6	12			0,17		0,65/1,169		2,04		2,38
10,13	Аппарат контактной сварки ПВ-50%	2	11,45	22,9			0,35		0,5/1,73		8,01		13,86
28	Электропечь	1	45	45			0,8		0,71/0,99		36		35,64
Итого				79,9	7,5		0,57				46,05		51,88							3,5		1,46		67,23		57,06	88,18	133
	ШР-2
23	Вентилятор	1	32	32			0,6		0,8/0,75		19,2		14,4
1,2,3,4	Пресс горячештапо вочный	4	16	64			0,17		0,65/1,169		10,88		11,625
12	Аппарат контактной сварки ПВ-50%	1	11,45	11,45			0,35		0,5/1,73		4,007		6,93
26	Плазматрон	1	59,4	59,4			0,35		0,95/0,328		20,79		6,81
24	Испытательный стенд	1	28	28			0,7		0,95/0,329		19,6		6,44
22	Электропечь	1	45	45			0,8		0,71/0,99		36		35,64
Итого				239,8	3,71		0,19				110,47		81,845	3		136,4	0,56	0,3	0,73	6,57		2,24		247,29		90,02	263,1	399
	ШР-3
36	Вентилятор	1	32	32			0,6		0,8/0,75		19,2		14,4
14	Испытательный стенд	1	28	28			0,7		0,95/0,329		19,6		2,96
7,8	Электропечь-ванна	2	8	16			0,55		0,95/0,33		8,8		2,9
30,35	Электрические печи сопротивления	2	45	90			0,75		0,95/0,33		67,5		22,275
31,32	Шлифовальный станок	2	4	8			0,2		0,65/1,17		1,6		1,872
Итого		8		174	11,2		0,67				116,7		44,407							7,73		1,2		140,04		48,84	148,3	225
	ТП
5,6	Электронно-лучевая установка	2	75	150	1		0,25		0,65/1,16		37,5		43,5
	Освещение																							20,52		10,26	22,95	34
Итоги по ТП																								746,57		391,7	852,05	1257