5.Составление схемы внутреннего электроснабжения цеха и способа канализации электроэнергии

Составление схемы внутреннего электроснабжения цеха проводится на плане расположения ЭО АЦ(см. приложение 1).

Кабельные линии прокладывается в полу в трубах.

Осветительные шинопроводы ШОС прокладываются по потолку вдоль коридора. Их выбор и проверка находится в 6 пункте работы, а так же все электрические элементы показаны в принципиальной схеме электроснабжения автоматизированного цеха(см. приложение 2).

6.Выбор коммутационного оборудования и токоподвода по номинальным параметрам для составленной схемы внутреннего электроснабжения цеха

Произведем расчет сети 0,4 кВ. План расположения ЭО в АЦ представлен в приложении 1. Рассчитаем необходимую мощность на освещение: так как нам необходимо рассчитать освещение только на данный цех, то произведем расчет без учета дополнительной мощности

Максимальный ток освещения:

Так как мастерскую питает 2 трансформатора — участок делится на 2 части:

№ на плане	1 -ый трансформатор		№ на плане	2-ой трансформатор
	Наименование оборудования	∑РН, кВт		Наименование оборудования	2РН, кВт
1...6	Пресс эксцентриковый Типа КА-213	10,8	18	Автомат болтовысадочный	2,8
7...11	Пресс кривошипный Типа К-240	22,5	19	Автомат резьбонакатный	4,5
12...15	Вертикально-сверлильные станки типа 20А125	18	20	Станк протяжной	8,2
16,17	Преобразователи сварочные типа ПСО-ЗОО	30	21,22	Автоматы гайковысадочные	36
23,24	Барабаны голтовочные	9	27	Автомат обрубной	15
25	Барабан виброгалтовочный	4,5	28	Машина шнекомоечная	4,2
26	Станок виброгалтовочный	7,5	29...38	Автоматы гайконарезные	15
			39	Кран-тележка	1,9
			40,41	Электроточило наждачное	14,4
			42	Автомат трехпозиционный высадочный	7,5
			43,44	Вибросито	1,2
			45,46	Вентиляторы	10
	Всего:	102,3			120,7

Прежде чем выбрать коммутационное оборудование и токоподвод для распределительного пункта 1 (РП1) рассчитаем максимальные токи электроприемников с учетом их К_и и cos подключенных к этому РП.

Рассчитаем для приемников № 1.. .6

Их суммарная мощность

Средняя нагрузка

Коэффициент максимума был рассчитан в пункте 2

К_м = 1,5

Рассчитаем максимальную мощность

Максимальная реактивная мощность получится

Полная максимальная мощность

Далее рассчитаем максимальный ток

Аналогично рассчитаем и для электроприемников № 7... 11 и № 12... 15. Получим Р_м = 5,7 кВт; I_м = 12,7 А и Р_м = 4,59 кВт; I_м = 10,2 А соответственно.

РАСЧЕТ И ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ.

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, короткие замыкания (КЗ) вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.

Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок.

Аппаратами защиты являются; автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии. Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые,электромагнитные и полупроводниковые.

Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при КЗ.

Автоматические выключатели серии ВА

Выключатели серии ВА разработок 51, 52, 53, 55 предназначены для отключений при КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Выключатели серии ВА разработок 51 и 52 имеют тепловой (ТР) и электромагнитный (ЭМР) расцепители, иногда только ЭМР.

ВА 51 имеют среднюю коммутационную способность.

ВА 52 - повышенную.

ВА 51Г и ВА 52Г предназначены для защиты АД с короткозамкнутым ротором, работающих в режиме АСЗ (пуск и отключение).

Уставка срабатывания в зоне перегрузки 1,251_нр в течение времени не более 2 ч (с нагретого состояния).

Имеют 2- и 3- полюсное исполнение на напряжение до 660 В переменного и 400 В постоянного напряжения.

ВА 51-31-1 применяются только для ОУ и имеют 1-полюсное исполнение.

Выключатели серии ВА разработок 53, 55, 75 имеют полупроводниковый максимальный расцепитель с регулированием ступеней:

-номинального тока расцепителя: 0,63; 0,8; 1,0 от номинального тока выключателя.

-уставки срабатывания в зоне КЗ для переменного тока - (2, 3,5, 7, 10) I_H.P , для постоянного - (2, 4, 6) I_H.P;

-уставки времени срабатывания при 61_H.P. переменном и 51_H.P. постоянном токе - 4, 8 и 16с.

ВА 53 - токоограничивающие, ВА 55 - селективные с выдержкой времени в зоне КЗ: 0,1; 0,2; 0,3 с - для переменного и 0,1; 0,2с - для постоянного тока.

Рис.А.1. Принципиальная элек- рис.А.2.Принципиальная электрическая

трическая схема ВА 53(55,75) схема ВА 51(52)

= 0,5 — коэффициент включения.— коэффициент использования берется из таблицы 3. Так как— уже учитывается то вместоК₃ используется 1/.

За номинальные значения групп приемников примем максимальные токовые нагрузки.

Поделив это значение на количество оборудований в группе получатся номинальные значения, необходимые для выбора выключателя.

Для электроприемников № 1 ...6 номинальный ток

Для защиты электроприемников № 1…6 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-25 с комбинированным расщепителем из приложения И(из 8, табл. 4): I_Н.АВТ — 25 А, I_НТР = 6,3 А, I_ЭМР = 7 *I_НТР = 44,1 А, и проверяем правильность выбора:

Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.

Для электроприемников № 7... 11 номинальный ток

Для защиты электроприемников № 7...11 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-25 с комбинированным расцепителем из приложения И(из 8, табл. 4) I_Н.АВТ — 25 А , I_НТР = 8 А, I_ЭМР = 7 *I_НТР = 56 А, и проверяем правильность выбора:

Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.

Для электроприемников № 12... 15 номинальный ток

Для защиты электроприемников № 12...15 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-25 с комбинированным расцепителем из приложения И(из 8, табл. 4) I_Н.АВТ — 25 А , I_НТР = 6,3 А, I_ЭМР = 7 *I_НТР = 44,1 А, и проверяем правильность выбора:

Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.

Для распределительного пункта 1 ток расцепителя

Для защиты электроприемников на РП1 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-31 с комбинированным расцепителем из приложения И(из 8. табл. 4): ) I_Н.АВТ — 100 А , I_НТР = 80 А, I_ЭМР = 7 *I_НТР = 560 А, и проверяем правильность выбора:

Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.

Далее проведем выбор автоматических выключателей по программе PRES6.

Автоматический выключатель ввода в распределительный шкаф

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Исходные данные

Защищаемый потребитель : Группа электроприемников

Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 221.800

Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.170

Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.500

Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500

Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 18.000

Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50

Коэффициент мощности cos fн : 0.920

Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.885

Длительность пуска t п ( с ) : 1.50

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 33.589 A

Пусковой ток двигателя Iп = 251.918 A

Коэффициент спроса группы Кс = 0.255

Расчетная активная мощность группы Pp = 56.559 кВт

Расчетный ток группы Ip = 171.865 A

Пиковый ток группы Iпик = 415.217 A

- АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -

Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :

Тип автомата ВА51-35 ВА52-35 *)

Номинальный ток автомата I ном (А) 250 250

Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 200.0 200.0

Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 12 12

Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 15.0 30.0

*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется

повышенная коммутационная способность.

ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :

Наибольший ток к.з. за автоматом

I к должен быть меньше I откл

пpедельной коммутационной способности автомата

15.0 кА - для ВА51-35

30.0 кА - для ВА52-35

CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 225.00

(Кабель в земле, медные жилы, резиновая изол., 50.0 мм2)

I ном.р < I доп

Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.

_____________________________________________________________

ВЫБОР КАБЕЛЕЙ

Рассчитаем сечение кабеля по экономической плотности для приемников № 1...6. По ранее рассчитанным данным максимальный ток для этих электроприемников I_M1=6,1 А. Значит для одного приемника

Учитывая то, что автоматизированный цех работает 16 часов в день (2 смены), то в год примем 4000 часов. Тогда по таблице

Проводник- неизолированные провода	Тм, час
	1000…3000	3000…5000	5000…8700
Медные	2,5	2,1	1,8
Алюминиевые	1,3	1,1	1,0

выберем экономическую плотность тока для алюминиевого кабеля j_эк= f(T_м, вид проводника)= 2,1 ^А/_мм2

Расчет экономического сечения провода:

Выберем кабель ВВГ (3x1,5)мм² ;Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле I_доп=21 А;

I_доп=21А>I_M1=1,02 A

Проверим сечение кабеля по потере напряжения по следующей формуле

где Р_расч — мощность передаваемая по кабелю, кВт; L — длина линии, м;С —коэффициент, значение которой зависит от напряжения, числа фаз и материала провода ; F —сечение провода, мм².

Р_расч ^— возьмем из ранее проделанных расчетов ; L — определим по плану расположения ЭО АЦ для самого отдаленного от РП электроприемника, С — для медных, 3-х фазных, на напряжение 380 В равно 77, F = 1,5 мм². По этим данным рассчитаем потери напряжения

Все условия выполняются, значит кабель и сечение выбраны правильно.

Аналогично рассчитаем сечение кабеля для электроприемников № 7...11.

I_M=12,7 A; I_M1

Выберем кабель ВВГ (Зх1,5)мм² Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле I_доп = 21 А.

Проверим сечение кабеля по потере напряжения по следующей формуле

Все условия выполняются, значит кабель и сечение выбраны правильно. Аналогично рассчитаем сечение кабеля для электроприемников № 12... 15.

I_M=10,2 A; I_M1

Выберем кабель ВВГ (Зх1,5)мм Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле I_доп = 21 А.

Проверим сечение кабеля по потере напряжения по следующей формуле

Все условия выполняются, значит кабель и сечение выбраны правильно.

Рассчитаем сечение кабеля для прокладки между распределительным шкафом и распределительным пунктом:

Рассчитаем ток

Выберем кабель ВВГ (Зх4)мм² Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле I_доп = 37 А.

Проверим сечение кабеля по потере напряжения

Все условия выполняются, значит кабель и сечение выбраны правильно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте подробно описан автоматизированный цех: спроектирована схема электроснабжения автоматизированного цеха станков; рассчитана электрическая нагрузка цеха; выбрана мощность и тип силового трансформатора; по произведённым расчётамвыбраны компенсирующие устройства; рассчитаны установки аппаратов защиты и выбрана защитная аппаратура. Для питания оборудования произведены расчёты по выбору сечения, по справочным материалам выбран тип и марка кабеля (провод) линии электроснабжения.

Освещён вопрос организации и технических мероприятиях безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ, где прописаны мероприятия по защите персонала от случайного прикосновения с токоведущими частями; мероприятия,выполняемые для обеспечения безопасного ведения работ с полным или частичным снятием напря­женияв установках до 1 кВ; организационные мерыдля обеспечения безопасности работ с электрооборудованием.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок потребителей. – М.:НЦ ЭНАС. 2001.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 13.01.2003: ввод.в действие с 01.07.03 – Новосибирск: Сиб. Уунив. изд-во, 2011.-192 с.

3.Акимова, Н.А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования: учеб. пособие для студ. проф. образования / Н.А. Акмова, Н.Ф. Котеленец, Н.И.Сентирюхин; под общ.ред. Н.Ф. Котеленца. - 6-е изд.,стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2009.-304 с.

6. Москаленко В.В.. Справочник электромонтера. ПОИ- М.: 2002

7. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учебник для сред. Проф. Образования / Л.Д. Рожкова, Л.К.Карнеева, Т.В.Чиркова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2006.-448 с.

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

Интернет ресурсы:

1. Сайт для энергетиков и электриков [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.energomir.net.

2. Школа для электрика [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.electrical.school.info