Модернизация системы электроснабжения цеха

 

1.Общий раздел

.1 Обоснование темы проекта

В связи с ростом производства и техническим перевооружением на предприятии СООО «Ингман мороженое», целесообразно модернизировать устаревшую систему электроснабжения цеха готовой продукции.

Для произведения модернизации необходимо изучить план расположения электрооборудования цеха, правильно выбрать новую схему электроснабжения и произвести все необходимые расчёты.

Модернизация системы электроснабжения цеха позволит:

.Увеличить надёжность, стабильность системы и обеспечить электроприёмники электроэнергией требуемого качества.

.Повысить безопасность и удобство эксплуатации.

.Расширить спектр возможностей по автоматизации производственного процесса.

1.2 Краткая технология производства

Гомельская фабрика мороженого была создана на базе государственного предприятия Гомельскийгормолзавод. В 1986 году на базе гормолзавода был создан цех мороженого. В ноябре 1990 года на базе цеха мороженого образована Гомельская фабрика мороженого со статусом малого предприятия. 23 сентября 1994 года решением исполнительного комитета Центрального районного Совета народных депутатов г. Гомеля зарегистрировано Открытое Акционерное Общество «Гомельская фабрика мороженого».

В апреле 2009 года путем реорганизации было создано СООО «Ингман мороженое» (свидетельство о государственной регистрации ГМ 060352 от 29.04.2009 г.).

Отраслевая принадлежность предприятия - пищевая промышленность, а специализация - мороженое. Учитывая специфику выпускаемого продукта, предприятие сталкивается с проблемами сезонного спроса.

Целью деятельности предприятия является хозяйственная деятельность, направленная на извлечение прибыли.

Предприятие осуществляет следующие виды деятельности:

производство мороженного;

производство «сухих» кондитерских изделий;

розничная торговля;

операции с собственным недвижимым имуществом;

эксплуатация и сдача внаем собственного имущества;

автодорожные перевозки;

рестораны и кафе, бары, столовая.

Предприятие располагает необходимой инфраструктурой, которая обеспечивает поставку сырья на предприятие и сбыт конечной продукции, а также складскими помещениями, необходимыми для хранения сырья, материалов и конечных продуктов.

Общая площадь помещений составляет 7712,5 м2. В том числе:

- производственные помещения - 5277,2 м2;

складские помещения - 1008 м2;

подсобные помещения - 1149 м2;

административные здания - 278,3 м2.

Помещения соответствуют требованиям технологического процесса производства. К производственным помещениям проведены все необходимые коммуникации (электричество, вода, связь, канализация, отопление и вентиляция).

Предприятие располагает следующим технологическим оборудованием:

холодильное оборудование;

производственные линии (Мб ОЛВ; ТТ-5; ЛЭМ-400; «Марк-Лайн»);

фризера (Б6 ОФШ; Б6 OФ2M; FRO-600 и др.);

пастеризаторы;

вспомогательное оборудование.

Технологического оборудования предприятия хватает для производства мороженого существующих ассортиментных групп согласно разработанной производственной программе.

1.3 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

Основными потребителями электроэнергии на СООО «Ингман мороженое» являются асинхронные двигатели.

В соответствии с ПУЭ в отношении обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмники подразделяются на три категории.

К первой категории относятся установки и агрегаты, у которых перерыв питания электропрнемников может повлечь за собой опасность для людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Эти электроприемники должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников, и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического включения резерва. Примерами установок и агрегатов первой категории могут служить доменные печи, котельные производственного пара, насосные для охлаждения печей, водоблоки нефтеперерабатывающих заводов, водоотливные и подъемные установки горнорудных предприятий, прядильные цехи искусственного волокна и др.

Ко второй категории относятся установки и агрегаты, у которых перерыв питания электроприемников связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Для этой категории допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резерва дежурным персоналом или выездной бригадой (для тех подстанций, где нет постоянного дежурного персонала). Ко второй категории относятся прокатные цехи, горные разработки (кроме водоотлива и подъема), основные лехи шинной, резино-технической, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, металлообрабатывающие цехи серийного производства, компрессорные и др.

К третьей категории относятся вспомогательные производства, цехи несерийного производства металлообрабатывающих заводов, некоторые склады неответственного назначения и т.п. Они допускают перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения продолжительностью до одних суток.

Так как цех готовой продукции относится к третьей категории электроснабжения, то при модернизации системы электроснабжения будем применять такие способы прокладки проводов, кабелей и размещение трансформаторов, которые обеспечат быстрый их ремонт или замену.

Список и количество оборудования цеха перечислен в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Перечень оборудования ремонтно-механического цеха

№ на планеНаименование ЭОРэп, кВт1231Конвейер2,23Холодильник5,56Гомогенизатор7,57Кондиционер2,08Гомогенизатор7,59Гомогенизатор7,511Станок шлифовальный12,112Станок шлифовальный12,113Станок сверлильный10,214Станок сверлильный10,215Станок токарный12,516Станок токарный12,519Холодильник5,520Конвейер2,221Холодильник5,522Конвейер2,223Гомогенизатор7,524Гомогенизатор7,525Гомогенизатор7,526Кондиционер2,027Холодильник5,528Конвейер2,229Компрессор6,530Компрессор6,531Компрессор6,532Компрессор6,533Компрессор6,534Кондиционер2,0В4Вентилятор7,5В5Вентилятор7,5У 1/1Завеса тепловая5,5У 1/2Завеса тепловая5,5

2. Расчетный раздел

.1 Расчёт мощности и выбор ламп

Основной задачей данного расчета является определение числа и мощности ламп светильников, необходимых для обеспечения заданной освещенности. При освещении лампами накаливания, а также лампами типа ДРЛ, ДРИ обычно число и размещение светильников намечают до светотехнического расчета, а в процессе расчета определяют необходимую мощность лампы. При выборе лампы стандартной мощности допускается отклонение ее номинального потока от расчетного в пределах от -10% до +20%. При невозможности выбрать лампу, поток которой лежит в указанных пределах, изменяют число светильников.

При освещении люминесцентными лампами предварительно намечают число и расположение рядов светильников, а затем рассчитывают число и мощность светильников, установленных в каждом ряду.

Произведём расчёт цеха готовой продукции.

Находим расчётную высоту от условной рабочей поверхности до светильника, м

(2.1)

где, Н - высота помещения 9 м.

- высота расчётной поверхности над полом 1,2 м.

- расстояние от светильника до перекрытия 0,8 м.

, м

Находим расстояние между светильниками

, м(2.2)

м

Находим расстояние от стен

, м (2.3)

м

Определяем число рядов светильников

(2.4)

Определяем число светильников в ряду

(2.5)

Пересчитываются реальные расстояния:

Между светильниками

(2.6)

Между центрами светильников в ряду

(2.7)

Для прямоугольных помещений проверяется условие

(2.8)

?6/4?1,5

Общее число светильников

(2.9)

Индекс помещения

(2.10)

где A-длина помещения, м;

B-ширина помещения, м;

Hp-расчётная высота подвеса светильников, м.

Коэффициент использования светового потока

?оу= ?с·?п (2.11)

?оу= 0,6·0,65=0,39

(2.12)

где E-нормируемая наименьшая освещённость, лк;

K-коэффициент запаса

S-освещаемая площадь, м;

Z-отношение средней освещённости к минимальной (Z=1,1…1,15);

N-количество светильников, шт.;

hоу - коэффициент использования светового потока

Как видно из расчётов для рабочего освещения нужно 24 светильника типа ГСП04-400 с лампой ДРИ-400, световой поток которой равен 35 000 Лм.

Произведем расчет количества и мощности ЛЛ для освещения механического участка. Расчет выполним по методу удельной мощности. Удельной мощностью Руд называется отношение суммарной мощности всех ламп, установленных в данном помещении, к площади освещаемой поверхности (пола) (Вт / м2).

Метод расчета заключается в определении удельной мощности Руд.

Определим удельную мощность для механического участка в зависимости от высоты, площади помещения и коэффициентов отражения потолка, стен.

Высота подвеса светильников 3 м, площадь - 144 м2, освещенность - 150 лк

Руд = 4,25 Вт/м2

Определим количество светильников

(2.13)

светильника

Светотехнический расчет остальных помещений аналогичен, результаты заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Светотехнический расчет

Номер помещенияНаименование помещенийКоличество х тип светильникаКоличество х мощность, Вт1Цех готовой продукции24хРСП 181х4002Механический участок4хЛСП 022х403Комната персонала3хЛПО 022х404КТП2хЛСП 022х405Электрощитовая2хЛСП 022х406Компрессорная3хЛСП 022х40

Нормируемая аварийная освещённость Е=5 лк, для всех помещений из таблицы 2.1 [13]. Для аварийной освещённости используются лампы накаливания. Расстояние d - определяется обмером по плану помещения. Выбираем две точки на плане А, В.

Определим расстояние, согласно чертежа 3, от проекции светильника 3 на горизонтальную плоскость до точки А. Это расстояние равно 15 м.

Согласно кривым условной горизонтальной освещенности пространственных изолюкс, для светильников с кривой силы света Д, определяем условную горизонтальную освещенность.

Полученные результаты сводим в таблицу 2.1 - Результаты расчёта освещённости

Таблица 2.1 - Результаты расчёта освещённости

Контрольная точка№ све-тиль-никаd, мОсвещённость в точках А и ВОт одного светильникаОт всех светильниковА3150,20,248,80,650,6558,60,650,6592300815,10,30,379,80,70,769,90,70,7итого3,2В18,80,650,6529,30,70,7315,40,30,3109,20,70,7910,40,50,5816,700724,700итого2,85

Наихудшей по освещённости оказывается точка В

Определяем необходимый поток ламп, принимая коэффициент µ = 1,1

, лм (2.14)

По данным полученным данным выбираем лампы накаливания типа Г215-225-200 мощностью 200 Вт лм. По формуле проверяем в процентном соотношении

(2.15)

, что допустимо.

Расчёт аварийной рабочей осветительной нагрузки в остальных помещениях производиться аналогично, все данные заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Расчёт мощности и выбор ламп.

Наименование помещенияРабочие освещениеНормируемая освещённость Ен, лкТип лампыМощность лампы, Вт.Кол-во, шт.Рр мощность ламп, кВтТип светильника,

%145678910Цех готовой продукции200ДРИ-400400249,6ГСП04-4001,5Механический участок150ЛБ404041,6ЛСП024,0Комната персонала150ЛБ404031,2ЛСП02-1,8КТП75ЛБ404020,8ЛСП023,5Электрощитовая75ЛБ404020,8ЛСП023,5Компрессорная100ЛБ404031,2ЛСП024,6Итого3

.2 Составление схемы питания и выбор осветительных щитков

При выборе схемы питания освещения в помещениях цеха мы учитываем требования: степень надежности питания, регламентированные уровни и колебания напряжения у источников питания, простота и удобство коллективной эксплуатации, требования к управлению освещением, экономичность установки. Различают магистральную, схему питания, также смешанная схема питания. Для проектируемого цеха мы выбираем смешанную схему питания.

Осветительные щитки и шкафы в основном выпускаются с автоматическими выключателями серий АЕ-1000, АЕ-2000, ВА51-31 и др.

Групповые осветительные щитки должны располагаться в помещениях с благоприятными условиями среды и удобных для обслуживания, по возможности ближе к центру питаемых от них нагрузок. Нельзя располагать их в кабинетах, складах и других запираемых помещениях, в цехах промышленных предприятий осветительные щитки размещают в электропомещениях, проходах или других удобных для обслуживания помещениях.

Если управление освещением производится со щитков, то рекомендуется щитки размещать так, чтобы с места их установки были видны включаемые светильники.

Для рабочего освещения выбираем щиток ЩО 32-32, который укомплектован автоматическими выключателями серии ВА51-31.

Для аварийного освещения выбираем щиток ЩО 32-21 который укомплектован автоматическими выключателями серии ВА51-31. (Рис. 2.2)

.3 Расчёт сечений проводов (кабелей) групповой и питающей сети и проверка по потере напряжения

Для питания ЩРО и ЩАО выбираем кабель АВВГ.

Расчет электрических осветительных сетей имеет целью определения сечений проводов, гарантируемых: необходимые напряжения на источниках света, допустимые плотности тока и необходимую механическую прочность сети. Основным является расчет сети по величине расчетных потерь напряжения.

Величина допустимых потерь напряжения в сети:

(2.16)

где, 105 - номинальное значение при холостом ходе трансформатора;

- допустимое напряжение = 5%

в трансформаторе

С учётом значений в трансформаторе выражение (2.16) может быть представлено в виде

(2.17)

Исходя из паспортных данных трансформатора:

%

кВт

кВ·А

Потери напряжения в трансформаторах с достаточной для практических целей точностью могут быть определены по формуле:

(2.18)

где, - коэффициент загрузки трансформатора;

и - активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, %

- коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

Значения и определяем по формулам:

(2.19)

, %

(2.20)

где, - потери короткого замыкания, кВт;

- номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

- напряжение короткого замыкания, %.

По формуле (2.18) определяем потери напряжения в трансформаторе:

, %

По формуле (2.17) определяем допустимую потерю напряжения в осветительной сети.:

, %

Определяем расчётные активные нагрузки линии по формуле:

, кВт (2.21)

где, - коэффициент спроса осветительной нагрузки

- коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре.

- номинальная мощность лампы

n - количество ламп

Для линии 1,2: кВт

Для линий 3,4: кВт

Для линий 5: кВт

Для линий 6: кВт

Для линий 7: кВт

Для линий 8: кВт

Для линий 9: кВт

Для линии, питающей один осветительный щиток, расчётная нагрузка равна:

, кВт

Вычисляем собственные моменты линии по формуле:

, кВт·м; (2.22)

, кВт·м;

Для линий 1,2,3,4,5,6,7,8,9 расчёт аналогичен.

Находим сумму всех моментов:

, кВт·м;

Рассчитываем площадь сечения жил кабеля питающей линии по формуле:

, (2.23)

где С - расчётный коэффициент, величина которого принимается по таблице

,

Выбираем пятижильный кабель АВВГ 5×2,5 сА

Выполняем расчёт питающей линии по допустимому нагреву:

, А (2.24)

Производим расчет питающей линии:

, А

Так как 19>14,8 то выбранное по допустимой потере напряжения сечение жил кабеля подходит.

Определяем фактическую потерю напряжения в питающей линии.

, % (2.25)

, %

Вычисляем оставшуюся величину допустимой потери напряжения, по которой рассчитывается групповая линии:

, % (2.26)

, %

Для линий 1,2,3,4,5,6,7 расчёт аналогичен. Расчет для остальных осветительных линий аналогичен все результаты сводятся в таблицу 2.3

2.4 Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты

Аппараты защиты (автоматические выключатели и предохранители) в сетях с глухозаземленнойнейтралью напряжением 380/220В должны: согласно ПУЭ по своей отключающей способности соответствовать максимальному значению тока КЗ (и обеспечивать надежное отключение одно- и многофазных замыканий); быть выбраны по расчетному току сети (номинальному току и с учетом пускового тока электроприемника, и напряжению сети) и не отключать установку: при перегрузках (одновременное включение: нескольких электродвигателей, группы ламп, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.); соответствовать требованиям селективности.

Требование о наименьшем времени отключения обеспечивается правильным выбором аппаратов защиты, их конструкцией и защитной характеристикой. Защита должна отключать аварийный участок при КЗ в конце защищенной линии. Исходными данными для выбора аппаратов защиты являются расчётный ток осветительной нагрузки.

Из таблицы 14.8 [13] выбираем автоматический выключатель серии ВА по следующему условию:

(2.27)

где - номинальный ток тепловогорасцепителя.

Условию (2.4.1) удовлетворяет автоматический выключатель

ВА 5131

А

А

Аналогично осуществляем выбор автоматических выключателей для других линии осветительной сети, и результаты заносим в таблицу 2.3 - Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты.

Таблица 2.3 - Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты

Номер на планеРасчётная мощность, , кВтРас-чётный ток, , АIном/Iуст

Автоматического выкл., АКоэф. мощности cos?Момент нагрузки М, кВт·мПотеря напряжения , %Марка кабеля12345678С 11,765,5ВА51-25 0,575,85,7АВВГС 21,765,5ВА51-25 0,558,75,5АВВГС 32,57,81ВА 51-25 0,582,755,2АВВГС 42,57,81ВА 51-25 0,536,252,2АВВГС 50,140,4ВА51Г-25 0,9214,57,2АВВГС 60,20,6ВА51Г-25 0,9220,76,8АВВГС 70,140,4ВА51Г-25 0,9213,36,5АВВГЩО-19,028,1ВА 51-31 0,683026,9АВВГС 81,922,9ВА51-25 144,94,5АВВГС 90,81,2ВА51Г-25 156,66,7АВВГЩО-1а8,6813,3ВА 51-31 1101,56,1АВВГ

.5 Техническое обоснование выбора варианта схемы электроснабжения

Внутрицеховые сети делятся на два вида: питающие и распределительные.

Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), к распределительным шинопроводам или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ (блок трансформатор-магистраль). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральныйшинопровод (магистраль), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким РШ или нескольким ЭП, присоединённым к магистрали в различных точках. Отдельные приёмники и РШ в этом случае присоединяются к магистрали с помощью ответвлений. Распределительные внутрицеховые сети - это сети, к которым непосредственно подключаются различные ЭП цеха.

Распределительные сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных шкафов.

Они бывают:

Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха. Одной из разновидностей магистральных схем является схема БТМ Схемы БТМ широко применяются для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством. Для обеспечения универсальности сети необходимо питающую магистраль рассчитать на передачу всей мощности трансформатора, распределительные.

Смешанные (комбинированные) схемы сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любой категории электроснабжения. Такие схемы применяются в прокатных и мартеновских цехах металлургической промышленности, в кузнечных, котельных и механосборочных цехах, на обогатительных фабриках и т.п. В смешанных схемах от главных питающих магистралей и их ответвлений электроприёмники питаются через распределительные шкафы РШ или шинопроводы ШРА в зависимости от расположения оборудования в цехе.

На участках с малой нагрузкой, где прокладка распределительных шинопроводов нецелесообразна, устанавливаются распределительные шкафы, присоединяемые к ближайшим шинопроводам (распределительным или магистральным). РШ устанавливаются вблизи места расположения ЭП при среднем радиусе отходящих от РШ линий 10-30 м.

На данный выбор схемы внутрицеховых электрических сетей оказывают большое влияние условия окружающей среды цеха. Они определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов или пыли, возможностью возникновения взрыва или пожара.

Цех готовой продукции является потребителем третей категории, с нормальной средой. Оборудование в цеху расположено равномерно, поэтому для достижения наилучшего экономического эффекта выбираем смешанную схему питания, которая будет состоять из 5 ШР.

2.6 Расчет электрических нагрузок

Для расчета электрических нагрузок цеха воспользуемся методом упорядоченных диаграмм, который позволяет довольно точно определить ожидаемые электрические нагрузки по данным электроприемников и дает возможность обоснованно выбрать любой элемент системы электроснабжения.

Расчет выполняется по узлам питания системы электроснабжения, т.е. электроприемники распределяются на группы, которые будут запитываться от силовых шкафов или распределительных шинопроводов. Распределение на группы проводят исходя из расположения на плане предприятия электрооборудования и таким образом, чтобы обеспечить наибольшую экономичность монтажа всех элементов системы электроснабжения.

Проведем расчет для группы электроприемников, запитываемых от распределительного шкафа ШР1.

Определим суммарную номинальную мощность данной группы:

(2.28)

кВт

Рассчитаем групповой коэффициент использования Ки и групповой коэффициент использования мощности tgj:

(2.29)

(2.30)

Определяем среднюю активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену:

(2.31)

кВт

(2.32)

квар

Рассчитаем эффективное число электроприемников nэ - такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и данная группа различных по мощности и режиму работы электроприемников:

(2.33)

Зная эффективное число электроприемников и групповой коэффициент использования по таблице [4] определяем коэффициент расчетной мощности:

при ,

Через коэффициент расчетной мощности определяем расчетную активную нагрузку данной группы электроприемников.

(2.34)

кВт

Т.к. эффективное число электроприемников nэ< 10, то реактивная расчетная нагрузка определяется следующим образом:

(2.35)

квар

Рассчитаем полную расчетную мощность и расчетный ток группы электроприемников:

кВА (2.36)

кВА

(2.37)

А

Аналогично проведем расчет для остальных групп электроприемников и полученные результаты занесем в таблицу 2.4

Таблица 2.4 - Расчёт электрических нагрузок

Наименование узла сети, количество ЭПНаименование ЭПКоличество ЭПНоминальная мощность, кВтКоэффициент использования, КиКоэффициентОдного ЭП Рн, кВтОбщая Рн=nРн, кВтcos?tg?11,12 13,14 15,16 34Станок шлифовальный Станок сверлильный Станок токарный Кондиционер2 2 2 112,1 10,2 12,5 224,2 20,4 25 20,14 0,14 0,14 0,60,6 0,6 0,6 0,61,33 1,33 1,33 0,75Итого по ШР1770,90,141,24

2.7 Расчет мощности компенсирующего устройства реактивной мощности

Наличие реактивных токов потребителей электрической энергии вызывает дополнительные потери активной мощности в проводах электрической сети. Снижение потребления реактивной мощности осуществляют путем компенсации реактивной мощности.

Рассчитаем мощность компенсирующего устройства реактивной мощности Qк.у.

Определим tgjфакт - угол сдвига фаз, соответствующий фактическому коэффициенту использования мощности до компенсации:

кВт

квар

(2.38)

Чтобы поддерживать коэффициент мощности cosjблизким к 0,95 (которому соответствует tgj= 0,33), т.е. увеличить коэффициент мощности, необходимо уменьшить (скомпенсировать) реактивную мощность. Для этого необходимо установить компенсирующее устройство мощностью:

(2.39)

квар

Из таблицы 1.5 [4] выбираем конденсаторную батарею УК2-0,415-60 ТЗ.

Рассчитаем реактивную расчетную и полную расчетную мощности и фактический коэффициент мощности после компенсации:

квар

кВА (2.40)

(2.41)

Построим треугольник мощностей до и после компенсации реактивной мощности (рисунке 2.3):

Рисунок 2.3 - Диаграмма работы компенсирующего устройства

2.8 Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

Полная мощность КТП находится по формуле:

(2.42)

По формуле 2.8.1 найдём полную мощность КТП:

кВА

Выбираем мощность КТП:

Выбор производится из номинальных мощностей трансформаторов (SН ТР - ОВ: 160; 250; 400; 630; 1000) с учётом коэффициента загрузки. Т. е. коэффициент загрузки должен колебаться в пределах 0,85…0,95.

Выбираем трансформатор ТСЗ-160/10/0.4.

Правильность выбора трансформатора проверяется по коэффициенту загрузки:

(2.43)

Трансформатор недогружен и имеет резерв для расширения производства.

2.9 Расчёт параметров и выбор аппаратов защиты распределительной сети

Для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузок применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяется по величине длительного (расчетного) тока и по условию перегрузок пиковыми токами. Предохранитель определяется из условия:

(2.44)

где a - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки (учитывает условия пуска двигателя), для легких пусков с длительностью пуска до 5 секунд, а также при редких пусках a = 2,5

- пусковой ток.

Iн - номинальный ток.

Номинальный ток определяется по формуле:

(2.45)

При выборе предохранителя в качестве принимается номинальный ток электроприемника, Для вентиляции - , для остальных станков - .

Пусковой ток электродвигателя определяется по формуле:

(2.46)

По формуле 2.45 найдем номинальный ток токарного станка №15:

А

По формуле 2.46 найдём пусковой ток двигателя:

А

Из условия 2.44 находим номинальный ток плавкой вставки:

Выбираем предохранитель для большего значения тока плавкой вставки: ПН2 100/100.

Для вентиляции выбор аппаратов защиты производится по току двигателя. Для тепловой завесы и вентилятора необходимо выбрать электродвигатели. Для тепловой завесы выбираем двигатель серии 4А100L4Y3 со следующими характеристиками: Pном=5,5 кВт, Iном=8,6 А, КПД=84%, cos?=084, Iпуск/Iном=6А.

По таблице 4 [1] выбираем магнитный пускатель ПМЛ-1000 и тепловое реле РТЛ-1014. Аналогичен выбор и для второй завесы. Для вентилятора выбираем двигатель серии 4А90L4Y3 со следующими характеристиками: Pном=7,5 кВт, Iном=11,5А, КПД=84%, cos?=084, Iпуск/Iном=6А.

По таблице 4 [1] выбираем магнитный пускатель ПМЛ-2000 и тепловое реле РТЛ-1016. Аналогичен выбор и для второго вентилятора. Выбранные в ходе расчетов аппараты защиты, электродвигатели и магнитные заносим в таблицу 2.5.

2.10 Расчёт распределительной сети, выбор проводов и кабелей

Согласно ПУЭ выбор проводов и кабелей производится по предельно допустимому соотношению между током срабатывания защитного аппарата Iз и длительно допустимым током по нагреву Iдд. Для проводников силовых и осветительных цепей сечение определяется из условия:

(2.47)

где Iз - номинальный ток расцепителя автоматического выключателя или номинальный ток плавкой вставки предохранителя.

Кз=0,33 для предохранителя.

Для примера выберем провод для токарного станка по условию 2.47:

По таблице выбираем провод АПВ 4 (1×6,0).

Для остального электрооборудования провода и кабели выбираются аналогично.

2.11 Выбор электрооборудования КТП и питающих сетей

Шкаф ввода высокого напряжения комплектуем высоковольтным выключателем ВНПр-10 на ток, высоковольтным предохранителем серии ПКТ-101 10/10.

Шкаф ввода низкого напряжения комплектуем 3-х фазным счетчиком электронным много тарифным «Гран-Электро» СС-301, вольтметром Э8021 450В, амперметром Э8021 300/5А с трансформатором тока ТК-20 300/5 и автоматическим выключателем серии ВА51-37 400/320.

ШР1 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/50. Питающий кабель для ШР1 выбираем по условию 2.10.1:

ШР1 - АВВГ 5х16

Iпр.? 36,8 А.

Iпр.? Кз?Iз?1?50?50 А.

ШР2 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/50. Питающий кабель для ШР2 выбираем по условию 2.41:

ШР2 - АВВГ 5х16

Iпр.? 36,8 А.

Iпр.? Кз?Iз?1?50?50 А.

ШР3 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/63. Питающий кабель для ШР3 выбираем по условию 2.41:

ШР3 - АВВГ 5х25

Iпр.? 44,7 А.

Iпр.? Кз?Iз?1?63?63 А.

ШР4 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/63. Питающий кабель для ШР4 выбираем по условию 2.41:

ШР4 - АВВГ 5х25

Iпр.? 45,5 А.

Iпр.? Кз?Iз?1?63?63 А.

ШР5 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/63. Питающий кабель для ШР5 выбираем по условию 2.41:

ШР4 - АВВГ 5х25

Iпр.? 46,08 А.

Iпр.? Кз?Iз?1?63?63 А.

2.12 Расчёт сечения жил и выбор питающего кабеля КТП

Сечение жил кабеля по экономической плотности тока определяется по выражении:

(2.48)

где- расчетный ток линии,

-экономическая плотность тока, в А/мм², определяется в зависимости от материала и времени использования максимальной нагрузки (= 1,4 А/мм²)

Проверка сечения кабеля по нагреву и термической стойкости при КЗ осуществляется по следующей формуле:

(2.49)

Где- приведенное время, в течение которого установившийся ток к.з. -выделяет то же количество тепла, что и изменяющийся во времени ток к.з.

=0,16 с, =4,3 кА.

С - коэффициент, зависящий от материала и формы проводника. Для кабелей с алюминиевыми жилами С = 85.

Расчётный ток на стороне высокого напряжения определяется по формуле:

(2.50)

Определяем расчетный ток

Рассчитываем сечение питающей сети по формуле 2.42:

Рассчитанное сечение необходимо проверить на термическое действие токов короткого замыкания по формуле 2.43

Отсюда следует, что с учетом термического действия токов к.з. нам необходимо выбрать кабель ААБ 3 х 25 с сечением жил 25 мм².

2.13 Расчёт заземляющего устройства

Заземляющее устройство или заземление служит для защиты персонала от поражения электрическим током при возникновении напряжения на металлических частях аппаратов не находящихся под напряжением в нормальном состоянии. А также для защиты электроустановок при нарушении, установленных для них режимов работы.

Для расчёта числа заземлителей определяют тип заземлителей, их количество и место размещения, а так же сечение заземляющих проводников.

Рассчитаем количество электродов контура заземления комплектной трансформаторной подстанции, установленной внутри цеха, если удельное сопротивление грунта - глина ? = 40 Ом ? м (4000 Ом ? см)

Выберем в качестве заземлителя угловую сталь размером 50×50×5 мм и длинной 2,5 м.

Сопротивление вертикальных электродов определяем по формуле

(2.51)

Количество электродов определяем по формуле

, (2.52)

где ? - коэффициент экранирования (h = 0,59),

Rз - суммарное сопротивление заземляющего устройства (4 Ом).

По формуле 2.51 определим сопротивление вертикальных электродов

(Ом)

Количество вертикальных электродов определим по формуле 2.52

шт.

1.Общий раздел .1 Обоснование темы проекта В связи с ростом производства и техническим перевооружением на предприятии СООО «Ингман мороженое&

Больше работ по теме: