Определение суммарной нагрузки цеха

 

Введение

Целью дисциплины является подготовка специалиста высокой квалификации, способного выполнять все задачи, связанные с обеспечением потребителей промышленных предприятий надежным, современным и экономичным электроснабжением при нормированном качестве электроэнергии.

Задачами изучения основных разделов дисциплины является освоение методик расчетов электрических нагрузок, расчетов компенсации реактивной мощности, составление схем цеховых и внутризаводских сетей.

1. Задание к курсовой работе

цех осветительный ток замыкание

Исходными данными для выполнения курсовой работы является план цеха с расставленным технологическим оборудованием и ведомостью электроприемников.

Для одного из цехов промышленного предприятия, план которого приведен, произвести перечисленные мероприятия и расчеты с выбором схем и электрооборудования электрической сети.

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.

.Выбрать схему питающей и распределительной сети цеха.

.Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.

.Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.

.Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.

.Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха.

.Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.

.На расчетной однолинейной схеме питающей и распределительной сети цеха до 1 кВ указать параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи.

.Определить трех-, двух-, 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 ?/Yo-11 и схеме Y/Yo-12.

.Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.

2. Исходные данные

Таблица 1. Электрические нагрузки прессово-штамповочного цеха

№ЭП по плануНаименование оборудованияУстановлен. мощность, кВтКоэффициентыКИCos?1-5,6,9Пресс холодного выдавливания18,50,20,657,8Пресс370,120,6510,12,15Пресс горячештамповочный15,00,20,6513,14,16,18Электрические печи сопротивления250,7111,17,19Пресс фрикционный7,50,20,6520,30Кран с ПВ - 25%27,20,10,521Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)540,30,522Электронно-лучевая установка280,30,623Плазматрон300,40,724Насос22,00,70,825Обдирочно-шлифовальный4,00,20,526-29Продольно-фрезерный9,250,20,6531-33Пресс горячештамповочный900,20,6534-36Кузнечный индукционный нагреватель на 1500 Гц1700,80,937-39Двигатели-генераторы высокой частоты 2500 Гц2000,650,6540,41Вентилятор450,60,8

3. Расчет электрических нагрузок прессово-штамповочного цеха

Расчет электрических нагрузок производится в таблице 2 «Расчет нагрузок по прессово-штамповочному цеху».

Для электроприемников, паспортная мощность которых дана в кВт с ПВ ? 100%, записывается мощность, приведенная к ПВ = 100% в кВт

(1)

. Для крана с ПВ - 25%:

кВт;

2. Для аппарата контактной сварки ПВ-50% (кВА)

(2)

кВт;

В графе 8 (таблица №2) подсчитывается средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной подгруппы электроприемников по формуле:

(3)

ЭП 1-5,6,9

В графе 9 (таблица №2) подсчитывается средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной группы электроприемников по формуле:

(4)

(5)

(6)

Электрические нагрузки остальных электроприемников в узле питания ШРА-1 рассчитываем аналогично.

Для определения итоговой нагрузки узла питания ШРА-1 необходимо определить:

-средневзвешенное значение коэффициента использования

(7)

-эффективное число электроприемников

(8)

-значение коэффициента максимума определяется по таблицам в зависимости от эффективного числа электроприемников и средневзвешенного коэффициента использования:

Максимальная активная нагрузка от силовых электроприемников узла:

(9)

Максимальная реактивная нагрузка от силовых электроприемников узла приниается равной:

при nэ?10, (10)

при nэ>10, (11)

в нашем случае 21>10,

Максимальная полная нагрузка:

(12)

Расчетный ток для трехфазного напряжения определяется: Uн=0,38кВ

(13)

4. Расчет осветительной нагрузки

Расчетная осветительная нагрузка принимается равной мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

(14)

(15)

где - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого принимают по таблице 3.1., 10

- коэффициент реактивной мощности, определяется по

- установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на поверхности пола известной производственной площади:

(16)

где - площадь производственного помещения, которая определяется по плану цеха, в

- удельная расчетная мощность в кВт на м2

Таблица 2

№ по плануНаименование узлов питания и групп ЭПnУстановленная мощность, кВтКиCos?/ tg?Средние мощностиnэКмn?р2Iдл, АМаксимальная расчетная нагрузкаIр, Аодного ЭПСуммарнаяРсм, кВтQсм. кварРм, кВтQм, кварSм, кВАШРА-11-5,6,9Пресс холодного выдавливания718,5129,50,20,65/1,1725,930,302395,7543,227,8Пресс237740,120,65/1,178,8810,39273886,4410,12, 15Пресс горячештамповочный315,0450,20,65/1,17910,5367535,0513,14, 16,18Электрические печи сопротивления4251000,71/0700250037,99411,17, 19Пресс фрикционный37,522,50,20,65/1,174,55,27168,7517,5220Кран с ПВ - 25%113,613,60,10,5/1,731,362,35184,9641,3421Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА)119,0919,090,30,5/1,735,7279,91364,4358,0222Электронно-лучевая установка128280,30,6/1,338,411,1778470,8923Плазматрон130300,40,7/1,021212,2490065,2224Насос122,022,00,70,8/0,7515,411,5548441,7540Вентилятор145450,60,8/0,752720,25202585,39ИТОГО ПО ШРА-1257,5÷45528,690,360,83/0,66188,17123,96240,8513219,89582,834159,94123,96202,353307,527

5. Определение суммарной нагрузки цеха

Выбираем цеховой трансформатор

Таблица 3

Тип трансформатораSном, kBAНапряжение обмотки, кВПотери, кВтUк, %Iх, %ВННН?Pxx?PкзТМГ16006/100,4/0,232,28186,00,65

Определим коэффициент загрузки трансформатора:

Условие компенсации реактивной мощности:

Если:

=962 квар

=

6. Выбор оборудования

Технические данные электроприемников распределенных по узлам нагрузок.

Таблица 4. Технические данные ЭП ШРА - 1

№ЭПНаименованиеРн, кВтIдл, АКпускIпускРежим работы?1,25* IпускЗащ. апп-т1-5,6,9Пресс холодного выдавливания18,543,223129,66тяжелый1,6162,075Авт-т7,8Пресс3786,443259,32тяжелый1,6324,15Авт-т10,12, 15Пресс горячештамповочный15,035,053105,15тяжелый1,6131,44Авт-т13,14, 16,18Электрические печи сопротивления2537,994137,994тяжелый1,647,423Авт-т11,17, 19Пресс фрикционный7,517,52352,56тяжелый1,665,7Авт-т20Кран с ПВ - 25%13,641,343124,02тяжелый1,6155,025Авт-т21Аппарат контактной сварки с ПВ-50%(кВА) 19,1 58,02 4 232,08 средний 2,0 290,1 Авт-т22Электронно-лучевая установка2870,893212,67тяжелый1,6265,84Авт-т23Плазматрон3065,223195,66тяжелый1,6244,575Авт-т24Насос22,041,753125,25тяжелый1,6156,563Авт-т40Вентилятор4585,393256,17тяжелый1,6320,213Авт-т

Таблица 5. Технические данные ЭП ШР - 1

№ЭПНаименованиеРн, кВтIдл, АКпускIпускРежим работы?1,25* IпускЗащ. аппарат25Обдирочно-шлифовальный4,012,16560,8легкий2,576Пред-ль26-29Продольно-фрезерный9,2521,615108,05легкий2,5135,063Пред-ль30Кран с ПВ - 25%13,641,343124,02тяжелый1,6155,025Авт-т41Вентилятор4585,393256,17тяжелый1,6320,213Авт-т

Таблица 6. Технические данные ЭП кТП

№ЭПНаименованиеРн, кВтIдл, АКпускIпускРежим работы?1,25*IпускЗащ. Аппа-т31-33Пресс горячештамповоч-ный90210,283630,84тяжелый1,6788,55Авт-т34-36Кузнечный индукционный нагреватель на 1500 Гц170287,163861,43тяжелый1,61076,79Авт-т37-39Двигатели-генераторы высокой частоты 2500 Гц200467,2931401,8тяжелый1,61752,338Авт-т

Выбор плавких предохранителей и автоматических включателей отходящих линий и силовых кабелей к электроприемникам и узлам питания

Выбор защитных аппаратов и проводников для ШРА - 1

Линия к ЭП 1-5,6,9: выбираем автомат марки ВА по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА-57 - 31

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ - (316+110)

Выбор защитных аппаратов и проводников для ШР - 1

Линия к ЭП 25: выбираем предохранитель по следующим условиям:

Выбираю предохранитель типа ПР-2 -60

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ - (32,5+12)

Линия к ЭП 26-29: выбираем предохранитель по следующим условиям:

Выбираем предохранитель типа ПР-2-60

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ - (34+12,5)

Линия к ЭП 30: выбираем автомат марки ВА по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА-57 - 31

Выбираем провод по следующим условиям:

Выбираем провод марки АПВ - (316+110)

Выбор защитных аппаратов для к ТП

Линия к ЭП 31-33: выбираем автомат марки ВА по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА57 - 35

Выбираем кабеля по следующим условиям:

Выбираем провод марки ААБ - (395+170)

Выбор автомата (В2), кабельной линии и типа шинопровода

ШРА - 1

Выбираем шинопровод по условию:

Принимаю шинопровод типа ШРА73ВУЗ - 400

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА - 57 - 39

Выбираем кабель к ШРА - 1:

Выбираем кабель типа ААБ - (3185)+(1150)

Выбор автомата(В3), кабельной линии и типа узла питания

ШР - 1

Выбираем распределительный шкаф по условию:

Принимаю распределительный шкаф типа ШР11-73-701 - 250

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА - 57 - 31

Выбираем кабель к ШР - 1:

Выбираем кабель типа ААБ - (325)+(116)

Выбор автомата В4, кабельной линии и типа щитка освещения ЩО

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА51 - 25

Выбираем кабель ЩО:

Выбираем кабель типа ААБГ - 1 - (42,5)

Выбор ШМА

25002107,562

Выбираем шинопровод типа ШМА -68Н

Выбор вводного автомата (В1)

Выбираем автомат по следующим условиям:

Выбираем автомат типа ВА53 - 43 - 2500

Выбираем кабель типа 5ААБ - (3240)+(1185)

7. Схема питания наиболее удаленного электроприемника цеха

Для расчета токов короткого замыкания составим схему питания наиболее удаленного электроприемника цеха.

а) б)

Рисунок 2 - а) схема питания ЭП №6; б) схема замещения

активное и реактивное сопротивление трансформатора

активное и реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей

активное и реактивное сопротивление шкафа ШРА-2

активное и реактивное сопротивление проводов

8. Расчет токов короткого замыкания

Активное и реактивное сопротивление трансформатора:

Активное и реактивное сопротивление вводного автомата:

;

;

Активное и реактивное сопротивление ШМА-68Н, (Iн=2500А)

; L = 5 м

Активное и реактивное сопротивление автомата к ШРА-1:

;

;

Активное и реактивное сопротивление кабеля к ШРА-1:

; Lкаб = 60 м

Активное и реактивное сопротивление ШРА-1:

Активное и реактивное сопротивление провода к ЭП №1:

; Lпров = 3 м

Активное и реактивное сопротивление автомата для ЭП №1

;

;

Трехфазное короткое замыкание в точке К1

Трехфазное короткое замыкание в точке К2

Трехфазное короткое замыкание в точке К3

Двухфазное короткое замыкание в точке К1

Двухфазное короткое замыкание в точке К2

Двухфазное короткое замыкание в точке К3

Расчёт однофазного короткого замыкания

Вместо принимаем полное сопротивление цепи фаза - нуль; полное сопротивление цепи фаза-нуль кабельной линии; полное сопротивление цепи фаза-нуль провода, кабеля; полное сопротивление цепи фаза-нуль шинопровода, полное сопротивление фазы трансформатора.

(при соединении обмоток трансформатора y/y? -12)

(при соединении обмоток трансформатора ?/y? - 11)

;

;

Соединение обмоток трансформатора y/y°-12:

Однофазное короткое замыкание в точке К1

Однофазное короткое замыкание в точке К2

Однофазное короткое замыкание в точке К3

Соединение обмоток трансформатора ?/y°-11:

Однофазное короткое замыкание в точке К1

Однофазное короткое замыкание в точке К2

Однофазное короткое замыкание в точке К3

Таблица 7. Результаты расчетов токов короткого замыкания

Токи К.З., кА, кА, y/y°, ?/y°К124,421,2823,9К22,42,0734,1К31,71,472,63,3

Заключение

цех осветительный ток замыкание

В данной пояснительной записке произведен расчет электроснабжение электромеханического цеха, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения курсового проекта мы произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учета оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств.

Список использованной литературы

1.Бозжанова Р.Н., О.П. Живаева. Электроснабжение. Методические указания и задания к выполнению курсовой работы для студентов очной формы обучения специальности 050718 - Электроэнергетика. - Алматы, АИЭС, 2008. - 35 с.

.Справочник по проектированию электроснабжения: Электроустановки промышленных предприятий / Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990

3.Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования: Электроустановки промышленных предприятий / Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991

4.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: Электрооборудование. Под ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

5.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: Электроснабжение / Под ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

Введение Целью дисциплины является подготовка специалиста высокой квалификации, способного выполнять все задачи, связанные с обеспечением потребителей пр

Больше работ по теме: