Разработка схемы электроснабжения автоматизированного цеха

 

Введение


Электроснабжение - обеспечение потребителей электрической энергией.

Энергосистема - совокупность электростанций электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства преобразования передачи и распределения электрической тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

Электроэнергетическая система - электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства передачи распределения и потребления электрической энергии.

Система электроснабжения - совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергии (внешнее электроснабжение, внутризаводское электроснабжение, внутрицеховое электроснабжение).

Централизованное электроснабжение - это электроснабжение потребителей электрической энергии.

Электрическая сеть - совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии, состоящих из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Приемники электрической энергии - это аппараты, агрегаты и др., предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Потребители электрической энергии - это электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

1. Краткая характеристика особенностей технологического процесса производства механического цеха


.1 Характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и его технологического процесса производства механического цеха


Механический цех (МЦ) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия. Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования. Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.

Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы. МЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП). ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение - 6 или 10 кВ. От энергосистемы (ЭНС) до ГПП - 12 км. Количество рабочих смен - 1.

Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 1 категории. Грунт в районе цеха - супесь с температурой 0 °С, окружающая среда не агрессивная. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый. Размеры цеха А х В х Н =48 х 30 х 7 м Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3.2 м.


Таблица 1- Перечень ЭО механического цеха.

Кол-во станковНаименование ЭОРн:кВТ1,2Вентиляторы5,53Компрессор54Установка окраски электростатической4,8 1 фазные5,6Зарядные агрегаты4,5 1 фазные7,8Токарные станки1,89,29Лифты вертикальные310,30,15,35Загрузочные устройства2,511,31Торцовочные станки2,812,32,22,42Транспортёры2,613,33Сварочные аппараты514,34Продольно-фрезерные станки2,416,36Агрегатно-расточные3,517,37,20,40Транспортёры 418,38Токарно-шлифовальные4,521,41Плоскошлифовальные станки423,24,43,44Радиально-сверлильные станки1,419,39Перекладчик425,46Сборочный полуавтомат2628,48Алмазно-расточные станки:1,4

Таблица 2 - Классификация помещений по взрыво-, пожарной и электробезопасности

Наименование помещенийКатегорияВзрывоопасностиПожароопасностиЭлектробезопасностиМалярнаяВ -IIAП -IIAПОВентиляцияВ -IIAП -IIAПОСтаночное отделениеВ -IIAП -IIAПОКомната отдыхаВ -IIAП -IIAБПОУчасток подготовки деталейВ -IIAП -IIAПОСварочный участокВ -IIAП -IIAБПОЗаряднаяВ -IIAП -IIAПОПомещение мастераВ -IIAП -IIAБПОТокарный участокВ -IIAП -IIAПОКТПВ -IIAП -IIAПО

2. Расчетно-конструкторская часть


.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения


Рисунок 1- Радиальная схема электроснабжения


2.2 Расчет электронагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформатора


В качестве основного метода определения электронагрузок принят метод упорядочённых диаграмм. По этому методу расчётная максимальная нагрузка определяется в следующей последовательности: все электроприемники разбиваются на 3 распределительных пункта - электроприёмники, работающие в длительном режиме.

Определяем среднюю активную и реактивную мощности за наиболее загруженную смену


Pсм = Ки Ч Рн (кВт).

Qсм =Pсм Ч tgц (кВар).

Sсм = (кВЧА).м = Sсм ? Vл (A)


Определяем среднюю активную и реактивную мощность РП1

1.Лифты вертикальные ДБ1:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,1Ч6 = 0,6 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 0,6Ч1,73 =1,03 кВар.

Sсм = = = 1,2 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 1,2 / 0,38Ч1,73 = 1,8 A.


2.Загрузочные устройства:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч10= 1,7 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 1,7Ч1,17 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,5 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 2,5 / 0,38Ч1,73 = 3,8 A.


3.Торцовые станки :


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч5,6 = 0,9 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 0,9Ч1,17 = 1,05 кВар

Sсм = = = 1,4 кВЧА.м = Sсм ? Vл = 1,4/ 0,38Ч1,73 = 2,1 A.


4.Транспортёры :


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч10,4 = 1,7 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 1,7Ч1,17 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,5 кВЧА.м = Sсм ? Vл =2,5 / 0,38Ч1,73= 3,8 A.


5. Сварочные аппараты:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч10 = 1,7 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 1,7Ч1,17 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,5 кВ.ЧА.м= Sсм ? Vл = 2,5 / 0,38Ч1,73 = 3,8 A.


6.Продольно-фрезерные станки:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,14Ч4,8 = 0,8 кВт.

Qсм = Pсм Ч tgц = 0,8Ч1,73 = 1,4 кВар.

Sсм = = = 1,6 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 1,6 / 0,38Ч1,73 = 2,4 A.


Определяем среднюю активную и реактивную мощность РП2.

Представляет однофазную нагрузку, включенную на линейное напряжение

Эту нагрузку необходимо привести к длительному режиму и к условной трехфазной мощности.

Сначала определяется номинальная мощность, приведенная к длительному режиму работы


Рисунок 2- Схема включения однофазных нагрузок на линейное напряжение


.Установка окраски электрический:


Рн= РнЧcosц= 4.8Ч 0.6 = 2.88 кВт.


К условной трехфазной мощности.

Сначала определяется наиболее загруженная фаза


Рв= Рф.нб= (2Рн + 2Рн) /2 = (2Ч2,88 + 2Ч2,88)/2= 8,64 кВт.

Ра = Рс = Рф.нм. = (Рн + 2Рн) /2 = (2,88 + 2Ч2,88)/2= 5,76 кВт.


Неравномерность загрузки фаз составит:

Н = =50% > 15% тогда:


Ру = 3Рф.нб = 3 · 8,64 = 25,92 кВт.

Ру = Рн У = 25,92 кВт.

Pсм = Ки Ч Рн = 0,16Ч25,92 = 4,1 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц =4,1Ч1,33= 5,4 кВар.

Sсм = = = 6,8 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 6,8 / 0,38Ч1,73= 10,4 A.


8.Агрегатно-расточные:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч7 = 1,2 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 1,2Ч1,17 = 1,4 кВар.

Sсм = = = 1,8 кВ.ЧА.м = Sм ? Vл = 1,8 / 0,38Ч1,73 = 2,7 A.


9. Транспортёры


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч16 = 2,72 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 2,72Ч1,17 = 3,2 кВар.

Sсм = = = 4,1кВ.ЧА.

Iм = Sсм ? Vл =4,1 / 0,38Ч1,73= 6,3 A.


10.Токарно-шлифовальные:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч9 = 1,53 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 1,53Ч1,17 = 1,8 кВар.

Sсм = = = 2,36 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 2,36 / 0,38Ч1,73 = 3,6 A.


11.Плоскошлифовальные станки:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч8 = 1,36 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 1,36Ч1,17 = 1,6 кВар.

Sсм = = = 2,1 кВЧА.

Iм = Sсм ? Vл =2,1 / 0,38Ч1,73= 3,2 A.

12.Компрессор:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,7Ч5 = 3,5 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 3,5Ч0,75 = 2,6 кВар.

Sсм = = = 4,4 кВ.ЧА.

Iм = Sсм ? Vл = 4,4 / 0,38Ч1,73 = 6,7 A.


13.Радиально-сверлильные станки:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч5,6 = 0,9 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 0,9Ч1,17 = 1 кВар.

Sсм = = = 1,3 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл =1,3 / 0,38Ч1,73= 2 A.


14. Перекладчик:


Pсм = Ки Ч Рн= 0,14Ч8 = 1,12 кВт.

Qсм =Pсм Чtgц = 1,12Ч1,73 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,2 кВЧА.

Iм = Sсм ? Vл = 2,2 / 0,38Ч1,73= 3,3 A.


15. Сборочный полуавтомат:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,17Ч52 = 8,8 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 8,8Ч1,17= 10,2 кВар.

Sсм = = = 13,4 кВ.ЧА.

Iм = Sсм ? Vл = 13,4 / 0,38Ч1,73= 20,6 A.

16.Алмазно-расточные станки:


Pсм = Ки Ч Рн= 0,17Ч2,8 = 0,4 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц =0,4Ч1,17 = 0,46 кВар.

Sсм = = = 0,6 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 0,6 / 0,38Ч1,73= 0,9 A.


Определяем среднюю активную и реактивную мощность РП3

17.Зарядные агрегаты:


Рн= РнЧcosц = 9Ч0.8 = 7,2кВт.


К условной трехфазной мощности.

Сначала определяется наиболее загруженная фаза


Рв = Рф.нб= (2Рн + 2Рн) /2 = (2Ч7,2 + 2Ч7,2)/2= 14,4 кВт.

Ра = Рс = Рф.нм. = (Рн+ 2Рн) /2 = (7,2 + 2Ч7,2)/2= 10,8 кВт.


Неравномерность загрузки фаз составит:

Н= =33% > 15% тогда:


Ру = 3Рф.нб = 3Ч14,4 = 43,2 кВт.

Ру = Рн У = 43,2 кВт.

Pсм = Ки Ч Рн = 0,7Ч43,2 = 30,24 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц =30,24Ч0,75 = 22,68 кВар.

Sсм = = = 37,8 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 37,8 / 0,38Ч1,73= 58,1 A.


18.Токарные станки:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,14Ч3,6 = 0,45 кВт.

Qсм =PсмЧ tgц = 0,45Ч1,73 = 0,78 кВар.

Sсм == = 0,9 кВ.ЧА.

Iм = Sсм ? Vл = 0,9 / 0,38Ч1,73 = 1,4 A.


19.Вентиляторы:


Pсм = Ки Ч Рн = 0,6Ч11 = 6,6 кВт.

Qсм =Pсм Ч tgц = 6,6Ч0,75 = 4,9 кВар.

Sсм = = = 8,2 кВ.ЧА.м = Sсм ? Vл = 8,2 / 0,38Ч1,73 = 12,6 A.


Определяем общее количество электроприёмников по цеху;

?n = 48

Определяем суммарную номинальную мощность;

Рн = 243,92 кВт.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования;


Ки.с.в. = ?Pсм / ?Рн = 41,3/243,92 = 0,17

сosцср. = РсмУ / Scм У = 70,28 /97,66 = 0,7цср. = QсмУ / РсмУ = 76,29 / 70,28 = 1,08= Рн.нб / Рн.нм. = 26/1,4 = 18,5

nэ = F(n, m, Ки.ср,) =(4: 18.5: 0.17)

n<5 m>3 Ки>0,2


По величине nЭ и Ки.с.в. определяем по таблице коэффициент максимума:

Км = 1, 7

Максимальный ток:


Iм = Sм= Sсм ? Vл =97,66/ 0,38Ч1,73= 97,7A.


Выбор мощности силового трансформатора

Потери активной мощности;


ДРт = 0,02 Ч Sм = 0,02Ч97,66 = 1,9 кВт.


Потери реактивной мощности;


ДQт = 0,1Ч Sм = 0,1Ч97,66 = 9,7 кВар.


Полные потери в трансформаторе;


ДSт = = = 9,8 кВт.ЧА.


Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности

т = 0,7 Ч Sм= 0,7Ч97,66= 68,3 кВЧА.


Выбран трансформатор 2*ТМ-100/6-10

Определяется коэффициент загрузки трансформатора:


К3= Sнн /n Ч Sном.т = 97,66 / 2Ч100 = 0,4

Таблица 3 - Сводная ведомость нагрузок

Максимальная нагрузкаIм, А0,912,66,710,458,11,41,83,82,13,83,82,42,76,33,63,223,320,6150Sм, кВ*А0,68,24,46,837,80,91,22,51,42,52,51,61,84,12,362,11,32,213,497,6Qм, кВар0,464,92,65,422,60,7810,31,91,051,91,91,41,43,21,81,611,910,248,3Pм, кВт0,46,63,54,130,20,450,61,70,91,71,70,81,22,721,531,360,91,128,841,3Км1,37nэ18Сменная нагрузкаSсм, кВ*А0,68,24,46,837,80,91,22,51,42,52,51,61,84,12,362,11,32,213,463,5Qсм, кВар0,464,92,65,422,60,7810,31,91,051,91,91,41,43,21,81,611,910,248,3Рcм, кВт0,46,63,54,130,20,450,61,70,91,71,70,81,22,721,531,360,91,128,841,3m>3Заданная нагрузка, приведённая к длителдбному режимуtgц1,170,750,751,330,751,731,731,171,171,171,171,731,171,171,171,171,171,731,170,16cosц0,650,80,80,60,80,50,50,650,650,650,80,50,650,650,650,650,650,50,650,4Ки0,170,60,70,160,70,140,10,170,170,170,170,140,170,170,170,170,170,140,170,17Рн?, кВт2,811525,943,23,66105,610,4104,8716985,6852243Рн, кВт1,45,554,84,51,832,52,82,652,43,544,541,442688,7n221122242422242242248Наименование электроприёмниковСтанок для снятия провесовДС40ВентиляторыКомпрессорУстановка окраски электрическойЗарядные агрегатыТокарные станкиЛифты вертикальные ДБ1Загрузочные устройстваТорцовочные станки ДС1Транспортёры ДТ4Многопильные станки ЦМССтанки для заделки сучковФуговальные станкиТранспортёры ДТ6Шипорезные станки ДС35Станки четырёх сторонние ДС38Станки для пол-установки полупетель ДС39Всего Перекладчик ДБ14Сборочный полуавтомат ДА2


Таблица 4- Параметры трансформатора.

U.кВПотери, ВтUкз, %Iхх, %Sном, кВ*АВНННХХКЗ6/100,40,491,974,5%2,6%100

Расчёт компенсирующего устройства

Мощность компрессующих устройств определяется как разность между фактической наибольшей реактивной мощностью Qр.м. нагрузки предприятия и предельной реактивной мощностью Qэ представляемой предприятию энергосистемой по условиям режима её работы


Таблица 5- Сводная ведомость.

ПараметрсosцtgцРм, кВтQм, кВарSм, кВЧАВсего0,71,0841,348,397,66

Определяется расчетная мощность компенсирующего устройства:

кр. = б Рм (tgц - tgцк) = 0,9Ч 41,3 (1,08 -(- 0,38)) = 54,2 кВар.


После определения Qк выбираем необходимый конденсатор установки

Выбрали конденсатор

2*СВ-0,38-100-50УЗ 100Ч50


Таблица 6- Параметры конденсатора.

ТипНоминальное напряжение, кВЧисло и мощность регулируемых ступеней.Номинальная мощность, кВар.СВ-0,38-100-50УЗ 0,382Ч50100

2.3 Расчет и выбор элементов электроснабжения


.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

Требуется: составить расчетную схему электроснабжения; рассчитать и выбрать аппарат защиты; рассчитать и выбрать кабельную линию электроснабжения.

Ток в линии составит:


Iт = SтЧ Vн = 100 / 1,73Ч0,4 = 144,5 А.

н.а.? Iн.р.;

Выбран автоматический выключатель

*ВА 51Г-33


Таблица 7 - Технические характеристики автомата ВА 51Г-33

Vн.а., В.Iн.а., А.Iн.р., А.Iу(п), А.Iу(кз), А.Iоткл, В.ЧА.38016080,100,125,1601,251012,5

Выбор распределительных пунктов производится на основании и количестве подключаемых электрических потребителей и значении расчётной нагрузки. 3*ПР85-3-001-21-УЗ


Таблица 8 - Выбран распределительный пункт.

Номер схемыIн АIP21IP54001160120120

.3.2 Выбор линий электроснабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШРМ. Этот электроприёмник - сборочный полуавтомат

Рн =26 кВт.

сosц= 0,65

Ю= 0,9

-фазный ДР

На схему наносим известные данные;

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА


Im= Sт/Vн = 68,3/1,73 Ч 0,4 = 98,3 А.


Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:н.а.? Iн.р.;н.р. ? Iт = 98,3 А.

Так как на ШРМ количество ЭП более 5, а наибольшим по мощности является сборочный полуавтомат, то:


Iн.нб=Pн/Vнcosц Ч Ю = 26/ 1,73Ч0,38Ч 0,65Ч 0,9 = 67,6 А.


Номинальный ток расцепителя:

н.р ? 1,25 Iд = 1,25 Ч 67,6 = 84,5 А.


Выбран автоматический выключатель для РП2

*ВА 51Г-31


Таблица 9-Технические характеристики автомата ВА 51Г-31

Vн.а., В.Iн.а., А.Iн.р., А.Iу(п), А.Iу(кз), А.Iоткл, В.ЧА.38010080,1001,353,7,107

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ 3* (3* 90)

Сечение провода 16 мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-100-38-УЗ

Выбор линий электроснабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШРМ. Этот электроприёмник - Многопильные станки ЦМС

Рн =10 кВт.

сosц= 0,8

Ю= 0,9

-фазный ДР

На схему наносим известные данные

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА


Im= Sт/Vн = 68,3/1,73 Ч 0,4 = 98,3 А.


Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:н.а.? Iн.р.;н.р. ? Iт = 98,3 А.

Так как на ШРМ количество ЭП более 5, а наибольшим по мощности является сборочный полуавтомат, то:


Iн.нб=Pн/Vнcosц Ч Ю = 11/ 1,73Ч0,38Ч 0,8Ч 0,9 =23,3 А.


Номинальный ток расцепителя:

н.р ? 1,25 Iд = 1,25 Ч23,3 =29,1 А.


Выбран автоматический выключатель для РП1

*ВА 51-31

Таблица 10- Технические характеристики автомата ВА 51Г-31

Vн.а., В.Iн.а., А.Iн.р., А.Iу(п), А.Iу(кз), А.Iоткл, В.ЧА.38010031.5,40,50,631,353,7,106

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ 3* (3* 38)

Сечение провода 4 мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-250-38-УЗ

Выбор линий электроснабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШРМ. Этот электроприёмник - зарядные агрегаты:

Рн =43,2 кВт.

сosц= 0,8

Ю= 0,9

-фазный ДР

На схему наносим известные данные

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА


Im= Sт/Vн = 68,3/1,73 Ч 0,4 = 98,3 А.


Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:н.а.? Iн.р.;н.р. ? Iт = 98,3 А.

Так как на ШРМ количество ЭП более 5, а наибольшим по мощности является сборочный полуавтомат, то:


Iн.нб=Pн/Vнcosц Ч Ю = 43,2/ 1,73Ч0,38Ч 0,8Ч 0,9 =91,2А.


Номинальный ток расцепителя:

н.р ? 1,25 Iд = 1,25 Ч91,2=114 А.


Выбран автоматический выключатель для РП3

*ВА 51Г-33


Таблица 11-Технические характеристики автомата ВА 51Г-33

Vн.а., В.Iн.а., А.Iн.р., А.Iу(п), А.Iу(кз), А.Iоткл, В.ЧА.38016080,100,125,1601,251012,5

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ 3* (3* 115)

Сечение провода 25мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-250-38-УЗ


.4 Расчёт токов короткого замыкания


.4.1 Выбор точек и расчёт короткого замыкания

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания

Сопротивление приводится к НН:


Для трансформатора:

Rт = 31,5 мОм.

Хт=64,7 мОм.

Zт =779 мОм.

Для автоматов:

R1sf=1.3 мОм.

Rn1sf=0.75 мОм.

X1sf=1.2 мОм.

Для кабелей:

Х0= 0,09

R0 = 1,25

Так как в схеме 3 параллельных кабеля то :

= 1,25 =0,4 мОм.

Rкл1=0,4Ч5=2 мОм.

Xкл1= 0.09 5 = 0.45 мОм.

Для шинопровода ШРМ -75-250-38-УЗ:

0,21

=0,42

Rш= 0,21*2 =0,42

Xш= 0,21 *2=0,42

Для ступеней распределения:

Rcl= 15

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между токами КЗ


Rэ1= Rc+Rt+R1sf+ Rn1sf+ Rcl= 16+31,5+1,3+0,75+15= 64,55 мОм.

Хэ1= Xc + Xt+ X1sf = 1,9+64,7+ 1,2 = 67,8 мОм.

Rэ2= R1sf+ Rn1sf+ RклI+ Rш+ Rc= 1,3+0,75+2+0,42+15= 19,5 мОм.

Хэ2= X1sf+ XклI+Xш= 1,2+0,45+0,42=2,07 мОм.

Rэ3= R1sf+ Rn1sf+ RклI=1,3+0,75+0,42=2,5 мОм.

Хэ3= X1sf+ XклI=1,2+0,45=1,65 мОм.


Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ:

Rк1= Rэ1=64,55 мОм.

Xк1= Хэ1 =67,8 мОм.


Zк1= = =93,6 мОм.

Rк2= Rэ1+ Rэ2=64,55+19,5=84,5 мОм.

Хк2= Хэ1+ Хэ2=67,8+2,07= 69,87 мОм.

Zк2= == 109,6 мОм.

Rк3= Rк2+Rэ3=84,5+2,5=87 мОм.

Хк3=Хк2+ Хэ3=69,87+1,65= 71,52 мОм.

Zк3=== 112,6 мОм.


= = 0.9

= =1,2

= = 1,2


Определяем коэффициенты Ку и q:


Ку1= F= F(0.9)= 1.0

Ку2= F= F(1,2)= 1.0

Ку3= F= F(1,2)= 1.0= ==1

q2=q3=1

Определяются 3-фазные токи КЗ:

к1 = = 2,3 кА.к2 = = 2 кА.к3 = = 1,9 кА.

Iук1 = q1Iк1 =2,3 кА.

Iук2 = q2Iк2 =2 кА.

Iук3= q3Iк3 =1,9 кА.

iук1 = Ку1Iк1=1,411,02,3= 3,2 кА.

iук 2 = Ку2Iк2=1,411,02 =2,82 кА.

iук3 = Ку3Iк3=1,411,01,9 =2,6 кА.


Таблица 12 - Сводная ведомость токов Кз:

Точка КЗRк мОмХк мОмZк мОмRк/ХкКуqIк кАiу.кАI кАК164,5567,893,60,91,012,33,22,3К284,569,87109,61,21,0122,822К38771,52112,61,21,011,92,61,9

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания.


Рисунок 3 - Схема расчётная

Рисунок 4- Схема замещения упрощённая


2.4.2 Проверка элементов по токам короткого замыкания

Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяют:

На надёжность срабатывания:


1SF:Iк1? 3 Iн.р. (1SF) = 2,3 > 3 0,16 кА.

SF1 :Iк2 ? 3 Iн.р. (SF1) = 2 > 3 0,1 кА.

SF :Iк3 ? 3 Iн.р. (SF) = 1,9 > 3 0,063 кА.


Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

На отключающуюся способность:


1SF: Iоткл(1SF) ? = 12,5 < 1,412,3: Iоткл(SF1) ? = 7 1,41 2: Iоткл(SF) ? = 6 > 1,41

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь

На отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе К0 для Iу (кз) каждого автомата:у(кз) ? Iп (для ЭД);у(кз) ? Iпик (для РУ);

Согласно условиям проводники проверяются:

На термическую стойкость


Кл (ШНН - ШРМ) : Sкл1.тс 3 95 х 39,6 кл1.тс = aIк2= 11 = 39,6


По таблице = 3,5 с.

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют.

На соответствие выбранному аппарату защиты:

Учётно при выборе сечения проводника

Iдоп>ЛзшIу(п)

Согласно условию шинопровод проверяют:

) на диаметрическую стойкость:

Уш. доп ?Уш

Для медных шин Удоп = 7 Н/


Уш =Ммаx/W = 5150/5,3= 972 Н/

Ммаx= 0,125 Fм1 = 0,125 137,3 = 5150 Нсм.


Шинопровод динамически устойчив.

На термическую стойкость:

Sш? Sш.тс


Sш = bh = 5 80400

Sш.тс= aIк2 = 11 2 = 39,6


Шинопровод термически устойчив. Следовательно он выдержит кратковременный нагрев при КЗ до 200


2.4.3 Определяем потери напряжения для кабелей

Определяем потери в трансформаторах:

а) Реактивные потери холостого хода


Qxx= Sнтixx/100 =100 2,6/100 = 2,6 кВар.


б) Реактивные потери короткого замыкания


Qкз= SнтUкз/100 =100 4,5/100 = 4,5 кВар.


Где: i- ток холостого хода в %

U- напряжение короткого замыкания в %

в) Приведённые потери холостого хода


?Pхх=Pхх+КэкPкз = 0,49+0,07 1,97= 0,62 кВт.


Где: Кэк=0,05 - 0,07 кВт/кВар - экономический эквивалент;

Pхх - потери холостого хода, кВт;

Pкз - потери короткого замыкания.

Определяем полные потери мощности в трансформаторах:


?Pт = n (?Pхх+ ?Pкз)= 2(0,62+0,16+1,97) =5,5 кВт.

Где: n - число трансформаторов;

Кз - коэффициент загрузки трансформатора.

Определяем потери в линиях:


?Pл = L ?pn = 1 3 2 = 5,9 кВт.


Где: ?p -потери в кабеле на 1км длины;

L - длина кабельной линии;

N - число трансформаторов

Кз - коифециент загрузки


Кз=Ip/Iдоп= 114/115= 0,99


Где: Ip - расчётный ток;

Iдоп- длительно-допустимый ток для данного сечения

Определяем суммарные потери:


??P = ?Pт + ?Pл = 5,5+5,9= 11,4 кВт.


2.5 Осветительная нагрузка участков предприятия


Для проведения грамотного светотехнического расчета воспользуемся методом коэффициента использования.

1.Выбираем источники света:

Рассмотрим три вида источников:

а) лампы накаливания;

б) люминесцентные лампы;

в) дуговые лампы (металлогалогеновые).

Лампы накаливания самые дешевые, но срок их службы в несколько раз меньше чем у остальных, слабее световой поток, следовательно, требуется устанавливать более мощные лампы и часто их менять, что очень не удобно и экономически не выгодно.

Люминесцентные лампы требуют пускорегулирующей аппаратуры, обладают высоким световым потоком, но малой мощностью из-за чего используются в помещениях со световым фоном и низкими потолками, где не требуется мощного освещения (здания административно-хозяйственного комплекса).

Дуговые лампы так же требуют пускорегулирующую аппаратуру, обладают высоким световым потоком, солнечным световым спектром (5200 °С), длительным сроком эксплуатации (10000 ч.), высокой яркостью и мощностью, что делает их основными источниками света, которые применяют для освещения цеха.

Из сравнения предложенных вариантов делаем вывод, что для освещения цеха целесообразно применить дуговые металлогалогеновые лампы (ДРИ).

2. Выбираем тип светильника:

Для использования ДРИ можно применить два типа светильников:

а) глубокоизлучатель эмалированный;

б) светильник СУ.

Глубокоизлучатель эмалированный предназначен для ламп мощностью до 100 Вт и нормальных условий эксплуатации. Имеет эмалированный отражатель, пыле-, влагозащищенный.

Светильник СУ - то же самое, что и предыдущий светильник, но отражатель не покрыт эмалью, вследствие чего происходит удешевление конструкции светильника.

Сделав сравнение приведенных вариантов принимаем к установке светильник СУ.

3. Выбираем систему освещения:

Рассмотрим предлагаемые варианты:

а) общее освещение - освещение всего помещения;

б) местное освещение - освещение отдельных рабочих поверхностей и мест;

в) комбинированное освещение - совокупность общего и местного освещения.

Так как технологический процесс изготовления корпусной мебели не требует местного (детального) освещения, то принимаем к установке общее освещение.

. Определяем номинальную освещенность Ен по характеристике производимых зрительных работ (Л 4; т.18; стр.24): Ен = 100 Лк

. Определяем расстояние между светильниками Lа и рядами светильников Lв


Lа = ла * h;

Lв = лв * h,


где h - высота от рабочей поверхности до светильника;

л - коэффициент экранирования светильников ла = 1ч1,5 и лв = 0,8ч1,2.

Lа = 1* 10 = 10 м

Lв = 1 * 10 = 10 м

Определяем расстояние от крайних светильников до стен. Так как работа у стен не ведется, то выбираем формулу:

lа.в = (0,4ч0,5) * Lа,в

lа.в = 0,5 * 10 = 5 м

6.Определяем число светильников в ряду и число рядов:


nа = (A - 2 * lа ) / Lа + 1

nв = (В - 2 * lв ) / Lа + 1

nа = (48 - 2 * 5 ) / 10 + 1 ? 4 шт.

nв = (32 - 2 * 5 ) / 10 + 1 ? 2 ряда

Количество светильников в ряду принято равным 4, а не 5, так как у стен не ведется работа и не установлено оборудование, никакой опасности более низкий уровень освещенности за собой не влечет и это выгодно по экономическим соображениям.

7.Общее число светильников находим по формуле:


N = nа * nв


N = 4 * 2 = 8 шт.

8. Определяем расчетный световой поток:


Фр = Кз * Z * F * Eн /( з * N)


Фр = 1.5 * 1.1 * 3700 * 100 / 0.75 * 35 = 23572 Лм

9. По расчетному световому потоку определяем стандартный световой поток Фст и находим мощность лампы Рл

Фст = 32000 Лм

Рл = 400 Вт

10. Находим максимальную расчетную активную мощность осветительной установки:


Рр max1 = Рл * N * Ксо,


где Ксо - коэффициент спроса по освещению (Л 3; т.4,3; стр.295)

Рр max1 = 400 * 35 * 0,85 = 11,9 кВт

. Находим максимальную расчетную реактивную мощность осветительной установки:


Qр max1 = Рр max1 * tgц max

Qр max1 = 11.9 * 0.62 = 7.4 кВАр

. Находим полную мощность осветительной установки:


Sо у = Рр max1 / cosц


Sо у = 11,9 / 0,85 = 14 кВА

Принимаем к установке лампы ДРИ-Т 400-5.


3. Расчёт заземления


Определяется расчётное сопротивление одного вертикального электрода


rв= 0.3pKсез.в= 0.31001.3 =39 Ом.


Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ


Iз = = 20 А.


Rзу1< = = 6,25 Ом.

Требуемое по НН Rзу2< 4 Ом на НН

Принимается Rзу2 = 4 Ом.

Но так как P> 100 Омм то для расчёта принемается

Rзу< 4 = 4 = 4 Ом.

Определяется количество вертикальных электродов без учёта экранирования


Nв.р= = = 9,75 принимается Nв.р= 10


С учётом экранирования

Nв.р= = 14.5 Принимается Nв = 15


Введение Электроснабжение - обеспечение потребителей электрической энергией. Энергосистема - совокупность электростанций электрических и тепловых сете

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ