Реферат: Электроснабжение ремонтно-механического цеха

Реферат: Электроснабжение ремонтно-механического цеха

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОМУ КОМПЛЕКСУ

КРАСНОДАРСКИЙ МОНТАЖНЫЙ ТЕХНИКУМ

Специальность: Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования

предприятий и гражданских зданий.

Электроснабжение ремонтно-механического цеха

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КМТ 3-КП-001-4Э ПЗ

Руководитель проекта Студент гр. 4Э

В.С.Малиновский Лебедев А.Н.

Нормоконтроль

В.С.Малиновский

Краснодар- 2001

Содержание.

Введение.

1. Исходные данные для проектирования, характеристика объекта.

2. Выбор схемы электроснабжения. Схема силовой распределительной сети напряжением 0,38 кв. Выбор комплексного оборудования.

3. Расчет электрических нагрузок.

3.1 Расчет эл.нагрузок силового оборудования на напряжении 0,38 кв.

3.2 Расчет нагрузок электрического освещения.

3.3. Расчет электр. нагрузок по объекту.

4. Расчет силовой, питающей и рнаспрделительной сети на напряжении 0,38 кв. Расчет и выбор аппаратов защиты.

5. Компенсация реактивной мощности. Расчет и выбор конденсаторной компенсирующей установки.

6. Расчет и выбор числа и мощности силового трансформатора внутрицеховой КТП.

7. Схема электроснабжения на стороне.

8. Расчет высоковольтной питающей линии.

9. Расчет типов К3. Выбор и проверка высоковольтного эл.оборудования КТП на

стойкость действия токов К3.

10. Конструктивное исполнение и расчет контура заземления КТП.

Список литературы.

Введение.

Данная работа является пояснительной запиской к курсовому проекту. Курсовой проект является завершающей самостоятельной работой учащегося. Он показывает его умение использовать на практике его теоретические знания: успешному выполнению проекта способствует хорошее усвоение теоретических положений по специальным предметам.

Руководит работой учащегося над курсовым проектом преподаватель, ведущий специальные предметы. Он определяет тему проекта и выдает задание с исходными данными, указывая сроки начала и окончания проекта. Тема и объем задания утверждаются цикловой комиссией спец дисциплин техникума.

Успешное завершение проекта достигается систематической работой учащегося

по составленному руководителем графику при постоянных консультациях по отдельным разделам проекта с проверкой у руководителя правильности принятых решений. Календарный график на весь период работы над проектом позволяет правильно распределить время учащегося, дает возможность контролировать его работу и исключает чрезмерную нагрузку в последние ()

Раздел 1.

Исходные данные для проектирования. Характеристика объекта.

Тема проекта- электроснабжение ремонтно-механического цеха.

Цех выполнен из кирпича, стены оштукатурены, побелены, потолок перекрыт пустотелыми плитами, пол бетонный, имеются двери, окна одностворчатые, грузоподъемники и грузоподъемные механизмы отсутствуют. Размеры помещения: длина -24м, ширина-12м, высота-7м.

В ремонтно-механическом цехе используются : дисковая пила, токарно-центровой станок.

Из этого следует. что основным потребителем электроосвещения, являются электродвигатели, но в цехе есть и цепь освещения, которая потребляет сравнительно малое количество электроэнергии. На территории предприятия среда нормальная, отсутствует запыленность и агрессивные смеси в воздухе. Помещение не взрывоопасное, так как на территории цеха отсутствуют взрывоопасные вещества.

Цех запитан от существующей ГПП напряжением 10кв подведенным до КТП кабельной линией длинной 4км со II степенью надежности. Силовые электроприемники запитываются от сети переменного тока частотой 50Гц напряжением 220В. По заданию курсового проекта рекомендуется выбрать: тип защитной аппаратуры- предохранители , автоматы, тип источника света- лампы накаливания, тип грунта– чернозем с сопротивлением естественного заземлителя сопротивлением 10 Ом.

Раздел 2.

Выбор схемы электроснабжения. Схема силовой распределительной сети напряжением 0,38кв. Выбор комплектного электрооборудования.

В данном разделе определяются и принимаются основные решения по курсовому проекту. Питание силовых электроприемников напряжения до 1000 В может осуществляться по радиальным магистральным и комбинированным электросхемам. При выборе схемы учитывается единичная мощность электроприемников и их размещения, характер производства , надежность электроснабжение, расположение подстанций, конструктивное выполнение сети.

На участке от ГПП до цеховой ТП принимается радиальная схема питания цеховой КТП. Высоковольтная линия проложена в земле кабелем марки ААБ .

В курсовом проекте принимается цеховая КТП с двумя трансформаторами типа ТМФ , так как цех имеет вторую категорию по степени надежности электроснабжения КТП устанавливается внутри цеха. Силовой шкаф запитывается по радиальной схеме от цеховой КТП.

Питание приемников электрической энергии выполняется по смешенной схеме проводом марки АПВ в пластмассовых трубах в полу и шинопроводах ШРАМ- 100

с ответвительной коробкой У2890-М43 на тросу. Так же в проекте предусматривается освещение цеха. Принимается осветительный шкаф серии

ОЩВ-12, который запитывается от цеховой КТП , кабелем по стене на скобах марки АВВГ. Светильники запитываются по радиальной схеме в три ряда на троссе кабелем АВВГ.

Раздел3.

Расчет электрических нагрузок.

3.1. Расчет электрических нагрузок силового оборудования напряжением 0,38 кв.

При проектировании элекртоснобжения предприятия важным вопросом является расчет электрических нагрузок, с учетом этих нагрузок производится выбор всех элементов электроснабжения.

Значение коэффициента мощности и коэффициента использования определяем по таблице ( 2.с 33).

Определяем суммарную установочную мощность электроприемников Ру активные и реактивные мощности Рсм и Qсм.

Ру=113,3

Рсм=Ки * Рнт Рсм=0,17 * 113,3=19,3 квт

Qсм= Рсм * tg Qсм=19,3 * 1,17=22,5 квар

Коэффициент мощности: tg - средневзвешенное.

Рассчитываем показатель силовой сборки m=Pн max/Pнmin, где Pн max- мощность наименьшего.

m=29,725/8,825> 3.4>3.

4. Определяем эффективное число эл.приемников

nэ=n*nэ, nэ=2Ру/Р макс=2-113,3/29,275=8

Для группы электроприемников определяем максимальные нагрузки:

Рм=Км  Рсм=2,31 * 19,3= 44,6 квт;

Qсм= 1,1 * 22,5= 24,75 при nэ 10

Максимальный ток нагрузки Iм=Sм/0,66= 77,2 А.

3.2 Расчет нагрузок электрического освещения.

Расчет нагрузок сети освещения сводится к определению установленной мощности сети электроосвещения. Установленная мощность определяется, после проведения светотехнического расчета.

Задачей светотехнического расчета является определение системы “ вида освещения”, выбор типа светильника и источника света, определение единой мощности светильника, их количество и размещение их на плане помещения.

Исходными данными для проведения расчета являются размеры помещения: длина А= 24 м, ширина В= 12 м, высота Н= 7 м.

По условиям среды и монтажа осветительной сети принимаем светильники типа НСП- 07. С учетом внутренней отделки принимаются коэф. отражения: потолок рn= 50% стены рс= 30%, рабочие поверхности Рр= 10%.

Так как по заданию светильник с лампой накаливания, то принят коэф.запаса

Кз= 1,15, Z=1,15.

Определяем освещенность: Ен= 150 мк

Площадь помещения S=AB; S=24*12=288 м2

Расчетная высота Нр=Н-( hc-hp)

Hp= 7-(0.5+1)= 5.5м

Определяем индекс помещения:

=S/Нр(А+В); =288/5,5*(12+24=1.45).

По полученным значениям типа светильника, коэф.отрицания, индекса опред.коэф.использования светового потока установка  =5,5%. Лампа накаливания типа Б220-200, Р=2920м.

Определяем световой поток ряда Ф ряда=Ен*S*Kз*Z/N*

Ен- нормальная освещенность лк;

S-площадь м2

Кз- коэф.запаса ед: Z-коэф.неравнопарности, ед:

N-число установок.

Фряда=150*288*1,15*1,15/1*0,55=690,90 мм.

Определяем количество светильников Ncв=Фряда/Ф1

Nсв=69090/2920=24мм

Так как светильник НСП-07 является точным источником света, то он располагается по всей длине цеха. С учетом ширины помещения принимаем 3 ряда по 8 светильников в ряду расстояние от крайних рядов до стен 2м, расстояние между светильниками 2,6м.

Определяем установленную мощность сети освещения

Руэо=РnN; Pyэо=0,2*24=4,8квт

Установленную мощность ряда

Рр= Рл*Nсв; Рр=0,2*8=1,6квт.

Расчетный ток ряда Ip-Pp/ 3Vлcosф

Ip=1,6/1,7*0,38*1=2,5 A

Iур=Ip*1,2 Iур=2,5*1,3=3А

Выбираем кабель марки АВВГ( 4+6)

Расчет для дежурного освещения производится аналогично. При расчете по току нагрузки приняты сечения всех участков 6 мм2.

Составим расчетную схему сети освещения

ктп о

1 2 3 4 5 6 7 8

що

Для сетей электрического освещения производственных зданий допускаются потери U% составляют не более 2%.

Определяем суммарный момент нагрузки одного ряда светильников

М=Р(с-1+1-8/2);

М=1,6( 16+18,2/2 )=40,16квт

Определяем расчитаное сечение групповой линии

Sp=M/C+Vn% C=44

Sp=40.1,6/4*4*2=0,46 мм2

Определяем фактическую потерю напряжения по стандартному сечению проводников Sст=Smin=2,0мм2.

Uф=М/С*Sсек Uф=40,16/44*2=0,46%

Фактическая потеря UфU меньше допустимой

т.е. 0,46%

Составим таблицу.

3.3. Расчет электрических нагрузок по объекту в целом.

Производим расчет всех приемников цеха за вычетом приемников, данных по варианту.

Все приемники делим на две группы с переменным и постоянным графиком нагрузки.

Расчет производится аналогично части 3.1.

Результаты заносятся в таблицу 3.1.

Раздел 4.

Расчет силовой питающей и распределительной сетей на напряжение 0,38 кв.

Задачей расчета является определение марки и сечения проводов питающих линий.

Расчет производится по отдельным приемникам.

Определяем расчетный ток по формуле:

I=Pн/3Uлcos; н=кпд приемника, опр.по табл.

Определяем: Iн=Ip=Iн1+Iн2+Iн3+Iн4

Ip=57.2+30.25+23.2+20.05=130,7А

Определяем ток автомата по формуле

Iуст=1,2*Iр=1,2*130,7=156,8 А.

Выбор ответвительной коробки типа У2022 МУЗ с автоматическим выключателем А3710 на 160А.

Выбор шинопровода марки ШРА- 4- 250-32- 193 на 4 ответвителя с Iн=250А, сечением шин S= 5735 мм2.

Для нахождения тока плавной вставки используем формулу:

Iв=Imax/ , где Imax=Ip=KлIн,

-коэф.=1,6.

Iв=6,99*5/1,6=27,8А.

Выбираем плавную вставку типа ИПН60 с номинальным током 25А.

Для других позиций расчет аналогичен.

С учетом количества отходящих линий, токов питающей линией выбираем силовой щит ЩРС – ( 20У3 15*60) Z=250.

Раздел 5.

Компенсация реактивной мощности. Расчет и выбор конденсаторной компенсирующей установки.

Величина реактивной мощности в электрических сетях зависит от коэффициента мощности. Для его повышения естественным путем используются следующие мероприятия.

1. Правильный выбор мощности.

2. Понижение напряжения у мало загруженного двигателя.

3. Ограничение работающих двигателей.

4. Правильный выбор ЭД по мощности и типу.

5. Более качественный ремонт ЭД.

Значительное повышение коэф. мощности cosф естественными методами невозможно, поэтому в дополнение к естественным мероприятиям применяют искусственные методы компенсации реактивной мощности.

В качестве искусственных компенсаторов применяются комплектные конденсаторные установки. Исходя из экономических соображений проектом выбран централизованный метод компенсации реактивной мощности.

Рассчитываем коэф. мощности цеха до компенсации: tgф= Qм/Pм. Где Qм- макс. реактивная мощность, кВар.

tgф=108,32/148,86=0,72

Рассчитываем мощность компенсирующей установки Qку.

Qк.у=Рm( tgф-0,33 )=148,86/0,72-0,33=58,05 квар

Установка типа УКЗ-0,38-75УЗ, Q к.ку=75квар факт.значение коэф.мощности:tgФф=

tgфф=

полная мощность после компенсации Sсм= Рм2=(Qм- Qк.ку)2=152,96 коа.

Раздел 6

Расчет и выбор числа и мощности силовых трансформаторов внутрицеховой КТП.

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения системы электроснабжения. В нормальных условиях силовые трансформаторы должны обеспечивать питание всех электроприёмников предприятия. Как правило, число трансформаторов на подстанции должно быть не более двух. Наиболее экономичны одно-трансформаторные подстанции, которые при наличии центрального резерва или связи по вторичному напряжению могут обеспечивать надежное питание потребителей второй и третей категории по сетям низкого напряжения и для питания электроприёмников третей категории. С учётом второй категории по надёжности электроснабжения принимаем комплектную одно-трансформаторную подстанцию на напряжение 10/0,4 кВ.

Расчётная полная мощность силового трансформатора на КТП

ST = SM/*NT

ST = 152,96/0,7*1=218,5 кВАр

Принимаем цеховую трансформаторную подстанцию типа КТП-250-10/0,4 с одним силовым трансформатором типа ТМФ-250/10

Коэффициент загрузки

 = SM/ST;

 = 152,96/218,5=0,690,7

Результат проверки удовлетворяет ПУЭ.

Таблица 6.1

Технические данные силового трансформатора.

Раздел 7.

Схема электроснабжения на стороне.

Трансформатор.

ST=25 MB*A

С U=115/6.3 кВ

Uкз=10,5%

ЛЭП

Л1 Л2 Х0=0,39 Ом/км

L=100 км

Система.

Sc=1000 кВА

Хкс=0,25

1Т

рис.1 Схема электроснабжения на напряжение 115/10 кВ

Раздел 8.

Расчёт высоковольтной питающей линии.

Задачей расчёта является определение марки и сечение кабельной линии.

Порядок расчёта:

Определяем ток нагрузки кабельной линии в нормальном режиме:

Iн= Sнт/3Uл;

Iн=250/3*10=14,7А

Экономическое сечение кабеля:

Sэк=Iр/jэк

Iр= Iн=14,7А

Sэк=14,7/1,4=10,5 мм2

Принимаем стандартное сечение кабеля: ААВ (316) Sэк=16 мм2

Проверим по нагреву эл. током: U=3Iрl(r0cosф+х0sinф)

U=3*14,7*1*(2,08*0,57+0,067*0,82)=31,5В

U%=U/Uл

U=31,5/6=5,25=0,052%

Проверка по нагреву в аварийном режиме

Iут1,3*Iд(А), Iдоп=75А

Iут1,3*75=97,5А,

14,797,5

Условия выполняются. Выбранное сечение удовлетворяет условию по потере напряжения и по нагреву эл. током.

Раздел 9.

Расчёт токов к.з. и проверка высоковольтного оборудования КТП на стойкость действию токов к.з.

Задачей расчёта токов к.з. является определение действующего значения, установившегося тока к.з. (Iк) мгновенного значения тока к.з. ударного тока к.з. (iу). По току Iк проверяется оборудование на термическую устойчивость, по току iу оборудование проверяют на динамическую устойчивость.

Порядок расчёта.

1. Составляем расчётную схему, на которой указывается система питания, трансформаторы, силовые реакторы, воздушные и кабельные линии.

2. Составляем схему замещения

3. Намечаем точки К1,К2,К3. Расчёт токов к.з. в точках производится в относительных единицах.

Система.

S=1000 ква

Хlc=0,25

Трансформатор

Sт=25 мВА

U=115/6,3 кв

Uкз=10,5%

ЛЭП

Х0=0,39 Ом/км

L=100 км

Расчётная схема

С Система 1

Sl=1000кВА

Хс=0,25

115 Трансформатор 2 3

Л1 Л2 Sт=25 мВА

U=115/10кв

Uкз=10,5% 4 к1

Т1

ЛЭП 5

Х0=0,39 Ом/км к2

10,5 к1 L=100 км

6 к3

10,5 к2

Т2

0,4 к3

Задаём базисные знания напряжения:

Uбi=Uсрн=10,5кв

Uб2= Uсрн=0,4кв

Рассчитаем базисные токи

Iб1=Sб/3Uбi Iбi=100/1.73*10.5=5.6ка

Iб2=Sб/3Uб2 Iбi=100/1.73*0,4=147ка

Определим сопротивление отдельных элементов расчётной схемы

Хх1=Ххс=0,25 ЛЭП Хх2=Хх3=Хо*L*Sб/Uср.н2; Хх2=Хх3=0,29

Трансформатор Хх4=Хт=Uк%/100*Sб/Sт; Хх4=Хт=0,42

КЛ Хх5=Хкл=Хокл*L*Sб/Uсрн; Хх5=Хкл=0,29

Ххс=0,01*10,5*100/2,5=0,18

Определим результирующее сопротивление

Х1=Хх1+Хх2/2+Хх4=0,25+0,22/2+0,42=0,82

Х2=Хх1+Хх5=1,11

Х3=1,11+0,18=1,28

Определяем токи к.з.

точка к1 I(3)=Iб1/ Х1=5,6/0,82=6,82 ка

точка к2 I(3)=Iб1/ Х2=5,6/1.11=5.05 ка

точка к3 I(3)=Iб1/ Х3=147/1,28=114,8 ка

Определим ударные токи

точка к1 iу(3)=2*ку* I(3)=1,4*1,6*6,82=15,27 ка

точка к2 iу(3)=2*ку* I(3)=1,4*1,6*5,05=989 ка

точка к3 iу(3)=2*ку* I(3)=1,4*1,6*114,8=160,72 ка

Мощность к.з.

точка к1 Sкз=3Uб1* I(3)=1.73*10.5*6.82=124.03 кВА

точка к2 Sкз=3Uб2* I(3)=1.73*10.5*5.05=91,73кВА

точка к3 Sкз=3Uб3* I(3)=1.73*10.5*114,8=79,44кВа

Таблица 9.1

Раздел 10

Конструктивное исполнение и расчёт контура заземления КТП

Для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к токоведущим частям электрооборудования, случайно оказавшихся под напряжением в установках 380 В и выше должно применятся защитное заземление.

В проекте используются естественные и искусственные заземлители. сопротивление естественного заземлителя составляет 7Ом.

Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В, следовательно требуется искусственный контур заземления. В проекте произведён выбор конструктивного исполнения и расчёт заземляющего устройства.

Порядок расчёта:

1. Определим сопротивление искусственного заземлителя с учётом естественного:

Ru=Rе*R3/ Rе-R3, где

Ru - искусственное заземление

Rе-величина естественная

R3-допустимая величина заземления

Ru=7*4/7-4=9.3ом

Выбор конструктивного исполнения

Заземляющее устройство выполняется в виде контура, расположенного по периметру здания подстанции на расстоянии до 1м от его стен. В качестве вертикальных заземлителей используют сталь круглую 12мм и L=5мм.

В качестве горизонтального заземлителя разрешается применять сталь полосовую, толщиной 4 мм, шириной 40 мм (404) на глубине 0,7 м в траншее.

Определим сопротивление первого электрода.

R0в=0,3*р2*Кн

R0в=0,3*0,5*102*1,5=22,5Ом

где р2- удельная проводимость грунта 0.5*102Ом

В проекте применяется грунт чернозём.

Км- коэффициент сезонности определяется о таблице

№ климатическая зона, Км=1,5 дня для вертикального Км=2,3 для горизонтального заземлителя.

Определяем ориентировочное число вертикального заземлителя.

n=Rов/R3

n=22.5/4=5.6

Суммарное сопротивление всех электродов:

Rв= Rов/n/e, где

e- коэффициент использования вертикальных заземлителей e=0,74 для электродов

Rв=22*5/5,6*0,74=5,4Ом

Полное сопротивление заземлителей

Rфз=RеRb/Re+Rb

Rфз=7*5.4/7+5.4=3.074Ом

Что удовлетворяет условию Rф4Ом

Окончательное заземлительное устройство ТП выполняется из вертикальных заземлителей длинной 4м. 12мм на расстоянии друг от друга 5 мм, соединённых между собой стальной полосой 40длинной 20 м. В соответствии с требованиями ПУЭ предусматривается два ввода от контура заземления в помещении ТП.

Список литературы.

1.Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л: Стандарт, 1980.

1. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Высшая школа 1990.

2. Кноринг Г.М. Справочная книга для проектирования электроосвещения С-П: Энергоатом издат 1991

3. Цигельман И.Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий: Высшая школа, 1988

4. Правила устройства электроустановок 6-е изд. перераб. и доп. Энергоатомиздат , 1986

5. Бондаренко В.П., Коба Н.Ф. Справочник прораба электромонтажника , 1989.

6. Барыбина Ю.Г. справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования: Энергоатомиздат, 1991.

7. Неклипаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Энергоатомиздат, 1989.

Состав проекта.

КМТЭ КП 001 4.03 77. Лист 1. Электроснабжение РМЦ. Схема силового и осветительного электрооборудования приведена на плане.

КМТЭ КП 001 4.03 Лист 2. Электроснабжение РМЦ. Схема электрических общих соединений.

КМТЭ КП 001 4.03. Пояснительная записка.

Состав проекта.

КМТЭ КП 001 4.03.77.Лист 1.Электроснабжение РМЦ схема силового и осветительного электрооборудования и приведена на плане.

КМТЭ КП 001 4.03. Лист 2. Электроснабжение РМЦ. Схема электрических общих соединений.

КМТЭ КП 001 4.03. Пояснительная записка.