Электроснабжение предприятий и электропривод

Электроснабжение предприятий и электропривод

(Методические указания

к курсовому проектированию)

 

 

Нижнекамск 2010

 

Электроснабжение предприятий и электропривод. Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 140106 / Амирова С.С., Булатова В.М., Чекунов Н.И., Файрушин Р.Р.

 

Рецензенты: к.т.н., проф. Бондаренко А.В.

к.т.н., доц. Биктагиров В.В.

 

©Нижнекамский химико-технологический институт, 2010 г.

Общая характеристика цеха

Дать описание технологического процесса данного цеха, его назначение. Дать общее описание электроснабжение цеха. Определить категорию надежности потребителей участка.

Выбор напряжения питающей сети

Правильный выбор напряжения питающей сети имеет важное технико-экономическое значение. Экономически целесообразное номинальное напряжение зависит от многих факторов: мощности нагрузок, удаление их от источника питания, их расположения относительно друг друга, от выбранной конфигурации электрической сети, способов регулирования напряжения и др. Ориентировочное значение номинального напряжения можно определить по передаваемой мощности и по расстоянию на которое она передается.

 

Разработка системы электроснабжения цеха

Таблица 1. Сводная ведомость электрооборудования цеха.

№ по плану

Наименование участка цеха и производственного оборудования

Модель или тип оборудования

Установленная мощность Рэп, кВт

Кол-во, шт.

 

Выбор компенсирующих устройств (К.У)

Расчетная реактивная мощность КУ определяется из соотношения:

Q _к.р= α Р _м(tgφ – tgφ_к),

где Q _к.р - расчетная мощность КУ, кВар;

α - коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α = 0,9;

tgφ, tgφ_к - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

tgφ_к определяется по cosφ_к= 0,92÷0,95).

Значения Р, tgφ выбираются по результату расчета нагрузок из таблицы 3.

Задавшись типом КУ, зная Q_к.р и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку, близкую по мощности [9.С.104].

После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение cosφ_ф по формуле.

где Q _к.ст. - стандартное значение мощности выбранного КУ, кВар [9, С.104].

По tgφ_ф определяют cosφ_ф:

Выбор кабелей и аппаратов

Расчет сечения кабельных линий распределительной сети

КВ

 

Распределительная сеть 10кВ выполняется кабельными линиями. Прокладка ведется в траншеях.

Сечение кабельных линий 6-10 кВ, согласно ПУЭ, выбирается по:

-нагреву I_раб.;

-допустимой потере напряжения;

-по термической стойкости;

-по экономической целесообразности.

Из всех расчетных сечений выбирается наибольшее.

По нагреву расчетным током.

Определяем расчетный ток в нормальном режиме

I_р. = ,

где нагрузка S _м определяется по таблице 3.

По найденному значению тока I_р определяем допустимый ток в нормальном режиме и в соответствии с ним выбираем сечение кабеля по [9.С.224, табл. 8.3].

Проверяем этот кабель по экономической плотности тока.

Sэк. = ,

где j_э= 1-1,4 А/мм² – плотность тока по [1.С.10].

I_р. – расчетный ток в часы максимальных нагрузок.

Принимаем ближайшее большее стандартное сечение кабеля.

Проверку кабеля по термической стойкости производят после того, как выбран вариант электроснабжения по ТЭР в разделе расчета токов короткого замыкания.

Выбранное сечение проверяют по потере напряжения.

Потеря напряжения определяется по формуле:

ΔU% = (r_o·cosφ +x₀sinφ)·100%,

где L длина кабельной линии, км;

r₀ и х₀ – активное и индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км, которые выбираем по [1.С.62,табл. 1.9.5].;

I_р – ток расчетный линии, А.

cosφ и sinφ соответствуют коэффициенту мощности tgφ в конце линии из табл.3.

Результаты выбора сечений кабельных линий заносим в таблицу 4.

 

Таблица 4. Марка и сечение кабельных линий

№ линии

Назначение

Кол каб.

Расчетная нагрузка

Длина к.л l, км

Способ прок ладки

Поправ. коэффиц. k

Марка и сечение кабеля

Допустимые нагр. на кабель

Sэк, мм^2

SΔU, мм^2

Iр.н.,А

Iр,а,А

Iдоп, А

1,35 Iдоп, А

 

Расчет рабочего освещения

При расчете рабочего освещения используем нормируемую освещенность помещения Е, лк и размеры помещения: , где А длина помещения, В – ширина, Н – высота. Определим расчетную высоту подвеса светильника:

h = H -(h _c- h _p), м,

где h _c, м – высота свеса светильника, h _р, м – высота рабочей поверхности.

Для принятого светильника, имеющего глубокую кривую силы света (буква Г в обозначении светильника), находим значение:

.

Определяем расстояние между светильниками :

,

где .

Наметим число светильников в ряду:

.,

тогда расстояние от торцевых стен до крайнего светильника составит:

.

Сопоставим длину ряда с длиной помещения:

,

где l – длина светильника.

Определим величину промежутка между светильниками:

Расстояние от крайних светильников до стены принимается 0,3L-0.5L в зависимости от наличия рабочих мест у стен.

Выберем расстояние между рядами , при этом необходимо учесть следующее условие:

Примем ;

Расстояние от боковых стен до крайних светильников составит:

.

Число светильников в цехе:

Определим индекс помещения:

.

Принимаем коэффициенты отражения стен, потолка и рабочей поверхности %, %, %.

Коэффициент использования светового потока .

Определим расчетный световой поток светильника при Е, лк, k _зап=1,5

лм,

где z-поправочный коэффициент, для ДРЛ z=1,15.

Выбираем лампу ДРЛ с мощностью со световым потоком

Для данного помещения делаем проверку точечным методом:

Наименьшая освещенность наблюдается в точке Б для нее определяем фактическую освещенность:

,

где (зависит от коэффициентов отражения поверхности).

отличается от на +11% что находится в допустимых пределах (- 10% ÷ + 20%).

 

 

Расчет аварийного освещения

 

Освещённость по нормам должна быть не ниже 5%от Е _н, таким образом, принимаем Е = 7,5лк

Определим расчетную высоту подвеса светильника:

h = H -(h _c- h _p), м

где h _c, м – высота свеса светильника, h _р = 0,8 – высота рабочей поверхности.

Определяем расстояние между светильниками :

,

где [4].

 

Наметим число светильников в ряду:

.,

тогда расстояние от торцевых стен до крайнего светильника составит:

.

Выберем расстояние между рядами , при этом необходимо учесть следующее условие:

Примем ;

Расстояние от боковых стен до крайних светильников составит:

.

Определим индекс помещения:

.

Принимаем коэффициенты отражения стен, потолка и рабочей поверхности , , [1].

Коэффициент использования светового потока .

Определим расчетный световой поток светильника при Е, к_зап:

лм,

где z-поправочный коэффициент, для ламп накаливания z=1,15.

Выбираем лампу накаливания и ее параметры заносим в таблицу 7.

 

Таблица 7

	Механосборочное отделение
освещение	Рабочее	Аварийное
Е, лк
H, м
h, м
i
η
Ф, лм
N рядов× n ламп
L p, м
l пр,м
Тип ламы и св-ка

 

Выбор электроприводов

Выбор двигателя к насосам

Мощность, кВт, двигателя для насоса подсчитыва­ют по формуле

,

где k₃ - коэф­фициент запаса (1,1 ÷ 1,4); γ – плотность перекачива­емой жидкости, Н/м³ (для холодной воды 9810 Н/м³); Q - производительность насоса, м³/с; Н - напор наcoca, м; η _п - кпд передачи (при непосредственном соединении насоса с двигателем η _п = 1); η _н - кпд насоса

η _н = 0,6-0,75 для центробежных насосов с давлением свыше 39 000 Па

η _н = 0,3 – 0,6 с давлением ниже 39 000 Па.

При выборе двигателя к центробежному насосу не-обходимо обращать внимание на частоту вращения двигателя, так как у центробежного наcoca мощность, напор, производительность и частота вращения свя­заны следующими соотношениями:

;

;

;

, где М - момент двигателя.

 

Пример

1. Определить мощность двигателя насоса при следующих данных: об/мин, .

2.Определить мощность двигателя, напор насоса и произво­дительность, если двигатель, вращается с частотой 965 об/мин.

Решение

1. Мощность двигателя насоса при η _дв =1460 об/мин:

кВт,

где 3600 - коэффициент перевода производительности из м ³ с.

2. При частоте вращения насоса η _дв = 965 об/мин мощность двигателя, напор насоса и производительность ; ; м; ;

 

Задание

Произвести расчет мощности и выбрать тип электродвигателя для привода насоса, вентилятора и компрессора согласно варианта задания.

Варианты заданий на курсовое проектирование

разработанные с опорой на [1] литературу

Перечень тем

	ЭС и ЭО ремонтно-механического цеха
	ЭС и ЭО участка кузнечно-прессового цеха
	ЭС и ЭО электромеханиче­ского цеха
	ЭС и ЭО автоматизирован­ного цеха
	ЭС и ЭО механического цеха тяжелого машинострое­ния
	ЭС и ЭО цеха обработки корпусных деталей
	ЭС и ЭО механического цеха серийного производства
	ЭС и ЭО насосной станции
	ЭС и ЭО учебных мастер­ских
	ЭС и ЭО цеха механиче­ской обработки деталей
	ЭС и ЭО инструментально­го цеха
	ЭС и ЭО механического цеха
	ЭС и ЭО цеха металлоиз­делий
	ЭС и ЭО участка механо­сборочного цеха
	ЭС и ЭО цеха металлоре­жущих станков
	ЭС и ЭО сварочного участ­ка цеха
	ЭС и ЭО прессового участка цеха
	ЭС и ЭО участка токарного цеха
	ЭС и ЭО строительной площадки жилого дома
	ЭС и ЭО узловой распре­делительной подстанции
	ЭС и ЭО комплекса томат­ного сока
	ЭС и ЭО гранитной мас­терской
	ЭС и ЭО деревообрабаты­вающего цеха
	ЭС и ЭО шлифовального цеха
	ЭС и ЭО комплекса овощ­ных закусочных консервов
	ЭС и ЭО светонепроницае­мой теплицы

Примерное содержание курсового проекта

- дать краткую характеристику технологического процесса

- выбрать напряжение питающей сети;

-составить сводную ведомость электрооборудования;

- определить электрические нагрузки цеха;

- рассчитать и вычислить мощность компенсирующих устройств;

- выбрать трансформатор ТП;

- произвести выбор кабелей и шинопроводов;

- выбрать коммутационные аппараты;

- выбрать электродвигатель.

Машиностроения

Деталей

 

Потребителей ЭЭ

Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. Она содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

НС получает электроснабжение от государственной районной электростанции (ГРЭС) по воздушной ЛЭП-35. Расстояние от ГРЭС до собственной ТП - 5 км. Трансформаторная подстанция (ТП) находится вне помещения насосной станции на расстоянии 10 км.

Потребители ЭЭ по надежности ЭС относятся к 2 и 3 категории. Количество рабочих смен - 3.

Основными потребителями являются 5 мощных автоматизированных насосных агрегата.

Грунт в районе здания - глина с температурой +10 °С. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры здания НС Ах В х Н= 42 х 30 х7м.

Все помещения, кроме машинного зала двухэтажные высотой 2,8 м.

Перечень ЭО насосной станции представлен в таблице Т.8.

Мощность электропотреблеиия (Р-_т) указана для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО НС показано на плане (рис. Т.8).

 

 

Таблица Т.8. Перечень ЭО насосной станции

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
Рэп, кВт
1,2	Вентиляторы
	Сверлильный станок	3,4	4,2	2,8	1-фазный
	Заточный станок	2,2	2,5	1,8	1-фазный
	Токарно-револьверный станок
	Фрезерный станок		9,6	8,5
	Круглошлифовальный станок	5,5	6,2	7,8
	Резьбонарезной станок
9...11	Электронагреватели отопитель­ные	15,5	12,5	17,5
	Кран мостовой	30,8 кВ·А	40,2 кВ·А	28,6 кВ·А	ПВ = 25 %
13...17	ЭД вакуумных насосов
18...22	Электродвигатели задвижек	1,2	0,8	1,5	1-фазные
23...27	Насосные агрегаты
	Щит сигнализации	1,1	0,8	1,2	1-фазный
29,30	Дренажные насосы	9,5	11,2	8,4
31,32	Сварочные агрегаты	кВ·А	12 кВ·А	12,5 кВ·А	ПВ = 40 %

 

 

Потребителей ЭЭ

Учебные мастерские (УМ) предназначены для практической подготовки обучаемых. Они являются неотъемлемой частью учебно-материальной базы предприятия.

Кроме того, УМ можно использовать для выполнения несложных заказов силами уча­щихся нуждающимся организациям.

В учебных мастерских предусматривается наличие производственных, учебных, служеб­ных и бытовых помещений.

ЭС мастерских осуществляется от ТП, расположенной на расстоянии 50 м от здания.

ТП подключена к подстанции глубокого ввода (ПГВ), установленной в 4 км от нее, на­пряжение 10 кВ. Потребители ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности ЭС. Учебно-подготовительный процесс - односменный. Основные потребители ЭЭ - станки различно­го назначения.

Грунт в районе цеха - супесь с температурой +20 °С. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н= 40 х 30 х 9 м, все помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень ЭО учебных мастерских дан в таблице Т.9.

Мощность электропотребления (Р _эп ) указана для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО УМ показано на плане (рис. Т.9).

 

Таблица Т.9. Перечень ЭО учебных мастерских

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
Рэп, кВт
1...3	Деревообрабатывающие станки		12,5	3,5
4...7	Заточные станки	2,3	2,8	3,2	1 -фазные
8...И	Сверлильные станки	7,5	3,5	4,2
	Вентилятор вытяжной	4,5	7,2	3,2
	Вентилятор приточный		8,5	4,5
14...17	Сварочные агрегаты	14 кВ·А	кВ·А	кВ·А	1-фазные ПВ = 60 %
18...21	Токарные станки	3,8	6,3	5,7
22...25	Круглошлифовальпые станки	5,2	4,8	6,5
26…28	Фрезерные станки		7,5	4,8
29…33	Болтонарезные станки	3,2	2,5	2,5
34...38	Резьбонарезные станки	8,1	6,2	4,2

 

Деталей

Подстанции

Литература

 

1 Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: ФОРУМ: ИНФРА – М.,2003. – 214с.

2 Федоров А.А., Каменева В.В. Основы элетроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов.

3 Справочник по проектированию электроснабжения/ Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат,1990. – 576с.

4 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608с.: ил.

5 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общ. ред. А.А. Федоров и Г.В. Сербиновского. В 2-х кн. Кн – 1. Проектно – расчетные сведения. М., «Энергия». 1973.

6 Электротехнический справочник: В 4-х т. Т1 Общие вопросы. Электротехнические материалы/ под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. – 9-е изд., стер.– М.: Издательство МЭИ 2003. –440 с. ил.

7 Электротехнический справочник: В 4-х т. Т2 Электротехнические изделия и устройства/ под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. (гл. ред. И.Н. Орлов). – 9-е изд., стер. – М.: Издательство МЭИ 2003. – 518 с.

8 Электротехнический справочник В 4-х т. Т3 Производство, передача и распределение эл. энергии/ под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. (гл. ред. А.И.Попов). – 8-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ 2002. – 964 с.

9 Григорьев В.В., Киреева Э.А. Справочные материалы по электрооборудованию систем электроснабжения промышленных предприятий. – М.:Энергоатомиздат. 2002.

10 Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов: Учебное пособие для студентов электроэнергетических специальностей вузов, 2-е изд., перераб. И доп./В.М. Блок. – М.: Высш. шк., 1990. – 380с. ил.

11 Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. для проф. учеб. заведений./ Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин, В.А.Яшков – М.: Высш.шк., 2001. – 336 с.: ил.

12 Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.: ил.

13 Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. Пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат,1989.– 528 с.: ил.

14 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Госэнергонадзор Минэнерго России.-СПб: ООО Альтернативная Полиграфия,2003.- 312с.

15. Типовые расчеты по электрооборудованию: Практ. пособие – 7-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш.шк.1991.-160 с.

 

 

Электроснабжение предприятий и электропривод

(Методические указания

к курсовому проектированию)

 

 

Нижнекамск 2010

 

Электроснабжение предприятий и электропривод. Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 140106 / Амирова С.С., Булатова В.М., Чекунов Н.И., Файрушин Р.Р.

 

Рецензенты: к.т.н., проф. Бондаренко А.В.

к.т.н., доц. Биктагиров В.В.

 

©Нижнекамский химико-технологический институт, 2010 г.

Общая характеристика цеха

Дать описание технологического процесса данного цеха, его назначение. Дать общее описание электроснабжение цеха. Определить категорию надежности потребителей участка.