Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления	Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ Выбор цеховых трансформаторов. По дисциплине: «Электроснабжение» Стр 1 из 3Следующая ⇒ КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Электроснабжение»                                              Специальность: Электроэнергетика 5В071800                                                Выполнил: А 54      Группа:      № зачетной книжки: Руководитель: доц. Казанина И.В.                                               ___________________________________________________ ____«___» ___________________2018 г.     Алматы 2018 Содержание Введение…………………………………………………………………….………3 1 Задание к курсовой работе……………………………………………..………..4 2 Исходные данные……………………………………………………..……….....5 3 Выбор цеховых трансформаторов………………………………………………8 4 Выбор коммутационного оборудования………………………………………13 5 Расчет защитных аппаратов и кабелей по узлам питания цеха....…………...22 6 Расчет токов КЗ…………………………………………...…………………….26 Заключение…………………………………………….......……………………...33 Список литературы……………………………………...………………………..34 Введение Дисциплина «Электроснабжение» включает в себя ряд разделов согласно типовой программе, которые изучаются студентами в курсе лекций и закрепляются лабораторными работами. Одним из основных является раздел «Электрические нагрузки и графики электрических нагрузок», в нем изучаются расчетные величины и коэффициенты, встречающиеся в современных методах расчета нагрузок. Важным элементом схем электроснабжения промышленных предприятий являются цеховые ТП, в трансформаторах которых теряется значительное количество электрической энергии, поэтому любое мероприятие по снижению потерь энергии в трансформаторах цеховых ТП является актуальным. Самым распространенным силовым потребителем на промышленных предприятиях является асинхронный двигатель, при работе которого потребляется как активная, так и реактивная мощность. Установка батарей конденсаторов для индивидуальной компенсации реактивной мощности позволяет снизить передачу ее по питающей сети и увеличению коэффициента мощности в питающей сети. В процессе обучения студенты должны изучить и правильно применять электрические аппараты в схемах электроснабжения, должны уметь составлять схемы главных подстанций предприятий и другие элементы систем электроснабжения. Задание к курсовой работе   Для одного из цехов промышленного предприятия произвести следующие мероприятия: 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. 3) Выбрать схему питающей и распределительной сетей цеха. 4) Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции. 5) Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха. 6) Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов. 7) Начертить план силовой электрической сети цеха. 8) Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников. 9) На расчетной однолинейной схеме питающей и распределительной сетей цеха до 1 кВ указать параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи. 10) Определить трех-, двух- и 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 D/Uо - 11 и схеме U/Uо - 12. 11) Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.   Исходные данные Таблица 1– Исходные данные по цеху № по плану Наименование оборудования Установленная мощность, кВт Коэффициенты Ки cosφ tgφ 1,22 Кран с ПВ-25 % 8 0,1 0,5 1,732 16,38,39,40 Вентиляторы калорифера 22 0,6 0,8 0,75 18,20,24,8,9,15 Продольно-строгальный станок 45 0,25 0,65 1,169 25,31,32 Токарно- револьверный станок 4 0,12 0,5 1,732 12,13,14,21,29,30 Испытательные стенды 6 0,12 0,5 1,732 35,36,37 Пресс 7 0,25 0,65 1,169 4,17,41 Гильотинные ножницы 15 0,15 0,6 1,333 2,3 Кривошипный пресс 90 0,25 0,65 1,169 10,11 Сверлильный станок 35 0,25 0,65 1,169 5,6,7 Сварочные машины ПВ-60 % (кВА)   25,17 0,35 0,5 1,732 33,34 Расточный станок 15 0,15 0,6 1,333 43,45 Ковочные машины 4 0,12 0,5 1,732 26,27,28 Насосы 14 0,7 0,8 0,75 42,44 Высокочастотная установка (кВА) 14,4 0,15 0,6 1,333 19,23 Арматурный станок 36 0,25 0,65 1,169   Необходимо выразить установленную мощность электрооборудования в виде расчетной мощности, для этого воспользуемся следующими формулами: - для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВт с ПВ ≠ 100%: - для электроприемников, пасопртная мощность которых выражена в кВА с ПВ ≠ 100%: - для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВА:        Пример:   1, 22) Кран с ПВ-25% :     34) Сварочные машины ПВ-60% :     14) Высокочастотная установка :     Условия пуска принимаются из условия мощности электрооборудования: Легкий пуск – до 10 кВт. Средний пуск – от 10 до 20 кВт. Тяжелый пуск – более 20 кВт. Коэффициенты Ки и cosφ определяются по справочным данным для каждого оборудования, коэффициент tgφ расчитывается по формуле: Пример: tgφ токарно-сверлильного станка   ШРА1
18,20,24,8,9,15	Продольно-строгальный станок	6	45	270		0,25	0,65/ 1,169	67,5	78,9
12,13,14,21,29,30	Испытательные стенды	6	6	36		0,12	0,5/ 1,732	4,32	7,48
25,31,32	Токарно- револьверный станок	3	4	12		0,12	0,5/1,732	1,44	2,49
19,23	Арматурный станок	2	36	72		0,25	0,65/ 1,169	18	21,04
16,39,40	Вентиляторы калорифера	3	22	66		0,6	0,8/ 0,75	39,6	29,7
22	Кран с ПВ-25 %	1	8	8		0,1	0,5/ 1,732	0,8	1,38
Итого по ШРА1		21	4/45	464	11,25	0,28	-	131,66	140,99	21	1,34	176,42	140,99	225,68	342,89
ШРА2
35,36,37	Пресс	3	7	21		0,25	0,65/ 1,169	5,25	6,13
4,17,41	Гильотинные ножницы	3	15	45		0,15	0,6/ 1,333	6,75	8,99
1	Кран с ПВ-25 %	1	8	8		0,1	0,5/ 1,732	0,8	1,38
38	Вентилятор калорифера	1	22	22		0,6	0,8/0,75	13,2	9,9
10,11	Сверлильный станок	2	35	70		0,25	0,65/ 1,169	17,5	20,45
34	Расточный станок	1	15	15		0,15	0,6/ 1,333	2,25	2,99
42,44	Высокочастотная установка	2	14,4	28,8		0,15	0,6/ 1,333	4,32	5,75
Итого по ШРА2		13	7/35	209,8	5	0,238	-	50,07	55,59	12	1,75	87,62	55,59	103,76	157,66
ШР
26,27,28	насосы	3	14	42		0,7	0,8/0,75	29,4	22,05
5,6,7	Сварочные машины	2	25,17	63		0,35	0,5/ 1,732	22,05	38,19
33	Расточный станок	1	15	15		0,15	0,6/1,333	2,25	2,99
43	Ковочные машины	1	4	4		0,12	0,5/1,732	0,48	0,83
Итого по ШР		7	4/25,17	124	4	0,43	-	54,18	64,06	7	1,58	85,6	70,46	110,87	168,45
Радиальные потребители
2,3	Кривошипный пресс	2	90	180		0,25	0,65/1,169	45	52,6	2	1	180	156,6	238,58	362,49
Освещение												20,52	10,26	22,9	60,2
Итого по ТП														701,79	1091,69

При расчете мощностей Шино-проводов и распределительных щитов, в таблице 2 не учтены графы с 11 по 15, в связи с тем, что в данном цеху нет групп потребителей с К_и<0,2 и m>3.

Пример расчета.

    Расчет средних мощностей для продольно-строгальных станков

 

 

Средние мощности остальных приемников рассчитывались аналогично.

Далее производим расчет групп приемников, согласно выбранных узлов питания.

Средневзвешенное значение коэффициента использования для ШРА 1

 

 

Считаем эффективное число электроприемников n_э, причем при m>3 и К_и >0,2 определяется следующим образом

 

 

Так как фактическое число электроприемников n_э меньше чем n, принимаем n_э.

К_м определяется согласно справочным данным.

Переходим к расчету максимальных расчетных нагрузок

 

 

Для ШРА 1 n_э ˃ 10, тогда

 

    Далее приступаем к расчету осветительной нагрузки цеха

Расчет осветительной нагрузки:

 – площадь механического цеха;

где – коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки (для механического цеха ;

F – площадь производственного помещения, м²;

 –удельная расчетная мощность (для механического цеха );

 – коэффициент реактивной мощности, определяется по известному  осветительной установки.

Выбираем для цеха лампы ДРЛ, cosφ которых равен 0,9, следовательно

 

 

Итого по ТП:

 

 

ШРА 1

18,20,24,8,9,15

Продольно-строгальный станок

45

105,18

3

315,5

тяжелый

1,6

197,22

автомат

12,13,14,21,29,30

Испытательные стенды

6

18,23

1

18,23

тяжелый

1,6

11,39

предох-ль

25,31,32

Токарно- револьверный станок

4

12,15

5

60,77

легкий

2,5

24,31

предох-ль

19,23

Арматурный станок

36

84,15

3

252,45

тяжелый

1,6

157,78

автомат

16,39,40

Вент. калорифера

22

41,78

3

125,34

тяжелый

1,6

78,34

предох-ль

22

Кран с ПВ-25 %

8

24,31

5

121,55

легкий

2,5

48,62

предох-ль

ШРА 2

35,36,37

Пресс

7

16,36

5

81,81

легкий

2,5

32,72

предох-ль

4,17,41

Гильотинные ножницы

15

37,98

4

151,93

средний

2

75,96

предох-ль

1

Кран с ПВ-25 %

8

24,31

5

121,55

легкий

2,5

48,62

предох-ль

38

Вент. калорифера

22

41,78

3

125,34

тяжелый

1,6

78,34

предох-ль

10,11

Сверлильный станок 35

81,81

3

245,43

тяжелый

1,6

153,39

автомат

34

Расточный станок

15

37,98

4

151,93

средний

2

75,96

предох-ль

42,44 Высокочастотная установка 14,4

36,46

4

145,86

средний

2

72,93

предох-ль

ШР

26,27,28

насосы

14

26,58

4

106,35

средний

2

53,17

предох-ль

5,6,7

Сварочные машины

25,17

76,48

3

229,45

тяжелый

1,6

143,41

автомат

33

Расточный станок 15

37,98

4

151,93

средний

2

75,96

предох-ль

43

Ковочные машины 4

12,15

5

60,77

легкий

2,5

24,31

предох-ль

Радиальные потребители

2,3

Кривошипный пресс

90

210,37

3

631,13

тяжелый

1,6

394,45

автомат

 

 

К_пуск выбирается в зависимости от условий пуска: Легкий – 5-7

                                                                      Средний – 4-5

                                                                      Тяжелый – 3-4

 

Пример выбора защитных аппаратов и проводов для групп электроприемников, питающихся от ШРА 1:

 

- Продольно-строгальный станок:

 

 

Так как I_пуск/α > 100 А, следовательно для защиты провода, питающего точильный станок, принял к установке автомат.

Автоматический выключатель Compact CVS

 

Рисунок 1 – Автоматический выключатель Compact CVS фирмы Schneider Electric

Условия выбора автоматического выключателя:

А) ;

Б) ;

В)  

Пример выбора:

I_{ном.авт.}= 125 А > 105,18 А;

I_{расц.ном}= 125 А > 105,18 А;

I_{сраб.эл.расц.}= 1000 А > 1,25·315,5 = 394,375 А.

Выберем провод для данного электроприемника. Провод выбирается из условия:

;

,

где K_з = 1 при защите проводов данным видом автомата;

K_попр = 1 при прокладке проводов в лотке;

I_з = I_{ном.расц} – ток защиты автоматического выключателя.

    I_{доб.пров}= 140 > 105,18 А;

    I_{доб.пров}= 140 > 125 А,

Примем к установке провод ППВ 4х25 с I_доп = 140 А

- вентиляторы калорифера:

 

 

Так как I_пуск/α < 100 А, следовательно для защиты провода, питающего пресс принял к установке предохранитель.

Рисунок 2 – Предохранители фирмы Schneider Electric

 

Условия выбора предохранителя:

А) ;

Б)

Пример выбора:

I_{ном.пред.} = 80 > 41,78 А;

I_{ном.пл.вст.} = 80 А > 78,34 А,

Выберем провод для данного электроприемника. Провод выбирается из условия:

;

,

где K_з = 0,33 при защите проводов данным видом автомата;

K_попр = 1 при прокладке проводов в лотке;

I_з = I_{ном.пл.вст.} – ток защиты предохранителя.

    I_{доб.пров}= 80 > 41,78 А;

    I_{доб.пров}= 80 > 26,4 А,

Примем к установке провод ППВ 4х10 с I_доп = 80 А

На основании этого, в таблице 4, выбираем провода, автоматические выключатели или предохранители для остального оборудования.

 

      

 

Таблица 4 – Расчет защитных аппаратов к ЭП

 

№ ЭП	Расчетный ток, А		Автоматический выключатель					Предохранитель			Тип аппарата защиты	Кз	Токовая нагрузка провода			Марка и сечение провода
	Iдлит (Iн)	Iкр (Iпуск)	Iном.ав, А	Ток расцепителя, А		Уст. мгновен. срабатывания		Ток плавкой вставки, А		Iном. Пред, А
				Iрасц (расч)	Iрасц (н)	Iср (расч)	Iср (н)	Iрасчплвст	Iномплвст				Кз*Iз	Iдоппров
ШРА 1
18,20,24,8,9,15	105,18	315,5	125	105,18	125	394,375	1000				Compact CVS 125	1	125	140		ППВ-4х25
12,13,14,21,29,30	18,23	18,23						11,39	20	20	Fusarc CF 20	0,33	6.6	20		ППВ-4х1,2
25,31,32	12,15	60,77						24,31	25	25	Fusarc CF 25	0,33	8.25	15		ППВ-4х0,75
19,23	84,15	252,45	80	84,15	80	315,56	640				Compact CVS 80	1	80	80		ППВ-4х10
16,39,40	41,78	125,34						78,34	80	80	Fusarc CF 80	0,33	26,4	46		ППВ-4х5
22	24,31	121,55						48,62	50	50	Fusarc CF 50	0,33	16,5	26		ППВ-4х2
ШРА 2
35,36,37	16,36	81,81						32,72	40	40	Fusarc CF 40	0,33	13,2		17	ППВ-4х1
4,17,41	37,98	151,93						75,96	80	80	Fusarc CF 80	0,33	26,4		41	ППВ-4х4
1	24,31	121,55						48,62	50	50	Fusarc CF 50	0,33	16,5		26	ППВ-4х2
38	41,78	125, 34						78,34	80	80	Fusarc CF 80	0,33	26,4		46	ППВ-4х5
10,11	81,81	245,43	100	81,81	1000	306,78	1000				Compact CVS 100	1	100		100	ППВ-4х16
34	37,98	151,93						75,96	80	80	Fusarc CF 80	0,33	26,4		41	ППВ-4х4
42,44	36,46	145,86						72,93	80	80	Fusarc CF 80	0,33	26,4		41	ППВ-4х4
ШР 1
26,27,28	26,58	106,35						53,17	63	63	Fusarc CF 63	0,33	21,78	30		ППВ-4х2,5
5,6,7	76,48	229,45	80	76,48	80	286,81	640				Compact CVS 80	1	80	80		ППВ-4х10
33	37,98	151,93						75,96	80	80	Fusarc CF 80	0,33	26,4	41		ППВ-4х4
43	12,15	60,77						24,31	25	25	Fusarc CF 25	0,33	8,25	15		ППВ-4х0,75
Радиальные потребители
2,3	210, 37	631,13	250	210,37	250	788,91	2500				Compact CVS 250	1	250	270		ППВ-4х70

ШРА 1

I_ном = 342,89 А

ШРА 2

 

I_ном = 157,66 А

ШР

Принимаем к установке распределительный щит ШР11-73-702:

Выберем автомат для щитка ШР11-73-702:

Условия выбора автоматического выключателя:

А) ;

Б) ;

В)  

Уставка мгновенного срабатывания автомата, А:

Примем к установке автомат Compact CVS 250

I_{ном.авт.}=  200 А > 168,45 А;

I_{расц.ном}= 200 А > 168,45 А;

I_{сраб.эл.расц.}= 2000 А > 401,775 А

Выберем провод для данной группы электроприемников. Провод выбирается из условия:

,

где K_з = 1 при защите проводов данным видом автомата;

K_попр = 1 при прокладке проводов в лотке;

I_з = I_{ном.расц} – ток защиты автоматического выключателя.

    I_{доб.пров} = 209  200 А,

Примем к установке провод NYY-4х70RM с I_доп = 209 А

 

Освещение

I_р = 60,2 А

Принимаем к установке распределительный щит типа: ОЩВ-3-63-6-0 36 УХЛ4 IP31.

Выберем автомат для осветительного ОЩВ-3-63-6-0 36 УХЛ4 IP31.

Условия выбора предохранителя:

А) ;

Б)

I_{ном.пред.} = 63 А > 60,2 А;

I_{ном.пл.вст.} = 63 А > 60,2 А,

Примем к установке предохранитель Fursarc 63;

Выберем провод для данного электроприемника. Провод выбирается из условия:

;

,

где K_з = 0,33 при защите проводов данным видом автомата;

K_попр = 1 при прокладке проводов в лотке;

I_з = I_{ном.пл.вст.} – ток защиты предохранителя.

    I_{доб.пров} = 60 > 60,2 А;

    I_{доб.пров} = 60 > 20,79 А,

Примем к установке провод NYY-4х10RM с I_доп = 60 А

ТП

I_длит = 1091,69 А.

 

Принимаем к установке шинопровод типа ШМА-4-1250

 

I_ном = 1250 А.

 

Выберем автомат для шинопровда ШМА-4-1250

Условия выбора автоматического выключателя:

А) ;

Б) ;

В) ,

Уставка мгновенного срабатывания автоматического выключателя:

 

Примем к установке автомат ВА-88 3Р 43

 

I_{ном.авт.}=1250 А >1091,69А;

I_{расц.ном}=1250 А >1091,69 А;

I_{сраб.эл.расц.}=40 кА >1419,197 А.

 

Расчет токов КЗ

Таблица 6 – Справочные данные трансформаторов ТП

 

Тип, ном. мощность трансформатора	Номинальное напряжение трансформатора кВ.		Схема и группа соединения обмоток	Потери х.х., Вт	Потери к.з., Вт	Напря- жение к.з., %
	BH	HH
ТМ-800/10	10	0.4	У/Ун-0	1200	9000	6

Расчетная схема цеха представлена на рисунке 1. Наиболее удаленным приемником является фрезерный станок (на схеме №40).

Рисунок 2 – схема замещения

Рассчитаем сопротивления каждого элемента цепи

 

1 участок: от ТП до точки короткого замыкания К3:

Полное сопротивление трансформатора ТМ-800/10/0,4

R_тр = 7,2 мОм; X_тр = 20,1 мОм.

Полное сопротивление трансформатора ТМ – 800/10/0,4

 

Сопротивления автомата ВА-88 3Р 43

R_а = 0,14+0,01+0,1=0,25 мОм (R_a + R_конт+ R_пер);

X_а = 0,08 мОм.

Полное сопротивление автомата ВА-88 3Р 47 2000

Сопротивление шинопровода ШМА-4-1250

R₀ = 0,033 мОм/м;

X₀ = 0,018 мОм/м;

l = 5 м;

R_ш = R₀ · l = 0,033·10^-3·5 = 0,165 мОм;

X_ш = X₀ · l = 0,018·10^-3·5 = 0,09 мОм;

 

R_пер = 0,1 мОм

 

2 участок: от точки короткого замыкания К3 до точки короткого замыкания К2:

Сопротивления автомата Compact CVS 400

R_а = 0,65 мОм (R_a + R_конт);

X_а = 0,17 мОм.

Полное сопротивление автомата Compact CVS 400

Сопротивления кабеля NYY-4х240RM:

R₀ = 0,169 мОм/м;

X₀ = 0,078 мОм/м;

l = 3 м;

R_каб = R₀ · l = 0,169·3=0,507 мОм;

X_каб = X₀ · l = 0,078·3=0,234 мОм.

Полное сопротивление кабеля:

Сопротивление шинопровода ШРА 73-400:

 

R₀ = 0,13 мОм/м;

X₀ = 0,1 мОм/м;

l = 46 м;

R_ш = R₀ · l = 0,13·10^-3·46=5,98 мОм;

X_ш = X₀ · l = 0,1·10^-3·46=4,6 мОм;

 

3 участок: от точки короткого замыкания К2 до точки короткого замыкания К1:

Сопротивления предохранителя Fusarc CF 80

R_{предохр.} = 1,5 мОм;

Полное сопротивление предохранителя: