Курсова робота
Електрифікація токарного цеху (з розрахунками)
Характеристика споживачів електричної енергії і визначення категорії по
надійності електропостачання.
Дані споживачі електричної енергії по виду перетворення електричної
енергії розділяють на електричні приводи і електроосвітлювальні
установки.
Електроприводи займають на даному підприємстві основне місце по
споживанню електричної енергії. Всі вони працюють в короткочасному,
тривалому та повторно короткочасному режимах роботи. Велика
різноманітність двигунів встановлена на різноманітних верстатах.
Потужність двигунів коливається від 1 до 24 кВт. Їх коефіцієнти
використання коливаються від 0,13 до 0,17. По надійності електричного
постачання електричні приймачі відносяться до другої категорії, тому що
перерив в електричному постачанню призведе до масового недовідпуска
продукції, простою робочих місць, але не приведе за собою небезпеку для
життя людей, пошкодження дорогого обладнання.
1.2. Вибір схеми електропостачання, роду струму і величини напруги.
Зважаючи на те, що в проектуємому цеху всі електроприймачі живляться
змінним струмом для живлення електроприймачів приймаємо змінний струм
напругою 380 В частотою 50 Гц.
Напруга 380/220 В дозволяє від одних і тих самих трансформаторів
здійснювати живлення як силового навантаження так і освітлювальної
мережі.
Схеми електричних мереж можуть виконуватись радіальними, магістральними
та змішаними.
Радіальні схеми характеризуються тим, що від джерела живлення відходять
лінії, які живлять потужні електроприймачі або окремі розподільчі
пункти. Радіальні схеми забезпечують високу надійність живлення; в них
легко можна використовувати системи автоматики. Однак радіальні схеми
потребують великих капітальних затрат.
Магістральні схеми в основному виконуються при рівномірному
розподіленні навантаження по площі цеху. Енергія розподіляється по схемі
блока “трансформатор-магістраль”. Наявність перемичок між магістралями
окремих підстанцій забезпечує надійність електропостачання при
мінімальних затратах на пристрої резервування. До недоліків цих схем
слід віднести те, що при пошкодженні магістральної мережі відключаються
всі приймачі, які живляться від неї.
Зважаючи на надійність електропостачання, зручність експлуатації,
капітальні затрати і втрати напруги приймаємо змішану схему
електропостачання. Частина приймачів живиться від шинопроводів, а
частина безпосередньо від трансформаторної підстанції. Живлення до
шинопроводів проводиться кабелями. Приймачі від шинопроводів живляться
проводами прокладеними в трубах або метало рукавах.
1.3. Відомість споживачів електричної енергії.
На основі генерального плану цеху (Л1 графічної частини проекту) для
подальшого розрахунку електричного навантаження складаємо відомість
споживачів електричної енергії у вигляді таблиці 1.3.-1., в якій
вказуємо назву електричних приймачів, їх кількість n, номінальну напругу
Uн, номінальну потужність Рн, коефіцієнт використання Кв, коефіцієнт
потужності.
Номер силового пункту і назва ел. Приймача. n, шт. Uн, кВ Рн, кВт Кв cos
(
tg(
1 2 3 4 5 6
ШП – 1
Токарний станок
Токарний станок
10
2
2
0,38
0,38
5
3,21
0,13
0,13
0,4/2,29
0,4/2,29
ШП – 2
П/а токарний малогаба-ритний спец. СЧПУ
9
0,38
0,8
0,13
0,4/2,29
ШП – 3
Токарний станок СЧПУ
Токарний автомат
Автомат продольного точення
Токарний автомат
6
1
5
1
0,38
0,38
0,38
0,38
4,5
1,2
3
3
0,14
0,17
0,17
0,17
0,5/1,7
0,65/1,17
0,65/1,17
0,65/1,17
ШП – 4
Автомат продольного точення
Токарний автомат
Токарний станок СЧПУ
Токарний станок
5
2
2
5
0,38
0,38
0,38
0,38
3
3
4,5
11,8
0,17
0,17
0,14
0,14
0,65/1,17
0,65/1,17
0,5/1,7
0,5/1,7
ШП – 5
Станок плоскошліфувальний
Безцентро-шліфувальний станок
2
2
0,38
0,38
6,3
10
0,14
0,14
0,5/1,7
0,5/1,7
1 2 3 4 5 6
Станок плоскошліфувальний
Заточний станок
Токарний станок
Станок токарно-гвинторізний
Станок токарно-гвинторізний
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Станок токарно-гвинторізний
Станок фрезерний 2
1
1
1
3
1
2
1
4
2 0,38
0,38
0,38
0,38
0,38 0,38 0,38 0,38
0,38 0,38 10
13,4
14
10
7,5
7
7
7,5
10
7,5 0,14
0,140,14
0,14
0,140,140,140,140,140,14 0,5/1,7
0,5/1,7 0,5/1,7
0,5/1,7 0,5/1,7
0,5/1,7 0,5/1,7
0,5/1,7 0,5/1,7 0,5/1,7
ШП – 6
Станок токарно-гвинторізний
Станок токарно-гвинторізний
Станок токарно-гвинторізний
Станок токарно-гвинторізний
Станок фрезерний
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
Токарний станок
4
3
5
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38
4,8
4,6
4
4
4,5
9,8
4,97
3
8
7
3
3,5
3,5
5
0,130,13
0,130,130,13
0,140,130,130,140,140,13
0,130,130,13
0,45/1,98
0,45/1,980,45/1,980,45/1,980,45/1,98
0,5/1,7 0,45/1,980,45/1,980,5/1,7 0,5/1,7
0,45/1,980,45/1,980,45/1,980,45/1,98
1.4. Розрахунок електричного навантаження.
На основі відомості споживачів електричної енергії визначаємо номінальні
потужності електроприймачів, групуючи їх по коефіцієнту використання Кв
в різних силових пунктах, тобто електроприймачів, які мають однаковий
технологічний процес, але різну потужність.
Сумарна активна потужність групи заточних станків
( Рном=56,42 кВт, при Кв=0,13, cos(=0,4, tg(=2,29.
Визначаємо середню активну потужність за найбільш завантажену зміну:
Рзм=Кв ( ( Рном = 56,42 ( 0,13 = 7,33 кВт
реактивну потужність:
Qзм= Рзм ( tg( =7,33 ( 2,29 = 16,8 кВар
Отримані дані систематизуємо і записуємо в таблицю 1.4.-1., яка
наглядно показує навантаження, яке затрачено в найбільш завантажену
зміну.
При розрахунку максимального навантаження, вибираємо умови розрахунку
ефективного числа. Так для ШП – 1 n>5; Кв10:
QмаxШП-1 = Qзм = 16,8 кВАр
Повна максимальна потужність:
Кінцеве навантаження всіх силових пунктів визначаємо по вищенаведених
формулах згідно методу коефіцієнту максимуму. Дані всіх розрахунків
заносимо в таблицю 1.4.-1.
Розраховуємо потужність освітлювальної мережі:
Росв = Рпит ( S, де
Рпит – питома потужність, яка потрібна для освітлення 1 м2 площі цеху.
(Рпит=15 Вт/м2)
S – площа цеху
Росв = 70 ( 17,5 ( 15 = 18,9 кВт
Визначаємо середню максимальну потужність за зміну:
Рзм = Росв ( Кв = 18,9 ( 0,9 =17 кВт
Qзм = Рзм ( tg( = 17 ( 0,48 = 8,16 кВАр
Дані розрахунку заносимо в таблицю 1.4.-1.
1.5. Компенсація реактивної потужності
Більша частина промислових приймачів в процесі роботи споживає з мережі
крім активної потужності, реактивну потужність. Основним споживачем
реактивної потужності є асинхронні двигуни і трансформатори.
Наявність реактивної потужності зменшує коефіцієнт потужності cos (
електричної мережі. Покращення коефіцієнту потужності промислового
підприємства можна досягнути при правильному виборі способів його
підвищення.
Основними заходами по зменшенню споживання приймачами реактивної
потужності є: впорядкування технологічного процесу; заміна
малозавантажених двигунів двигунами меншої потужності; обмеження
холостої роботи двигунів; заміна малозавантажених трансформаторів.
Розрахуємо потужність компенсуючого пристрою, яка потрібна для даного
цеху:
Qкп = Pp ( (tg (р – tg (н), де
Pp – розрахункова активна потужність;
tg (р – розрахунковий tg (;
tg (н – нормуючий tg (.
tg (н = 0,1
Qкп = 294 ( (0,67 – 0,1) = 167,6 кВАр
Qкп ( Qст
Вибираємо комплексну конденсаторну установку типу УКБ – 0,38 – 150.
Перераховуємо повну компенсаційну потужність з врахуванням потужності
компенсуючого пристрою по формулі:
1.6. Вибір числа і потужності силових трансформаторів на
трансформаторній підстанції.
На основі розрахункової потужності вибираємо число і по-тужність силових
трансформаторів. Для цього намічаємо два варіанти з врахуванням
категорії по надійності електропостачання цеху.
Вихідні дані цеху, що проектується:
Sp = 297 кВА
Uн = 10/0,4 кВ
С0 = 0,3 грн/кВт ( год
Згідно розрахункової потужності вибираємо потужність силових
трансформаторів:
Sнтр = 400 кВА – 1 трансформатор;
Sнтр = 250 кВА – 2 трансформатора.
Визначаємо коефіцієнт завантаження в аварійному режимі:
I Варіант. При виході з ладу силового трансформатора живлення подається
від трансформаторної підстанції сусіднього цеху з розрахунку 0,3 ( Sр.
Sав = 0,3 ( Sр = 0,3 ( 297 = 89,1 кВА
При цьому споживачі III категорії відключаються.
З технічної точки зору обидва варіанти задовольняють надійне електричне
постачання, але другий варіант має занижений коефіцієнт завантаження, що
дає можливість в певній мірі розвивати виробництво.
Економічне обґрунтування вибору числа силових трансформаторів п. 1.14.
1.7. Розрахунок струмів короткого замикання.
В електричних установках можуть виникати різні види коротких замикань:
трьохфазне, двохфазне, однофазне, що супроводжуються різним збільшенням
струму.
Основними причинами виникнення струмів короткого замикання в мережі
можуть бути: пошкодження ізоляції окремих частин електричної установки,
неправильні дії обслуговуючого персоналу і т.д.
Короткі замикання в мережі супроводжуються: припиненням живлення
споживачів; порушення нормальної роботи інших споживачів; порушення
нормального режиму роботи енергетичної системи.
Щоб запобігти коротким замиканням і зменшити їх наслідки необхідно:
ліквідувати причини, що викликають короткі замикання; зменшити час дії
захисту, застосувати швидкодіючі вимикачі, правильно визначити величини
струмів короткого замикання і по ним вибрати необхідну апаратуру.
Розрахунок короткого замикання для точки К1:
Sc = ( Sт1 = 40 мВА
Xc = 0 ААБ – 10 – 3(150
l1 = 15 l2 = 1,2
l3 = 0,1
Uкв-с=17%; Uкв-н=10,5%; Uкс-н=6%.
Задаємось базісними величинами.
Sб=100 МВА; Uб=10,5 кВ.
Визначаємо опір системи заміщення:
X*бс=0
Опір повітряної лінії 110 кВ.
Опір трансформатора:
Опір кабельної лінії:
Приводимо схему заміщення:
Визначаємо еквівалентний опір:
r*б= r*бкл=0,28
Розрахункова схема:
Визначаємо струм короткого замикання:
Визначаємо ударний струм
Куд=1,02 при х*б/r*б=0,23/0,28=0,82
Визначаємо потужність короткого замикання
Розрахунок короткого замикання для точки К2:
Приведемо схему заміщення:
Визначаємо опір кабельної лінії:
х*бкл=х0(l3(Sб/Uн2=0,08(0,1(100/10,52=0,007
r*бкл=r0( l3(Sб/Uн2=0,26(0,1(100/10,52=0,023
Визначаємо сумарний реактивний і активний опори:
(х*б= х*бкл+ х*б=0,007+0,28=0,287
(r*б= rбкл+ r*б=0,023+0,28=0,303
Розрахункова схема:
Визначаємо струм короткого замикання:
Iкз=Iб/Zб=5,6/0,41=13,66 кА
Визначаємо ударний струм:
Куд=1,03 при х*б/r*б=0,287/0,303=0,94
Визначаємо потужність короткого замикання
Розрахунок короткого замикання для точки К3:
Sкз=236,6 МВА (Uктр=4,5
Sтр=400 МВА Uн=400
(Ркз=5,5 кВт
Необхідно врахувати перехідний опір контактів автоматики r*АВ=0,08 мОм;
опір самого автомата rАВ=0,3 Ом.
Опір з’єднувальних шин rш=15 мОм.
Визначаємо результуючий опір:
Zр= rтр+ rкАВ+ rАВ+ rш=0,0056+0,08+0,3+15=15,4 мОм
Визначаємо струм короткого замикання:
Визначаємо ударний струм:
Куд=1,4 при х*б/r*б=0,043/0,014=3
Визначаємо потужність короткого замикання
Місце короткого замикання Uн,
кВ Iкз,
кА іуд,
кА Sкз,
МВА
К1 10 15,5 27,4 268
ВС К2 10 13,66 24,36 236,6
НС К3 0,4 15,3 30 10,4
1.8. Вибір і перевірка на стійкість до дії струму короткого замикання
електрообладнання трансформаторної підстанції.
Найменування параметру Паспортні дані Розрахункові дані
Потужність силового трансформатора, кВА 400 400
Номінальна напруга на стороні вищої напруги, кВ 10 10
Номінальна напруга на стороні нищої напруги, кВ 0,4 0,4
Частота змінного струму, Гц 50 50
Номінальний струм збірних шин, кА
УВН
РУНН
0,4
0,58
Струм електродинамічної стійкості, кА
УВН
РУНН
51
50
14,36
30
Струм термічної стійкості протягом 1с,
КА2 ( с
УВН
РУНН
202 ( 1 = 400
252 ( 1 = 625
13,662 ( 0,6 = 112
15,22 ( 0,6 = 138,6
Однотрансформаторні комплексні трансформаторні підстанції випускаються
лівого або правого виконання в залежності від того з якої сторони
подається напруга.
УВН типу ВВ –1У1 являє собою металеву шафу без вимикачів навантаження в
якому високовольтні кабелі приєднуються безпосередньо до виводів ВН
силового трансформатора.
Шафа закріплюється на боці силового трансформатора типу (ТМФ).
В дні шафи ВВ – 1У1 є два отвори для вводу високовольтних кабелів
перерізом до 3(15 мм2. Кабелі кріпляться всередині шафи спеціальними
скобами, що застосовуються до всіх перерізів кабелів.
РУНН являє собою набір шафи з встановленими в неї апаратами,
вимірювальними і захисними приладами, допоміжними устроями, ошиновки
проводу.
РУНН випускається окремими складовими частинами, зібрані на місці
монтажу в єдиний устрій без розбори комутаційних апаратів.
РУНН (шафи НН разом з зовнішньою обмоткою) встановлені на зварювальних
рамках. Обслуговування шаф РУНН здійснюється з фасаду .
Для ошиновки і кабельних з’єднань можливий доступ до шаф РУНН з задньої
сторони, для чого ззаду є двері. Всі двері закриваються на замки.
Лінії споживачів підключаються до шаф РУНН знизу шафи (через днище).
Для кріплення кабелів в задній частині шафи є кутки з скобами. Нулеві
жили кабелів в шафах приєднані до нулевої частини.
На дверях релейних шаф і відсіків вимикачів встановлені прилади
вимірювання, управління і сигналізації (амперметри, вольтметри, ключі
управління і сигнальні реле).
На вході РУНН встановлені три трансформатори струму для вимірювання і
врахування втрат електричної енергії.
Назва обладнання Шафа ВН Сило-вий ТР Шафа вводу НН
Резерв
Тип обладнання ВВ1У1 ТМ
400/10 ШНВ
1ЛУ1
Тип вими
кача Ввід-
ний – – ВА
55-41
Лінійний – –
ВА 51-37
1.9. Розрахунок і вибір перерізу, конструкції мережі живлення.
Для живлення трансформатора цехової КТП потрібно вибрати кабель, який
буде з’єднувати ШП 10 кВ з КТП.
Високовольтний кабель мережі живлення вибираємо по економічній густині
струму :
, де:
jек = 1,4 А/мм2 – економічна густина згідно ПУЄ.
Вибираємо кабель з стандартним перерізом марки ААШВ10-3(25
ідоп = 65 А >Iнтр = 23,1 А.
Вибраний переріз перевіряємо на термічну стійкість струму короткого
замикання:
с = 85 – термічний коефіцієнт для кабеля з алюмінієвими жилами.
Так як S = 25 мм2
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
