Курсовая работа по предмету "Физика и энергетика"

  1. Главная
  2. Курсовые работы
  3. Физика и энергетика
Узнать цену курсовой по вашей теме

Проектирование системы электроснабжения цеха машиностроительного завода

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Амурский государственный университет»

Курсовая работа

по дисциплине

"Электроснабжение промышленных предприятий"

На тему:

"Проектирование системы электроснабжения цеха машиностроительного завода"

Благовещенск 2006

Задание

Выполнить проект электроснабжения цеха представленного на плане по следующим исходным данным:

Таблица 1 - Исходные данные на курсовой проект

Наименование ЭП

№ на плане

Кол-во

Р ном, кВт

1. Круглошлифовальный

1-6, 59-65

13

28

2. Токарно - револьверный

7-11, 87-91

10

18

3. Вертикально-сверлильный

12-16

5

30

4. Токарный полуавтомат

17-22

6

14

5. Горизонтально-проточный

23-27, 114-115

7

21

6. Токарный с ЧПУ

28-36

9

14

7. Горизонтально-расточный

37-40, 85,86

6

12

8. Горизонтально-фрезерный

41-53

13

23

9. Токарно-винторезный

54-58, 92-94

8

16

10. Радиально-сверлильный

66-73

8

13

11. Вертикально-фрезерный

74-76

3

15

12. Бесцентро-шлифовальный

77-84

8

44

13. Шлифовальный

95-100

6

23

14. Горизонтально-шлифовальный

101, 102

2

30

15. Вертикально-фрезерный

103-105

3

26

16. Радиально-сверлильный

106,107

2

16

17. Вентустановка

108, 109, 129

3

14

18. Токарный с ЧПУ

110, 111

2

20

19. Токарно - револьверный

112, 113

2

24

20. Токарный полуавтомат

116-118

3

15

21. Плоскошлифовальный

119, 120

2

17

22. Вертикально-фрезерный

121-123

3

18

23. Точильно-фрезерный

124-128

5

30

24. Электромаслянная ванна

130, 131

2

15

25. Нагревательная электропечь

132-134

3

20

26. Термическая печь

135-136

2

50

27. Электротермическая печь

137

1

41

28. Электропечь

138-141

4

32

29. Вентустановка

142

1

18

30. Точечные стационарные

143-146

4

120

31. Сварочные стыковые

147-151

5

70

32. Сварочные шовные роликовые

152-155

4

60

33. Сварочные точечные

156-158

3

90

34. Сварочные стационарные

159-161

3

40

35. Вентустановка

162-164

4

15

Реферат

Работа 83 с., 8 рисунков, 29 таблиц, 9 источников, 4 приложения.

Электрическая нагрузка, электроприемник, трансформатор, ток короткого замыкания, батареи конденсаторов, приведенные затраты, центр электрических нагрузок

В данном курсовом проекте по дисциплине Электроснабжение промышленных предприятий представлено проектирование системы электроснабжения отделений цеха машиностроительного завода. Рассчитывается нагрузка данного цеха для выбора КТП, токи короткого замыкания для выбора электрооборудования, производится выбор проводников, а также выбор и расстановка НКУ.

Содержание

Введение

1. Краткое описание технологического процесса

2. Расчет электрических нагрузок

3. Выбор двух вариантов распределительной сети

4. Выбор и расчет низковольтной электрической сети

5. Выбор защитных коммутационных аппаратов

6. Технико-экономическое сравнение вариантов по приведенным затратам

7. Расчет токов короткого замыкания для выбранного варианта

8. Проверка выбранных сечений проводников и защитных аппаратов

9. Построение карты селективности

10. Описание работы АВР на напряжение 0,4 кВ

Заключение

Библиографический список

Введение

Предмет «Электроснабжение промышленных предприятий» охватывает вопросы, относящиеся к проектированию и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий. Решение этих вопросов позволяет обеспечить дальнейшее совершенствование способов электрификации промышленных предприятий и установок всех отраслей промышленности с применением современных средств электронно-вычислительной техники.

Повышение технического уровня принимаемых решений при проектировании электроснабжения промышленных предприятий достигается за счёт применения надёжных и экономичных схем электроснабжения и подстанций; прогрессивных способов канализации электроэнергии, в первую очередь глубоких вводов с применением кабелей 35-220 кВ, токопроводов 6-10 кВ; компенсации реактивной мощности, в том числе за счёт установки синхронных двигателей и статических конденсаторов; мероприятий по повышению качества электроэнергии (схемные решения, симметрирующие установки, фильтры высших гармоник); автоматизации учёта электроэнергии, что способствует снижению максимума нагрузки и уменьшению потерь.

1. Краткое описание технологического процесса

Производственные процессы проектируемого цеха осуществляются в основном, инструментальном, термическом и сварочном отделениях, а также на сборочном участке.

Потребителями основного отделения являются металлообрабатывающие станки средней мощности, к ним относятся: круглошлифовальный, токарно-револьверный, вертикально-сверлильный, токарный полуавтомат, токарный с ЧПУ, горизонтально-проточный, горизонтально-расточный, горизонтально-фрезерный, токарно-винторезный, радиально-сверлильный и другие.

Металлообрабатывающие станки являются трехфазными, по надежности электроснабжения относятся ко второй категории. Устанавливаются стационарно и по площади цеха распределены равномерно.

В проектируемом цехе имеются приемники работающие в повторно-кратковременном режиме - это электроприемники контактной сварки (точечные стационарные, сварочные стыковые, сварочные шовные роликовые, сварочные точечные, сварочные стационарные машины).

Основным технологическим процессом проектируемого в данном курсовом проекте цеха является металлообработка, сварка, термическая обработка, шлифовка, расточка металлических заготовок и сборка металлических конструкций.

Все электроприемники рассчитаны на переменный ток напряжением 380 В промышленной частоты.

Окружающая среда в цехе нормальная, температура не превышает 20-300С. Для удаления технологической пыли, газа и паров, образованных во время производственного процесса и способных нарушить нормальную работу оборудования, в цехе используются семь вентиляционных установок различной мощности.

2. Определение расчетных электрических нагрузок

Определение электрических нагрузок является одним из основных этапов проектирования. По значению электрических нагрузок выбирают электрооборудование и схему системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Определение максимальных нагрузок производится в два этапа. На первом этапе определяется нагрузка отдельных электроприемников, отдельных цехов и производственных участков, а также всего предприятия.

На этом этапе расчета предполагают отсутствие источников реактивной мощности в СЭС. Результаты первого этапа расчета электрических нагрузок используются как исходные данные для выбора числа и мощности силовых трансформаторов с одновременным определением мощности и мест подключения компенсирующих устройств

Для наиболее точного расчета электрических нагрузок применяют вероятностный метод, к которому относится метод расчетного коэффициента, применяемый для расчета нагрузок промышленных предприятий.

Расчет легко поддается автоматизации с помощью ЭВМ и реализован в программе «ZAPUSK».

Определение расчетных электрических нагрузок на первом этапе производится для выбора силовых трансформаторов цеховой КТП, магистральных шинопроводов. Метод расчетного коэффициента разработан в ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект», изложен в «Указаниях по расчету электрических нагрузок» /1/ и производится по нижеизложенной методике.

Для первого этапа расчета нагрузок необходимо разбить электроприемники на характерные категории, т.е. объединить их в группы по сходству режимов работы и близким коэффициентам использования

­ Суммарные номинальные активная и реактивная мощности каждой характерной категории определяется по формулам:

(1)

(2)

где - активная номинальная мощность электроприемника, кВт;

, - соответственно номинальные активная и реактивная мощности группы электроприемников, кВт и квар;

- паспортное или справочное значение коэффициента реактивной мощности электроприемника.

­ Средняя мощность нагрузок каждой категории электроприемников определяется по выражениям:

(3)

(4)

где , - соответственно номинальные активная и реактивная мощности за период времени Т, кВт и квар.

­ Средневзвешенные коэффициенты использования и мощности рассчитываются следующим образом:

(5)

(6)

где , - соответственно коэффициент использования i-го электроприемника и средневзвешенный коэффициент использования;

- средневзвешенный коэффициент реактивной мощности.

­ Эффективное число электроприемников по характерной категории определяется по формуле:

(7)

­ На основании рассчитанных параметров и таблицы 1 представленной в /1/ определяется расчетный коэффициент:

;) (8)

где - эффективное число электроприемников;

- коэффициент расчетной нагрузки.

­ Определяем расчетную мощность по каждой характерной категории:

(9)

(10)

где , - соответственно расчетные активная и реактивная мощности, кВт и квар.

­ Полная расчетная нагрузка определяется по следующему выражению:

(11)

Исходные данные для расчета электрических нагрузок проектируемого цеха с выделением характерных категорий представлены в таблице 2. Где электроприемники цеха разбиваются на однородные по режиму работы группы.

Таблица 2 - Исходные данные для расчета электрических нагрузок

Наименование ЭП

№ на плане

Кол-во

Р ном, кВт

Коэффициенты

Ки

cos ц

tg ц

Первая характерная категория (станки)

1. Круглошлифовальный

1-6, 59-65

13

28

0,13

0,5

1,73

2. Токарно - револьверный

7-11, 87-91

10

18

0,13

0,5

1,73

3. Вертикально-сверлильный

12-16

5

30

0,13

0,5

1,73

4. Токарный полуавтомат

17-22

6

14

0,13

0,5

1,73

5. Горизонтально-проточный

23-27, 114, 115

7

21

0,13

0,5

1,73

6. Токарный с ЧПУ

28-36

9

14

0,13

0,5

1,73

7. Горизонтально-расточный

37-40, 85,86

6

12

0,13

0,5

1,73

8. Горизонтально-фрезерный

41-53

13

23

0,13

0,5

1,73

9. Токарно-винторезный

54-58, 92-94

8

16

0,13

0,5

1,73

10. Радиально-сверлильный

66-73

8

13

0,13

0,5

1,73

11. Вертикально-фрезерный

74-76

3

15

0,13

0,5

1,73

12. Бесцентро-шлифовальный

77-84

8

44

0,13

0,5

1,73

13. Шлифовальный

95-100

6

23

0,13

0,5

1,73

14. Горизонтально-шлифовальный

101, 102

2

30

0,13

0,5

1,73

15. Вертикально-фрезерный

103-105

3

26

0,13

0,5

1,73

16. Радиально-сверлильный

106,107

2

16

0,13

0,5

1,73

17. Токарный с ЧПУ

110, 111

2

20

0,13

0,5

1,73

18. Токарно - револьверный

112, 113

2

24

0,13

0,5

1,73

19. Токарный полуавтомат

116-118

3

15

0,13

0,5

1,73

20. Плоскошлифовальный

119, 120

2

17

0,13

0,5

1,73

21. Вертикально-фрезерный

121-123

3

18

0,13

0,5

1,73

22. Точильно - шлифовальный

124-128

5

30

0,13

0,5

1,73

Вторая характерная категория (вентустановки)

1. Вентустановка

108,109,129

3

14

0,65

0,8

0,75

2. Вентустановка

142

1

18

0,65

0,8

0,75

3. Вентустановка

162-164

4

15

0,65

0,8

0,75

Третья характерная категория (термические установки)

1. Электромаслянная ванна

130, 131

2

15

0,8

0,9

0,48

2. Нагревательная электропечь

132-134

3

20

0,8

0,9

0,48

Продолжение таблицы 2

3. Термическая печь

135-136

2

50

0,8

0,9

0,48

4. Электротермическая печь

137

1

41

0,8

0,9

0,48

5. Электропечь

138-141

4

32

0,8

0,9

0,48

Четвертая характерная категория (контактная сварка)

1. Точечные стационарные

143-146

4

120

0,35

0,5

1,73

2. Сварочные стыковые

147-151

5

70

0,35

0,5

1,73

3. Сварочные шовные роликовые

152-155

4

60

0,35

0,5

1,73

4. Сварочные точечные

156-158

3

90

0,35

0,5

1,73

5. Сварочные стационарные

159-161

3

40

0,35

0,5

1,73

Нагрузка цеха представлена как трехфазной, так и однофазной нагрузкой. Так, в сварочном отделении имеются однофазные электроприемники, которые считаются специфической нагрузкой. Их расчет производиться в ручную и приводиться в приложении А.

Расчет трехфазных нагрузок приемников электроэнергии напряжением до 1000 В проводится с использованием пакета прикладных программ «ZAPUSK». Расчет по характерным категориям цеха трехфазной нагрузки, приведен в приложении Б.

Осветительная нагрузка рассчитывается методом удельной плотности осветительной нагрузки в программе «ZAPUSK». Результаты расчета всех нагрузок цеха приведены в таблице 3. Результаты расчета осветительной нагрузки приведены в приложении В.

Таблица 3 - Результаты расчета электрических нагрузок

Характерная категория

Р ном, кВт

Рср, кВт

Qср, квар

Рр, кВт

Qр, квар

Sр, кВА

Ip, A

Первая характерная категория (станки)

2730

354,9

613,98

230,69

675,38

713,69

1084,3

Вторая характерная категория (вентустановки)

120

78

58,5

70,2

64,35

95,23

144,7

Третья характерная категория (термические установки)

359

287,2

137,86

287,2

151,64

324,78

493,45

Суммарная трехфазная нагрузка по цеху

3209

720,1

810,34

588,09

891,37

1067,88

1622,483

Однофазная нагрузка

338,43

586,16

676,86

1781,21

Осветительная нагрузка

152,88

145,24

70,29

145,24

70,29

161,35

232,89

ИТОГО по цеху

926,52

1477,53

1744,74

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для цеховых трансформаторных подстанций промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

Критерием при выборе трансформаторов являются надежность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность

При сооружении цеховых трансформаторных подстанций предпочтение следует отдавать, комплектным трансформаторным подстанциям (КТП), полностью изготовленным на заводах.

Рассмотрим варианты установки одного и двух трансформаторов на КТП.

Мощность трансформатора определяется по следующему выражению:

кВА (12)

где N - количество устанавливаемых на КТП трансформаторов;

Кз - коэффициент загрузки трансформаторов, равен 0,7 для двух трансформаторов на КТП, равен 0,9 при одном трансформаторе.

Принимаем двухтрансформаторную КТП 1000/10 кВА с силовым трансформатором типа ТМ-1000/10.

Выбираем мощность трансформатора, при установке одного трансформатора:

кВА (13)

Принимаем однотрансформаторную КТП 1600/10 кВА с силовым трансформатором типа ТМ-1000/10.

Определяем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать в сеть 0,4 кВ через трансформаторы:

Для КТП с двумя трансформаторами:

квар

Для КТП с одним трансформатором:

квар

Определяем мощность низковольтных батарей конденсаторов.

Для КТП с двумя трансформаторами:

квар (16)

Для КТП с одним трансформатором:

квар (17)

Определяем дополнительную мощность низковольтных батарей конденсаторов по условию потерь. Для этого находим расчетный коэффициент г, зависящий от расчетных параметров Кр1 и Кр2 и схемы питания цеховой ТП, при условии работы предприятия в две смены, используя рис 4.8, 4.9 и табл. 4.6, 4.7.

,

г = 0,37

Для КТП с двумя трансформаторами:

Для КТП с одним трансформатором:

Определяем суммарную мощность низковольтных батарей конденсаторов:

Для КТП с двумя трансформаторами:

квар (20)

Примем к установке 1*УКЛ (П) Н - 0,38 - 432 - 108УЗ

1*УКЛ (П) 0,38 - 300 - 150УЗ

Для КТП с одним трансформатором:

кар (21)

Примем к установке 1*УКЛ (П) Н - 0,38 - 432 - 108УЗ

1*УКЛ (П) 0,38 - 450 - 150УЗ

Таблица 4 - Данные для расчета потерь в трансформаторах

Параметр

Единица измерения

ТМН-1000/10

ТМН1600/10

SНОМ

кВА

1000

1600

PХХ

кВт

2,1

2,8

PК

кВт

11,6

16,5

IХ

1,4

1,3

ик

5,5

5,5

Для оценки наиболее целесообразного варианта необходимо определить затраты на КТП, по следующим выражениям:

, (22)

где Е - коэффициент дисконтирования, определяемый в зависимости от ставки рефинансирования, устанавливается ЦБ, равный Е=0,12;

КТП и КНБК - стоимость трансформаторной подстанции и конденсаторных батарей соответственно;

С - стоимость потерь электрической энергии в трансформаторах и батареях конденсаторов, равная 0,6 руб./кВт;

б - суммарные ежегодные отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание, принимаемые 0,094;

ДWТР - потери электроэнергии в трансформаторах;

ДWНБК - потери электроэнергии в НБК.

Для двухтрансформаторной КТП:

Активные потери мощности в трансформаторе

кВт (23)

Потери электроэнергии в трансформаторе:

ДWТР=РТР • ТГ = 15,57 • 8760=136393,2 кВт•год; (24)

Потери электроэнергии в НБК:

кВт•год,

где pНБК.уд - удельная величина потерь в НБК, равная 0,003 кВт/квар.

Таблица - 5 Стоимость оборудования

ТМН-1000/10, тыс. руб

ТМН1600/10, тыс. руб.

УКЛ (П) Н - 0,38-432-108УЗ тыс. руб.

УКЛ (П) 0,38-300-150УЗ, тыс. руб.

УКЛ (П) 0,38-450-150УЗ, тыс. руб.

28,75

31,07

3,64

2,355

3,385

Таким образом, затраты равны:

тыс. руб. (25)

Аналогичный расчет произведем для однотрансформаторной КТП:

кВт (26)

ДWТР =РТР • ТГ = 17,37 • 8760= 152248,8 кВт•год (27)

кВт•год,

Таким образом, затраты равны:

тыс. руб. (29)

При сравнении двух вариантов очевидно, что затраты на КТП с двумя трансформаторами меньше, чем на КТП с одним трансформатором. Поэтому к установке принимаем двухтрансформаторную КТП с трансформатором ТМ - 1000/10.

Расчет центра электрических нагрузок

При проектировании, с целью определения места расположения цеховой КТП строится картограмма нагрузок. Картограмма представляет собой размещение на генеральном плане цеха окружностей, площадь которых равна в выбранном масштабе расчетным нагрузкам.

Для определения координат ЦЭН на конкретный момент времени, график электрических нагрузок представляют ступенчато, при этом каждая ордината определяется как отношение к максимальной мощности группы электроприемников:

(30)

(31),

где Ki - относительная мощность i-ой группы электроприемников в k-й час суток;

Pi - максимальная мощность i-ой группы электроприемников.

По найденным ЦЭН для каждого часа суток определяется математическое ожидание ЦЭН, среднеквадратическое отклонение и коэффициент корреляции.

(32)

(33)

Среднеквадратическое отклонение:

(34)

(35)

Коэффициент корреляции:

В течение суток ЦЭН смещаются по территории охваченной эллипсом, который и характеризует зону рассеяния ЦЭН.

Для того, чтобы построить эллипс зоны рассеяния ЦЭН необходимо определить угол поворота осей эллипса, относительно выбранной системы координат и полуоси эллипса рассеяния ЦЭН.

Угол поворота осей эллипса:

(36)

Полуоси эллипса рассеяния центров:

(37)

(38)

На основании расчетных значений математического ожидания условного центра нагрузок, координат полуосей и угла поворота осей строится эллипс рассеяния нагрузок. Место расположения источника питания (КТП) выбирается в наиболее удобной его точке. В этом случае высшее напряжение будет максимально приближено к центру потребления электроэнергии, а распределительные сети будут иметь минимальную протяженность. Если по какой-либо причине (технологической, архитектурной и др.) эллипс рассеяния попадает на территорию цеха и нельзя расположить источник питания в зоне рассеяния нагрузок, то его смещают в сторону внешнего источника питания. Данные для построения эллипса приведены в таблице 6.

Расчет радиусов картограммы электрических нагрузок цеха, координат ЦЭН и эллипса рассеяния нагрузок произведен пакетом программ «MathCad 11» фирмы MathSoft и приведен в приложении Г.

Таблица 6 - Данные для построения эллипса рассеяния нагрузок

QX, см

QY, см

уX0

уY0

KK

б, о

X, см

Y, см

10,62

7,25

4,59

3,33

0,72

32,83

12,99

4,9

На основании расчетных данных строится эллипс зоны рассеяния с центром в точке О(10,62; 7,25), углом поворота осей равным 32,83о относительно выбранной системы координат и откладываются рассчитанные значения полуосей эллипса.

3. Выбор двух вариантов распределительной сети

На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности электроприемников, режим их работы и размещение на территории цеха.

Цеховые сети промышленного предприятия выполняется на напряжение до 1 кВ (наиболее распространенным является напряжение 0,38 кВ).

При проектировании системы электроснабжения необходимо правильно установить характер среды, которая оказывает решающее влияние на степень защиты применяемого оборудования.

В цеховые сети закладывается большое количество проводникового материала и электрической аппаратуры, поэтому при построении схемы исходят из принципа одинаковой надежности питающих линий со всеми аппаратами и одного электроприемника технологического агрегата.

Нет смысла запитывать один приемник технологического агрегата по двум взаиморезервируемым линиям.

Для схемы электрической сети наиболее целесообразно применение магистральной схемы. Она не требует установки распределительного щита на ТП и электроэнергия распределяется по совершенной схеме блок трансформатор - магистраль, что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. При магистральных схемах выполненных шинопроводами ШМА и ШРА, перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети. Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает надежность электроснабжения при минимальных затратах на резервирование. Присоединение ШМА к РУ КТП производится через присоединительные секции ШМА. Эти секции соединяют с коммутационно-защитной аппаратурой, размещенной в шкафах КТП. Магистральные схемы широко применяются как для питания отдельных электроприемников одного технологического агрегата, так и для питания большого числа сравнительно мелких электроприемников или электроприемников относительно равномерно распределенных по площади цеха.

Радиальные схемы применяются, когда в цехе стационарно установлены относительно мощные электроприемники, не связанные единым технологическим процессом, или удаленные друг от друга на столько, что магистральное питание не целесообразно, или для питания мелких электроприемников.

Сочетание радиальных и магистральных схем применяется, когда электроприемники расположены упорядоченно или мелкие электроприемники запитаны магистрально, а относительно крупные или разбросаны по территории, или расположены в цехах с химически активной или пыльной средой.

В качестве оценки и выбора оптимального варианта системы распределительной сети принимаем два варианта, выполненные по смешанной схеме системы электроснабжения. Главная магистраль выполняется комплектным магистральным шинопроводом типа ШМА, разводка по территории цеха осуществляется радиальными шинопроводами типа ШРА с узлами питания электроприемников, такими как распределительные шкафы и силовые пункты.

Питание осуществляется от цеховой КТП с двумя трансформаторами марки ТМ -1000/10/0,4.

Варианты выполнения схем электроснабжения представлены на рисунке 1 и рисунке 2.

4. Выбор и расчет низковольтной электрической сети

В соответствии с [1] расчет цеховой электрической сети необходимо поводить в два этапа: расчет электрических нагрузок для выбора ШМА производится аналогично расчету для выбора цеховых трансформаторов. Для расчета питающих электроприемники сетей необходима корректировка расчета электрических нагрузок, в методике определения электрических нагрузок для выбора трансформаторов и цеховой сети приведены различные значения Кр.

Для выбора главной магистрали определим рабочий ток:

В качестве шин выбираем два комплектных магистральных шинопроводов с током 2202/2= 1101 А марки ШМА68-НУЗ с номинальным током 1600 А, с поперечным сечением прямой секции 300Ч160 мм, в соответствии с табл. 7.3.

Для последующих расчетов низковольтной сети необходим перерасчет цеховой электрической нагрузки. Алгоритм расчета аналогичен расчету в пункте 2.1. Результаты расчета электрических нагрузок на втором этапе для вариантов сведены в таблице 6 и таблице 7.

Осветительная нагрузка рассчитывается методом удельной плотности осветительной нагрузки в программе «ZAPUSK». Нагрузка освещения: Росв = 67,716 кВт, Qocв= 22,287 кВар

Таблица 8 - Результаты расчета электрических нагрузок по второму этапу с учетом осветительной нагрузки

№ варианта

РУ, кВт

QУ, квар

SУ, кВА

1

1242,946

1338,9

1826,9

2

1274,616

1378,86

1877,74

По расчётному току для каждой группы ЭП определяем типы ШРА подключаемые к магистральным шинопроводам, рассчитанным в пункте 4.1.

Расчётные токи для ШРА 1 и кабелей силовых пунктов, подключенных к ШМА определяется по формуле:

Таблица 9. Выбор проводников цеховой распределительной сети. Вариант 1

Обозначение на плане

Расчетная нагрузка, Sр, кВА

Расчетный ток, А

Марка

ШМА

1523,65

2202

2хШМА73-1600-НУЗ

ШРА 1

КЛШРА1

196,84

284,15

ШРА73-400-У3

АСБ-3х120, Iдлдоп=300А

ШРА 2

КЛШРА2

227,2

327,93

ШРА73-400-У3

АСБ-3х150, Iдлдоп=335 А

ШРА 3

КЛШРА3

191,953

277,061

ШРА73-400-У3

АСБ-3х120, Iдлдоп=300 А

ШРА 4

КЛШРА4

440,9

636,5

ШРА73-630-У3

АСБ-3х240,

ШРА 5

КЛШРА5

124,738

180

ШРА73-250-У3

АСБ-3х50, Iдлдоп=180 А

ШРА 6

КЛШРА6

101,32

146,24

ШРА73-250-У3

АСБ-3х50, Iдлдоп=180 А

ШРА 7

КЛШРА7

171,886

248,1

ШРА73-250-У3

АСБ-3х95, Iдлдоп=260 А

сп1

КЛ1

177,36

256,01

СП62-1/1 (5х60)

АСБ-3х95, Iдлдоп=260 А

ШОС

67,75

97,789

ШОС-100-1У3

Сечения проводников выбирают по условию допустимых длительных токов:

Ip Iдл.доп,

где Ip - расчетный ток, А.

Таблица 10. Выбор проводников цеховой распределительной сети. Вариант 2

Обозначение на плане

Расчетная нагрузка, Sр, кВА

Расчетный ток, А

Марка

ШМА

1523,65

2202

2хШМА73-1600-НУЗ

ШРА 1

КЛШРА1

196,84

284,15

ШРА73-400-У3

АСБ-3х120, Iдлдоп=300 А

ШРА 2

КЛШРА2

227,2

327,93

ШРА73-400-У3

АСБ-3х150, Iдлдоп=335 А

ШРА 3

КЛШРА3

191,953

277,061

ШРА73-400-У3

АСБ-3х120, Iдлдоп=300 А

ШРА 4

КЛШРА4

171,886

248,1

ШРА73-250-У3

АСБ-3х95, Iдлдоп=260 А

СП1

КЛ1

146,9

212,03

СП62-1/1 (5х60)

АСБ-3х70, Iдлдоп=220 А

СП2

КЛ2

146,2

211,02

СП62-1/1 (5х60)

АСБ-3х70, Iдлдоп=220 А

СП3

КЛ3

147,8

213,33

СП62-1/1 (5х60)

АСБ-3х70, Iдлдоп=220 А

СП4

КЛ4

68,61

99,03

СП62-5/1 (8х60)

АСБ-3х25, Iдлдоп=125 А

СП5

КЛ5

68,81

99,314

СП62-5/1 (8х60)

АСБ-3х25, Iдлдоп=125 А

СП6

КЛ6

45,053

65,03

СП62-5/1 (8х60)

АСБ-3х10, Iдлдоп=75 А

СП7

КЛ7

78,39

113,15

СП62-5/1 (8х60)

АСБ-3х95, Iдлдоп=260 А

СП8

КЛ8

177,36

256,01

СП62-1/1 (5х60)

АСБ-3х95, Iдлдоп=260 А

ШОС

67,75

97,789

ШОС-100-1У3

На основании рассчитанных нагрузок распределительной сети по табл. 7.4. принимаем комплектные распределительные шинопроводы для сетей с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В с техническими характеристиками: ШРА73-250-У3 - сечением 260х80; ШРА73-400-У3 - сечением 284х95; ШРА73-630-У3 - сечением 284х125, а также силовых пунктов и кабелей.

Номинальные токи станков определяются (например, для круглошлифовальных станков):

А;

По полученным данным выбираем сечение кабелей типа АСБ с алюминиевыми жилами, свинцовой оболочкой и браней из стальных лент при прокладке в трубах, питающих двигатели станков: s = 16 мм2, Iдоп = 90 А;

Таблица 11 - Выбор марки и сечения кабелей питающих ЭП

Типы ЭП

Р ном, кВт

cosф

Ip, А

Сечение, мм

Iдлдоп, А

1. Круглошлифовальный

28

0,5

85

3х16

90

2. Токарно - револьверный

18

0,5

54,7

3х6

55

3. Вертикально-сверлильный

30

0,5

91,2

3х25

125

4. Токарный полуавтомат

14

0,5

42,5

3х6

55

5. Горизонтально-проточный

21

0,5

63,8

3х10

75

6. Токарный с ЧПУ

14

0,5

42,5

3х6

55

7. Горизонтально-расточный

12

0,5

36,5

3х4

42

8. Горизонтально-фрезерный

23

0,5

69,8

3х10

75

9. Токарно-винторезный

16

0,5

48,6

3х6

55

10. Радиально-сверлильный

13

0,5

39,5

3х4

42

11. Вертикально-фрезерный

15

0,5

45,5

3х6

55

12. Бесцентро-шлифовальный

44

0,5

133,7

3х35

145

13. Шлифовальный

23

0,5

69,8

3х10

75

14. Горизонтально-шлифовальный

30

0,5

91,2

3х25

125

15. Вертикально-фрезерный

26

0,5

79

3х25

125

16. Радиально-сверлильный

16

0,5

48,6

3х6

55

17. Вентустановка

14

0,8

26,6

3х4

42

18. Токарный с ЧПУ

20

0,5

60,8

3х10

75

19. Токарно - револьверный

24

0,5

72,9

3х10

75

20. Токарный полуавтомат

15

0,8

28,5

3х4

42

21. Плоскошлифовальный

17

0,8

32,2

3х4

42

22. Вертикально-фрезерный

18

0,8

34,1

3х4

42

23. Точильно-фрезерный

30

0,5

91,2

3х25

125

24. Электромаслянная ванна

15

0,9

25,3

3х4

42

25. Нагревательная электропечь

20

0,9

33,7

3х4

42

26. Термическая печь

50

0,9

84,4

3х25

125

27. Электротермическая печь

41

0,9

69,2

3х10

75

28. Электропечь

32

0,9

54,02

3х10

75

29. Вентустановка

18

0,8

34,1

3х4

42

30. Точечные стационарные

120

0,5

364

3х185

380

31. Сварочные стыковые

70

0,5

212,7

3х70

220

32. Сварочные шовные роликовые

60

0,5

182,3

3х50

180

33. Сварочные точечные

90

0,5

273,5

3х120

300

34. Сварочные стационарные

40

0,5

121,5

3х70

220

35. Вентустановка

15

0,8

28,5

3х4

42

5. Выбор защитных коммутационных аппаратов

Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений в том числе и силовые сети, когда по условиям технологического процесса или режима их работы могут возникнуть длительные перегрузки.

Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяют плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований:

1. Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи. Номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей нужно выбирать по возможности меньшими по расчетным токам защищаемых участков сети или про номинальным токам отдельных ЭП в зависимости от места установки аппарата защиты с округлением до ближайшего большего стандартного значения.

2. Время действия аппаратов защиты должно быть по возможности меньшим и должна быть обеспечена селективность действия защиты соответствующим подбором аппаратов защиты и его защитной характеристики.

3. Аппараты защиты не должны отключать установку при перегрузках, возникающих в условиях нормальной эксплуатации, например при рабочих пиках технологических нагрузок, и т.п.

4. Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение в конце защищаемого участка двух- и трехфазных КЗ при всех видах режима работы нейтралей сетей, а также однофазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью.

В курсовом проекте защита шинопроводов и КЛ, питающих РШ выполняется автоматическими выключателями, защита электроприемников осуществляется плавкими вставками предохранителей.

Плавкие предохранители выбирают по условиям:

Iном.вст > Iном.эп

Iном.вст > Iпуск/2,5

где Iном.вст - номинальный ток плавкой вставки, А;

Iном.эп - номинальный ток отдельного ЭП, А;

Iпуск - пусковой ток ЭП, равный:

Iпуск = Кп ? Iном.эп;

где Кп - кратность пуска, равная 7.

Выбор предохранителей произведем для двух вариантов.

Рассчитаем предохранители и выберем плавкие вставки на примере для станков 1-6 с Рном1 = 28 кВт и соs = 0,5

Номинальные токи станков: А; А;

Пусковые токи двигателей круглошлифовальных станков определяются как Iпуск1 =7Iном1 = 595 А;

Iном.вст > Iном 1, 250 > 85

Iном.вст > Iпуск1/2,5, 250 > 595/2,5=238 А

Выбираем номинальные токи плавких вставок - Iном.вст =250 А, а предохранитель типа ПН-2-600/250

Произведем расчет для других групп станков на напряжение 380 В

В таблицах 12 и 13 приведены номинальные расчетные и пусковые токи для выбора плавких вставок и выбранные марки предохранителей с номинальными токами плавких вставок принятых в соответствии с расчетными номинальными и пусковыми токами соответственно.

Таблица 12. Расчет пусковых токов для выбора плавких предохранителей

Типы ЭП

Р ном, кВт

cosф

Ip, А

Iпуск, А

Iпуск/2,5, А

1. Круглошлифовальный

28

0,5

85

595

238

2. Токарно-револьверный

18

0,5

54,7

382,9

153,2

3. Вертикально-сверлильный

30

0,5

91,2

638,4

255,4

4. Токарный полуавтомат

14

0,5

42,5

297,5

119

5. Горизонтально-проточный

21

0,5

63,8

446,6

178,6

6. Токарный с ЧПУ

14

0,5

42,5

297,5

119

7. Горизонтально-расточный

12

0,5

36,5

255,5

102,2

8. Горизонтально-фрезерный

23

0,5

69,8

488,6

195,44

9. Токарно-винторезный

16

0,5

48,6

340,2

136,1

10. Радиально-сверлильный

13

0,5

39,5

276,5

110,6

11. Вертикально-фрезерный

15

0,5

45,5

318,5

127,4

12. Бесцентро-шлифовальный

44

0,5

133,7

935,9

374,4

13. Шлифовальный

23

0,5

69,8

488,6

195,44

14. Горизонтально-шлифовальный

30

0,5

91,2

638,4

255,4

15. Вертикально-фрезерный

26

0,5

79

553

221,2

16. Радиально-сверлильный

16

0,5

48,6

340,2

136,1

17. Вентустановка

14

0,8

26,6

186,2

74,4

18. Токарный с ЧПУ

20

0,5

60,8

425,6

170,2

19. Токарно - револьверный

24

0,5

72,9

510,3

204,12

20. Токарный полуавтомат

15

0,8

28,5

403,62

161,5

21. Плоскошлифовальный

17

0,8

32,2

225,4

90,2

22. Вертикально-фрезерный

18

0,8

34,1

238,7

95,5

23. Точильно-фрезерный

30

0,5

91,2

638,4

255,4

24. Электромаслянная ванна

15

0,9

25,3

177,1

70,8

25. Нагревательная электропечь

20

0,9

33,7

235,9

94,4

26. Термическая печь

50

0,9

84,4

590,8

236,32

27. Электротермическая печь

41

0,9

69,2

484,4

193,76

28. Электропечь

32

0,9

54,02

378

151,2

29. Вентустановка

18

0,8

34,1

238,7

95,48

30. Точечные стационарные

120

0,5

364

1820

728

31. Сварочные стыковые

70

0,5

212,7

1063,5

425,4

32. Сварочные шовные роликовые

60

0,5

182,3

911,5

364,6

33. Сварочные точечные

90

0,5

273,5

1367,5

547

34. Сварочные стационарные

40

0,5

121,5

607,5

243

35. Вентустановка

15

0,8

28,5

199,5

79,8

Таблица 13 - Выбор плавких вставок и типа предохранителей

Типы ЭП

Тип предохранителя

Iпл.вст

Ip, А

Iпуск/2,5, А

1. Круглошлифовальный

ПН-2-400

250

85

238

2. Токарно - револьверный

ПН-2-250

150

54,7

153,2

3. Вертикально-сверлильный

ПН-2-400

300

91,2

255,4

4. Токарный полуавтомат

ПН-2-250

120

42,5

119

5. Горизонтально-проточный

ПН-2-250

200

63,8

178,6

6. Токарный с ЧПУ

ПН-2-250

120

42,5

119

7. Горизонтально-расточный

ПН-2-250

120

36,5

102,2

8. Горизонтально-фрезерный

ПН-2-250

200

69,8

195,44

9. Токарно-винторезный

ПН-2-250

150

48,6

136,1

10. Радиально-сверлильный

ПН-2-250

120

39,5

110,6

11. Вертикально-фрезерный

ПН-2-250

150

45,5

127,4

12. Бесцентро-шлифовальный

ПН-2-400

400

133,7

374,4

13. Шлифовальный

ПН-2-250

200

69,8

195,44

14. Горизонтально-шлифовальный

ПН-2-400

300

91,2

255,4

15. Вертикально-фрезерный

ПН-2-400

250

79

221,2

16. Радиально-сверлильный

ПН-2-250

150

48,6

136,1

17. Вентустановка

ПН-2-100

100

26,6

74,4

18. Токарный с ЧПУ

ПН-2-250

200

60,8

170,2

19. Токарно - револьверный

ПН-2-250

200

72,9

204,12

20. Токарный полуавтомат

ПН-2-250

120

28,5

161,5

21. Плоскошлифовальный

ПН-2-100

100

32,2

90,2

22. Вертикально-фрезерный

ПН-2-100

100

34,1

95,5

23. Точильно-фрезерный

ПН-2-400

300

91,2

255,4

24. Электромаслянная ванна

ПН-2-100

100

25,3

70,8

25. Нагревательная электропечь

ПН-2-100

100

33,7

94,4

26. Термическая печь

ПН-2-250

200

84,4

236,32

27. Электротермическая печь

ПН-2-250

150

69,2

193,76

28. Электропечь

ПН-2-250

120

54,02

151,2

29. Вентустановка

ПН-2-100

100

34,1

95,48

30. Точечные стационарные

ПН-2-800

800

364

728

31. Сварочные стыковые

ПН-2-600

500

212,7

425,4

32. Сварочные шовные роликовые

ПН-2-400

400

182,3

364,6

33. Сварочные точечные

ПН-2-600

600

273,5

547

34. Сварочные стационарные

ПН-2-400

300

121,5

243

35. Вентустановка

ПН-2-100

100

28,5

79,8

В соответствии с требованиями автоматические выключатели выбирают по условиям:

Iном. расц > Iр.max и Iср.эл. > (1,25-1,35) Iп

где Iном. расц - номинальный ток расцепителя, А;

Iр.max - наибольший расчетный ток нагрузки, А; Iп - пиковый ток, А

Iср.эл - ток срабатывания электромагнитного расцепителя, равный

Iср.эл = 10 ? Iном. расц,

Iп = Iр + (Кп-1) Iном.max,

где Iном. max - наибольший ток ЭП, А; Iр - расчетный ток группы ЭП, А.

Таблица 14 - Выбор автоматических выключателей. Вариант 1

Обозначение на плане

Iр, А

Iном. расц/ Iср.эл, А

Iп, А

Тип выключателя

ШМА

1101

1200/12000

1821

АВМ-20Н

ШРА 1

284,15

400/4000

464,15

АВМ-4С

ШРА 2

327,93

400/4000

591,93

АВМ-4С

ШРА 3

277,061

400/4000

445,1

АВМ-4С

ШРА 4

636,5

600/6000

1356,5

АВМ-10Н

ШРА 5

180

250/2500

360

АВМ-4С

ШРА 6

146,24

150/1500

326,2

АВМ-4С

ШРА 7

248,1

400/4000

548,1

АВМ-4С

сп1

256,01

400/4000

502

АВМ-4С

ШОС

97,789

100/1000

121,8

АВМ-4Н

Таблица 15 - Выбор автоматических выключателей. Вариант 2

Обозначение на плане

Iр, А

Iном. расц/ Iср.эл, А

Iп, А

Тип выключателя

ШМА

2202/2

1200/12000

2922

АВМ-20Н

ШРА 1

284,15

400/4000

2922

АВМ-4С

ШРА 2

327,93

400/4000

464,15

АВМ-4С

ШРА 3

277,061

400/4000

591,93

АВМ-4С

ШРА 4

248,1

250/2500

548,1

АВМ-4С

СП1

212,03

250/2500

932,03

АВМ-4С

СП2

211,02

250/2500

631,02

АВМ-4С

СП3

213,33

400/4000

753,3

АВМ-4С

СП4

99,03

120/1200

279

АВМ-4Н

СП5

99,314

120/1200

243,3

АВМ-4Н

СП6

65,03

120/1200

173,03

АВМ-4Н

СП7

113,15

120/1200

293,2

АВМ-4Н

СП8

256,01

400/4000

502,01

АВМ-4С

ШОС

97,789

120/1200

121,8

АВМ-4Н

6. Технико-экономическое сравнение вариантов по приведенным затратам

Для определения экономически оптимального варианта рассчитываются технико-экономические показатели.

Экономическая оценка осуществляется по приведенным затратам:

З = К? 0,12 + Ра ? К +Сэ

где Ра - нормы амортизационных отчислений, принимаемые 0,093;

К - суммарные капиталовложения, т. руб.;

Сэ - стоимость потерь электрической энергии, равная

СЭ= С0W,

где С0 - удельная стоимость потерь электроэнергии принимаемая 0,02 руб./ кВтч;

W - годовые потери электроэнергии кВтч, определяемые по средней мощности.

W=РсрТг,

где Тг = 4000 ч., Рср =824,34 кВт

Рассчитаем капиталовложения в проектируемую сеть по вариантам.

Таблица 16 - Капиталовложения в проектируемую сеть для варианта 1

Элемент сети

Длина, м / кол-во, шт.

Единица измерения стоимости

Уд. стоимость

К, т. руб.

ШМА73-НУЗ-1600

2х60

руб./м

191

22,92

ШРА73-400-У3

3х66

руб./м

59,2

11,722

ШРА73-630-У3

54

руб./м

85

4,59

ШРА73-250-У3

3х30

руб./м

46,5

4,185

ШОС-100-1У3

60

руб./м

22,5

1,35

АСБ (3х240)

24

тыс. руб./км

6,35

0,152

АСБ (3х185)

40

тыс. руб./км

5,2

0,208

АСБ (3х150)

6

тыс. руб./км

4,37

0,021

АСБ (3х50)

48

тыс. руб./км

2,18

0,105

АСБ (3х35)

90

тыс. руб./км

1,87

0,168

АСБ (3х25)

96

тыс. руб./км

1,65

0,158

АСБ (3х16)

94

тыс. руб./км

1,45

0,136

АСБ (3х10)

274

тыс. руб./км

1,32

0,362

АСБ (3х6)

248

тыс. руб./км

1,22

0,303

АСБ (3х4)

240




Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данную курсовую работу Вы можете использовать для написания своего курсового проекта.
Доработать Узнать цену работы по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :
Пишем курсовую работу самостоятельно:
! Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ.
! Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу.
! Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться.
! План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы.
! Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части?
! Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать.
! Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа.
! Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема.
! Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом.
! Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
→ Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия.
→ Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта.
→ Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты.
→ Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести.
→ Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя.
→ Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика.

Другие популярные курсовые работы:

Сейчас смотрят :

Курсовая работа Анализ производительности труда и резервы ее повышения
Курсовая работа Пути снижения издержек производства
Курсовая работа Учёт реализации товаров и анализ товарооборота торговой организации
Курсовая работа Оборотные средства организации и эффективность их использования
Курсовая работа Институт опеки и попечительства
Курсовая работа Учет и анализ движения денежных средств
Курсовая работа Юридическая ответственность
Курсовая работа Исследование рынка кофе Nescafe Classic
Курсовая работа Аудит расчетов с покупателями и заказчиками
Курсовая работа Организация коммерческой деятельности предприятия
Курсовая работа Цены и ценообразование в рыночной экономике
Курсовая работа Оборотный капитал предприятий
Курсовая работа Развитие внимания у младших школьников
Курсовая работа Пути достижения конкурентного преимущества продукции на рынке
Курсовая работа Порядок осуществления государственного кадастрового учета земель на уровне муниципального образования
Реклама на сайте
© 2015-2024