Вибір роду струму і величини напруги системи електропостачання

Зміст

 

1. Вступ
2. Вибір роду струму і величини напруги системи електропостачання.
3. Вибір типу і розрахунок потужності освітлювальних установки.
4. Вибір типу і розрахунок потужності електродвигуна до виробничого механізму.
5. Визначення електричного навантаження промислового підприємства.
6. Визначення способу компенсації реактивної потужності і розрахунок потужності компенсуючих пристроїв.

7. Визначення потужності і вибір типу силового трансформатора системи електропостачання об'єкта.

8. Розрахунок перерізу і вибір типу дротів ліній електропередачі.

9. Вибір комутаційної і захисної апаратури в електричних колах системи електропостачання

10. Вибір пускової апаратури до електродвигуна.
11. Додатки.
12. Список літератури.

 

Вступ

Приймачі електричної  енергії сучасних промислових підприємств  можуть бути розподілені на групи, які розрізняються за потужністю, режимом роботи, напругою, родом струму.

Велика частина  електроприймачів електродвигуни виробничих механізмів, електричне освітлення, електричні печі електрозварювальні установки - є, як правило, споживачами трифазного змінного струму промислової частоти 50 Гц, Прилади індукційного і діелектричного нагрівання вимагають змінного струму підвищеної частоти.

Розрізнюють два  види освітлення: робоче і аварійне. Робоче освітлення застосовується у  всіх без винятку приміщеннях і служить для створення нормованої освітленості на робочих місцях. При проектуванні освітлювальних установок використовуються дві системи робочого освітлення: загальне і комбіноване.

Система загального освітлення призначається для освітлення робочих поверхонь і для всього приміщення в цілому. У зв'язку з цим світильники загального освітлення розміщуються під стелею і на стінах приміщення на досить великій відстані від робочих поверхонь. Розміщення світильників загального освітлення буває рівномірним і локальним. Система загального освітлення з рівномірним розміщенням світильників рекомендується у виробничих приміщеннях, де технологічне устаткування розміщене рівномірно.

Система локалізованого освітлення рекомендується у приміщеннях, де робочі місця розташовані зосереджено окремими ділянками і необхідна освітленість досягається за рахунок зосередженого розміщення світильників.

Система комбінованого  освітлення містить в собі світильники, розміщені безпосередньо біля робочого місця для освітлення робочої поверхні (місцеве освітлення), і світильники загального освітлення, що забезпечують освітленість всього виробничого приміщення в цілому.

Вибір світильників робочого і аварійного освітлення рекомендується здійснювати з урахуванням умов середовища, вимог до світлорозподілу і економічних міркувань. У приміщеннях сухих і вологих без підвищеного виділення пилу можливе використання усіх типів відкритих світильників (У, Ум, Гз, Лц та ін.).

У запилених  приміщеннях, де пил не є легко займаним або вибухонебезпечним, застосовуються світильники у відкритому або пило непроникаючому виконанні (У, Ум, ПУ, Фм).

Для одержання  постійного струму використовуються перетворювальні  агрегати з двигун генераторами, ртутними і напівпровідниковими випрямлячами. Всі перетворювачі у системі електропостачання підприємства є споживачами змінного струму.

Згідно з  ГОСТ 721-62 номінальні напруги електричних  мереж в установках до 1000 В повинні  відповідати при трифазному змінному струмі 220, 380 і 660 В, а при постійному струмі - 110, 220 і 440 В.

Найпоширенішими на промислових підприємствах є  установки напругою 220/380 В з глухим заземленням нейтралі. Вибір цієї напруги забезпечує можливість використання спільних трансформаторів для живлення силового і освітлювального навантаження, а також зменшення втрат електроенергії у цехових мережах порівняно з більш низькою напругою.

Зазначену напругу, слід застосовувати у всіх випадках, де цьому не перешкоджають місцеві  умови і якщо техніко-економічними розрахунками не доведена доцільність застосування більш високої напруги.

 

Вибір роду струму і величини напруги системи електропостачання

Для системи електропостачання, що проектується, застосовується трифазний змінний струм частотою 50 Гц, напругою 220/380 В.

 

Вибір типу і розрахунок потужності освітлювальних установок

Для освітлення виробничого приміщення (столярна ділянка ) вибирається відкритий світильник типу «Універсаль». Для даного типу світильника визначається найменша висота підвісу, яка з певним запасом складає величину .

Величина питомої  потужності ламп світильників прийнята .

Для обраного типу світильників визначається відносна освітлювальна  площа  . 

За знайденим  значенням Нр визначається площа  освітлювальної одним світильником поверхні:

Приймається квадратне  розміщення світильників, при цьому

При вибраній площі  виробничого приміщення

визначається  кількість світильників у поперечних і поздовжніх рядах:

                     ,                .

Визначається  загальна кількість світильників для  даного виробничого приміщення

Встановлена потужність всіх ламп складає величину

Потужність  однієї лампи світильника

Для установки  в світильниках обираються стандартні лампи потужністю . Оскільки потужність однієї лампи менша обчисленої, то для отримання того самого освітлення необхідно збільшити кількість ламп:

.

 

Вибір типу і розрахунок потужності електродвигуна до виробничого механізму

Для виробничого  механізму вибирається трифазний  асинхронний короткозамкнений двигун з напругою електроживлення 220\380 В.

У вигляді таблиці  записуємо режим роботи двигуна  і будуємо у відповідному масштабі навантажувальну діаграму виробничого  механізму, що працює у тривалому  режимі

Таблиця 1

Варі-ант	Пара-метр	Інтервал з навантажувальною діаграмою
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
6	Р, кВт	97.0	85.0	65.0	74.3	45.5	37.7	84.1	58.4	42.9	69.3	82.9	63.8
	t, хв.	23.0	47.0	57.0	19.0	15.0	9.0	20.0	36.0	35	21.0	12.0	40

 

Згідно з  таблицею визначаємо еквівалентну потужність

Для виробничого  механізму вибирається двигун з  синхронною частотою обертання  .

Вибираємо двигун  типу 4АН250МУ3 з номінальною потужністю .

За даними завдання №2 у вигляді таблиці записується режим роботи двигуна і будується навантажувальна діаграма виробничого механізму, який працює у повторно-короткочасному режимі.

Здійснюється  перевірка даного двигуна на перевантаження. За каталогом ввизначається відносний максимальний момент

За номінальною  потужністю вибраного двигуна 

визначається номінальний момент двигуна

Це дозволяє визначити  максимальний момент двигуна

Здійснюється  перевірка

За величиной  потужності

, яку розвиває двигун під час пуску після другої паузи

Виконується перевірка

Таблиця 2

Варі-ант	Пара-метр	Інтервал за навантажувальною діаграмою
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
4	М, кгм	76,4	65,4	59,8	50,2	0	65,3	58,5	60,5	58,5	65,2	65,3	49,8	52,2	0
	t, хв.	23,3	54,5	32,2	65,7	121	19	21,4	32,3	98,7	9,6	36,3	65,3	30,2	123

 

 

 

Відносна тривалість ввімкнення двигуна, що вибирається

Перерахунок еквівалентної потужності до стандартної  дає такий результат:

.

За  розрахованою еквівалентною потужністю і вибраною частотою обертання двигуна вибирається двигун 4АH250MУ3 потужністю .

Перевірка за перевантаженням і пусковим моментом дає такі результати. За каталогом визначаються відносні максимальний і пусковий моменти

                                        

За  номінальною потужністю вибраного двигуна визначається номінальний момент

Максимальний  момент двигуна, що розвивається у даному режимі роботи, визначається за навантажувальною діаграмою за величиною максимальної потужності

Пусковий  момент двигуна, що розвивається у даному режимі роботи, визначається за навантажувальною діаграмою за величиною потужності , яку розвиває двигун під час пуску після другої паузи

Перевірка показує, що вибраний двигун відповідає заданим вимогам, за перевантаженням і пусковим моментом.

 

 

 

Визначення електричного навантаження промислового підприємства

За  завданим варіантом курсової роботи з додатку 10 вибираємо найменування виробничих механізмів, їх кількість і тип двигунів, що в них застосовуються. Ці дані заносяться у графи 1, 8 і 9 таблиці 3.

За  каталогами технічних даних асинхронних двигунів серій 4А і 4АС визначаємо параметри двигунів, що застосовуються, і записуються у графи 2, 3, 4 і 5 таблиці 3. За таблицею середніх значень коефіцієнтів для розрахунку навантажень визначаємо коефіцієнти попиту і коефіцієнти  потужності за кожною групою електроустановок і записуються у графи 6 і 7 таблиці 3.

Визначаємо встановлені потужності електроустановок і дані заносимо до графи 10 таблиці 3:

• Дробарка:
• Бетономішалка:

Для механізмів з повторно-короткочасним режимом роботи (механізми вертикального, поздовжнього і поперечного переміщення) встановлена потужність визначається перерахуванням номінальної потужності електродвигунів кожної групи механізмів за стандартною тривалістю ввімкнення :

• Механізм вертикального переміщення:

• Механізм поздовжнього переміщення:

• Механізм поперечного переміщення:

Потужність  працюючих двигунів за кожною групою механізмів заноситься у графу 11

• Дробарка:
• Бетономішалка:
• Механізм вертикального переміщення:

• Механізм поздовжнього переміщення:

• Механізм поперечного переміщення:

Величини  активного навантаження за кожною групою споживачів заносяться у графу 12:

• Дробарка:
• Бетономішалка:  
• Механізм вертикального переміщення:

• Механізм поздовжнього переміщення:

• Механізм поперечного переміщення:

По  групі "Освітлення" у графу 2 заноситься потужність однієї лампи, у графи 8 і 9 – кількість ламп, у графи 10 і 11 - сумарна потужність всіх ламп, у графу 12 - активне навантаження освітлювальної мережі сумарне:

• Освітлення:

У графу 13 заносяться результати розрахунків  величин реактивної потужності за кожною групою механізмів:

• Дробарка:
• Бетономішалка:
• Механізм вертикального переміщення:

• Механізм поздовжнього переміщення:

• Механізм поперечного переміщення:

• Освітлення:

Визначаються  сумарні величини активної, реактивної і повної потужностей (графи 12, 13 і 14, рядок "Всього"):

Коефіцієнт  потужності всього об'єкта складає  величину:

 

Визначення  способу компенсації реактивної потужності і розрахунок потужності компенсуючих пристроїв

Як  показали розрахунки підрозділу 4, коефіцієнт потужності об'єкта став нижче зазначеної ГОСТом величини. Для збільшення до величини, що вимагається, згідно з рекомендованою, вибирається конденсаторна батарея, що вмикається паралельно електроприймачам.

Визначаємо потужність батареї конденсаторів:

З таблиці  про косинусні конденсатори вибираємо   батарею   компенсуючих   конденсаторів   типу   КМ1-6,30-12 номінальною потужністю 12 кВАр.

Повна потужність електроустановок підприємства після компенсації реактивної потужності становить величину

Коефіцієнт  потужності електроустановок після  компенсації складає величину

 

Визначення потужності і вибір  типу силового трансформатора системи електропостачання

Для підстанції даного промислового підприємства з урахуванням рекомендацій і згідно з величиною повної потужності підприємств вибирається масляний трансформатор типу ТМ-63/6-10/0,38 потужністю 63 кВА з первинною напругою 6-10 кВ і вторинною напругою 380 В.

 

Розрахунок перерізу і вибір  типу дротів ліній електропередачі

Розрахунок  перерізу і вибір типу ліній електропередачі  здійснюється для виробничого механізму  №1 таблиці визначення навантаження промислового підприємства – дробарки.

Розрахунковий струм електродвигуна дробарки   має величину

Переріз проводу вибирається з умови  .

Згідно з  рекомендаціями для лінії електропередачі  електродвигуна дробарки вибирається один трижильний алюмінієвий дріт з перерізом однієї струмоведучої жили , з гумовою ізоляцією, вкладений в металеву трубу.

У лінії  електроживлення двигуна довжиною має місце падіння напруги

 

Вибір комутаційної і захисної апаратури в електричної мережі системи електропостачання

Згідно  з рекомендаціями для управління електродвигуном дробарки  вибирається магнітний пускач ПМЕ-234 з тепловим реле ТРН-25.

Для захисту двигуна від струму короткого  замикання вибираються плавкі запобіжники.

Номінальний струм плавкої вставки вибирається  з умови  .

Робочий струм двигуна визначений у пункті 7 і дорівнює .

Перевірка правильності вибору струму плавкої  вставки здійснюється за співвідношенням.

Максимальний (пусковий) струм двигуна  визначається за каталогом (додаток 13). Для двигуна який застосований у дробарки

Звідси

Для даного двигуна  коефіцієнт . Тоді

За  найбільшим з двох значень  з додатку 12 вибирається запобіжник типу ПР-2 з .

 

Розробка схеми управління електродвигуном

Розробка  схеми управління електродвигуном  механізму №1 в таблиці визначення електричного навантаження промислового підприємства  і опис  принципу дії складається на підставі вивчення типових схем управління електроприводами [1. 2,3].

 

Додаток

Рис.1

Рис.2 
Список літератури

1. Електромеханіка. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни "Електротехніка   та   електромеханіка"    для    студентів    спеціальності    7.0925.01. Ю.А.Кундо, Є.П.Суський
2. Вольшский   Б.А.   Электротехника:   Учебное      пособие      для      ВУЗов.   -   М:
3. М.П.Костенко, Л.М.Пиотровский. Электрические машины. М. «Энергия». 1972. С.812.
4. Ю.М.Борисов, Д.Н.Липатов. Общая электротехника. М. «Высшая школа». 1974. С.519.
5. Г.С.Бенда, Э.К.Трусов. Электрические машины и приводы. Харьков. ХВВКУ. 1981. С.39.
6. Н.И.Волков, В.И.Миловзоров. Электромашинные устройства автоматики. М. «Высшая школа». 1987. С.325.