Электроснабжение прессового участка цеха

ФГОУ  ВПО

НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО  ТРАНСПОРТА 

Кафедра «Электроэнергетические системы и  электротехника» 
 

Курсовой  проект по дисциплине

Электроснабжение  стационарных и мобильных объектов

Тема: «Электроснабжение  прессового участка цеха» 
 
 

              Факультет: электромеханический

                 Группа: ЭТ-41

                 Вариант: 17

                 Выполнил: Лученок Константин

              Руководитель: ст. преподаватель Толашко Татьяна  Алексеевна 
               
               
               

Новосибирск 2011

Содержание 

      Введение. 3

  1. Характеристика объекта. 4

  2. Расчётно – конструктивная часть. 6

      2.1. Схема и конструкция силовой части электрической сети. 6

      2.2. Расчёт электрических нагрузок по узлам присоединений. 7

      2.3. Расчёт электрических нагрузок электроосвещения. 11

      2.4. Схема и конструкция сети электроосвещения. 13

      2.5. Расчёт электрических нагрузок цеха. 14

      2.6. Расчёт и выбор компенсирующих установок и трансформаторов. 16

      2.7. Расчёт и выбор распределительных сетей. 18

      2.8. Расчёт и выбор питающих сетей. 21

      2.9. Выбор силовых распределительных пунктов 23

      2.10. Расчёт токов короткого замыкания. 24

      2.11. Расчёт и выбор высоковольтной кабельной линии. 27

      2.12. Выбор высоковольтных аппаратов главной понизительной подстанции. 29

      2.13. Схема и конструкция комплектной трансформаторной подстанции. 30

  3. Охрана труда. 31

      3.1. Расчёт заземляющего устройства подстанции. 31

      3.2. Техника безопасности при монтаже внутренних электропроводок……….……33

      Заключение. 39

      Список  литературы. 40 

     Графическая часть

  1. План силового электрооборудования. План освещения.
  2. Принципиальная схема питания объекта.
 
 
 
 
 

     Введение 

     Целью курсового проекта является приобретение навыков в разработке, применении известных методов расчета проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий и его объектов, которые бы обеспечивали надлежащую бесперебойность питания, степень зашиты и автоматики, качество питающего напряжения, надежность, удобство эксплуатации и ремонта, экономичность и т.д.

      Экономичность определяется приведенными затратами  на систему электроснабжения. Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

     Спектр  решаемых вопросов охватывает в основном весь курс дисциплины, что позволяет студентам практическое восприятие всего ее содержания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Характеристика  объекта

  Прессовый участок цеха (ПУ) предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности.

  В нем предусмотрены: станочное отделение, где размещен станочный парк; ремонтная мастерская, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балки и наземных электротележек.

  Участок получает электроснабжение (ЭСН) от собственной  трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в пристройке здания. Распределительные устройства (РУ) потребителей ЭЭ размещены в станочном отделении. От этой же ТП получают ЭСН еще два участка с дополнительной нагрузкой каждый (S=250 кВА, соs ϕ >0,8; КП=0,5).

  ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние  от ГПП до цеховой ТП – 2 км, а от ЭСН до ГПП – 5 км. Напряжение на ГПП  – 10 кВ.

  Все электроприемники относятся к 2 категории  надежности ЭСН. Количество рабочих  смен – 3.

  Грунт в районе здания – глина с температурой +15°С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 метров каждый.

  Размеры здания А х В х Н = 48 х 30 х 7 м.

  Все помещения, кроме станочного отделения, высотой 3,2 м. Перечень ЭО цеха металлорежущих станков приведен в таблице 1.

  Мощность  электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника. Расположение основного ЭО указано на плане 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Таблица 1. Перечень ЭО участка кузнечно-прессового цеха.

№  п/п на плане Наименование  ЭО Рэп, кВт Соsφ Примечание
1-3 Кузнечно-штамповочный автоматы 14,5 0,8  
4-8 Прессы электромеханические 28,1 0,75  
9-12 Прессы фрикционные 24,2 0,8  
13 Кран-балка 9,5 0,73 ПВ=40%
14-18 Молоты ковочные 10,2 0,82  
19,20 Вентиляторы 4,5 0,75  
21-26 Прессы кривошипные 15 0,85 ПВ=60%
27,28 Насосы  масляные 3,5 0,8  
29,30 Наждачние станки 1,5 0,68  
31,32 Шлифовальные  станки 7,5 0,74  
33,34 Сверлильные станки 3 0,69  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  1. Расчётно  – конструктивная часть
    1. Схема и конструкция силовой части электрической сети

  Питающая  сеть выполняется кабелем марки  АВВГ(ВВГ), АВРГ(ВРГ) открыто по стенам, потолку, кабельным конструкциям. Защита питающей сети осуществляется автоматическими выключателями, установленными в распределительное устройство 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ТП). Защита от перегрузки не требуется.

  Распределительная сеть выполняется проводом марки  АПВ или ПВ в пластмассовых и металлических трубах, скрытых в полу.

  Защита  осуществляется плавкими предохранителями марки НПН-2 или ПН2, установленными в силовых распределительных пунктах.

  В качестве силовых распределительных пунктов применяются силовые распределительные шкафы ШР-11 или шинопроводы ШРА-4. Защита от перегрузки не требуется. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Расчёт  электрических нагрузок по узлам присоединений
 

    Методику  расчета рассмотрим на примере узла ШС – 1.

  1. Все электроприёмники разбиваются на однородные по режиму работы группы с одинаковыми значениями коэффициентов использования (по справочным данным).

    Кран-балка :

    Вентиляторы :

  1. Подсчитывается количество электроприёмников в каждой группе.

    Кран-балка : n=1 шт;

    Вентиляторы : n=2 шт;

    Общее количество в группе: n=3 шт

  1. Для каждой группы электроприёмников рассчитывается установленная активная мощность.

                                                            ,                                                  (2.2.1)

    где - номинальная мощность i-го электроприёмника

  1. Для каждой группы электроприёмников рассчитывается активная и реактивная среднесменная нагрузка (мощность).

                                                      (2.2.2)

                                                     (2.2.3)

 

  1. Для узла присоединения рассчитывается активная установленная, активная и реактивная мощности.

            ;                                               (2.2.4)

;                                              (2.2.5)

;                                             (2.2.6)

  1. Определяется  коэффициент использования для  узла .

    ,                                (2.2.7)

  1. Определяется для узла.

    ,                              (2.2.8)

                                                            (2.2.9)

                                           (2.2.10)                      

  1. Определяется эффективное число электроприёмников узла .

    Эффективное (приведённое) число электроприёмников – это число однородных по режиму работы приёмников одинаковой мощности, которую потребляют ту же самую мощность, что и действительные электоприёмники.

          Если  , то ;                                              (2.2.11)

    Если  , то ,                                  (2.2.12)

    где  - максимальная номинальная мощность электроприёмника в узле.

    В нашем случае n<5 поэтому применяем формулу 2.2.11

         Если  получается больше  (фактическое), то в этом случае принимается .

  1. По таблице на основании и для узла определяется коэффициент максимума .

    Km=1,8.

  1. Определяется расчётная активная нагрузка узла.

                                   

    ,  
                                           (2.2.13)                                           

  1. Определяется расчётная реактивная нагрузка узла.

    ,                                                (2.2.14)

      При : .

    Во  всех остальных случаях 

  1.  Определяется  полная мощность (нагрузка) узла.

    ,          (2.2.15)

  1. Определяется расчётный ток узла.

      ,                (2.2.16)

  Расчёт  для остальных узлов производится аналогичным образом и сведен в таблицу 2.2.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Расчёт  электрических нагрузок электроосвещения
 

    Площадь цеха F=1440 м2;

    Площадь машинного зала F=1104 м2.

         Методика  расчёта производится методом удельной мощности.

  1. Выбирается светильник типа и мощности: НСП-20-500-111.
  2. Определяется норма освещённости по справочным данным:

    .

  1. По таблице определяется удельная мощность .

    .

  1. Определяется установленная мощность освещения .

    ,                                                      (2.3.1)

     где Ру - установленная мощность освещения прессового участка цеха.

  1. Определяется количество светильников .

                                                         ,                                                                (2.3.2)

    где - мощность светильника.

    Полученные  данные сведены в Таблицу 3. 

     Таблица 2.3. Расчёт электрических нагрузок электроосвещения.

Наименование F, м2 Е, лк Руд, Вт/м2 Тип и мощность светильников Ру, кВт n, шт.
Прессовый участок цех 1104 150 31,05 НСП-20-500-111 35 70
 
 
 
 
 
 
 

     Расчёт  электрической нагрузки для ЩО.

    1.  По справочным данным выбираются  .

    .

  1. Рассчитывается активная среднесменная нагрузка.

  1. Коэффициент максимума  выбирается таким же, как для общей нагрузки  по узлам присоединений.

    Kм=1.02

  1. Определяется расчётная активная нагрузка ЩО.

  1. Определяется  полная мощность (нагрузка) ЩО.

          

  1.  Определяется расчётный ток ЩО.  

     Расчёт  сведён в таблицу 2.2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Схема и конструкция  сети электроосвещения

     Для питания сетей электроосвещения устанавливается щит освещения (ЩО). Питающая сеть выполняется алюминиевым  кабелем АВВГ. Кабель проложен открыто  по стенам, потолку, конструкциям. Для  групповых линий выбираются медные кабели ВРГ – 3х2,5. Лампы выбраны марки НСП-20-500-111. Централизованное управление осуществляется со щитка. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Расчёт  электрических нагрузок цеха

     Расчёт  электрических нагрузок цеха производится после расчета нагрузки всех узлов  присоединения и ЩО.

  1. Значения , для цеха принимаются те же, что и для общей нагрузки по узлам присоединения.

    ;

     kм=1,3.

  1. Рассчитывается установленная активная мощность.

             ;                                               (2.5.1)

                               

  1. Рассчитывается активная и реактивная среднесменная нагрузка (мощность).

                 

          ;                                                    (2.5.2)

                      

  1. Определяется расчётная активная нагрузка цеха.

                                                                   ;                                                      (2.5.3)

     

.

  1. Определяется полная мощность (нагрузка) цеха.

                      

          ;                                                  (2.5.4)

     

  1.  Определяется расчётный ток цеха.

               

            ;                                                (2.5.5)

         

     Расчёт сведен в Таблицу 2.2.  
 
 
 
 
 
 

    1. Расчёт  и выбор компенсирующих установок и трансформаторов
 

     Потребители электроэнергии по надёжности электроснабжения относятся к 2 и 3 категории. Выбираем по две компенсирующие установки и по два трансформатора одинаковой мощности для каждой КТП.

  1. Определяется мощность компенсирующих установок.

                                        (2.6.1)                 

    где – коэффициент учитывающий меры по естественной компенсации;

         

     

      Выбираются компенсирующие установки:

      УК  – 0,38 – 54 УЗ - 2 штуки

  1. Пересчитывается расчётная мощность с учётом мощности компенсирующей установки.                                             

                                                   (2.6.2)

               ;

;

  1. Определяется  коэффициент загрузки трансформатора в номинальном режиме.

    При преобладании электроприёмников 2 категории  в нормальном режиме β=0,7 – 0,8.

  1. Определяется ориентировочная мощность трансформаторов.

                                                                                                                                    (2.6.3)

          где n – количество трансформаторов.

  1. По справочнику  по Sор выбирается стандартная Sн.

    Выбираются  трансформаторы:

    ТМ  – 250/10

      Мощность: 250 кВА

      Напряжение первичное: 10кВ

      Напряжение вторичное: 0,4 кВ

      Напряжение короткого замыкания от номинального: 4,5%

  1. Определяются потери мощности в трансформаторе.

                                                       (2.6.4)

          где ∆Рт – потери активной мощности в трансформаторе.

                                                                  (2.6.5)

          где ∆Qт – потери реактивной мощности в трансформаторе.

                                                      (2.6.6)

     где ∆Sт – потери полной мощности в трансформаторе.

     

     

     

  1. Определяется  расчётный коэффициент загрузки в нормальном и аварийном режимах.

                                                       (2.6.7)

          где βфн – расчётный коэффициент загрузки в нормальном режиме.

                                                      (2.6.7)

     где βфав – расчётный коэффициент загрузки в аварийном режиме.

     Так как условия не выполняются, выбираем трансформатор большей мощности: ТМ – 320/10.

Мощность: 320 кВА

Напряжение  первичное: 10кВ