РЕФЕРАТ
Дипломный проект: 123 с., 17 рис., 57 табл., 17 источников.
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ, РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ, НАГРУЗКА
Объектом разработки является система электроснабжения блока цехов машиностроительного завода.
Целью проекта является разработка системы электроснабжения на основе исходной информации. При этом для проектируемого завода произведены расчеты по выбору силового электрооборудования и цеховых электрических сетей напряжением выше 1 кВ.
В процессе дипломного проектирования разрабатывалась система электроснабжения рассматриваемого завода в целом: определены расчетные нагрузки, произведён выбор цеховых трансформаторов, выбран оптимальный вариант схемы электроснабжения на основе технико-экономических расчетов.
При разработке системы электроснабжения завода применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования. Результатами дипломного проекта явились глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования и эксплуатации электроустановок промышленных предприятий, а также практических навыков в разработке экономичных, удобных в эксплуатации и безопасных в обслуживании систем электроснабжения на основе достижений научно-технического прогресса.
Подтверждаю, что приведенный в дипломном проекте расчетно- аналитический материал объективно отражает состояние разрабатываемого объекта, все заимствованные из литературных и других источников теоретические и методологические положения и концепции сопровождаются ссылками на их авторов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ТЕРМИНО ... 8
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ... 9
ВВЕДЕНИЕ ... 10
1 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ... 12
Машиностроение - вид производственной деятельности предприятий обрабатывающей промышленности, специализирующихся на проектировании, производстве, обслуживании и утилизации всевозможных машин, технологического оборудования и их деталей. ... 12
В данном курсовом проекте технологический процесс представлен следующим образом.. 12
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРЕДПРИЯТИЯ ... 13
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ... 15
3.1 Формирование групп характерных категорий силовых электроприемников по цехам .. 17
3.2 Определение расчетных электрических нагрузок по цехам ... 20
4 ВЫБОР ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ И РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ... 25
4.1 Выбор цеховых трансформаторов ... 25
4.2 Расчет компенсации реактивной мощности ... 26
4.3 Определение потерь мощности в трансформаторах ... 29
4.4 Определение результирующей нагрузки на шинах напряжением выше 1кв источника питания ... 29
4.5 Определение экономического значения реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы ... 31
5 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ. ВЫБОР КАБЕЛЬНО- ПРОВОДНИКОВОЙ ПРОДУКЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ ... 34
5.1 Выбор сечений кабельных линий до 1 кВ ... 35
5.2 Выбор автоматических выключателей ... 36
5.3 Выбор трансформаторов тока ... 39
6 ПОСТРОЕНИЕ КАРТОГРАММЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВНОГО ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ... 44
7 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ. ВЫБОР КАБЕЛЬНО- ПРОВОДНИКОВОЙ ПРОДУКЦИИ ВЫШЕ 1 КВ ... 47
8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ВЫШЕ 1 КВ ... 62
8.1 Выбор электрических аппаратов РП ... 62
8.1.2 Выбор трансформаторов тока ... 63
8.1.3 Выбор трансформаторов напряжения ... 68
9 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ... 71
10 РАСЧЕТ УСТАВОК РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЯЧЕЙКИ ОТХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ ... 80
10.1 Расчёт уставок токовой отсечки линии 10 кВ ... 80
10.2 Расчёт уставок токовой отсечки с выдержкой времени линии 10 кВ ... 82
10.3 Расчёт уставок максимальной токовой защиты линии 10 кВ ... 83
10.4 Расчёт уставок токовой защиты нулевой последовательности линии 10 кВ ... 86
10.5 Расчёт уставок устройств резервирования отказа выключателя ... 87
10.6 Расчёт уставок защиты от дуговых коротких замыканий ... 88
11 ПРОВЕРКА ВЫБРАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА СООТВЕТСТВИЕ УСЛОВИЯМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ... 89
11.1 Проверка сечений кабелей ... 89
11.2 Выбор шин РП ... 91
11.3 Проверка электрических аппаратов РП и ТП ... 93
11.3.2 Проверка трансформаторов тока ... 96
11.3.3 Проверка автоматических выключателей ... 96
12 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ, УЧЕТ И ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ... 99
13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ... 102
13.1 Организация энергохозяйства блока цехов машиностроительного завода ... 102
13.2 Технико-экономические расчеты ... 106
14 ОХРАНА ТРУДА ... 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... 122
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ... 123
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ТЕРМИНО
АСКУЭ – автоматизированная система контроля и учета электроэнергии;
БНК – батарея низковольтных конденсаторов;
ВЛ – воздушная линия;
ВРУ – вводное распределительное устройство;
ГПП – главная понизительная подстанция;
ДРИ – дуговая ртутная лампа с излучающими добавками;
ЗДЗ – защита от дуговых замыканий;
ЗУ – заземляющее устройство;
ИП – источник питания;
КЗ – короткое замыкание;
КЛ – кабельная линия;
КСО – камера стационарная одностороннего обслуживания;
КРУН – комплектное распределительное устройство наружной установки;
КУ – конденсаторная установка;
МТЗ – максимальная токовая защита;
ОГЭ – отдел главного энергетика;
ОЗЗ – однофазное замыкание на землю;
ОЛ – отходящая линия;
ПГВ – подстанция глубокого ввода;
ППР – планово-предупредительный ремонт ПС – подстанция;
ПЛ – питающая линия;
РЗА – релейная защита и автоматика;
РП – распределительный пункт;
РУ – распределительное устройство;
СПЭ – сшитый полиэтилен;
СШ – секция шин;
СЭС – система электроснабжения;
ТН – трансформатор напряжения;
ТО – токовая отсечка;
ТП – трансформаторная подстанция;
ТТ – трансформатор тока;
ТТПН – трансформатор нулевой последовательности;
УСПД – устройство сбора и передачи данных;
ЦЭН – центр электрических нагрузок;
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Потребители электроэнергии и выбор основного оборудования были рассмотрены в книге Радкевича В.Н. «Электроснабжение промышленных предприятий: учебное пособие».
Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия был рас смотрен в книге Радкевич В.Н. «Расчет электрических нагрузок промышленных предприятий: учебно-методическое пособие для студентов специальности
1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)».
Выбор и проверка электрооборудования были рассмотрены в книге Радкевича В.Н. «Выбор электрооборудования систем электроснабжения промышленных предприятий: пособие для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)».
Выбор источников света и их расчет были рассмотрены в книге Козловской В.Б. Электрическое освещение: справочник.
Расчет технико-экономических показателей был рассмотрен в книге Нагорнова В.Н. Методическое пособие по выполнению экономической части дипломных проектов для студентов специальности 1-43 01 03
«Электроснабжение».
Релейная защита и автоматика элементов системы электроснабжения были рассмотрены в книге Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.
Охрана труда была рассмотрена в книгах Лазаренкова А. М. Охрана труда в энергетической отрасли: учебник для вузов и Филянович Л. П.
Методические указания по выполнению раздела «Охрана труда» в дипломных проектах для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение».
Темой специального задания является разработка плаката «ВРУ 0,4 кВ.
Схема принципиальная электрическая». Для рассмотрения заданного вопроса был использован ГОСТ 21.613-2014.
ВВЕДЕНИЕ
Энергетика, как отрасль народного хозяйства, занимает ведущие позиции в развитии экономики любого государства.
Многие электростанции, сетевые и другие объекты Белорусской энергосистемы по качественному составу техники, организации управления, автоматизации и другим экономическим показателям находятся на передовых рубежах современного промышленного производства.
Системы электроснабжения, обеспечивающие электрической энергией промышленные объекты, оказывают существенное влияние на работу электроприборов, осветительных, преобразовательных и электротехнологических установок, а также производственный процесс в целом.
Системы электроснабжения промышленных предприятий, представляющие собой совокупность электроустановок, предназначены для обеспечения электроэнергией промышленных потребителей. Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению – надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов. К основным задачам электроснабжения относят следующие: выбор рациональных схем и конструктивного исполнения электросетей; определение электрических нагрузок; расчет потерь мощности и электроэнергии;
компенсация реактивной мощности; выбор числа и мощности трансформаторов; выбор защитных аппаратов и сечений проводников; учет потребляемой мощности и электроэнергии.
Надежное и экономичное снабжение потребителей электроэнергией требуемого качества – необходимое условие функционирования любого промышленного предприятия. В связи с этим специалисты в области электроснабжения должны иметь глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования и эксплуатации электроустановок промышленных предприятий, так как именно при проектировании формируется структура электроснабжения, и закладываются основные свойства, определяющие ее технические, эксплуатационные и экономические показатели.
Целью данного дипломного проекта является разработка экономичной, надежной, удобной в эксплуатации и безопасной системы электроснабжения блока цехов машиностроительного завода. В проекте рассмотрены вопросы определения электрических нагрузок элементов СЭС, выбора числа и мощности цеховых трансформаторов, расчета компенсации реактивной мощности, определения условного центра электрических нагрузок.
На основании полученных данных разработана схема электроснабжения блока цехов машиностроительного завода на напряжение выше 1 кВ и схема сетей до 1 кВ, связующих трансформаторные подстанции.
Далее выполнен расчет токов короткого замыкания, выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ.
Отдельное внимание при проектировании уделено определению технико-экономических показателей сравниваемых вариантов СЭС, расчету системы релейной защиты и автоматики, электрическим измерениям, вопросам учета и экономии электроэнергии, охране труда на предприятии.
1 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Машиностроение - вид производственной деятельности предприятий обрабатывающей промышленности, специализирующихся на проектировании, производстве, обслуживании и утилизации всевозможных машин, технологического оборудования и их деталей.
В данном курсовом проекте технологический процесс представлен следующим образом.
В складской корпус поступает сырье в виде измельченного металлолома, а также готовые комплектующие, необходимые для сборки автомобиля. В этом корпусе в последующем будет находиться готовая продукция предприятия.
Далее измельченный металлолом поступает в кузнечно-прессовый и гальванический цеха, где переплавляется в сталеплавильных печах и с периодической загрузкой, расплавленный металл поступает в формовочные машины.
В кузнечно-прессовом цеху производятся горячие штамповки двигателей и коробок передач большегрузных автомобилей.
Следующий этап производства – поступление материала в механический цех, где выполняются работы по резке, токарной, фрезерной, шлифовальной обработке деталей на универсальных станках.
Детали нужного размера поступают в гальванический цех, где организован технологический процесс по обработке металлов методом гальваников, где наносится тонкая, проникающая в поверхность основного материала металлической пленки с улучшенными свойствами.
Обработанные детали поступают в сборочный цех, где непосредственно производится сборка, а также покраска комплектующих в покрасочном участке данного цеха.
Также на территории блока цехов машиностроительного завода находятся:
Ремонтно-механический цех предприятия, в котором производят ремонт, модернизацию и монтаж оборудования, изготавливают запасные части и узлы для ремонта, инструменты и приспособления.
Насосная, где находятся насосы оборотной воды (центробежные), в которые поступает очищенная вода, пожарные насосы, скважинные, для подачи воды из скважины непосредственно для нужд предприятия.
Административный корпус, где находится отдел продаж, инженеры- проектировщики и обслуживающие персонал и т.д. Здесь выполняется управление предприятием и контроль за качеством изготовляемой продукции.
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРЕДПРИЯТИЯ
Проектирование СЭС предприятий требует анализа электроприемников и потребителей электроэнергии, на основе которого определяются условия их рационального электроснабжения, схемы и конструктивное выполнение электрических сетей, рассчитываются электрические нагрузки.
Потребители электроэнергии классифицируются по большому количеству технико-эксплуатационных признаков, таких как режим работы, мощность и напряжение, род тока, надёжность и т. д.
Основные потребители электроэнергии питаются от промышленной трёхфазной сети с номинальным напряжением 0,4 кВ и частотой 50 Гц.
Электрическое освещение и сварочные аппараты являются однофазной нагрузкой, которая распределена по фазам. Эти нагрузки при неравномерном их распределении могут привести к несимметрии напряжения.
К электроприёмникам, работающим в повторно-кратковременном режиме, относятся кран-балки и различные конвейеры.
Наличие на предприятии резкопеременных нагрузок обуславливает необходимость принятия мер по снижению колебаний напряжения. Эти нагрузки могут быть вызваны эксплуатацией прокатных станов, печей и т. д.
В соответствии с ПУЭ по надёжности электроснабжения электроприёмники делятся на три категории [14].
К 1-й категории относятся электроприёмники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. К ним относятся двигатели компрессоров, насосы, вентиляторы, аварийное освещение.
Ко 2-й категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. К ним относится основная масса электроприёмников производственных цехов.
Примерами таких потребителей являются установки повышенной частоты.
Эти электроприемники рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания. Допускается осуществлять питание потребителей второй категории от одного трансформатора при наличии централизованного резерва, если
восстановление электроснабжения может быть выполнено не более чем за сутки.
К 3-й категории относятся все остальные электроприемники. К ним относятся электроприёмники вспомогательных цехов. Эти потребители могут иметь один источник питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены отказавшего элемента СЭС, длятся не более суток.
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Определение силовых электрических нагрузок осуществляется методом расчетных коэффициентов. По данному методу расчетная активная силовая нагрузка цеха определяется по выражению [1] (3.1):
рс р и ном
1
i i
N i
P K K P
=
=
, (3.1)где Kр – коэффициент расчетной нагрузки;
Kиi – коэффициент использования i-ой группы однородных электроприемников;
Pномi – мощность i-ой группы однородных электроприемников, кВт;
N – количество групп электроприемников.
Величина Kр принимается по [4] согласно выражению (3.2):
р ( ,э и, 0)
K = f n K T , (3.2)
где nэ – эффективное число электроприемников;
Kи – групповой коэффициент использования;
T0 – постоянная времени нагрева; для шин до 1 кВ цеховых трансформаторов T0=2,5 ч.
Эффективное число электроприёмников можно определить по выражению (3.3):
1
номi
э н.
2
,
N
i
max
P
n Р
=
=(3.3)
где Рн.max – номинальная мощность наиболее мощного
электроприёмника группы, кВт.
Групповой коэффициент использования определяется по следующему выражению:
1
1
и ном
и
ном
.
n
i N
i
i i
i
К Р
К
Р
=
=
=
(3.4)Расчетная реактивная силовая нагрузка цеха определяется по выражению (3.5):
1
pс р N и ном φ
i
i i i
Q К К Р tg
=
=
, (3.5)где tgφi – среднее значение коэффициента реактивной мощности i-ой группы электроприемников.
Нагрузку освещения определяем по методу коэффициента спроса. По данному методу расчетная активная нагрузка освещения цеха определяется по следующему выражению [3]:
у 3
ро c 10 ,
Р = К р F n − (3.6) где Кc – коэффициент спроса на освещение;
ру – удельная мощность общего равномерного освещения, Вт/м2;
F – площадь цеха, м2; n – количество этажей.
Поскольку удельная мощность общего равномерного освещения приводится в справочниках для освещенности ЕТ = 100 лк, коэффициента запаса КзТ = 1,5 и КПД светильника 100%, надо произвести пересчет руТ по выражению (3.7):
Т Т
у уТ н з
з Н ,
р р Е К
Е К Нсв
=
(3.7)
где Ен – нормируемое значение освещенности, лк;
Кз – нормируемое значение коэффициента запаса;
Н, Нсв – светоотдача светильников из таблицы и светодиодов, лм/Вт;
–коэффициент полезного действия светильника.
Расчетная реактивная нагрузка освещения определяется по следующему выражению:
ро ро φо
Q =Р tg , (3.8)
где tgо – значение коэффициента реактивной мощности освещения.
Расчетная активная мощность цеха в целом определяется по следующему выражению:
рн рс ро
Р =Р +Р . (3.9)
Расчетная реактивная мощность цеха в целом определяется по следующему выражению:
рн рс ро
Q =Q +Q . (3.10) Полная расчетная мощность цеха определяется по следующему выражению:
2 2
рн рн рн .
S = P +Q (3.11)
3.1 Формирование групп характерных категорий силовых электроприемников по цехам
Выбор оборудования, его мощности, а также максимальной мощности (мощность самого крупного электроприемника) осуществляется с учетом специфики цехов. Все оборудование разбивается на группы с одинаковыми
Kиi и tgi. Результаты выбора сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Выбор оборудования цехов и его параметров
Номер и название цеха
Руст цеха, кВт
Установленное оборудование
Руст общ, кВт
Рном макс,
кВт Ки cos tg
1 2 3 4 5 6 7 8
1.Админис- тративный
корпус (4 этажа)
380
Компьютерное оборудование 100
10
0,4 0,7 1,02
Кондиционеры 70 0,7 0,8 0,75
Вентиляция санитарно- гигиеническая
80 0,8 0,8
0,75 Оборудование
административной связи
10 0,3 0,8
0,75 Холодильное оборудование 30 0,8 0,65 1,17 Нагревательные приборы 40 0,5 0,95 0,33
Моечные машины 40 0,6 0,7 1,02
Лабораторное оборудование 10 0,1 0,5 1,73
2.Ремонтно- механический
цех
330
Агрегат пылеулавливающий 5
10
0,46 0,85 0,62 Станки мелкосерийного
производства металлорежущие(мелкие
токарные, фрезерные, строгальные, сверлильные,
заточно-точильные, гибочные)
200 0,14 0,5
1,73
Вентиляция санитарно- гигиеническая
50 0,8 0,8
0,75 Стенд испытания
электродвигателей 5 0,1 0,5
1,73 Шкаф сушильный 10 0,3 0,95 0,33 Кран-балка ПВ-40% 20 0,1 0,5 1,73 Сварочные машины
точечные, стыковые 20 0,36 0,6
1,33
Компрессоры 20 0,7 0,85 0,62
3.
Кузнечно- прессовый цех
1870
Печи сопротивления с периодической загрузкой
350 100 0,8 0,95 0,33 Дуговые сталеплавильные
печи
440 0,75 0,9 0,48 Смесительные барабаны 80 0,7 0,8 0,75 Формовочные машины 80 0,15 0,2 4,9
Ковочные машины 150 0,24 0,65 1,17
Продолжение таблицы 3.1
1 2 3 4 5 6 7 8
Прессы(высекальный,штанце вальный,H-
образный,гидравлический)
250 0,17 0,65 1,17
Камерные закалочные печи 100 0,5 0,95 0,33 Шлифовальные станки 40 0,35 0,65 1,17 Вентиляторы санитарно-
гигиенические
120 0,8 0,8 0,75 Кран-балки ПВ 40% 100 0,1 0,5 1,73 Штамповочные станки 80 0,24 0,65 1,17 Вспомогательные мех-мы
печей
80 0,12 0,65 1,17 4.
Складской корпус
440
Кран-балки ПВ 40% 50 20 0,1 0,5 1,73 Электроподъемники 100 0,4 0,75 0,88
Электротележки 60 0,1 0,5 1,73
Стелажи-подъемники 80 0,4 0,75 0,88 Электроворота 20 0,05 0,75 0,88 Вентиляторы санитарно-
гигиенические
50 0,5 0,8 0,75 Автоматика и оборудование
для контроля температуры и влажности
50 0,6 0,9 0,48 Осушители воздуха 30 0,7 0,8 0,75
5.
Гальванический цех
1760
Электрические сталеплавильные печи
700 150 0,75 0,9 0,48 Выпрямители
гальванических ванн
100 0,7 0,8 0,75 Агрегат с электрованной
оцинкования
190 0,6 1 0
Агрегаты гальванических покрытий
100 0,6 0,78 0,8 Воздуходувки для
гальванических ванн
80 0,6 0,7 1,02 Нагреватели гальванических
ванн
50 0,6 1 0
Смесительные барабаны 60 0,7 0,8 0,75 Насосы центробежные 70 0,7 0,85 0,62 Вентиляторы санитарно-
гигиенические
100 0,8 0,8 0,75 Формовочные машины 100 0,15 0,2 4,9 Вспомогательные механизмы
печей
30 0,12 0,65 1,17 Кран-балка ПВ 40% 100 0,1 0,5 1,73
Погрузчики 30 0,1 0,5 1,73
Разливочные и заливочные краны
50 0,22 0,6 1,33
Продолжение таблицы 3.1
1 2 3 4 5 6 7 8
6.
Сборочный цех 2060
Конвейеры 260 60 0,15 0,5 1,73 Кран-балки ПВ 40% 80 0,1 0,5 1,73 Прессы(высекальный,штанце
вальный)
100 0,17 0,65 1,17 Сварочная шовная машина 100 0,35 0,7 1,02
Станки мелкосерийные металлорежущие(сверлильн ые,заточные,точильные,закле
почные,ножницы листовые,фрезерные)
360 0,14 0,5 1,73
Сварочные роботы(точечная сварка,лазерная)
140 0,35 0,6 1,33 Испытательные станки 80 0,7 0,85 0,62
Полировочные 40 0,3 0,65 1,17
Вентиляторы санитарно- Гигиенические, вытяжка
200 0,8 0,8 0,75
Компрессоры 200 0,7 0,85 0,62
Сушильные камеры 350 0,6 0,75 0,88 Роботы для покраски 150 0,7 0,7 1,02 7.
Компрессорная 300
Компрессоры(винтовые, поршневые)
270 50 0,7 0,85 0,62
Вентиляция 28 0,8 0,8 0,75
Автоматика 2 1 1 0
8.
Нассосная 300
Насосы(центробежные, высокого давления,
скважинные)
275 60 0,7 0,85 0,62
Система контроля воды 5 1 1 0
Вентиляторы санитарно- гигиенические
20 0,8 0,8 0,75
9.
Механический цех
500
Станки мелкосерийного производства
металлорежущие(токарные, фрезерные, строгальные,
сверлильные, заточно- точильные, заклепочные)
240 15 0,14 0,5 1,73
Кран-балки ПВ 40% 50 0,1 0,5 1,73 Вентиляторы санитарно-
гигиенические
60 0,8 0,8 0,75 Сварочное
оборудование(точечная, лазерная)
100 0,35 0,6 1,33
Погрузчики 10 0,1 0,5 1,73
Шлифовальные станки 20 0,35 0,65 1,17 Электроинструмент 20 0,06 0,5 1,73
3.2 Определение расчетных электрических нагрузок по цехам
Порядок расчета рассмотрим на примере цеха №7(Компрессорная).
По выражению (3.4) определим значение группового коэффициента использования:
и 0,7 270 0,8 28 1 2 213, 4 270 28 2 300 0,71
K = + + = =
+ + .
Согласно формуле (3.3), эффективное число электроприемников.
э 2 300 50 12
n = = . Принимаем nэ =12.
Определив значения Kи и nэ, по таблице П2.3, [1] находим значение коэффициента расчетной нагрузки.
р 0,9 K = .
По выражению (3.1) определяем расчетную активную силовую нагрузку:
рс 0,9 (0, 7 270 0,8 28 1 2) 192, 06
P = + + = кВт.
По формуле (3.5) вычисляем расчетную реактивную силовую нагрузку:
pс 0,9 (0, 7 270 0, 62 0,8 28 0, 75 1 2 0) 120,54
Q = + + = квар.
Для определения нагрузок освещения необходимы следующие данные:
– площадь цеха, F =2400 м2;
– нормируемое значение освещенности цеха, согласно П1 [3], примем
н
150 E =
лк;– коэффициент запаса, Kз=1, 4.
Принимаем для установки в цехе светильники типа BEL.LED.PROM- 300.2, для которых по [6] тип кривой света Д-1, КПД 95%.
При высоте подвеса 4,5 м и площади 2400 м2 по таблице 12.3, [3], удельная мощность общего равномерного освещения руТ =2, 6Вт / м2.
По выражению (3.7) производим пересчет удельной мощности.
у 150 1, 4 70
2, 6 2,82
100 1,5 0,95 95
р
= =
Вт / м2.
Для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов, принимаем коэффициент спроса Кс 0,95= .
По выражению (3.6) определяем расчетную активную нагрузку освещения:
ро 0,95 2,82 2400 10 3 6, 44
Р = − = кВт.
Принимаем, по таблице 11.1, [3], tgφо=0,33 (cosφо=0,95). Тогда, согласно выражению (3.8), расчетная реактивная нагрузка освещения составит:
ро 6, 44 0,33 2,12
Q = = квар.
По выражению (3.9) определяем расчетную активную нагрузку цеха:
рн 192,06 6, 44 198,5
Р = + = кВт.
По выражению (3.10) определяем расчетную реактивную нагрузку цеха:
рн 120,54 2,12 122, 66
Q = + = квар.
Полная расчетная нагрузка цеха составит:
2 2
рн 198,5 122, 66 233,34
S = + = кВ∙А.
Результаты расчета электрических нагрузок для остальных цехов сведены в таблицы 3.2, 3.3 и 3.4.
Таблица 3.2 – Результаты расчета силовых нагрузок
№
цеха Название K и nэ Kр Ррс,
кВт
рс
Q , квар 1 Административный корпус 0,59 77 0,8 181,84 152,07 2 Ремонтно-механический цех 0,29 65 0,7 66,3 71,46 3 Кузнечно-прессовый цех 0,51 37 0,8 764,24 480,17
4 Складской корпус 0,56 44 0,83 205,84 209,84
5 Гальванический цех 0,62 22 0,9 941,94 558,68
6 Сборочный цех 0,43 68 0,71 625,79 594,58
7 Компрессорная 0,71 12 0,9 192,06 120,54
8 Насосная 0,71 12 0,9 192,06 120,54
9 Механический цех 0,26 66 0,67 87,64 108,22
Осветительная нагрузка наружного освещения определяется по следующим выражениям:
ро у 10 3
P = р L − ,кВт; (3.12)
ро ро tg
Q =P ,квар, (3.13) где 𝑝у – удельная мощность осветительной установки, Вт м⁄ ; принимается согласно [3, таблица 8.3] для ширины дорожного покрытия 5м и 𝐸н = 4 лк значение 𝑝у = 5,7 Вт м⁄ ;
𝐿 – суммарная длинна линий наружного освещения, м.
Активная и реактивная согласно (3.13), (3.14) составят:
ро 50
5,7 4550 9,26
P = 140= кВт,
9, 26 0, 48 4, 45
Qро = = квар,
Нагрузку уличного освещения объединим с нагрузкой ТП №1.
Таблица 3.4 – Результаты расчета электрических нагрузок цехов
№
цеха Название Pрc,
кВт
Qрc, квар
Pро, кВт
Qро, квар
Pрн, кВт
Qрн, квар
Sрн, кВ∙А 1 Административный
корпус 181,84 152,07 34,33 11,33 216,17 163,4 270,98 2 Ремонтно-механический
цех 66,3 71,46 12,87 4,25 79,16 75,71 109,54
3 Кузнечно-прессовый цех 764,24 480,17 30,04 9,91 794,28 490,09 933,3 4 Складской корпус 205,84 209,84 6,71 2,21 212,55 212,05 300,24 5 Гальванический цех 941,94 558,68 20,03 6,61 961,97 565,29 1115,77 6 Сборочный цех 625,79 594,58 24,14 7,97 649,93 602,55 886,27 7 Компрессорная 192,06 120,54 6,44 2,12 198,5 122,66 233,34 8 Насосная 192,06 120,54 6,44 2,12 198,59 122,66 232,18 9 Механический цех 87,64 108,22 13,41 4,43 101,05 112,64 151,32
Расчет электрических нагрузок при значение постоянной времени нагрева T0 =2,5 часа произведен для последующей оценки целесообразности установки ТП. Для последующего выбора оборудования 0,4 кВ при нецелесообразной установки ТП произведен пересчет электрических нагрузок при значение постоянной времени нагрева T0 =30 мин. Ввиду большой величины параметров nэ и Ки.ср.вз коэффициент расчетной нагрузки при значение постоянной времени нагрева T0 =30 мин Kр=1 [1]. Результаты расчета электрических нагрузок при коэффициенте расчетной нагрузки Kр=1 приведен в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Результаты расчета электрических нагрузок цехов при Кр=1
№
цеха Название Pрc,
кВт
Qрc, квар
Pро, кВт
Qро, квар
Pрн, кВт
Qрн, квар
Sрн, кВ∙А 1 Административный
корпус 227,3 190,08 34,33 11,33 261,63 201,41 330,17 2 Ремонтно-механический
цех 94,7 102,09 12,87 4,25 107,57 106,34 151,26 3 Кузнечно-прессовый цех 955,3 600,22 30,04 9,91 985,34 610,13 1158,94 4 Складской корпус 248 252,82 6,71 2,21 254,7 255,03 360,44 5 Гальванический цех 1046,6 620,76 20,03 6,61 1066,63 627,37 1237,45 6 Сборочный цех 881,4 837,44 24,14 7,97 905,54 845,41 1238,84 7 Компрессорная 213,4 133,93 6,44 2,12 219,84 136,06 258,53 8 Насосная 213,5 131,3 6,44 2,12 219,94 133,43 257,24 9 Механический цех 130,8 161,52 13,41 4,43 144,21 165,94 219,85
Таблица 3.3 – Данные для расчета осветительной нагрузки цехов и результаты расчета [3]
Цех F, м2
Расч.
высота цеха, м
Тип ламп
Тип светиль-
ников
КСС светиль-
ников
η Н/Нсв, лм/Вт
E,
лк cosφo Кз kс руд,
Вт/м Рро,
кВт Qро, квар Административный
корпус 4х1200 2,5 FP-LED
LSS-LED LED Д-1 0,95 70/95 400 0,95 1,4 0,95 2,6 34,33 11,33 Ремонтно-
механический цех 2400 4,5 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 300 0,95 1,4 0,95 2,6 12,87 4,25 Кузнечно-прессовый
цех 5600 6 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 300 0,95 1,4 0,95 2,6 30,04 9,91
Складской корпус 5000 6 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 75 0,95 1,4 0,95 2,6 6,71 2,21 Гальванический цех 5600 6 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 200 0,95 1,4 0,95 2,6 20,03 6,61 Сборочный цех 4500 4,5 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 300 0,95 1,4 0,95 2,6 24,14 7,97 Компрессорная 2400 4,5 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 150 0,95 1,4 0,95 2,6 6,44 2,12 Насосная 2400 4,5 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 150 0,95 1,4 0,95 2,6 6,44 2,12 Механический цех 2500 4,5 ПромLED LED Д-1 0,95 70/95 300 0,95 1,4 0,95 2,6 13,41 4,43
Некоторые цехи имеют небольшую нагрузку. Их целесообразно объединить в группы с соседними цехами и питать от одной ТП. Объединяем ремонтно-механический участок, склад и гальванический цех.
Пересчитаем их совместную нагрузку:
По выражению (3.4) определяем значение группового коэффициента использования.
и 200 0,14 50 0,8 ... 50 0, 22 1760 440 325 0,55
K + + +
= =
+ + .
Согласно (3.3) эффективное число электроприёмников составит:
э 2 (1760 440 325) 150 33
n = + + = .
Определив значения Kи и nэ, по таблице П2.3, [1] находим значение коэффициента расчетной нагрузки.
р 0,825 K = .
По выражению (3.1) определяем расчетную активную силовую нагрузку.
рс 0,825 (200 0,14 50 0,8 ... 50 0, 22) 1146,17
P = + + + = кВт.
По формуле (3.5) вычисляем расчетную реактивную силовую нагрузку.
pс 0,825 (200 0,14 1, 73 50 0,8 0, 75 ... 50 0, 22 1,33) 804,93
Q = + + + = квар.
Результаты пересчета нагрузок с учетом объединения цехов сведены в итоговую таблицу 3.6.
Таблица 3.6 – Итоговая таблица электрических нагрузок по группам
№ Название Pрc, кВт
Qрc, квар
Pро, кВт
Qро, квар
Pрн, кВт
Qрн, квар
Sрн, кВ∙А 3 ТП1 764,24 480,17 39,3 17,42 803,54 497,59 945,13 6 ТП2 881,4 837,44 24,14 7,97 905,54 845,41 1238,84 2,4,5 ТП3 1146,173 804,93 39,61 13,07 1185,78 818 1440,55 1,7,8,9 ТП4 639,78 502,72 60,62 20 700,39 522,72 873,95
