Электроснабжение кузнечного отделения завода радиоаппаратуры

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте была спроектирована система электроснабжения кузнечного отделения завода радиоаппаратуры.
Кузнечное отделение получает электроснабжение от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП- 5,5 км, а от энергосистемы (ЭС) до ГПП- 14 км. Уровень среднего напряжения на ГПП- 10 кВ.
Вся электроэнергия распределяется на напряжения 0,4 кВ по кабельным линиям, от двух распределительных пунктов, которые непосредственно подключены к секциям шин КТП.
В результате проделанной работы были определены расчетные нагрузки цеха методом коэффициента расчетной активной мощности. Произведен расчет освещения цеха, расчет токов КЗ, были рассчитаны и выбраны питающие и распределительные сети, а также пуско-регулирующая аппаратура. Вопрос о компенсации р ...

Оглавление
Задание 2
Введение 3
1 Характеристика проектируемого обьекта 5
2 Расчет электрических сетей 6
2.1 Обоснование и выбор схемы электрических сетей и их конструктивное исполнения 6
2.2 Определение максимальной расчетной мощности по узлам и всего объекта в целом 8
2.3 Расчет сети освещения 14
2.5 Расчет ы выбор компенсирующих устройств 24
2.5 Расчет и выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Обоснование и выбор схемы подстанции и её конструктивного исполнения 25
2.6 Расчет питающей и распределительной сети 27
2.7 Выбор распределительных шкафов (пунктов) 30
2.8 Расчет токов короткого замыкания 31
2.9 Расчет и выбор сечения высоковольтной питающей линии 33
2.10 Расчет и выбор высоковольтных аппаратов 35
2.11 Расчет и выбор шин 0,4 кВ 38
2.12 Выбор вводного автомата 40
3 охрана труда 44
3.1 Расчет заземления подстанции 44
Приложение 1 47
Заключение 55
Список использованной литературы 56

ВВЕДЕНИЕ
Потребителями электроэнергии городов являются крупные промышленные предприятия, фабрики, заводы, электрический транспорт, жилые и общественные здания, предприятия коммунально-бытового назначения и прочие.
Основными группами электроприемников, составляющих суммарную нагрузку объектов, являются светильники всех видов искусственного света, электродвигатели производственных механизмов (станки, краны, компрессоры, вентиляторы, насосы), сварочные установки, печные и силовые трансформаторы, электрические печи, выпрямительные установки и т.д.
По напряжению электроприемники классифицируют на две группы:
- электроприемники, которые могут получать питание непосредственно от сети 3,6 и 10 кВ. К этой группе относят крупные двигатели, мощные печи сопротивления, питаемые через собственные тран сформаторы;
- электроприемники, питание которых экономически целесообразно на напряжении 380-660 В.
По роду тока различают электроприемники, работающие:
- от сети переменного тока промышленной частоты (50 Гц);
- от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты;
- от сети постоянного тока.
По режиму работы электроприемники делят на три группы, для которых предусматривают три режима работы:
А) продолжительный, в котором электрические машины могут работать длительное время, и превышение температуры отдельных частей машины не выходит за установленные пределы;
Б) кратковременный, при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры отдельный частей машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки настолько длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды;
В) повторно-кратковременный, характеризуемый коэффициентом продолжительности включения (%) ПВ. При этом нагрев не превосходит допустимого, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.
По виду преобразования электроэнергии приемники подразделяют на электроприводы, электротехнологические установки и электроосветительные установки.

Для вспомогательных помещений, кроме душевой комнаты, – светильники со степенью защиты IP20. Для душевой комнаты – светильники со степенью защиты IP65.2) Выбор светильников по светораспределениюСветильники предназначены для рационального перераспределения в пространстве светового потока источников света. Характер распределения светового потока в пространстве (светораспределение) определяется кривой силы света (КСС) светильника. ГОСТом 17677 установлено семь типов КСС: концентрированная (К), глубокая (Г), косинусная или диффузная (Д), полуширокая (Л), широкая (Ш), синусная (С) и равномерная (М). Часть светового потока, вышедшего из светильника, непосредственно попадает на рабочую поверхность (прямой световой поток), а другая часть – после частичного отражения от поверхности интерьера (отраженный световой поток). КСС светильника показывает соотношение между прямыми и отраженными световыми потоками. Для освещения производственных помещений рекомендуется использовать светильники с КСС типов К, Г, Д; для вспомогательных и общественных помещений – Д, М, С; для наружного освещения – Л и Ш.В любом помещении на выбор типа КСС влияют высота помещения и отражающие свойства поверхностей. Чем выше помещение, тем более концентрированные КСС должны иметь светильники. Чем больше коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности, тем менее концентрированным может быть светораспределение светильника.Для производственных помещений выбираю светильники типа РСП08 с КСС типа К. Для основных проездов цеха - светильники типа РСП 08 с КСС типа Д. Для вспомогательных помещений – светильники типа ЛПО02, ЛПО09У и ЛПО25М с КСС типа Д.2.3.5 Выбор уровня освещенности и коэффициента запасаНорма освещенности при проектировании устанавливается по отраслевым нормативным документам или по СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение”.Для компенсации спада освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки следует при ее расчете вводить коэффициент запаса. В табл. 2.3 представлены данные по норме освещенности (Ен) и коэффициенту запаса (Кз).Таблица 2.3 - Данные Ен, Кз по помещениям цехаНаименование помещенияРазряд иподразрядзрительнойработыНормируемаяосвещенность Ен,лкКоэффициентзапаса Кз1 – участок № 1IIIа2001,82 – участок № 2IVб2001,83 – участок № 3IVг2001,64 – основные проезды цехаЗ2501,65 – КТПД2001,46 – щитоваяД2001,47 – туалетЖ2501,48 – комната отдыхаЕ1501,49 – складыЖ2501,410 - гардеробЖ2501,411 – преддушеваяЖ2501,612 – душеваяЖ2501,613 – кабинетыГ3001,414 – коридорыЗ2501,415 – лестничные площадкиЗ2501,42.3.8 Расчет освещенияЦелью расчета освещения является определение числа и мощности источников света, необходимых для обеспечения нормы освещенности в ОУ.Существует несколько методов расчета освещения, но наиболее целесообразным при расчете освещения на горизонтальных рабочих поверхностях от системы общего равномерного освещения (одного или в составе комбинированного) является метод коэффициента использования ОУ (метод светового потока).Привожу пример расчета освещения участка № 1.Габариты участка: длина – 25м, ширина – 17м, высота – 9м.На участке приняты к установке светильники РСП 08 с лампами ДРЛ.Расчетная высота подвеса светильника:,где - строительная высота помещения, м; - высота свеса светильника, м; - высота от пола до условной рабочей поверхности (УРП), м.Расстояние между рядами светильников исходя из рекомендованных значений для КСС типа К:; (3.1)Расстояние от стен до крайних рядов светильников:.Для определения числа светильников «n» изображаю эскиз участка №1рис 4.4.По эскизу определяю число светильников .Соотношение размеров освещаемого помещения и высоты подвеса светильников характеризуется индексом помещения:,где - длина помещения, м; - ширина помещения, м.Для значений , , и для КСС светильника типа К находим коэффициент использования ОУ участка № 1:.Световой поток лампы:,где - норма освещенности, лк; - коэффициент запаса; - площадь помещения, м2; - коэффициент минимальной освещенности.152403810Рис. 2.4 Эскиз участка № 1Исходя из полученного значения светового потока выбираю лампу ДРЛ-250. Для нее .Погрешность расчетов:.Т.к. погрешность удовлетворяет допустимым значениям , то выбранные лампы в данном количестве удовлетворяют требованиям по норме освещенности.Установленная мощность ОУ:,где - мощность одной лампы, м.Расчетная мощность ОУ:,где - потери в ПРА, Вт. Для ГЛВД потери в ПРА составляют 10% от мощности ламп.Расчет освещения в остальных помещениях свожу в табл. 1 прил.1.Во вспомогательных помещениях предусматриваю розетки (одна розетка на 6м2). При расчете осветительной нагрузки расчетная мощность одной розетки принимается равной 100Вт.Осветительная нагрузка цеха с учетом освещения:,где - коэффициент спроса; - количество розеток; - расчетная мощность одной розетки, кВт.Результаты светотехнического расчета представлены в табл. 1 прил. 1.Проектирование аварийного освещенияАварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение предназначено для безопасной эвакуации людей.Предусматриваю освещение безопасности, т.к. отключение рабочего освещения может повлечь за собой угрозу пожара и опасность травматизма людей. Эвакуационное освещение не предусматриваю, т.к. в цехе имеется естественное освещение, и по основным проходам будут эвакуироваться менее 50 человек.Расчет аварийного освещения приведу на примере участка № 1 цеха.Осветительные приборы аварийного освещения предусматриваю горящими, включаемыми одновременно со светильниками рабочего освещения.Светильники аварийного освещения предусматриваю из числа светильников рабочего освещения. Марка светильников – РСП08, лампы – ДРЛ250.Норма освещенности аварийного освещения: (4.36),(4.37)где - норма освещенности рабочего освещения.Число светильников аварийного освещения:.Принимаю .План расположения светильников аварийного освещения приведен на рис. 4.4.Установленная мощность ламп:.Расчетная мощность ламп:.Расчет аварийного освещения в остальных помещениях свожу в табл. 2.4.Рис. 2.2 – План расположения светильниковаварийного освещения участка № 1 цехаТаблица 2.4 – Результаты расчета аварийного освещенияНаименование помещения, участка цехаВид аварийного освещенияEНА,лкТип ИСТип светильникаnА, шт.РЛ,кВтРУ,кВтРР,кВтУчасток № 1Освещение безопасности10ДРЛРСП08-25010.250.250.275Участок № 2Освещение безопасности10ДРЛРСП08-25010.250.250.275Участок № 3Освещение безопасности10ДРЛРСП08-25020.250.50.55КТПОсвещение безопасности10ЛБЛПО02-2Х3610.0360.0720.0864ЩитоваяОсвещение безопасности10ЛЕЦЛПО02-2Х3610.0360.0720.0864Итого1.1441.27282.5 Расчет ы выбор компенсирующих устройствКомпенсация реактивной мощности необходима в том случае, если cosф предприятия ниже заданного значения энергосистемы (cosфэн=0,95), а также с целью снижения потерь электроэнергии.Мероприятия по компенсации реактивной мощности на предприятии позволяют уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличив срок их службы, снизить нагрузку на проводники, улучшить качество электроэнергии у электроприемников (за счёт уменьшения искажения формы напряжения), уменьшить нагрузку на коммутационную аппаратуру за счет снижения токов короткого замыканияМощность компенсирующих устройств рассчитывается по формуле:, гдеα – расчетный коэффициент, учитывающий возможность повышения cosф естественным путем, α=0,9;Рр-расчетная активная мощность, кВт.кВАрВыбираем два КУ типа КЭ2-0,38-18-2У3 и т.к. распределительная сеть выполнена только кабельными линиями подключаем их к шинам ЦТП.Технические характеристики КУ представлены в табл. 2.5.Таблица 2.5 – Технические характеристики КЭ2-0,38-18-2У3Номинальное напряжение, кВМощность, кВАрНоминальная емкость, мкФВысота конденсатора, ммМасса, кг, не более0,3818882480532.5 Расчет и выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Обоснование и выбор схемы подстанции и её конструктивного исполненияЦеховую ТП располагаем внутри здания, в отдельном помещении.Число трансформаторов ТП определяю с учетом категории электроприемников цеха по надежности электроснабжения. В цехе преобладают потребители II категории, поэтому принимаю к установке двухтрансформаторную КТП.Мощность трансформатора определяется по формуле:, (2.15),,где Sр- расчетная полная мощность цеха - число трансформаторов; - коэффициент загрузки трансформатора, который при преобладании электроприемников II категории принимается равным 0.7-0.8.Принимаю к установке трансформатор типа ТСЗ-400/10. Его паспортные данные приведены в табл. 2.6.Таблица 2.6 – Паспортные данные трансформатора ТСЗ-400/10ипSНТ,кВАНапряжение обмотки, кВПотери,кВтUК,%IХ,%ВНННРХРКТСЗ-400/10400100.41.35.45.53Потери напряжения в трансформаторах:,где - активная составляющая напряжения КЗ, %, - реактивная составляющая напряжения КЗ, %,,.Потери напряжения в трансформаторе Т1:,,,,.Потери напряжения в трансформаторе Т2:,,.Потери напряжения в трансформаторах удовлетворяют допустимым потерям .2.5.1 Обоснование и выбор схемы подстанции и её конструктивного исполненияЦеховая трансформаторная подстанция не имеет распределительного устройства высокого напряжения РУВН (т.к. в цехе отсутствуют потребители высокого напряжения) и состоит из вводов высокого напряжения, трансформаторов и распределительного устройства низкого напряжения РУНН, выполненного по схеме одна рабочая секционированная система шин (эта схема проста в обслуживание при сравнительно небольшой стоимости).Выбираю комплектную трансформаторную подстанцию типа 2КТП-400/6/0.4-02У3.КТП подключается к распределительной сети предприятия через вакуумный выключатель типа ВВ/TEL по радиальной схеме.Компоновка КТП однорядная со стационарными автоматическими выключателями типа ВА.2.6 Расчет питающей и распределительной сетиСечения силовых линий выбираются по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным током нагрузки, по потере напряжения и по условию соответствия выбранному аппарату защиты.2.6.1 Выбор сечений по допустимому нагревуСиловые линии разделяют на распределительные, непосредственно питающие один или несколько ЭП, и питающие, которые питают группу электроприемников, но непосредственно к ним не подключаются.Сечение по допустимому нагреву выбирают по условию:, (2.16)где – максимальный рабочий (расчетный) ток нагрузки, А; – длительно допустимый ток, А; – поправочный коэффициент, учитывающий реальные условия охлаждения проводника и зависящий от температуры окружающей среды и способа прокладки.За расчетный ток нагрузки линии, питающей одиночный электроприемник, принимается номинальный ток нагрузки этого ЭП:,(2.17)Для магистралей и питающих линий определяется расчетная нагрузка группы ЭП по методу коэффициента активной расчетной мощности, а затем рассчитывается ток нагрузки по формуле: (2.18)Поправочный коэффициент необходимо учитывать при прокладке линий в жарких помещениях, а также при прокладке кабелей в коробах. Значения поправочных коэффициентов в зависимости от температуры окружающей среды для разных видов изоляции жил и способа прокладки кабелей в коробах приведены в ПУЭ.Выбор сечений линий силовой сети покажу на примере одной распределительной и одной питающей линии распределительного пункта РП-1Выбор сечений по допустимому нагреву:Условие выбора:,где – рабочий (расчетный) ток линии, А; Кп=1. – длительно допустимый ток для выбранной марки проводника, А.Распределительная линия 4-1Расчетный ток линии:.Выбираю кабель ВВГнг3х4+1х с .Питающая линия 4Расчетный ток линии:.Выбираю кабель ВВГ(3х25+1х16) с .2.6.1 Проверка сечений по потере напряженияУсловие проверки сечений по потере напряжения:, (2.19)где .Распределительная линия 4-1Потери напряжения в линии:.Питающая линия 4Потери напряжения в линии:,где .Суммарные потери по распределительной линии 4-1.Выбранные сечения проходят по допустимой потере напряжения.2.6.2 Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защитыТ. к. для защиты силовых линий используются АВ с комбинированными расцепителями, то проверка сечений производится по условию:, (2.20)где Iтр – ток срабатывания теплового расцепителя.Проверка производится после выбора аппаратов защиты.Расчет остальных линий аналогичен и представлен в табл. 5 прил. 1.2.7 Выбор распределительных шкафов (пунктов)Пункты распределительные, предназначены для распределения электрической энергии, защиты электрических установок при перегрузках и токах короткого замыкания, для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей и пусков асинхронных двигателей.Выбираем РП типа ПР 8501-2 126-04-У3 с автоматическими выключателями.Пункт распределительный ПР8501 классифицируется по номинальному току вводного аппарата, электрическим схемам, способу установки (в нишу, настенный, напольный). 21018598044000Пункты распределительные ПР8500 могут комплектоваться автоматическими выключателями различных серий и модификаций2.8 Расчет токов короткого замыканияРасчет токов к.з. выполняем для проверки аппаратуры на отключающую способность и динамическую стойкость, для проверки на термическую устойчивость шин распределительных устройств. Для этих целей в соответствующих точках схемы подстанции определяются наибольшие токи к.з. (трехфазные).Расчетная схема и схема замещения подстанции приведена на рис. 2.5.Выбираю базисное напряжение и мощность: Расчет параметров схемы замещения: ; ; ; ;КЗ на шине 10 кВ Т1 (К1)КЗ на шине 0,4 кВ (К2)Мощность КЗ определяется по формуле: ,МВА Результаты расчета сведены в табл.2.7.Таблица 2.7 – Результаты расчета токов КЗ.Номер точки КЗI, кАiу, кА11,052,197,12226,545,4112,422.9 Расчет и выбор сечения высоковольтной питающей линииВЛ 6-20 кВ выбираются по допустимому рабочему току, проверяются по экономической плотности тока и допустимому отклонению напряжения.Максимальный рабочий ток высоковольтной питающей линии определяется, исходя из полной загрузки силового трансформатора и допустимой перегрузки аварийного режима: А,Предварительно выбираем провод марки АС-10 (неизолированный сталеалюминевый провод).По экономической плотности токагде Sэк– экономически целесообразное сечение провода, принимаем Sэк=25 мм2;j=1,3 А/мм2– экономическая плотность тока.Проверяем по потери напряжения:, где-допустимые потери напряжения равные 5 %; - активное и индуктивное сопротивление линии равные 1,28, 0,35 ом/км соответственно.- максимальный рабочий ток линии, А;L – длина линии, км.,Потери напряжения удовлетворяют допустимым.Окончательно принимаем к установке провод марки АС-25.2.10 Расчет и выбор высоковольтных аппаратовВыбор выключателей.Выключатели выбирают по допустимому уровню напряжения (по уровню изоляции), по длительному нагреву максимальным рабочим током и проверяют по отключающей способности на динамическую и термическую устойчивость к токам К.З.Для ГПП выбираем выключатели типа ВВЭ-М-10.Таблица 2.8 – Выбор выключателей для ГППРасчетные величиныКаталожные данные выключателя ВВЭ-М-10/31,5/630Условия выбораUуст, кВ10Uн, кВ10Iраб.max, А32,33Iн, А630Iп.о, кА2,19Iоткл.н, кА31,5iу, кА7,12iпр.с, кА80Вк.рас., кА2с94,9Вкн, кА2с4800 Выбор разъединителейВыбор разъединителей производится так же, как и выключателей, но без проверок на отключающую способность, так как они не предназначаются для отключения цепей, находящихся под током. Расчетные величины для разъединителей те же, что и для выключателей, в цепях которых они установлены.В комплектных распределительных устройств, выбор разъединителей не требуется, т.к эту роль выполняют втычные контакты выкатных тележек.Выбор трансформаторов тока (ТА)Трансформаторы тока выбираются по уровню допустимого напряжения, нагреву рабочим током и по требуемому классу точности, проверяются по электродинамической и термической стойкости токам К.З.Выбор по уровню напряжения и нагреву рабочим током аналогичен выбору выключателя. Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему, т.к. недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.При выборе ТА по классу точности необходимо:определить необходимый класс точности ТА;задаться номинальным вторичным током ТА (I2);выполнить условие ,где Z2 – вторичная (расчетная) нагрузка ТА;где Rприб, Sприб - сопротивление и мощность, потребляемые измерительными приборами; I2 – номинальный вторичный ток ТА (5А). Z2н – номинальная (каталожная) нагрузка ТА в требуемом классе точности. Z2н R2, т.к. индуктивное сопротивление токовых цепей мало. Rпров – сопротивление монтажных проводов; Ом – сопротивление контактов.Таблица 2.9 – Параметры подключаемых приборовНаименованиеприбораТипприбораНагрузка ТА от приборов(Sприб)фаза Афаза Вфаза САмперметрСчетчик активной мощностиРеле токаИТОГО:Э-378И-670иРТ-40/200,12,50,53,10,10,50,60,12,50,53,1Сопротивление монтажных проводов:где – удельное сопротивление материала провода (меди); q – площадь сечения провода; – расчетная длина проводов, которая зависит от количества приборов и схемы их соединения.Выбор трансформаторов напряжения (TV)Трансформаторы напряжения выбираются по следующим параметрам:напряжению ;конструкции и схеме соединения обмоток;классу точности (выбор производится аналогично ТА). Трансформаторы напряжения (ТV) проверяются в соответствии с классом точности по условию:,где S2н – номинальная мощность в выбранном классе точности.Таблица 2.10 – Тип и параметры используемых приборовНаименование прибораТип прибораМощность, потребляемая 1 катушкойЧисло катушекcossinЧисло приборовСуммарная потребляемая мощностьР, ВтQ, ВАрВольтметрЭ-3352,011012,00Счетчик активной и реактивной энергииСЭТ 4ТМ.021,520,380,925237,3ИТОГО8,85 ВА2.11 Расчет и выбор шин 0,4 кВСечение шин выбирают по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным током нагрузки по условию:,где Iн – номинальный ток шинопровода, А.Для оценки уровня напряжения, подводимого к ЭП, запитанным от шинопроводов, необходимо учитывать потери напряжения в шинопроводах.Потери напряжения в шинопроводах определяют по формуле:где r0, x0 – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, Ом/км; cosφср– средневзвешенный коэффициент нагрузки шинопровода; Ipi – ток расчётный i-той нагрузки,А; li – длина шинопровода от ввода до точки подключения i-той нагрузки, км.При токе нагрузки, близком к номинальному току шинопровода, потери напряжения допускается определять по линейной потере напряжения на 100 м шинопровода по формуле: (64)где ΔUлш – линейная потеря напряжения шинопровода, В; lш – длина шинопровода до точки подключения нагрузки, м; Uн – номинальное напряжение, В.