Электроснабжение ремонтно-механического цеха

В данной работе рассчитываются нагрузки цеха, по которым выбирается трансформатор цеховой подстанции. По рассчитанным нагрузкам рассчитыва-ется компенсирующее устройство.
Во второй части курсовой работы рассчитываются внутрицеховые элек-трические сети, и выбирается аппаратура защиты.
В третьей части курсовой работы рассчитывается ток короткого замыка-ния, выполняется проверка линии электроснабжения на потерю напряжения.
...

Введение
1 Общая часть
1.1 Классификация помещений
1.2 Выбор схемы электроснабжения
2 Расчет электрических нагрузок
2.1 Метод упорядоченных диаграмм
2.2.1 Определение электрических нагрузок цеха
2.3 Расчет и выбор компенсирующего устройства
2.4 Выбор силового трансформатора
3 Расчет элементов системы электроснабжения
3.1 Расчет и выбор аппаратов защиты в распределительных устройствах
3.2 Выбор проводников для линий электроснабжения
4 Расчет тока короткого замыкания
4.1 Расчет тока короткого замыкания
4.2 Проверка элементов цеховой сети
4.2.1 Проверка аппаратов защиты
4.2.2 Проверка проводок и кабелей
4.2.3 Проверка шинопроводов
4.2.4 Проверка характерной линии по потере напряжения
Заключение

Инструментальный цех предназначен для изготовления и сборки различно-го измерительного, режущего, вспомогательного инструмента, а так же штампов и приспособлений для горячей и холодной штамповки. Цех является вспомогательным цехом завода по изготовлению завода по изготовлению механического оборудования и станков. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. Станочный парк размещен в станочном отделении.

Лист№ докум.ПодписьДатаЛист10КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист10КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 161.2.1. Определение электрических нагрузок цехаК РП-1 подключены: Токарные автоматы (5 шт.; ), поперечно-строгальные станки (2 шт.; ), токарно-револьверные станки (2 шт.; ). По таблице В.1 [4] принимаем:- для токарных аппаратов, поперечно-строгальных станков и токарно-револьверных станков: Общая мощность электроприемников данного типа:742315217170Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист11КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист11КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16 (14)где – номинальная мощность одного электроприемника; - количество электроприемников данного типа.Для токарных аппаратов: ;Средняя активная нагрузка за смену по формуле (6):Для токарных аппаратов: ;Средняя реактивная нагрузка за смену по формуле (7):Для токарных аппаратов: ;Аналогично рассчитываются остальные группы электрооборудования. Результаты расчета заносятся в таблицу 2Всего по РП-2: Суммарная мощность электроприемников: , Суммарная нагрузка электроприемников:,Суммарная реактивная нагрузка электроприемников:, Суммарные величины электроприёмников и мощностей:, Эффективное число электроприемников: Коэффициент использования:По таблице В.3, выбираем коэффициент расчётной нагрузки: .Активная расчетная мощность группы электроприемников с различными режимами работы по (1):Реактивная расчетная мощность электроприемников с различными режимами работы по (2):Полная расчетная мощность группы электроприемников с различными режимами работы по (5):Ток на РП-3 определяется по формуле (8):.720090252095Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист12КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист12КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16 Однофазные электроприемники объединим в группу трехфазных электро- приемников с той же суммарной номинальной мощностью на примере наждачных станков и заточных станков подключенных к РП4 по (9):. Неравномерность распределения однофазных электроприемников по фазам определяется по (9) :-условие выполняется.Аналогично рассчитываются остальные группы электрооборудования. результаты расчета заносятся в таблицу 2.-834390-299720Лист13КП 02069964 – 31.03.02 –45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата00Лист13КП 02069964 – 31.03.02 –45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.ДатаТаблица 2 – Расчёт электрических нагрузок.Исходные данныеРасчетные величиныЭффективное число электроприемников Коэффициент расчётной нагрузки Расчетная мощностьРасчетный.ток по заданию технологовпо справочным даннымактивная , кВтреактивная, кварполная , кВАНаименование электроприемниковКоличество электроприемников n, шт.Номинальная (установленная) мощность, кВткоэффициент использования коэффициент реактивной мощности одного электроприемника общая 123456789101112131415ШРАРП-1960,18,4114,556,72,09617,6230,535,2253,5Токарные автоматы57,537,50,140,5/1,735,254,08281,65Поперечно-строгальные станки28,5170,140,5/1,732,384,12114,5Токарно-револьверные станки22,85,60,140,5/1,730,781,3515,68РП-2941,55,8110,056,812,09612,1721,0624,336,95Токарно-револьверные станки22,85,60,140,5/1,730,781,3515,68Одношпиндельные автоматы токарные23,570,140,5/1,730,981,724,5Токарные автоматы27,5150,140,5/1,732,13,63112,5Алмазно-расточные станки22,24,40,140,5/1,730,621,079,68Горизонтально-фрезерные станки19,59,50,140,5/1,731,332,390,25РП-3952,97,4112,827,961,89814,0624,3328,142,69Алмазно-расточные станки22,24,40,140,5/1,730,621,079,68Токарные автоматы27,5150,140,5/1,732,13,63112,5Одношпиндельные автоматы токарные23,570,140,5/1,730,981,724,5Поперечно-строгальные станки28,5170,140,5/1,732,384,12114,5Горизонтально-фрезерные станоки19,59,50,140,5/1,731,332,390,25РП-41254,27,58813,118,51,89814,424,8828,743,68Горизонтально-фрезерные станки39,528,50,140,5/1,733,996,9270,75Токарно-револьверные станки42,811,20,140,5/1,731,5682,731,36Одношпиндельные автоматы токарные13,53,50,140,5/1,730,490,8512,25Наждачные станки2318Заточные станки22,50,40,5/1,731,542,6612,5∑11РП-51257,48,03613,98,51,89815,2526,3830,4746,29Горизонтально-фрезерные станки39,528,50,140,5/1,733,996,9270,75Алмазно-расточные станки22,24,40,140,5/1,730,6161,079,68Поперечно-строгальные станки18,58,50,140,5/1,731,192,0672,25Заточные станки42,5100,140,5/1,731,42,421,56Наждачные станки2360,140,5/1,730,841,4518Кран-балки215300,10,5/1,7335,1945026,2218,6632,2837,2856,64Всего по цеху53266,10,1510,5/1,7340,2569,6292,16159,95184,07279,94-854710-3495675Лист14КП 02069964 – 31.03.02 – 45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата00Лист14КП 02069964 – 31.03.02 – 45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата2.3 Расчет и выбор компенсирующего устройства720090252095Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист15 КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист15 КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16Принимается , тогда .Расчетная мощность КУ: (15)где – коэффициент, учитывающий повышение cos естественным способом (принимается =0,9).Выбираем компенсирующее устройство УКМ58-0,4-125-25.Таблица 3 – Характеристики компенсирующего устройстваНаименованиеМощность, кварШаг регулировки, кварГабариты, ммТок, АМасса, кгСечение питающего медного кабеля, УКМ58 0,4-125-2525251400650350180,492 395Определяем фактические значения tgф и cosф после компенсации реактивной мощности., (16) .Определим точку подключения КУ к шинопроводу.720090252095Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист16КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист16КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16Рисунок 2 – Расчетная схема.В случае установки только одного компенсирующего устройства на шинопроводе для точки подключения должно выполняться условие: (17)Проверим выполнение условия в точках подключения нагрузок.Точка РП 4: – условие выполняется;Значит, подключаем КУ мощностью 125 квар в точке РП5.749300223520Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист17КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист17КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 162.4 Выбор силового трансформатораНоминальная мощность трансформаторов определяется по итоговой средней нагрузке за максимально загруженную смену: (18)по формуле: (19) кВАВыбираем трансформаторы цеховой подстанции масляный двухобмоточный общего назначения напряжением 10 кВ – ТМ-160/10/0,4.Таблица 4 – Характеристики трансформатора.ТипСхемаПотери, Вт, %, %Сопротивление, мОмТМ-160/10/0,451026504,52,4016,6041,7045,0486,00Проверяем трансформаторы на перезагрузочную способность в аварийном режиме: QUOTE 1,4Sном.т≥Sр 1,4·16≥184,02Уточним значение коэффициента загрузки трансформатора: (20)Потери активной мощности в трансформаторах определяются по формуле: (21)где - соответственно потери холостого хода и короткого замыкания, кВт выбранных трансформаторов. Потери реактивной мощности в трансформаторах определяются по формуле: (22)где - соответственно потери холостого хода и нагрузочные потери, квар. Потери холостого хода, квар, определяются по формуле: (23)Нагрузочные потери, квар, определяются по формуле: (24)Полные потери в трансформаторах: (25)723265291465Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист18КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист18КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16чРасчётная мощность, кВА, на стороне высшего напряжения с учётом потерь и компенсации реактивной мощности определится по выражению:, (26)где - расчётная мощность на стороне низкого напряжения с учётом компенсации реактивной мощности, кВА.Результаты расчётов сведем в таблицу 5.Таблица 5 – Результирующий расчет нагрузок и мощности трансформаторов.НаименованиеРасчётная мощностьКоличество и мощность трансформаторов, шт.; кВАактивнаяPр, кВтреактивная Qр, кварполная Sр, кВАВсего на ШНН без КУ0,5/1,7392,16159,95184,071шт; 160 кВАКУ1251шт; 160 кВАВсего на ШНН с КУ0,97/0,2292,1634,95?1шт; 160 кВАПотери в трансформаторах1,173,84 5,71шт; 160 кВАВсего на ВН с КУ93,3338,791шт; 160 кВА769620250825Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист19КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 - 16 00Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист19КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 - 16 3 Расчет элементов системы электроснабжения3.1 Расчёт и выбор аппаратов защиты в распределительных устройствахДля выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, число фаз и тип аппарата.Ток в линии сразу после трансформатора, А, определяется по формуле (8) при условии и . Ток в линии к распределительному устройству (пункту), А, определяется по формуле (8) при условии . Ток в линии к электродвигателю переменного тока, работающему в повторно-кратковременном режиме, А, определяется по формуле (8) при условии и приведения мощности к длительному режиму по формуле:, (27)Расчетные токи в линиях принимаются как ранее определённые по значениям в графе 15 таблицы 2. В сетях напряжением менее 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители и тепловые реле.Автоматы выбираются согласно условиям: (28)для линии без электродвигателей:, (29)для линии с одним электродвигателем:772160250825Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист20КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист20КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16, (30)для линии с несколькими электродвигателями:, (31)где - номинальное напряжение автомата, В; - номинальный ток автомата, А; - номинальный ток расцепителя, А; - длительный ток в линии, А, принимается по таблице 6; - максимальный ток в линии, А, принимается по таблице 6.Рассчитаем автоматический выключатель для защиты Токарного автомата подключенного к РП-1 (32)Выберем стандартное значение большее или равное нашему расчетному:.Далее по этому значению выберем подходящий для нас автоматический выключатель:Тип – ВА 51-25; ; ; ; .Рассчитаем автоматический выключатель для защиты РП-1:798195229870Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист21КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист21КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 16 А,Выберем стандартное значение большее или равное нашему расчетному:.Далее по этому значению выберем подходящий для нас автоматический выключатель:Тип – ВА 51-31; ; ; ; . Для остальных электроприемников расчёт выполним аналогично. Результат расчёт представим в виде таблицы 6. -8420107433945Лист23КП 02069964 – 31.03.02 – 18 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата00Лист23КП 02069964 – 31.03.02 – 18 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата-869315-309880Лист22КП 02069964 – 31.03.02 – 45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата00Лист22КП 02069964 – 31.03.02 – 45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.ДатаТаблица 6 – Сводная ведомость электроприёмниковРУЭлектроприёмникАппарат защитыЛиния электроснабженияТипIн, АНаименованиеnРн, кВтIн, АТипIн.а, АIн.р, Аkу(тр)kу(эмр)ТипIдоп, АL, мРП-1Токарный автомат17,522,7ВА 51-2525251,3510ВВГ4х5349РП-1Токарный автомат17,522,7ВА 51-2525251,3510ВВГ4х53414РП-1Токарный автомат17,522,7ВА 51-2525251,3510ВВГ4х5348РП-1Токарный автомат17,522,7ВА 51-2525251,3510ВВГ4х5342РП-1Токарный автомат17,522,7ВА 51-2525251,3510ВВГ4х5346РП-1Поперечно-строгальный станок 18,525,8ВА 51-3110031,51,3510ВВГ4х84614РП-1Поперечно-строгальный станок 18,525,8ВА 51-3110031,51,3510ВВГ4х84611РП-1Токарно-револьверный станок12,88,5ВА 51-2525101,3510ВВГ4х11411РП-1Токарно-револьверный станок12,88,5ВА 51-2525101,3510ВВГ4х1148 РП-153,5ВА51-31100631,3510ВВГ4х25902РП-2Токарно-револьверный станок12,88,5ВА 51-2525101,3510ВВГ4х1148РП-2Токарно-револьверный станок12,88,5ВА 51-2525101,3510ВВГ4х11411РП-2Одношпиндельный автомат токарный13,510,6ВА 51-252512,51,3510ВВГ4х2205РП-2Одношпиндельный автомат токарный13,510,6ВА 51-252512,51,3510ВВГ4х2206РП-2Токарный автомат15,516,7ВА 51-2525201,3510ВВГ4х43011РП-2Токарный автомат15,516,7ВА 51-2525201,3510ВВГ4х43012РП-2Алмазно-расточный станок12,26,7ВА 51-252581,3510ВВГ4х1149РП-2Алмазно-расточный станок12,26,7ВА 51-252581,3510ВВГ4х11412РП-2Горизонтально-фрезерный станок9,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84615РП-236,95ВА51-31100501,3510ВВГ4х167512РП-3Алмазно-расточный станок12,26,7ВА51-252581,3510ВВГ4х1148РП-3Алмазно-расточный станок12,26,7ВА51-252581,3510ВВГ4х1142,5РП-3Токарный автомат17,522,7ВА51-2525251,3510ВВГ4х5348РП-3Токарный автомат17,522,7ВА51-2525251,3510ВВГ4х5343РП-3Одношпиндельный автомат токарный13,510,6ВА51-252512,51,3510ВВГ4х22010,5РП-3Одношпиндельный автомат токарный13,510,6ВА51-252512,51,3510ВВГ4х2206РП-3Поперечно-строгальный станок18,525,8ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84613РП-3Поперечно-строгальный станок18,525,8ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х8468РП-3Горизонтально-фрезерный станок19,525,8ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84615РП-342,69ВА51-31100501,3510ВВГ4х16757,5РП-4Горизонтально-фрезерный станок19,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84615РП-4Горизонтально-фрезерный станок19,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84613РП-4Горизонтально-фрезерный станок19,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84612РП-4Токарно-револьверный станок12,88,5ВА51-2525101,3510ВВГ4х11414РП-4Токарно-револьверный станок12,88,5ВА51-2525101,3510ВВГ4х11412РП-4Токарно-револьверный станок12,88,5ВА51-2525101,3510ВВГ4х11410РП-4Токарно-револьверный станок12,88,5ВА51-2525101,3510ВВГ4х11411РП-4Одношпиндельный автомат токарный13,510,6ВА51-252512,51,3510ВВГ4х2208РП-4Наждачный станок139,1ВА51-2525101,3510ВВГ2х1166,5РП-4Наждачный станок139,1ВА51-2525101,3510ВВГ2х1164РП-4Заточный станок12,57,6ВА51-252581,3510ВВГ2х1164РП-4Заточный станок12,57,6ВА51-252581,3510ВВГ2х1162РП-443,67ВА51-31100501,3510ВВГ4х167515РП-5Горизонтально-фрезерный станок19,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84613РП-5Горизонтально-фрезерный станок19,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х8468РП-5Горизонтально-фрезерный станок19,528,9ВА51-3110031,51,3510ВВГ4х84612РП-5Алмазно-расточный станок12,26,7ВА52-252581,3510ВВГ4х1146РП-5Алмазно-расточный станок12,26,7ВА52-252581,3510ВВГ4х11411РП-5Поперечно-строгальный станок18,525,8ВА52-3110031,51,3510ВВГ4х8462,5РП-5Заточный станок12,57,6ВА52-252581,3510ВВГ2х1169РП-5Заточный станок12,57,6ВА52-252581,3510ВВГ2х1169РП-5Заточный станок12,57,6ВА52-252581,3510ВВГ2х1167-608330-323850Лист22КП 02069964 – 31.03.02 – 45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.Дата00Лист22КП 02069964 – 31.03.02 – 45 -16Лит№ докум.Изм.Подп.ДатаРП-5Заточный станок12,57,6ВА52-252581,3510ВВГ2х1168,5РП-5Наждачный станок139,1ВА52-2525101,3510ВВГ2х1168РП-5Наждачный станок139,1ВА52-2525101,3510ВВГ2х11611РП-546,29ВА52-31100631,3510ВВГ4х259013Кран-балка11545,6ВА52-31100501,3510ВВГ4х16759Кран-балка11545,6ВА52-31100501,3510ВВГ4х167515ТП279,74ВА52-374003201,2510ШРА4-400-32УЗ463.2 Выбор проводников для линий электроснабжения720090252095Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист24КП – 02069964 – 13.03.02 – 45 – 1600Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист24КП – 02069964 – 13.03.