Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Размещено на - файл


скачать (569.2 kb.)


Размещено на http://www.allbest.ru

АННОТАЦИЯ
Реконструкция системы электроснабжения инструментального цеха «МЗМД» г. Можга. Проект представлен пояснительной запиской на 62 страницах, содержит 5 приложений и графическую часть на 5 плакатах.

Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка проекта электроснабжения инструментального цеха «МЗМД» г. Можга.

Итогом работы является технический проект, в котором решены основные вопросы по электрофикации и защите силового электрооборудования цеха, рассчитана и определена установленная мощность осветительной установки рабочего и аварийного освещения.

Выбрано электрооборудование для системы электроснабжения цеха: – двухтрансформаторная КТП мощностью 2х2500 кВА; кабель марки ВВГ для выполнения питания цеховой сети;провод марки ПВ для питания электрооборудования и осветительной сети; выключатели серии ВА57, ВА75 и предохранители серии НПН, ПН для коммутации и защиты всех элементов цеховой сети;лампы ДРЛ-700 и ЛН-100 для рабочего и аварийного освещения соответственно;светильники типа ЛСП13 для рабочего и аварийного освещения.

Все кабельные линии провода проверены по перегрузочной способности, рассчитаны возможные отклонения напряжения в максимальном и минимальном режимах электрической нагрузки для всех электроприемников. Проведен расчет токов трехфазного и однофазного КЗ и проверена защитнокомутационная аппаратура на чувствительность к токам ОКЗ, по стойкости к токам КЗ, по отключающей способности и на селективную работу.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

электроснабжение осветительный ток

В настоящем дипломном проекте решается комплексная задача по проектированию системы электроснабжения инструментального цеха «МЗМД» г. Можга.

Исходными данными при проектировании системы электроснабжения цеха явился перечень силового электрооборудования с известной мощностью, а также генеральный план цеха.

Разработка системы электроснабжения цеха является сложной задачей и требует от проектировщика не только специальных технических знаний, но также знакомства с технологией производства и особенностями производственного процесса.

Задачей проектирования является полная электрификация технологического оборудования цеха и разработка системы освещения.

В целом задача не может сводиться лишь к подбору типовых решений, а сплошь и рядом требует создания опытных установок с их анализом и оценкой, т. е. принимает часто исследовательский характер.

Полноценная разработка проекта системы электроснабжения цеха №9 инструментального завода возможно лишь при условии тесного контакта проектировщиков с технологами и строителями на всех стадиях выполнения проектных работ.

1. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И РАСЧЕТ ЕЁ ЭЛЕМЕНТОВ
1.1 Расчет силовой электрической нагрузки по элементам схемы
Электрические нагрузки систем электроснабжения определяют для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощность и место подключения компенсирующих устройств (КУ), выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, расчета потерь и колебаний напряжения и выбора защиты.

Определение расчетных (максимальных) электрических нагрузок производится в два этапа. На первом этапе определяется нагрузка отдельных электроприемников (ЭП), отдельных производственных участков, а также всего предприятия в целом. Результаты первого этапа расчета электрических нагрузок используется как исходные данные для выбора числа и мощности силовых трансформаторов с одновременным определением мощности и мест подключения КУ. На втором этапе рассчитывается электрическая нагрузка всех элементов сети СЭС с учетом мощности и места подключения КУ в СЭС.

Рассмотрим пример расчета для вертикально сверлильного станка с исходными данными Рн=2,9 кВт, Ки=0,16, cosφ=0,5, Uн=380 В.

Расчет установленной мощности Ру, кВт, вычисляется по формуле:



где n – количество электроприемников;

Рн – номинальная мощность электроприёмника, кВт.


кВт
Примечание: Для однофазных электроприемников.
Uф=380 В:

.

Uф=220 В:



.
Для электроприемников имеющих продолжительность включения:
.
Среднесменная активная мощность Рсм, кВт, вычисляется по формуле:

где Ки – коэффициент использования.
кВт
Среднесменная реактивная мощность Qсм, квар, вычисляется по формуле:


квар
Эффективное число электроприемников для Ки<0,6 nэ, шт, вычисляется по формуле:


Эффективное число по группе с Ки<0,6
шт.
Принимаем ближайшее целое число nэ=127 шт.

Для группы электроприемников с Ки>0,6, коэффициент максимума принимаем Км=1.

Максимальная активная мощность по группе Ки<0,6 Рм, кВт, вычисляется по формуле:

где Км – коэффициент максимума:

для группы с Ки<0,6, коэффициент максимума равен Км=1,13;

для группы с Ки>0,6, коэффициент максимума равен Км=1.
кВт
Максимальная реактивная мощность по группе Ки<0,6 Qм, квар, вычисляется по формуле:


квар
Полная мощность по группе Ки<0,6 S<0,6, кВА, вычисляется по формуле:


кВА
Полная мощность по цеху без учета освещения Sн, кВА, вычисляется по формуле:

Ток по группе Ки<0,6 I<0,6, А, вычисляется по формуле:


А
Ток по цеху I, А, вычисляется по формуле:

где Ii – ток одной группы.

Остальные расчеты аналогичны и сводятся в таблице приложения А.


2. РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
2.1 Проектирование осветительной установки рабочего освещения
Выбор источника света.

К числу источников света массового применения, выпускаемой нашей промышленностью, относятся лампа накаливания, люминесцентные лампы и лампы ДРЛ.

Что касается ламп ДРЛ, то, несмотря на высокую световую отдачу и большой срок службы эти источники света не могут обеспечить удовлетворительной цветопередачи и поэтому могут быть рекомендованы для освещения лишь таких производственных помещений, в которых отсутствуют требования к правильной цветопередаче.

К таким помещениям относятся ряд цехов металлургической и машиностроительной промышленности, в особенности большой высоты, в которых возникают трудности при обслуживании светильников. В подобных случаях применение светильников с лампами, обладающими большим единичным световым потоком и большим сроком службы, весьма целесообразно, так как существенно снижает расходы на эксплуатацию осветительной установки.

В соответствии с генпланом объекта (цеха № 9 инструментального завода), учитывая специфику технологического оборудования, в качестве источника света для рабочего освещения применяются лампы ДРЛ.

В общем случае, при решении вопроса о выборе источника света для освещения производственных помещений необходимо анализировать преимущества и недостатки ЛН и ЛЛ и уже далее делать вывод о необходимости и целесообразности применения тех или иных ламп.

2.2 Выбор системы освещения
В практике проектирования осветительных установок промышленных зданий используются две отличительные друг от друга системы освещения.

Первая система – система общего освещения – предназначена не только для освещения рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, в связи с чем светильники общего освещения обычно размещаются под потолком помещения на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.

В системе общего освещения принято различать два способа размещения светильников: равномерное и локализованное. В системе общего равномерного освещения расстояние между светильниками в каждом ряду и расстояния между рядами выдерживаются неизменными. В системе общего локализованного освещения положение каждого светильника определяется соображениями выбора наивыгоднейшего направления светового потока и устранения теней на освещаемом рабочем месте, т. е. целиком зависит от расположения оборудования.

Равномерное расположение светильников общего освещения применяется обычно в тех случаях, когда желательно обеспечить одинаковые условия освещения по всей площади помещения в целом. При необходимости дополнительного подсвета отдельных участков освещаемого помещения, если эти участки достаточно велики по площади или если по условиям работы невозможно устройство местного освещения, прибегают к локализованному размещению светильников.

Локализованное размещение светильников в перечисленных выше случаях позволяет одновременно с уменьшением удельной установленной мощности по сравнению с вариантом равномерного размещения обеспечить и лучшее качество освещения, в частности создать желательное направление светового потока на рабочие поверхности и устранить падающие тени от близко расположенного оборудования или самого рабочего.

Вторая система – система комбинированного освещения – включает в себя как светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные для освещения только лишь рабочей поверхности (местное освещение), так и светильники общего освещения, предназначенные для выравнивания распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам помещения. Система комбинированного освещения обычно характеризуется повышенными первоначальными затратами на оборудование по сравнению с системой общего освещения.

С точки зрения удобства эксплуатации система комбинированного освещения имеет преимущества по сравнению с системой общего освещения. Действительно, так как светильники местного освещения расположены непосредственно у рабочих мест, то значительно упрощаются их чистка, смена перегоревших ламп, а также систематический надзор и текущий ремонт осветительной установки. Местное освещение на рабочих местах, на которых в данный момент работа не производится, может быть выключено, что обеспечивает большую гибкость в эксплуатации освещения, исключая непроизводительный расход электроэнергии.

Проведенный анализ преимуществ и недостатков систем освещения позволяет рекомендовать систему комбинированного освещения в первую очередь в следующих случаях:

1) в производственных помещениях, в которых выполняются точные зрительные работы, относящиеся к разрядам I, II, III, IV по СНиП [6], за исключением тех случаев, когда устройство местного освещения невозможно по технологическим или конструктивным соображениям;

2) в производственных помещениях с оборудованием, создающим глубокие и резкие тени на рабочей поверхности в условиях общего освещения (прессы, штампы), а также на рабочих местах, требующих изменения направления света в процессе работы;

3) в производственных помещениях с оборудованием, рабочие поверхности которого расположены вертикально или наклонно и нуждаются в сравнительно высоких уровнях освещенности.

В свою очередь система общего освещения при равномерном размещении светильников может быть рекомендована:

1) в производственных помещениях при высокой плотности расположения оборудования, если это оборудование не создает теней на рабочих поверхностях и не требует изменений направления света;

2) в производственных помещениях, в которых по всей площади выполняются однотипные работы (крупно сборочные цеха);

3) в производственных помещениях, в которых работа не требует большого и длительного напряжения зрения (разряд V по СНиП [6]), а также во вспомогательных, складских и проходных помещениях.

К локализованному размещению светильников общего освещения целесообразно прибегать в следующих случаях:

1) в производственных помещениях при расположении рабочих мест группами, сосредоточенными на отдельных участках;

2) в производственных помещениях, в которых на отдельных участках выполняются работы различной точности, требующие разных уровней освещенности;

3) в производственных помещениях с большими по площади рабочими поверхностями, требующими высокой освещенности (разметочные плиты, закройные столы), или громоздким оборудованием, создающим тени, на которых невозможно устройство местного освещения.

В большинстве случаев применение общего локализованного освещения, выполненного лампами накаливания, может быть рекомендовано для работ, относящихся по СНиП к разрядам IV и ниже, а выполненного люминесцентными лампами – не выше III разряда.

2.3 Выбор освещенности и коэффициента запаса
Выбор освещенности по СНиП [6] осуществляется в зависимости от размера объекта различения, контраста объекта с фоном и коэффициента отражения фона (рабочей поверхности).

Для того чтобы установить в каждом конкретном случае все перечисленные параметры, определяющие уровень нормированной освещенности на рабочей поверхности, необходимы детальное знакомство с технологией производства и выявление особенностей зрительной задачи на данном рабочем месте.

При выборе разряда норм по СНиП возникает задача выявить размер объекта различения, а при выборе подразряда установить контраст объекта с фоном и коэффициент отражения рабочей поверхности.

При определении уровня освещенности для данного вида работ следует учитывать тип источника света и систему освещения, принятые в рассматриваемой осветительной установке. Эти два фактора оказывают существенное влияние на выбор уровня нормированной освещенности.

В соответствие с разделами 1, 2, с учетом табл. 12.23 [5] и табл. 1 [6] принимается освещенность 400 Лк.

При проектировании осветительной установки и, в частности, при расчете установленной мощности следует иметь в виду, что в процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабочих местах уменьшается. Основными причинами, ведущими к снижению освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки, являются: уменьшение светового потока источников света в процессе горения, снижение к. п. д. светильников в результате загрязнения ламп и осветительной арматуры, загрязнение стен и потолка освещаемого помещения.

Следовательно, при расчете мощности источника света, которая должна гарантировать нормированное значение освещенности на рабочих местах в течение всего времени эксплуатации осветительной установки, необходимо вводить к нормированной освещенности какой-то коэффициент, учитывающий ее снижение в процессе эксплуатации осветительной установки, т. е. больший единицы.

Такой коэффициент, называемый коэффициентом запаса, регламентирован СНиП в зависимости от степени загрязнения (запыления) освещаемого помещения и типа источника света. Значения коэффициента запаса приведены в табл. 3 [6].

Для заданного производства условия среды пыльные и согласно требованиям ГОСТ к воздуху рабочей зоны предельно допустимая концентрация пыли для инструментальных цехов составляет 1 мг/м3. Фактическая запыленность многих производственных участков отрасли близка к этому Уровню. В соответствии с этим предварительно выбранный коэффициент запаса составляет 1,5. Окончательный выбор коэффициента запаса осуществляется с учетом эксплуатационной группы светильника ( приложение Г, табл.3 [6] ).
2.4 Выбор типа светильника
Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании осветительной установки, от которого зависит не только ее экономичность, но и надежность действия, является выбор типа светильника.

Неправильный выбор светильника ведет за собой увеличение установленной мощности, а как следствие этого – увеличение расходов на эксплуатацию осветительной установки.

Несоответствие конструктивного исполнения светильника условиям окружающей среды понижает надежность и долговечность действия осветительной установки, а в ряде случаев может явиться источником пожара или взрыва.

Выбор светильника должен определяться следующими основными условиями:

1) характером окружающей среды;

2) требованиями к светораспределению и ограничению слепящего действия.

Согласно таблице 12,20 [5] для инструментальных цехов выбираем тип светильников ЛСП13.

Светораспределение светильника является основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях.

Для освещения помещений, стены и потолок которых имеют невысокие отражающие свойства, например производственных помещений с большим процентом остекления стен и с форменными перекрытиями на потолке, целесообразно применение светильников типа У, Гэ, Гс, Гк.

В таких условиях светильники прямого света, излучая световой поток вниз, на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и максимальное использование светового потока источников света. При этом чем выше освещаемое помещение и больше нормированная освещенность, тем более концентрированным светораспределением должен обладать светильник; так, например, при высоте помещения 8 м и более становится целесообразным использование зеркальных светильников (Гс, Гк) или зеркальных ламп.

Для выбранного типа светильника ЛСП13 определяется его эксплуатационная группа по табл. 5.11 [5]. Эксплуатационная группа светильника ЛСП13 – третья. Тогда окончательно коэффициент запаса будет равен 1,5.
2.5 Расчет осветительной установки
Задачей светотехнического расчета осветительной установки может являться либо определение числа и мощности источников света, обеспечивающих нормированную (с учетом коэффициента запаса) освещенность, либо определение фактической освещенности, создаваемой запроектированной осветительной установкой. С учетом того, что проектирование осветительной установки ведется применительно к конкретному объекту (в данном случае инструментального цеха) с нормированной по СниП освещенностью рабочих мест, то задача светотехнического расчета сводится к выбору числа и мощности источников света.

Существует несколько методов расчета осветительных установок:

1. Расчет освещения по методу коэффициента использования;

2.Расчет освещения по методу удельной мощности;

3. Расчет освещения по точечному методу.

В данном случае наиболее целесообразно воспользоваться методом удельной мощности для расчета осветительной установки, так как уже заранее известен (определен) уровень нормированной освещенности Е и известны геометрические параметры рассчитываемого помещения. Суть этого метода заключается в том, что по таблицам удельной мощности для конкретного типа светильника и известных размеров помещения находится значение удельной мощности ω.

Единичная мощность лампы Р, Вт, вычисляется по формуле:

гдеω – удельная мощность определяется по таблице 12.23 [5], ;

S – площадь помещения, м2;

N – число ламп, шт.

Таблицы удельной мощности, составленные Ю. Б. Айзенбергом на основе дифференцированного учета факторов, влияющих на величину со для отдельного помещения и принятые в проектной практике для непосредственного определения мощности ламп общего равномерного освещения на всех стадиях проектирования существенно упрощают расчет осветительных установок. Таблицы составлены для среднего значения отношения длины помещения к его ширине и пригодны при не более 2,5. Ими можно пользоваться и для более удлиненных помещений, но в этом случае значение ω следует выбирать по условной площади 2,5В2, распространяя его на всю площадь помещений.


2.6 Расчет осветительной установки методом удельной мощности
Размер цеха по генеральному плану составляет:

Длина А = 78 м

Ширина В = 72 м

Площадь цеха м2

Целесообразно разбить цех на модули:

Длиной А = 24 м

Шириной В = 6 м

Площадь модуля м2

Число модулей по цеху инструментальному составляет 39 штук.

Количество светильников в модуле N = 6 шт.

Тип светильника: ЛСП13

Высота подвеса светильника: h = 8 м

Нормированная освещенность Е = 400 Лк

По заданным условиям по таблице 12.23 [5] находится ω = 29,1 при Е = 400 Лк.

Мощность одной лампы будет:
Вт

Выбирается ближайшая стандартная лампа мощностью 700 Вт (ДРЛ – 700).

Общая активная мощность ламп по цеху , кВт, вычисляется по формуле:

где n – количество модулей в цехе, шт.
кВт
Общая реактивная мощность ламп по цеху Q, квар, вычисляется по формуле:

где tgφ = 1,333 при коэффициенте мощности cosφ = 0,6.

квар

Результаты расчетов активной и реактивной мощности осветительной установки сведены в таблице приложения А.


2.7 Размещение осветительных приборов
Существуют два способа размещения светильников общего освещения: равномерное и локализованное.

Если при локализованном способе размещения вопрос выбора места расположения светильника должен решаться в каждом конкретном случае индивидуально на основе подробного знакомства с характером производственного процесса и конструктивными особенностями оборудования цеха, то при равномерном размещении светильников общего освещения следует руководствоваться рядом общих положений, которые должны являться отправными при решении этого вопроса.

Распределение освещенности по освещаемой поверхности определяется формой кривой силы света светильника и относительным расстоянием между светильниками, под которым понимается отношение расстояния между ними к высоте подвеса над освещаемой поверхностью.

Как показывают исследования зависимости распределения освещенности от формы кривой силы света и относительного расстояния между светильниками, для каждой кривой силы света существует наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками, обеспечивающее наибольшую равномерность распределения освещенности. Увеличение относительного расстояния между светильниками вызывает уменьшение равномерности освещения.

На равномерность распределения освещенности влияет не только относительное расстояние между светильниками, но и форма поля. Наиболее распространенными вариантами размещения светильников общего освещения являются размещение по углам прямоугольника и размещение по вершинам ромба (рис. 2.1). При этом наибольшая равномерность распределения освещенности соответствует размещению светильников по углам квадрата. При размещении светильников по вершинам ромба наибольшая равномерность соответствует случаю расположения светильников по углам равностороннего треугольника.

Рис. 2.1 Варианты размещения светильников общего размещения.

а – прямоугольное; б – шахматное.
Исходя из полученного на один модуль числа светильников (6 светильников) и принимая во внимание геометрические размеры помещения цеха, в данном случае делается вывод о возможности размещения светильников общего освещения по углам квадрата. Таким образом выбранное размещение светильников будет соответствовать наибольшей равномерности распределения освещенности.

В модуле размером 6 х 24 м шесть светильников располагаются в 1 ряд. Расстояние между светильниками в ряду (H) и между рядами одинаковое и составляет 4 м. Расстояние между стеной и светильником составляет 3 м и расстояние между рядами светильников (D) составляет 6 м.

Условие проверки правильности расположения светильников, определяется относительное расстояние между светильниками:

где D – расстояние между рядами светильников;

Hp – высота подвеса светильников над освещаемой поверхностью.



Условие соответствует норме [7, таблицы 6 – 7].

При размещении светильников общего освещения необходимо учитывать удобство их монтажа и обслуживания. Светильники, обслуживаемые со стремянок или приставных лестниц, не должны устанавливаться на высоте более 4,5—5,0 м, светильники не следует располагать над громоздким оборудованием и над теми местами, где затруднена установка лестниц.

В проектируемом инструментальном цехе обслуживание светильников будет производиться с передвижных цеховых кранов, высота которых составляет 6,5 м, а высота подвеса светильников – 8 м.
2.8 Выбор схемы питания осветительной установки, способа выполнения и напряжения осветительной сети
Электрическая сеть, подающая электрическую энергию от источника питания – трансформатора понижающей подстанции к светильникам, состоит из питающих и групповых линий. К питающим линиям относятся участки сети от источника питания до групповых щитков. Групповые линии служат для присоединения светильников к групповым щиткам (рис. 2.2). Питающие линии могут выполняться радиальными, магистральными или радиально-магистральными (рис.2.3). Радиальные питающие сети, не имеющие ответвлений на всем протяжении, применяются редко, при нагрузках на групповые щитки, превышающих 200 А. Магистральные питающие сети характеризуются обычно меньшей протяженностью по сравнению с радиальными и большими сечениями проводов.

Рис 2.2. Схема питания осветительной установки: 1 – трансформаторная понижающая подстанция; 2 – питающая сеть; 3 – групповые щитки; 4 – групповая сеть.


Рис 2.3. Разновидности схем питающих сетей: а) радиальная схема; б) магистральная схема; в) радиально-магистральная схема.


Наиболее распространенными в осветительных установках являются смешанные радиалъно-магистралъные питающие сети, предусматривающие наличие распределительного пункта, от которого отходят вторичные магистрали к групповым щиткам.

Питание осветительной установки может осуществляться по различным схемам, при этом выбор того или иного варианта схемы питания должен определяться:

1) требованиями к бесперебойности действия осветительной установки;

2) технико-экономическими показателями (минимальные приведенные затраты, расход меди и электроэнергии);

3) удобством управления и простотой эксплуатации осветительной установки.

Поэтому выбранная схема питания должна либо исключать, либо максимально ограничивать случаи аварийного прекращения действия освещения. С этой целью согласно требованиям СниП [6] при проектировании осветительной установки кроме рабочего освещения должно быть предусмотрено аварийное освещение, обеспечивающее возможность продолжения работы и безопасную эвакуацию людей из помещения.

Аварийное освещение для продолжения работы должно быть предусмотрено в случаях, когда неправильные действия персонала в темноте могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей; в производственных помещениях, в которых недопустимы перерывы в работе по характеру технологического процесса: литейные, мартеновские цехи; на электрических станциях и подстанциях, водонасосных станциях, прекращение работы на которых может приостановить подачу электроэнергии или воды целой группе потребителей.

Таким образом в общем случае необходимо в обязательном порядке проводить расчет аварийного освещения для всего помещения в целом. Для расчета аварийного освещения приемлемы все те же способы и методы, что и для расчета рабочего освещения, а также применительно все вышеизложенные принципы выбора составляющих аварийного освещения.

Выбор схемы питания определяется, с одной стороны, ответственностью объекта, для которого проектируется осветительная установка, а с другой стороны экономическими соображениями. Наибольшая гарантия бесперебойности связана, как правило, с большими затратами, которые не Могут быть признаны допустимыми для малоответственных объектов, удовлетворительное решение вопроса для которых может быть достигнуто использованием более простых схем питания.

Светильники аварийного освещения должны функционировать одновременно с рабочим освещением или автоматически включаться при аварийном отключении последнего. Возможны также такие решения, когда лишь часть светильников аварийного освещения включена одновременно со светильниками рабочего освещения, а остальные включаются вручную или автоматически в момент аварийного отключения рабочего освещения.

Управление освещением помещений осуществляется вручную. Управление рабочим освещением может осуществляться автоматами, выключателями, рубильниками, устанавливаемыми либо на групповых щитках, либо на групповых линиях вблизи управляемых светильников.

Таким образом, принимая во внимание все вышесказанное, а также то, что питание нагрузки в заданном цехе осуществляется от КТП, имеющей два трансформатора (две секции шин), принимается решение об использовании схемы перекрестного питания рабочего и аварийного освещения (рис. 2.4). Тогда одна из секций шин будет являться основной для питания рабочего освещения, а другая – резервной для питания аварийного освещения.



Рис. 2.4. Схема перекрестного питания осветительной установки от двухтрансформаторной подстанции: 1 – трансформатор; 2 – щит подстанции (шины РУ 0,4 кВ); 3 – осветительный групповой щиток (распределительный пункт); 4 – питающая линия.


Схема питающих линий выбирается магистральной.

Выполнение электрических осветительных сетей возможно проводами и кабелями, как правило, с алюминиевыми жилами. Ввиду большой дефицитности меди провода и кабели с медными жилами применяются ограниченно, например, для взрывоопасных помещений классов В-1 и В-la, на театральных сценах и в некоторых других случаях.

Электрические осветительные сети внутри помещений выполняются, как правило, изолированными проводами и кабелями, изоляцией в которых служит резина, поливинилхлорид или найрит. Защитные оболочки кабелей выполняются из поливинилхлорида или найрита. Провода и кабели с резиновой изоляцией имеют два слоя хлопчатобумажной обмотки, накладываемых на токоведущие жилы и поверх изоляции.

Наиболее широко в осветительных сетях используются кабели в поливинилхлоридной оболочке марки АВРГ и поливинилхлоридной - АВВГ изоляцией. Провода и кабели выполняются одножильными, двух-, трех- и четырехжильными различного сечения от 1—2,5 до 120 мм и более.

Все многообразие существующих способов выполнения осветительных сетей может быть разделено на открытую и скрытую проводки.

Открытая проводка предусматривает прокладку проводов непосредственно по поверхностям стен и потолка или на изолирующих опорах, внутри стальных или пластмассовых труб.

Скрытая сменяемая проводка предусматривает прокладку проводов в пластмассовых или стальных трубах, укладываемых скрыто под штукатуркой, в полах, в бороздах, за подвесными потолками.

Выбор напряжения при проектировании осветительной установки должен определяться:

а) требованиями безопасности;

б) экономическими соображениями;

в) существующей номенклатурой источников света.

Этот вопрос следует рассматривать раздельно применительно к общему и местному освещению, так как расположение светильников местного освещения непосредственно в рабочей зоне увеличивает опасность поражения током, а следовательно, снижает пределы допустимого напряжения по условиям безопасности.

Наибольшее напряжение, допускаемое Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) в осветительных установках, не должно превышать 250 В по отношению к земле. Следовательно, в осветительных установках общего освещения могут применяться две системы: 380/220 и 220/127 В, причем обе системы допустимы лишь при наглухо заземленной нулевой точке.

Из соображений экономии проводникового материала в осветительных сетях преимущественно применяется система 380/220В. Данная система принимается в качестве расчетной.


2.9 Проектирование осветительной установки аварийного освещения
Расчет аварийного освещения для заданного в проекте инструментального цеха целесообразно проводить, используя метод удельной мощности, предварительно задавшись нормами освещенности в соответствии со СНиП [6, стр.23]. При расчете рекомендуется придерживаться такой же последовательности действий, которая была принята для рабочего освещения.

Выбор источника света аварийного освещения.

В соответствии со СниП [6] пункт 7,64. а) для аварийного освещения следует применять лампы накаливания. Но т. к. высота подвеса светильников составляет 8 м то целесообразно использовать не лампы накаливания, а лампы ДРЛ.

Выбор системы освещения.

Выбор системы аварийного освещения аналогичен выбору системы рабочего освещения. Поэтому для аварийного освещения применяется система общего равномерного освещения.

Выбор освещенности и коэффициента запаса.

В соответствии с пунктом 7,63 СниП [6] должно быть предусмотрено аварийное освещение, гарантирующее на рабочих поверхностях при отсутствии рабочего освещения не менее 5% нормированной освещенности при системе общего освещения, но не менее 2 Лк внутри зданий и 1 Лк для площадок предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 Лк при разрядных лампах и более 10 Лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований.

Исходя из этого, нормированная освещенность определится как:


Лк
где 400 – нормированная освещенность для рабочего освещения, Лк.

Окончательно принимается освещенность Е = 20 Лк [6, п.7,63].

Выбор типа светильника

Для аварийного освещения применяется светильник того же типа, что и для рабочего освещения, т. е. ЛСП13 с лампами накаливания. В первую очередь это объясняется тем, что намечается установка ламп высокой единичной мощности для аварийного освещения с целью снижения экономических затрат. Установка однотипных светильников рабочего и аварийного освещения также ведет к экономии средств из-за снижения расходов на монтажную аппаратуру.

Расчет осветительной установки.

Расчет аварийного освещения ведется по методу удельной мощности.

Исходные данные для расчета аварийного освещения (размеры помещения и высота подвеса светильников) те же, что и для расчета рабочего освещения.

Нормированная освещенность Е = 20 Лк

Удельная мощность ω = 1,455

Единичная мощность лампы Р, Вт, вычисляется по формуле:




Вт
Выбирается ближайшая стандартная лампа мощностью 100 Вт.

Общая активная мощность ламп по цеху , кВт, вычисляется по формуле:



где n – количество модулей в цехе, шт.
кВт

Общая реактивная мощность ламп по цеху Q, квар, вычисляется по формуле:



где tgφ = 1,333 при коэффициенте мощности cosφ = 0,6.
квар
Размещение осветительных приборов.

Исходя из полученного числа светильников на один модуль (2 светильника) и принимая во внимание геометрические размеры помещения цеха, в данном случае делается вывод о возможности размещения светильников аварийного освещения по углам квадрата для всего цеха в целом. Таким образом выбранное размещение светильников будет соответствовать наибольшей равномерности распределения освещенности.

В модуле размером 6 х 24 м два светильника располагаются в один ряд. Расстояние между светильниками в ряду (D) и между рядами соседних модулей одинаковое и составляет 12 метров. Расстояние между стеной и светильником в крайнем ряду составляет 3 метров.

Условие проверки правильности расположения светильников, определяется относительное расстояние между светильниками:





Условие соответствует норме [7, таблицы 6 – 7].

2.10 Выбор типа и расположения групповых щитков и компоновки осветительной сети


Групповые щитки, располагаемые на стыке питающих и групповых линий, предназначены для установки аппаратов защиты и управления электрическими осветительными сетями.

В простейших случаях когда управление освещением осуществляется местными выключателями (жилые здания), применяются щитки только с предохранителями; при управлении освещением со щитка на последнем монтируются также рубильники или выключатели.

Наиболее совершенными являются щитки с автоматами. Автоматы совмещают в себе одновременно функции защиты и управления освещением, гарантируют быстрое отключение при коротких замыканиях, исключают возможность произвольного изменения величины тока срабатывания. Конструктивное исполнение автоматов (компактность конструкции) позволяет успешно комплектовать из них групповые щитки небольших размеров. Автоматы имеют ручное и автоматическое управление и выполняются как однополюсными, так и трехполюсными.

В зависимости от условий среды помещения применяются групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением.

При выборе мест расположения и числа групповых щитков следует руководствоваться следующими соображениями:

1) Располагать групповые щитки необходимо по возможности в центре нагрузки, так как это уменьшает протяженность групповой сети и расход проводникового материала.

2) Располагать щитки следует в местах, легкодоступных и удобных для обслуживания. Не следует располагать щитки, обслуживающие данный этаж здания, на другом этаже.

3) Исходная протяженность трехфазных четырехпроводных групповых линий может быть принята равной в среднем 80 м для системы 380/220 В и 60 м для системы 220/127 В. Соответственно длина двухпроводных групповых линий может быть принята равной 35 и 25 м.

4) Нагрузка на однофазную группу не должна превышать 20 А. В осветительных установках с лампами ДРЛ мощностью 250 Вт и более или лампами накаливания мощностью 500 Вт и более разрешается увеличивать нагрузку на однофазную группу до 50 А.

5) К однофазной группе разрешается присоединять не более 20 токоприемников (светильников или штепсельных розеток). При использовании многоламповых светильников с люминесцентными лампами разрешается подключать к однофазной группе до 50 ламп.

Окончательный выбор числа и мест расположения щитков следует производить на основе технико-экономического сравнения вариантов по минимуму расхода проводникового материала в питающих и групповых сетях.
2.11 Компоновка электрической осветительной сети
Для выбора мест расположения и числа групповых щитков предварительно необходимо скомпоновать электрическую осветительную сеть.

Принимается решение об использовании трехфазной четырехпроводной электрической сети с пятым нулевым защитным проводником, как того требуют новые правила ПУЭ.

Для питания рабочего и аварийного освещения лучше применять равномерно нагруженную по фазам электрическую сеть, так как это позволит избежать в рабочем нулевом проводе уравнительных токов, а следовательно, и различных потерь напряжения в разных фазах сети. Поэтому принимается следующее распределение светильников по фазам сети:

Для рабочего освещения:

Для рабочего освещения намечается прокладка электрической сети изолированными проводами. Тогда количество светильников на одну фазу будет равно 4 шт. Светильники подключаются в следующем порядке:

первый светильник – ф. А

второй светильник – ф. В

третий светильник – ф. С

четвертый – ф. А

пятый – ф. В

шестой – ф. С

и т. д.


Для аварийного освещения:

Для аварийного освещения намечается прокладка электрической сети изолированными проводами. Тогда количество светильников на одну фазу будет равно 4 шт.


2.12 Выбор мест расположения и числа групповых щитков
С учетом принятой компоновки сетей рабочего и аварийного освещения, а также с учетом геометрических особенностей здания цеха (расположение входов-выходов, рабочего оборудования и т. п.), выбор мест расположения и числа групповых щитков зависит от количества Присоединенных к ним групповых линий. Далее будет определено в качестве групповых осветительных щитков использовать шкаф силовой распределительный серии ПР 8501.

Для рабочего освещения на один пункт ПР 8501 приходится по 6 трехфазных групповых линий. Всего трехфазных групповых линий рабочего освещения по цеху 13. Тогда число пунктов ПР 8501 на цех будет:


Число пунктов ПР 8501 выбирается равным 3.

Для аварийного освещения на один пункт ПР 8501 приходится по 6 однофазных групповых линии. Всего однофазных групповых линий аварийного освещения по цеху 13. Тогда число пунктов ПР 8501 на цех будет:

Число пунктов ПР 8501 выбирается равным 3.

Групповые щитки желательно располагать вблизи входов-выходов здания Цеха и компоновать их группами таким образом, чтобы управляемые с них светильники располагались в этой же части цеха.

3. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Полная мощность силовых трансформаторов S, кВА, вычисляется по формуле:

где n – количество трансформаторов на подстанции, так как у нас двух трансформаторная подстанция n=2.

Выбор силовых трансформаторов осуществляется по сменной мощности.


кВА
Условие выбора трансформатора:

Выбираем трансформатор: ТМН – 2500/10: Sнт=2500 кВА, Uвн=10 кВ, Uнн=0,4кВ, Рхх=4,6 кВт, Ркз=23,5 кВт, Uкз=5,5%, Iхх=1%.

Реактивная мощность по цеху равна Qсм=2144 квар.

Активная мощность по цеху равна Рсм=2346 кВт.

При компенсации реактивной мощности через трансформатор будет проходить активная мощность Рм=2346 кВт и не скомпенсированная реактивная мощность Q = 144 квар.

Мощность трансформатора при условии компенсации реактивной мощности S, кВА, вычисляется по формуле:



кВА
Исходя из этого, можно установить на подстанцию два трансформатора мощностью 2500 кВА.

По данному расчету приведенному выше нет смысла устанавливать конденсаторные батареи. Поэтому приводим ниже технико-экономическое обоснование нужности установки конденсаторных батарей.

При выборе мощности трансформаторов подстанции необходимо выбрать мощность конденсаторных батарей, которые необходимо установить на низкой стороне ТП, чтобы исключить перегрузку трансформаторов за счет реактивной мощности Q.

Реактивная мощность через трансформаторы Qт, квар, вычисляется по формуле:




квар
Мощность конденсаторных батарей, которые необходимо установить на низкой стороне ТП.

Реактивная мощность конденсаторных батарей Qкб, квар, вычисляется по формуле:




квар
Таким образом, перегрузки трансформаторов реактивной мощности не будет и устанавливать конденсаторные батареи нет необходимости.

Принимаем Qкб=0.

4. ВЫБОР ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ ДЛЯ ПОДСТАНЦИИ
Ток протекающий по кабелю в момент максимальной нагрузки I, А, вычисляется по формуле:

где Sм – полная максимальная мощность, кВА;

Uн – номинальное напряжение на ВН, кВ.


А
Сечение кабеля по экономической плотности тока S, мм2, вычисляется по формуле:

где j – экономическая плотность тока, j=1,4 А/мм2.
мм2
Выбираем кабель марки: ААШв – 10 (3х150), допустимый ток кабеля Iдоп= А. Активное сопротивление кабеля: R0=0,228 Ом/км; реактивное сопротивление кабеля: X0=0,07 Ом/км.
5. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
Условия выбора высоковольтного выключателя:



где Iнв – номинальный ток выключателя, А;

Iр – расчетный ток линии, А;

Uнв – номинальное напряжение выключателя, В;

Uн – номинальное напряжение линии, В.

Выбираем выключатель марки: ВМГП-10-630-20У3

Номинальное напряжение Uн =10 кВ; наибольшее рабочее напряжение Uн.max =12 кВ; номинальный ток Iн=630 А.


10 кВ=10 кВ.

6. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ПРОВОДНИКОВ И ОБОРУДОВАНИЯРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 0,4 кВ
6.1 Выбор распределительных пунктов, проводников и аппаратов защиты для цехового оборудования
Выбор питающих проводов для электрооборудования осуществляется по условию:

где Iд.д. – длительно допустимый ток провода, А;

Iрас – расчетный ток оборудования, А.

Рассмотрим выбора провода на примере токарно-винторезного станка.

Полная мощность, потребляемая электроприемником S, кВА, вычисляется по формуле:




кВА
Ток, потребляемый электроприемником Iрас, А, вычисляется по формуле:


А

Выбираем провод с медными жилами и поливинилхлоридной изоляцией ПВ (5х2,5). Допустимый токпровода Iд.д. =25 А.



Условия по допустимому току выполняются.

Выбор питающих проводов для остальных электроприёмников аналогичен, результаты приведены в таблице приложения Б.


6.2 Выбор распределительных пунктов


В качестве распределительных пунктов выбираем распределительные шкафы типа ШР-11. Выбор осуществляется на основе количества присоединений и допустимого тока.

Рассмотрим выбор питающего шкафа на примере ШР11-№1 (см. план цеха с распределительной схемой).

ШР11-№1 питает следующие электроприемники: № 76,76, 77, 78, 79, 80, 11, 82. Количество присоединений равно 8.

Выбираем ШР11-№1 73504У2. Шкаф рассчитан 8 присоединений по 60 А.

Выбор остальных аналогичен и результаты сведены в таблицу 2.

Суммарный ток ШР11:

- При количестве присоединений равном 3, суммарный ток находится как сумма этих трех потребителей.

- При количестве присоединений равном более 3, суммарный ток находится через коэффициент использования.

ШР11-№1, ШР11-№4 питаются по магистральной схеме.

Суммарный ток для ШР11-№1, ШР11-№4 через коэффициент использования равен I∑ = 36,44 А.

Остальные расчеты по суммарному току для других ШР11 сведены в таблицу приложения В.

В качестве аппаратов защиты в распределительных шкафах типа ШР-11 используются предохранители с плавкой вставкой.

Условие выбора предохранителей:

где Iпл.в – ток плавкой вставки предохранителя, А;

α – пусковой коэффициент определяющий режим пуска, (α=2,5 – легкий пуск, α=1,6 – тяжелый пуск).

Рассмотрим выбора предохранителя на примере токарно-винторезного станка.
А
Выбираем предохранитель типа: НПН2 – 60, Iпл.в.н.=60 А.



Условие выполняется.

Проверка соответствия провода аппарату защиты производиться по условиям:

если требуется защита оборудования от перегрузки:

если защита от перегрузки не требуется:

Производим проверку соответствия плавкой вставки предохранителя питающему проводу, для питания токарно-винторезного станка был применён провод ПВ (5х2,5), Iд.д. = 25 А.

60 А<75 А

Условие выполняется, предохранитель выбран правильно.

Выбор остальных предохранителей аналогичен и сводиться в таблицу приложения В.

Прокладка проводов от распределительного шкафа до электроприемника осуществляется в стальных трубах проложенных в полу.

Выбор питающего кабеля производим по условию:



где Iд.д – длительно допустимый ток кабеля, А;

Iр – расчетный ток электроприемника, А.

Рассмотрим на примере высокочастотной установки Iр=304 А.

Для питания электроприёмника необходимо подвести три фазные жилы, нулевую жилу и жилу защитного заземления.

Выбираем кабель ВВГ 3(1х95)+2(1х50) Iд.д. = 330 А.
330 А>304 А
Автоматический выключатель выбирается по условию:

где Iн.а. – номинальный ток автоматического выключателя, А.

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 57 – 39, Iн=630 А.

630 А>304 А

Выбор уставок расцепителей выбираются по условию:



где Iр.max – максимальный расчетный ток электроприемника, А.

где Iз.р.р – номинальный ток уставки зависимого регулируемого расцепителя, А;

α – коэффициент учитывающий кратность пикового тока, определяется по времятоковым характеристикам автоматов.

Для данного автоматического выключателя α=3,5, имеет тяжелый пуск, а для легкого пуска этот автоматический выключатель имеет α=4,5.
320 А>304 А

А

400 А>338 А


Проверка соответствия выбранного кабеля аппарату защиты производиться по условию:

400 А<330 А


Выбранный кабель аппарату защиты не соответствует поэтому выбираем кабель большего сечения.

Выбираем кабель 2хВВГ 3(1х50)+2(1х35) Iд.д. = 415 А.

400 А<415 А

Выбранный кабель удовлетворяет условию.

Остальные расчеты аналогичны и сводятся в таблицу приложения Г.

Питание цеховых кранов осуществляется через троллейные шинопроводы типа ШТМ76, Uн=380 В, Iн=100А.

Выбор питающих кабелей и аппаратов защиты для распределительных шкафов.

Выбор питающего кабеля производим по условию:



где Iд.д – длительно допустимый ток кабеля, А;

Iр – расчетный ток по группе, А.

Рассмотрим выбор кабеля и автоматического выключателя на примере силового шкафа ШР11-№1, №4, IΣ=36,44 А.

Для питания электроприёмника необходимо подвести три фазные жилы, нулевую жилу и жилу защитного заземления.

Выбираем кабель ВВГ 5(1х4) Iд.д. = 41 А.

41 А>36,44 А

Автоматический выключатель выбирается по условию:

Выбираем автоматический выключатель типа ВА 57 – 35, Iн=250 А.

250 А>36,44 А

Выбор уставокрасцепителей выбираются по условию:



50 А>47,4 А





А

50 А>40,5 А


Проверка соответствия выбранного кабеля аппарату защиты производиться по условию:

50 А<41 А

Выбранный кабель аппарату защиты не соответствует поэтому выбираем кабель большего сечения.

Выбираем кабель ВВГ 5(1х6)

50 А=50 А

Выбранный кабель удовлетворяет условию.

Остальные расчеты аналогичны и сводятся в таблицу приложения Д.

При объединении питающих шкафов в группы по магистральной схеме, питание всех шкафов осуществляется кабелями одинакового сечения. Прокладка кабелей от КТП до распределительных шкафов кабель прокладывается в кабельных каналах.

7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Рис. 7.1 Точки короткого замыкания


7.1 Расчет трех фазного короткого замыкания
Сопротивление системы Хс, Ом, вычисляется по формуле:

где Sкз – мощность короткого замыкания, Sкз=150 кВА.
Ом

Ток трех фазного КЗ в точке К1 , кА, вычисляется по формуле:


кА
Ударный ток КЗiу, кА, вычисляется по формуле:

где Кд – коэффициент ударного тока, Кд=1,85.
кА
Термически стойкое сечение кабеля SТС, мм2, вычисляется по формуле:

где t – время действия защиты и отключения выключателя, с;

С – коэффициент учитывающий теплоёмкость кабеля, Вт/0С∙км.


мм2
Сечение выбранное ранее 150 мм2.

Для проверки кабеля по условию термической стойкости необходимо чтоб выполнялось условие:



где S – сечение выбранного кабеля, мм2.

150 мм2> 32 мм2

Выбранное сечение удовлетворяет условию.

Ток трех фазного КЗ в точке К2 , кА, вычисляется по формуле:


кА
Ударный ток КЗiу, кА, вычисляется по формуле:



кА

Сопротивление системы Хс, Ом, вычисляется по формуле:

где – коэффициент трансформации трансформатора.
мОм

мОм

мОм
Сопротивления трансформатора Rт=0,64 мОм, Хт=3,46 мОм.

Сопротивление автоматического выключателя RА1=0,75 мОм, ХА1=0,3 мОм, Rпк=15 мОм.

Ток трех фазного КЗ в точке К3 , кА, вычисляется по формуле:




мОм



мОм

кА
Ударный ток КЗiу, кА, вычисляется по формуле:


кА
Термически стойкое сечение кабеля от КТП до СП SТС, мм2, вычисляется по формуле:


мм2
Сечение выбранное ранее 50 мм2.

Для проверки кабеля по условию термической стойкости необходимо чтоб выполнялось условие:


50 мм2> 37,2мм2


Выбранное сечение удовлетворяет условию.


Суммарные сопротивления , , мОм, вычисляются по формулам:


мОм



мОм
Сопротивление автоматического выключателя на отходящей линии КТП, RА2=3,3 мОм, ХА2=1,5 мОм.

Сопротивление линии от КТП до СП RЛ2, ХЛ2, мОм, вычисляются по формулам:




мОм



мОм
Сопротивление рубильника и переходных контактов Rр=0,2 мОм, Rпк=20 мОм.

Ток трех фазного КЗ в точке К4 , кА, вычисляется по формуле:






мОм



мОм

кА
Ударный ток КЗiу, кА, вычисляется по формуле:


кА

Суммарные сопротивления , , мОм, вычисляются по формулам:


мОм



мОм
Сопротивление линии от СП до СП Rл3, Хл3, мОм, вычисляются по формулам:


мОм



мОм
Сопротивление рубильника и переходных контактов Rр=0,5 мОм, Rпк=25 мОм.

Ток трех фазного КЗ в точке К5 , кА, вычисляется по формуле:






мОм



мОм

кА
Ударный ток КЗiу, кА, вычисляется по формуле:


кА

Суммарные сопротивления , , мОм, вычисляются по формулам:


мОм



мОм
Сопротивление линии от СП до СП Rл4, Хл4, мОм, вычисляются по формулам:


мОм



мОм
Сопротивление рубильника и переходных контактов Rр=0,8 мОм, Rпк=30 мОм.

Ток трех фазного КЗ в точке К6 , кА, вычисляется по формуле:






мОм



мОм

кА
Ударный ток КЗiу, кА, вычисляется по формуле:



кА
7.2 Расчет токов однофазного короткого замыкания
Ток однофазного короткого замыкания в точке К3 , кА, вычисляется по формуле:

где Uф – фазное напряжение питающей линии, Uф=230 В;

Zэ – полное сопротивление току однофазному короткому замыканию, мОм.



где – полное сопротивление трансформатора, току однофазного короткого замыкания, мОм;

Рис. 7.2 Точки однофазного короткого замыкания.


Zпк – полное сопротивление переходных контактов, Zпк=15 мОм.
мОм

кА

Ток однофазного короткого замыкания в точке К6 , кА, вычисляется по формуле:



где Zп.ф.0 – полное сопротивление петли фаза нуль кабеля, Zп.ф.0=1,3 Ом/км;

Zпк – полное сопротивление переходных контактов, Zпк=20 мОм.




мОм



мОм



мОм

мОм

кА

Ток однофазного короткого замыкания в точке К7 , кА, вычисляется по формуле:



где Zп.ф.0 – полное сопротивление петли фаза нуль кабеля, Zп.ф.0=17,38 Ом/км;

Zпк – полное сопротивление переходных контактов, Zпк=20 мОм.




мОм

мОм

кА

8. ПРОВЕРКА АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ


Проверка предохранителей на отключающую способность при токах короткого замыкания, выбираются по условию:

400 А> 75 А


Предохранитель сработает при коротком замыкании.

Проверка автоматических выключателей на отключающую способность при токах короткого замыкания, выбираются по условию:


990 А> 600 А


Автоматический выключатель сработает при коротком замыкании.

Для автоматического выключателя установленного на вводе низкой стороны трансформатора и межсекционного выключателя:


12420 А> 7500 А
Автоматический выключатель сработает при коротком замыкании.

9. РАСЧЕТ ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ



Потери напряжения в Л1ΔU1, %, вычисляется по формуле:

где Рм – максимальная активная мощность в линии, Рм=2399 кВт;

Rл1 – активное сопротивление линии, Rл1=0,228 Ом;

Qм – максимальная реактивная мощность в линии, Qм=2203 квар;

Хл1 – реактивное сопротивление в линии, Хл1=0,07 Ом;

Uн – номинальное напряжение в линии, В.

Отклонение напряжения на высокой стороне Vвн, %, вычисляется по формуле:



Потери напряжения в трансформаторе ΔUт, %, вычисляется по формуле:

где Rт – активное сопротивление трансформатора с учетом коэффициента трансформации, Rт=0,38 Ом;

Хт – реактивное сопротивление трансформатора с учетом коэффициента трансформации, Хт=2,17 Ом.



Отклонение напряжения в трансформаторе Vт, %, вычисляется по формуле:



Потери напряжения в Л2ΔU2, %, вычисляется по формуле:

где Рм.л2 – максимальная активная мощность в линии, Рм.л2=89,3 кВт;

Rл2 – активное сопротивление линии, Rл2=0,04 Ом;

Qм.л2 – максимальная реактивная мощность в линии, Qм.л2=62,92квар;

Хл2 – реактивное сопротивление в линии, Хл2=0,007 Ом.



Отклонение напряжения в Л2V2, %, вычисляется по формуле:



Потери напряжения в Л3 ΔU3, %, вычисляется по формуле:

где Рм.л3 – максимальная активная мощность в линии, Рм.л3=52,36 кВт;

Rл3 – активное сопротивление линии, Rл3=0,0032 Ом;

Qм.л3 – максимальная реактивная мощность в линии, Qм.л3=48,77квар;

Хл3 – реактивное сопротивление в линии, Хл3=0,0006 Ом.



Отклонение напряжения в Л3 V3, %, вычисляется по формуле:



Потери напряжения в Л4ΔU4, %, вычисляется по формуле:

где Рм.л4 – максимальная активная мощность в линии, Рм.л3=33,75 кВт;

Rл4 – активное сопротивление линии, Rл3=0,02 Ом;

Qм.л4 – максимальная реактивная мощность в линии, Qм.л3=27 квар;

Хл4 – реактивное сопротивление в линии, Хл3=0,0038 Ом.



Отклонение напряжения в Л4V4, %, вычисляется по формуле:



Потери напряжения в Л4ΔU4, %, вычисляется по формуле:

где Рм.л5 – максимальная активная мощность в линии, Рм.л3=4,8 кВт;

Rл5 – активное сопротивление линии, Rл3=0,16 Ом;

Qм.л5 – максимальная реактивная мощность в линии, Qм.л3=3,6квар;

Хл5 – реактивное сопротивление в линии, Хл3=0 Ом.



Отклонение напряжения в Л5 V5, %, вычисляется по формуле:




Расчет потери напряжения в режиме минимальной нагрузки. Минимальная нагрузка для цеха составляет 20% от максимальной. При этом отключены батареи конденсаторов, Р=479,8 кВт, Q=440,6 квар.

Потери напряжения в Л1 в минимальном режиме ΔU1, %, вычисляется по формуле:



Отклонение напряжения на высокой стороне в минимальном режиме Vвн, %, вычисляется по формуле:


Потери напряжения в трансформаторе в минимальном режиме ΔUт, %, вычисляется по формуле:





Отклонение напряжения в трансформаторе в минимальном режиме Vт, %, вычисляется по формуле:



Так как на РУ 0.4 кВ напряжение находиться в допустимом диапазоне (+5%,-5%), то на всех станках оно будет в допустимом диапазоне.

ПБВ трансформатора в режиме максимальной нагрузки должно находиться в положении +5%, а в режиме минимальных нагрузок в положении 0.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате выполненного проекта была решена задача проектирования системы электроснабжения инструментального цеха «МЗМД».

Итогом работы стал технический проект, в котором решены основные вопросы по электрофикации и защите силового электрооборудования цеха, рассчитана и определена установленная мощность осветительной установки рабочего и аварийного освещения.

Выбрано электрооборудование для системы электроснабжения цеха:

– двухтрансформаторная КТП мощностью 2х2500 кВА;

– кабель марки ВВГ для выполнения питания цеховой сети;

– провод марки ПВ для питания электрооборудования и осветительной сети;

– выключатели серии ВА57, ВА75 и предохранители серии НПН, ПН для коммутации и защиты всех элементов цеховой сети;

– лампы ДРЛ-700 и ЛН-100 для рабочего иаварийного освещения соответственно;

– светильники типа ЛСП13 для рабочего и аварийного освещения.

Все кабельные линии провода проверены по перегрузочной способности, рассчитаны возможные отклонения напряжения в максимальном и минимальном режимах электрической нагрузки для всех электроприемников. Проведен расчет токов трехфазного и однофазного КЗ и проверена защитнокомутационная аппаратура на чувствительность к токам ОКЗ, по стойкости к токам КЗ, по отключающей способности и на селективную работу.

Конечной стадией работы над проектом стали рабочие чертежи, выполненные на основании утвержденного технического проекта и исходных технологических и строительных чертежей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.

2. Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР. – 6 – е изд.,перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 648 с.

3. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самоверова. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 408 с.

4. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под ред. Ю. Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

5. Айзингберг Ю. Б. Справочная книга по светотехнике. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 472 с.

6. СНиП 23 – 05 – 95. Естественное и искусственное освещение. – М.: Минстрой России, ГП ЦПП, 1995.

7. Епанешников М. М. «Электрическое освещение». Учебное пособие для студентов вышних учебных заведений. – М.: Энергия, 1973.

8. Кнорринг Г. М. Справочник для проектирования электрического освещения. – М.: Госэнергоиздат. 1973.

9. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. «Электрическая часть электростанций и подстанций». Справочные материалы для курсового и дипломногопроектирования: Учеб. Пособие для вузов. – 4 – е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

10. Шаповалов И. Ф. Справочник по расчету электрических сетей. – К.:Будьвельник, 1979. – 264 с.

11. Горенштейн М. Д. Справочник электромантера. Том 1. Новосибирск. 1983

12. «Электроснабжение». Методические указания к курсовому проектированию № 1695 НГТУ, 1998.






Скачать файл (569.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации