Электроснабжение цеха промышленного предприятия

 

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра СЭСП

 

 

 

Расчётно-пояснительная  записка

к курсовому  проекту по дисциплине «Технология проектирования СЭС»

на тему «Электроснабжение  цеха промышленного предприятия»

 

 

 

 

Факультет: Энергетики

Группа: ЭН2-74

Студент: Соловых А.В.

Преподаватель: Павлюченко Д.А.

Вариант: №13

Отметка о защите:

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2011

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………3

исходные данные……………………………………………………………4

1. Проектирование электрической сети 10 кВ……………….....5
1. Выбор и обоснование схемы электроснабжения………….………5
2. Расчет электрической нагрузки цеха……………………….………5
1. Расчет силовой нагрузки………………………………...…….6
2. Расчет нагрузки электроосвещения……………………...........9
3. Компенсация реактивной мощности………………………….…..13
4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов…………. подстанции…………………………………………………….……13
5. Выбор питающих кабелей и высоковольтных…………………. выключателей…….....................................................................…...18
6. Расчет токов КЗ и проверка электрооборудования ………...........19
2. Проектирование электрической сети 0,4кВ…………...........21
1. Расчет силовой электрической сети ……………………………...21
1. Выбор и обоснование схемы электроснабжения…………...21
2. Расчет электрической нагрузки пунктов разветвления…….21
3. Выбор марки, способа прокладки  и расчет сечения…… проводников…………………………………………………….24
4. Выбор защитно-коммутационных аппаратов ………………26
5. Расчет токов однофазного КЗ и проверка аппаратов……. защиты…………………………………………………………..33
6. Расчет отклонений напряжения в проводниках сети.………43
2. Расчет осветительной электрической сети ……………….……...45
1. Выбор и обоснование схемы питания осветительной…… установки…………………………………………………….....45
2. Расчет электрической нагрузки осветительной…………. установки……………………………………………………….45
3. Выбор марки, способа прокладки  и расчет сечения…… проводников…………………………………………………….49
4. Выбор защитно-коммутационных аппаратов ………………50
5. Расчет токов однофазного КЗ и проверка аппаратов……. защиты…………………………………………………………..52
6. Расчет отклонений напряжения в проводниках сети……….56

Заключение…………………………………………………………….…..58

Список ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………….…..59

приложения

         ВВЕДЕНИЕ

 

 При рассмотрении  любых вопросов, связанных с проектированием объектов и систем, в первую очередь необходимо определить, что непосредственно является проектированием. Существует достаточно большое количество таких определений, в которых приводятся различные формулировки, акцентирующие внимание на той или иной особенности предмета определения, например:

Проектирование – процесс выработки  и фиксации определенного минимума данных, подробно характеризующих некоторый  воображаемый объект, в котором максимально  используется стандартизированные элементы.

Среди требований, предъявляемых к  оптимальному проекту, можно выделить:

• минимальные затраты на его реализацию;
• максимальное удобство эксплуатации объекта;
• применение типовых стандартных узлов;
• избежание лишней детализации и повторений представления материалов.

        В работе необходимо выполнить  проектирование системы электроснабжения  цеха промышленного предприятия.  На производственных участках  цеха установлено штатное промышленное  оборудование. В цехе предусматривается  также наличие служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Режим работы – двухсменный. По надежности электроснабжения оборудование относится ко II и III категории.

Питание электроприемников  цеха осуществляется от встроенной цеховой  ТП. Цеховая подстанция получает  питание от ГПП завода по кабельной линии, проложенной в земляной траншее. Напряжение РУ НН ГПП – 10 кВ. Кроме электроприемников цеха питание от цеховой ТП получают также сторонние потребители других цехов завода.

                                                                   

 

 

исходные  данные

 

Ремонтный цех

 

№ на плане	Наименование	Рном, кВт	ПВ
		1
1...4	Сварочный автомат	50	ПВ=60%
5...8	Вентилятор	4,8
9, 10	Компрессор	30
11, 12, 39, 40	Алмазно-расточный станок	2,5
13...16	Горизонтально-расточный станок	25
17, 19	Продольно-строгальный станок	40
18	Кран-балка	15	ПВ=60%
20	Мостовой кран	55	ПВ=40%
21...26	Расточный станок	14
27...29	Поперечно-строгальный станок	10
30...33	Радиально-сверлильный станок	3
34...36	Вертикально-сверлильный станок	4
37, 38	Электропечи сопротивления	32
41, 42	Заточный станок	1,5
43...50	Токарно-револьверный станок	4,5

 

Мощность сторонних  потребителей: 220 кВт и 190 квар

Длина питающей линии - 300 м

Мощность короткого  замыкания на шинах ГПП – S_кз=158 МВА

Высота основного производственного помещения цеха - 7 м

Высота вспомогательных  помещений - 4м

 

График электрических  нагрузок:

Номер часа	Мощность, %
	График 3
1-2	10
3-4	20
5-6	20
7-8	30
9-10	50
11-12	90
13-14	100
15-16	60
17-18	80
19-20	60
21-22	50
23-24	30

 

Рис. 1 Ремонтный цех

 

 

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 10 кВ

1.1 Выбор и обоснование схемы электроснабжения

Источник питания цеха – встроенная цеховая ТП. Предполагается использовать трансформаторы с масляным охлаждением. Силовые пункты и мощные электроприемники запитываются от подстанции кабельными линиями марки АВВГ по радиальным и магистральным схемам на напряжении 0,4 кВ. Кабель прокладывается вдоль стен на кронштейнах. Высокая сторона ТП получает питание от кабельных линий 10 кВ, подключение трансформаторов - глухое.

 

1.2 Расчет электрической  нагрузки цеха

Для промышленных объектов электрическая нагрузка состоит  из силовой и осветительной. Силовая  нагрузка рассчитывается методом упорядоченных  диаграмм. Нагрузка электрического освещения рассчитывается по удельной мощности в зависимости от требуемой освещенности производственных помещений.

1.2.1. Расчет силовой нагрузки

 

Определение расчетных  нагрузок группы ЭП промышленных предприятий  с применением ряда расчетных  коэффициентов, в основу которого положен метод упорядоченных диаграмм, позволяет по номинальной мощности и характеристики ЭП определить расчетный максимум нагрузки.

Порядок расчета:

• все ЭП разделяются на ЭП с < и ЭП с ;
• вычисляется для каждого ЭП;
• указывается и всех ЭП;
• определяется сменная мощность:

	;	(1.1)
	;	(1.2)

Для ЭП с  < :

• определяется групповой коэффициент:

;

(1.3)

• определяется эффективное число ЭП:

;

(1.4)

• определяется коэффициент максимума:

;

• определяется расчетная мощность и расчетный ток:

	;	(1.5)
	; ;	(1.6)
		(1.7)
	.	(1.8)

Для ЭП с  – .

Расчет сводим в таблицу 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные							Расчетные величины			Эффек-тивное число ЭП	Коэф. Расчет. нагрузки	Расчетная мощность			Расчет-ный ток, А
По заданию технологов				По справочным данным								Актив-ная, кВт	Реактив-ная, квар	Полная, кВА
Наименование ЭП	Коли-чество ЭП, шт	Номинальная (установленная) мощность, кВт		Коэф-фици-ент исполь-зова-ния	Коэффи-циент реак-тивной мощ-ности
	n	одного ЭП	общая	Ки	cosφ	tgφ	Рсм	Qсм	n*p2	nэф	Км	Рр,кВт	Qp,квар	Sp,кВА	Ip,А
		рн,кВт	Рн=nрн
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Ки<0,6
Сварочный автомат (ПВ=60%)	4	38,7	154,92	0,35	0,5	1,73	54,22	93,80	6000
Алмазно-расточный станок	4	2,5	10	0,17	0,65	1,17	1,7	1,98	25
Горизонтально-расточный  станок	4	25	100	0,17	0,65	1,17	17	19,89	2500
Продольно-строгальный  станок	2	40	80	0,17	0,65	1,17	13,6	15,91	3200
Кран-балка (ПВ=60%)	1	11,6	11,6	0,12	0,5	1,73	1,39	2,41	135
Мостовой кран (ПВ=40%)	1	34,8	34,8	0,12	0,5	1,73	4,17	7,22	1210
Расточный станок	6	14	84	0,17	0,65	1,17	14,28	16,42	1176
Поперечно-строгальный  станок	3	10	30	0,17	0,65	1,17	5,1	5,86	300
Радиально-сверлильный  станок	4	3	12	0,12	0,4	2,3	1,44	3,31	36
Вертикально-сверлильный  станок	3	4	12	0,12	0,4	2,3	1,44	3,31	48
Заточный станок	2	1,5	3	0,12	0,4	2,3	0,36	0,82	4,5
Токарно-револьверный станок	8	4,5	36	0,17	0,65	1,17	6,12	7,03	162
Итого							120,8	178,0		21,82	1,49	180,03	178,0	253,17	14,61
Ки≥0,6
Вентилятор	4	4,8	19,2	0,65	0,8	0,73	12,48	9,11	92,16
Компрессор	2	30	60	0,7	0,85	0,62	42	26,04	1800
Электропечи сопротивления	2	32	64	0,7	0,8	0,73	44,8	32,70	2048
Итого							99,28	67,85		5,20	1,0	99,28	74,64	124,20	7,17
Итого по цеху		256,4	711,5				220,1	245,9				279,3	252,6	377,4	21,8

 

Таблица 1.1 

1.2.2 Расчет осветительной нагрузки

 

При проектировании осветительных  установок промышленных зданий используется две отличные друг от друга системы  освещения.

Первая система –  система общего освещения – это  освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Его назначение состоит не только в освещении рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, поскольку светильники общего освещения обычно размещаются под потолком на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.

Вторая система –  система комбинированного освещения  – освещение, при котором к  общему освещению добавляется местное. Данная система 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 выравнивания распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам помещения.

Расчет производим по методу удельной мощности. Удельной мощностью называется отношение общей установленной мощности ламп помещения к освещаемой площади:

                                             ,                                           (1.9)

где n – число ламп;

Pл – мощность одной  лампы;

S – площадь помещения.

Порядок расчета  по данному методу:

• выбирается тип светильников;
• намечается высота подвеса и наивыгоднейшее число светильников;
• находится удельная мощность в соответствии с нормами освещенности и габаритами помещения;
• определяется установленная мощность светильников:

,

(1.10)

• определяется мощность одного светильника:

.

(1.11)

Так как высота потолков цеха, для которого проектируется система электроснабжения 7 м, следовательно, используем лампы ДРЛ – дуговые ртутные лампы с люминофором. Светильники размещаются рядами, параллельными длинной стороне помещения. В остальных помещениях используем люминесцентные лампы.