Расчет внутрицеховой электрической сети

На основании плана цеха и ведомости электрических нагрузок производится расстановка оборудования и разводка силового кабеля. Разводка кабеля и способы его прокладки определяются условиями окружающей среды, характеристиками производственных помещений и с учетом категории ЭП.

На низшем напряжении выбирается следующее оборудование: автоматические выключатели, магнитные пускатели, кабельная продукция.

Выбор сечения кабелей напряжением до 1000 В производится по нормируемым обобщенным показателям, в качестве которых используется экономическая плотность тока. Сечения кабелей проверяются по условию нагрева в зависимости от расчетного значения допустимой длительной нагрузки при нормальных условиях прокладки. Согласно ПУЭ оно должно быть не менее 2,5 мм².

Расчетное сечение кабеля F_э, мм² определяется по формуле

, (8.1)

где I_p – расчетный ток электроприемника, А;

j_э – экономическая плотность тока, А/мм².

(8.2)

За номинальное сечение кабеля F, мм², принимается ближайшее большее значение из стандартного ряда сечений.

Проверка выбранного сечения кабеля производится по следующим условиям:

1. Проверка кабеля по допустимому току I_доп, А

I_доп≥I_р (8.3)

2. Проверка кабеля по допустимой потере напряжения ∆U_доп, %

, (8.4)

где ∆U – потери напряжения выбранного кабеля, %.

, (8.5)

где L – длина кабеля, км;

r₀ – удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

х₀ – удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.

Автоматические выключатели выбираются для цеховой трансформаторной подстанции (вводной автомат), каждого силового пункта и электроприемника по следующим условиям:

1. По номинальному напряжению U_ном, кВ

U_ном≥U_ном.ЭП, (8.6)

где U_ном.ЭП – номинальное напряжение электроприемника, кВ

2. По номинальному току автоматического выключателя I_ном.АВ, А

I_ном.АВ≥I_р (8.7)

3. По номинальному току расцепителя I_{ном.расц.}, А

I_{ном.расц.}≥1,2∙I_р (8.8)

Магнитные пускатели выбираются для каждого электроприемника (за исключением печей сопротивления, сушильных шкафов, электросварочных машин, сварочных преобразователей и трансформаторов, а также выпрямителей) по следующим условиям

1. По номинальному напряжению U_ном, кВ

U_ном≥U_ном.ЭП (8.9)

2. По номинальному току магнитного пускателя I_ном.МП, А

I_ном.МП≥I_р (8.10)

Результаты расчетов по выбору и проверке проводниковой продукции, соответствующих ей аппаратов коммутации и защиты представлены в таблицах 8.3, 8.4 и 8.5.

Таблица 8.3 - Результаты расчетов по выбору и проверке проводниковой продукции, аппаратов коммутации и защиты для участка от трансформаторной подстанции до силовых пунктов

Объект	Sp, кВА	Iр, А	Тип автомата	Iном.АВ, А	Iном.расц., А	Марка кабеля	Сечение кабеля, мм2	Iдоп, А
ТП	841,4	392,71	А3730Б		250-400	АВВГ	2×120	2×240
СП1	44,41	208,87	А3730Б		250-400	АВВГ	2×120	2×240
СП2	21,87	119,15	А3730Б		250-400	АВВГ
СП3	49,02	236,66	А3730Б		250-400	АВВГ	2×120	2×240
СП4	56,72	267,97	А3730Б		250-400	АВВГ	2×120	2×240
СП5	37,07	140,77	А3730Б		250-400	АВВГ
СП6	195,69	73,289	ВА51-31			АВВГ
СП7	22,09	158,17	А3730Б		250-400	АВВГ
СП8	63,82	110,51	ВА51-33		125-160	АВВГ
СП9	103,87	270,51	А3730Б		250-400	АВВГ	2×120	2×240
СП10	76,04	392,71	А3730Б		250-400	АВВГ	2×120	2×240
СП11	3,33	5,06	ВА51-25			АВВГ	3×2,5++1,5

Силовые пункты отделений выбираются по числу присоединенных электроприемников, номинальному току автоматического выключателя и с учетом окружающей среды. Типы силовых пунктов цеха представлены в таблице 8.4.

Таблица 8.4– Типы силовых пунктов ремонтно-механического цеха

Номер силового пункта	Количество присоединений	Iр, А	Тип силового пункта	Iном.АВ, А	Тип автомата	Количество автоматов
СП1		392,71	СУ9522-11		А3110
СП2		208,87	СУ9522-11		А3110
СП3		119,15	СУ9522-11		А3110
СП4		236,66	СУ9522-11		А3110
СП5		267,97	СУ9523-11		А3110
СП6		140,77	СУ9522-12		А3110
СП7		73,289	СУ9521-12		А3110
СП8		158,17	СУ9522-11		А3110
СП9		110,51	СУ9523-11		А3110
СП10		270,51	СУ9522-11		А3110
СП11		5,06	СУ9521-12		А3110

Таблица 8.5 - Результаты расчетов по выбору и проверке проводниковойпродукции, аппаратов коммутации и

защиты для участка оттрансформаторной подстанции до силовых пунктов

Наименование оборудования	Рном, кВт	Iр, А	Тип АВ	Iном.АВ, А	Iном.расц., А	Тип МП	Iном.МП, А	Марка кабеля	Сечение кабеля, мм2	Iдоп, А
Ножницы роликовые	3,20	9,72	ВА51-25			ПМА-2		АВВГ
Станок	6,00	18,23	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Установка	2,50	7,60	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Установка	0,50	1,52	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Гальваническая ванна	1,87	4,74	АЕ			-	-	АВВГ
Гальваническая ванна	0,94	2,38	АЕ			-	-	АВВГ
Станок	10,00	30,39	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Установка	2,50	7,60	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Станок	3,20	9,72	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Установка	1,20	3,65	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Станок	6,50	19,75	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Ножницы	20,00	60,77	ВА51-29			ПМЛ-2		АВВГ
Станок	5,00	15,19	ВА51-25			ПМА-2		АВВГ
Установка	28,00	85,08	ВА51-31			ПМЛ-2		АВВГ
Унив.фрезер.станок	6,30	14,73	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Фрезерный станок	1,25	2,92	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Строг. полуавтомат	4,70	10,99	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ

Продолжение таблицы 8.5

Верт.–фрезер.станок	5,50	12,86	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Горизантально - фрезерный станок	8,70	20,34	ВА51-25			ПМА-2		АВВГ
Фрезерный станок	12,90	30,15	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
кран 5 т с двигателями	11,00	33,43	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Фрезерный станок	1,25	3,80	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Поперечно- строг. станок	12,00	36,46	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Универсальный фрезерный станок	25,60	77,79	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Токарный станок	7,50	22,79	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Строгальный станок	10,00	30,39	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Поперечно- строгальный станок	3,00	9,12	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Долбежный станок	2,80	8,51	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Вентилятор	4,50	9,12	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Сварочный тран-р ПВ=65%	15,24	66,15	ВА51-29			ПМА-4		АВВГ
Сварочная машина cosf=0,5 ПВ=50%	13,44	58,32	ВА51-29			-	-	АВВГ
Сварочная машина cosf=0,4 ПВ=10%	14,42	62,60	ВА51-29			-	-	АВВГ

Продолжение таблицы 8.5

Сварочная машина cosf=0,4 ПВ=20%	11,81	51,25	ВА51-29			-	-	АВВГ
Сварочная машина cosf=0,4 ПВ=50%	21,50	93,31	ВА51-29			-	-	АВВГ
Точильный- шлифованный ст.	12,00	36,46	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Шлифовальный ст.	10,00	30,39	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Фрезерный станок	12,00	30,67	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Токарный станок	24,00	72,93	ВА51-31			ПМА-3		АВВГ
Элетропечь cosf=1 ПВ=100%	24,70	37,53	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Вентилятор	4,50	9,12	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Электротельфер Q=2тс ПВ=25%	1,50	3,80	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Сварочная машина cosf=0,4 ПВ=20%	11,81	19,93	ВА51-25			-	-	АВВГ
Сварочная машина cosf=0,6 ПВ=20%	11,81	19,93	ВА51-25			-	-	АВВГ
Вентилятор	7,50	15,19	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Вентилятор	10,00	20,26	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Ванна 6В	1,35	2,63	АЕ			-	-	АВВГ
Ванна 12В	1,80	3,51	АЕ			-	-	АВВГ
Насос	13,00	24,69	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ

Продолжение таблицы 8.5

Станок	14,00	42,54	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Станок	22,00	66,85	ВА51-29			ПМА-4		АВВГ
Ванна 6В	0,90	1,75	АЕ					АВВГ
Ванна 12В	4,50	8,77	АЕ					АВВГ
Заточный станок	1,80	5,47	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Шлифовальный станок	10,00	30,39	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Расточный станок	2,40	7,29	АЕ			ПМЛ-1	-	АВВГ
Вентилятор	5,90	11,95	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Шлифовальный станок	18,80	57,13	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Шлифовальный станок	13,60	41,33	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Шлифовальный станок	14,40	43,76	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Шлифовальный станок	12,80	38,90	ВА51-29			ПМА-3		АВВГ
Шлифовальный станок	4,50	13,67	ВА51-25			ПМЛ-2		АВВГ
Шлифовальный станок	7,50	22,79	ВА51-25			ПМА-2		АВВГ
Расточный станок	1,00	3,04	АЕ			ПМЛ-1		АВВГ
Электрополотенце	0,02	0,05	АЕ			-	-	АВВГ
Вентилятор	0,2	0,47	АЕ			-	-	АВВГ
Вентилятор	0,88	2,06	АЕ			-	-	АВВГ
Вентилятор	0,34	0,79	АЕ			-	-	АВВГ

Расчетзаземления

В качестве заземлителей принимаются стальные стержни длиной 5 м и диаметром 18 мм и стальная полоса 40×4 мм, проложенная на глубине 0,7 м.

Определяются расчетные удельные сопротивления для горизонтальных и вертикальных электродов

ρ_{расч.гор} = К_гор∙ρ_расч,= 1,25∙100=125 (9.1)

где К_гор – повышающий коэффициент для горизонтальных электродов;

ρ_расч – удельное сопротивление грунта в месте сооружения заземления.

ρ_{расч.верт} = К_верт∙ρ_расч,= 3∙100=300 (9.2)

где К_верт – повышающий коэффициент для вертикальных стержневых электродов.

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода r_верт, Ом

, (9.3)

где L– длина вертикального электрода, м;

d – диаметр вертикального электрода, м;

t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя, м

(9.4)

Определяется примерное число вертикальных электродов при предварительно принятом коэффициенте использования n_пред,шт

, (9.5)

где h'_верт – коэффициент использования вертикальных заземлителей, справочная величина.

Определяется сопротивление растеканию одного горизонтального электрода r_гор, Ом, с учетом коэффициента использования h_гор (справочная величина)

(9.6)

где b – ширина горизонтального заземлителя, м;

Р – периметр предприятия (длина горизонтального заземлителя), м.

Уточненное сопротивление вертикальных электродов R_верт, Ом

(9.7)

(9.8)

Окончательное число вертикальных электродов n, шт

(9.9)

Заключение

В курсовом проекте проектировался Ремонтно-механическийцех состоящий из пяти отделений: кузнечно-сварочное отделение (КСО), шлифовального участка (ШУ), инструментального отделения (ИО), заготовительного отделения (ЗО), участка металлопокрытий (МПК) и административно-бытовые помещения. Основными потребителями электрической энергии механического цеха являются металлорежущие станки, точечные и шовные сварочные машины, насосы, вентиляторы, электропечи и краны. Цех оснащен станками различного назначения: токарные, сверлильные, шлифовальные, фрезерные, плоско и кругло шлифовальные, заточные, координатно-расточные, МРС с ЧПУ и другие.

Основным содержанием курсового проекта «Проектирование систем электроснабжения общепромышленных потребителей» является разработка схемы внутреннего электроснабжения цеха.

Пользуясь рекомендуемой основной и дополнительной литературой, нормативной и технической документацией, справочными и другими материалами в курсовом проекте был произведен расчет электрического освещения цеха, расчет электрических нагрузок по цеху, расчет компенсации реактивной мощности,выбор местоположения цеховых КТП, числа и мощности трансформаторов, выбор схемы и расчет питающей и распределительных сетей цеха, выбор схемы и расчет осветительных сетей цеха, расчет заземления цеха.

В графической части курсового проекта представлены «Генплан предприятия с разводкой электрической сети» и «Схема электроснабжения цеха».

Список использованной литературы

1.Электротехнический справочник Т. П. М Энергия, 2000 г.

2.Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях М. Энергия, 2000 г.

3.Указания по проектированию электроснабжения промышленных предприятий СН174-67. М. Стройиздат, 2000

4.Мукосеев, Ю. Л. «Электроснабжение промышленных предприятий»/Ю.Л. Мукосеев – М Энергия, 2000 г.

5.Ермилов, А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий/ А. А.Ермилов–ГЭИМ, 2000 г.

6.Рокотян, С. С. Справочник по проектированию. Электрических систем под ред./ С. С. Рокотян, М. М. Шапиров– Энергия, 2000 г.

7.Неклепаев,Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций./Б.Н. Неклепаев. – М.: Энергоатомиздат, 2014. – 640 с.

8.Ульянов, С.А «Электромагнитные переходные процессы в Электрических системах»/ С.А. Ульянов – М., Энергия, 2000 г.

9.Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 2000.

10.Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию./ И.И. Алиев – М, 2000

11.Анчарова, Т.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация / Составитель: Т.В. Анчарова, В.В. Каменева, А.А. Катарская; под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат,2000. – 624с., ил.

12.Лезнов, С.И. Обслуживание электрооборудования электростанций и подстанций. Изд. 3–е, перераб. и доп. Учебн. пособие для проф.–техн. училищ./ С.И. Лезнов, А.А. Тайц– М., «Высшая школа», 2000. – 320с., ил.