Elektrosnabzhenie_kurs
.docxВведение
Дисциплина «Электроснабжение» включает в себя ряд разделов согласно типовой программе, которые изучаются студентами в курсе лекций и закрепляются лабораторными работами.
Одним из основных является раздел «Электрические нагрузки и графики электрических нагрузок», в нем изучаются расчетные величины и коэффициенты, встречающиеся в современных методах расчета нагрузок.
Важным элементом схем электроснабжения промышленных предприятий являются цеховые ТП, в трансформаторах которых теряется значительное количество электрической энергии, поэтому любое мероприятие по снижению потерь энергии в трансформаторах цеховых ТП является актуальным.
Самым распространенным силовым потребителем на промышленных предприятиях является асинхронный двигатель, при работе которого потребляется как активная, так и реактивная мощность. Установка батарей конденсаторов для индивидуальной компенсации реактивной мощности позволяет снизить передачу ее по питающей сети и увеличению коэффициента мощности в питающей сети.
В процессе обучения студенты должны изучить и правильно применять электрические аппараты в схемах электроснабжения, должны уметь составлять схемы главных подстанций предприятий и другие элементы систем электроснабжения.
1 Задание к курсовой работе
Для одного из цехов промышленного предприятия произвести следующие мероприятия:
1) Наметить узлы питания электроприемников (силовые шкафы, распределительные шинопроводы).
2) Определить силовые нагрузки по узлам питания, осветительную нагрузку и расчетную нагрузку по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума.
3) Выбрать схему питающей и распределительной сетей цеха.
4) Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.
5) Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.
6) Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.
7) Начертить план силовой электрической сети цеха.
8) Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.
9) На расчетной однолинейной схеме питающей и распределительной сетей цеха до 1 кВ указать параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи.
10) Определить трех-, двух- и однофазные токи короткого замыкания в намеченных точках К1, К2 и К3. Принять условно мощность к.з. на высшей стороне цеховых трансформаторов в пределах 100¸150 МВА. Однофазные к.з. рассчитать дважды: при схеме трансформатора D/Uо - 11 и схеме U/Uо - 12.
11) Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.
2 Исходные данные
Таблица 1 – Исходные данные по цеху
№ по плану |
Наименование электроприемника |
Установленная мощность электроприемников (кВт) |
1,2,3,4 |
Пресс горячештамповочный |
16 |
31,32 |
Шлифовальный станок |
4 |
41,42 |
Штамповочный пресс |
6 |
7,8 |
Электропечь-ванна |
8 |
9,15,17,29 |
Фрезерный станок |
12 |
18,23,27,36 |
Вентилятор |
32 |
30,35 |
Электрические печи сопротивления |
45 |
11 |
Кран с ПВ-25 % |
52 |
10,12,13 |
Аппарат контактной сварки ПВ-50% (кВА) |
27 |
25,37,38 |
Сверлильный станок |
33 |
5,6 |
Электронно-лучевая установка |
75 |
34,39,43,44 |
Пресс |
18 |
33,21,40 |
Насосы |
12 |
20,22,28,45 |
Электропечь |
45 |
14,24 |
Испытательные стенды |
28 |
16,19,26 |
Плазмотрон (кВА) |
60 |
Рисунок 1 – План инструментального цеха к варианту 4
Необходимо выразить установленную мощность электрооборудования в виде расчетной мощности, для этого воспользуемся следующими формулами
-
для электроприемников, паспортная мощность, которых выражена
киловаттах с ПВ:
Pу =
Установленная мощность крана с ПВ-25%
Pу =
- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в киловольтамперах:
Pу= Sн cosφн
Установленная мощность плазмотрона (кВА):
Ру= 600,99=59,4
Установленная мощность аппарата контактной сварки ПВ-50% (кВА):
Pу =
Условия пуска принимаются из условия мощности электрооборудования:
Легкий пуск – до 10 кВт.
Средний пуск – от 10 до 20 кВт.
Тяжелый пуск – более 20 кВт.
Коэффициенты Ки и cosφ определяются по справочным данным для каждого оборудования, коэффициент tgφ расчитывается по формуле:
Пример: tgφ для пресса горячештамповочного
.
Таблица 2 – Исходные данные с коэффициентами
№ по плану |
Наименование оборудования |
Установленная мощность, кВт |
Коэффициенты |
||
Ки |
cosφ |
tgφ |
|||
1,2,3,4 |
Пресс горячештамповочный |
16 |
0.17 |
0.65 |
1,169 |
31,32 |
Шлифовальный станок |
4 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
41,42 |
Штамповочный пресс |
6 |
0.17 |
0.65 |
1,169 |
7,8 |
Электропечь-ванна |
8 |
0,55 |
0,95 |
0,33 |
9,15,17,29 |
Фрезерный станок |
12 |
0,14 |
0,5 |
1,73 |
18,23,27,36 |
Вентилятор |
32 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
30,35 |
Электрические печи сопротивления |
45 |
0,75 |
0,95 |
0,33 |
11 |
Кран с ПВ-25 % |
26 |
0,1 |
0,5 |
1,732 |
10,12,13 |
Аппарат контактной сварки ПВ-50% |
17,18 |
0,35 |
0,5 |
1,73 |
25,37,38 |
Сверлильный станок |
33 |
0,12 |
0,5 |
1,732 |
5,6 |
Электронно-лучевая установка |
75 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
34,39,43,44 |
Пресс |
18 |
0,25 |
0,65 |
1,169 |
33,21,40 |
Насосы |
12 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
20,22,28,45 |
Электропечь |
45 |
0,8 |
0,71 |
0,99 |
14,24 |
Испытательные стенды |
28 |
0,7 |
0,95 |
0,329 |
16,19,26 |
Плазмотрон |
59,4 |
0,35 |
0,95 |
0,328 |
3 Выбор цеховых трансформаторов
Таблица 2 – Расчет необходимой мощности
№ по плану |
Наименование узлов питания и групп ЭП |
N |
Уст. мощность |
m |
Ки |
cos/tg |
Средние мощности |
Определение nэ при Ки 0,2, m3 |
nэ |
Км |
Максимальная расчетная нагрузки |
Iр, А |
|||||||||||||||||
Одного ЭП |
Суммарная |
Pсм |
Qсм |
n1 |
Pn1 |
P* |
n* |
nэ* |
|
|
Рм, кВт |
Qм, квар |
Sм, кВА |
|
|||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|||||||||
Подключено к ШРА1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
27,18 |
Вентилятор |
2 |
32 |
64 |
|
0,6 |
0,8/0,75 |
38,4 |
28,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
45,25 |
Электропечь |
2 |
45 |
90 |
|
0,8 |
0,71/0,99 |
72 |
71,28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
40,21,33 |
Насосы |
3 |
12 |
36 |
|
0,7 |
0,8/0,75 |
25,2 |
14,175 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
43,39,34,44 |
Пресс |
4 |
18 |
72 |
|
0,25 |
0,65/1,169 |
18 |
21,042 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
19,16 |
Плазматрон |
2 |
59,4 |
118,8 |
|
0,35 |
0,95/0,328 |
41,58 |
13,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
15,29,17,9 |
Фрезерный станок |
4 |
12 |
48 |
|
0,14 |
0,5/1,73 |
6,72 |
11,625 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
38,37,25 |
Сверильный станок |
3 |
33 |
99 |
|
0,12 |
0,5/1,732 |
11,88 |
20,576 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
11 |
Кран с ПВ-25% |
1 |
26 |
26 |
|
0,1 |
0,5/1,732 |
2,6 |
4,503 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Итого |
21 |
|
553,8 |
4,95 |
0,39 |
|
216,3 |
185,63 |
|
|
|
|
|
18,6 |
1,26 |
272,53 |
185,6 |
329,7 |
500 |
||||||||||
|
ШР-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
41,42 |
Штамповочный пресс |
2 |
6 |
12 |
|
0,17 |
0,65/1,169 |
2,04 |
2,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
10,13 |
Аппарат контактной сварки ПВ-50% |
2 |
11,45 |
22,9 |
|
0,35 |
0,5/1,73 |
8,01 |
13,86 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
28 |
Электропечь |
1 |
45 |
45 |
|
0,8 |
0,71/0,99 |
36 |
35,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Итого |
|
|
79,9 |
7,5 |
0,57 |
|
46,05 |
51,88 |
|
|
|
|
|
3,5 |
1,46 |
67,23 |
57,06 |
88,18 |
133 |
||||||||||
|
ШР-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
23 |
Вентилятор |
1 |
32 |
32 |
|
0,6 |
0,8/0,75 |
19,2 |
14,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1,2,3,4 |
Пресс горячештапо вочный |
4 |
16 |
64 |
|
0,17 |
0,65/1,169 |
10,88 |
11,625 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
12 |
Аппарат контактной сварки ПВ-50% |
1 |
11,45 |
11,45 |
|
0,35 |
0,5/1,73 |
4,007 |
6,93 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
26 |
Плазматрон |
1 |
59,4 |
59,4 |
|
0,35 |
0,95/0,328 |
20,79 |
6,81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
24 |
Испытательный стенд |
1 |
28 |
28 |
|
0,7 |
0,95/0,329 |
19,6 |
6,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
22 |
Электропечь |
1 |
45 |
45 |
|
0,8 |
0,71/0,99 |
36 |
35,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Итого |
|
|
239,8 |
3,71 |
0,19 |
|
110,47 |
81,845 |
3 |
136,4 |
0,56 |
0,3 |
0,73 |
6,57 |
2,24 |
247,29 |
90,02 |
263,1 |
399 |
||||||||||
|
ШР-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
36 |
Вентилятор |
1 |
32 |
32 |
|
0,6 |
0,8/0,75 |
19,2 |
14,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
14 |
Испытательный стенд |
1 |
28 |
28 |
|
0,7 |
0,95/0,329 |
19,6 |
2,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
7,8 |
Электропечь-ванна |
2 |
8 |
16 |
|
0,55 |
0,95/0,33 |
8,8 |
2,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
30,35 |
Электрические печи сопротивления |
2 |
45 |
90 |
|
0,75 |
0,95/0,33 |
67,5 |
22,275 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
31,32 |
Шлифовальный станок |
2 |
4 |
8 |
|
0,2 |
0,65/1,17 |
1,6 |
1,872 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Итого |
8 |
|
174 |
11,2 |
0,67 |
|
116,7 |
44,407 |
|
|
|
|
|
7,73 |
1,2 |
140,04 |
48,84 |
148,3 |
225 |
||||||||||
|
ТП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
5,6 |
Электронно-лучевая установка |
2 |
75 |
150 |
1 |
0,25 |
0,65/1,16 |
37,5 |
43,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Освещение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20,52 |
10,26 |
22,95 |
34 |
|||||||||
Итоги по ТП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
746,57 |
391,7 |
852,05 |
1257 |