Электроснабжение электрооборудование ремонтно-механического цеха - дипломная работа

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный колледж имени И.И. Ползунова

ДП.140613.11. ПЗ

УТВЕРЖДАЮ

Председатель цикловой

комиссии __________/Ю.И. Куртова/

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА

Пояснительная записка

СОГЛАСОВАНО

Руководитель проекта___________/Ю.И. Куртова/

Руководитель экономической части __________/И.И. Репина/

Разработал __________/Л.С. Ипатова/

Екатеринбург 2009

Содержание

Введение

1. Характеристики потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

2. Выбор рода тока, напряжения и схемы внутреннего электроснабжения

3. Расчёт электрических нагрузок

4. Компенсация реактивной мощности

5. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

6. Расчёт токов короткого замыкания

7. Расчёт и выбор магистральных и распределительных сетей, защита их от токов короткого замыкания

8. Релейная защита

9. Защитное заземление

10. Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации электрических устройств

11. Расчёт освещения РМЦ

12. Экономическая часть

13. Расчёт амортизационных отчислений

14. Организация труда на участке

15. Организация труда, оплаты и премирование рабочих

16. График ППР

17. Экономическое обоснование и расчёт себестоимости

Заключение

Список использованной литературы

Перечень листов графических документов

Введение

Электрооборудование нельзя рассматривать отдельно от конструктивных особенностей того или иного цеха, поэтому специалисты в области электрооборудования промышленных предприятий должны быть хорошо знакомы как с электрической частью, так и с основами технологических процессов, а значит и применяемым в них оборудованием.

Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройства, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.

Электроснабжение - это непрерывная работа и совокупность взаимосвязанных электроустановок, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии потребителю.

Задачи электроснабжения: 1. Надежность, которая зависит от правильности выбора схем оборудования и защиты по категориям ЭП. 2. Качество обеспечивает нормирование колебаний напряжения и частоты. 3. Экономичность - это потребление электроэнергии с нормально работающим оборудованием, т.е. с наибольшей отдачей.

Задачи электроснабжения не должны осуществляться, если не приняты все необходимые меры по ОТ, т. к. не соблюдение правил проводит к несчастным случаям, травмам и увечьям, а ошибки электроснабжения могут привести к неблагоприятным воздействиям на экологию окружающей среды.

РМЦ имеет служебные помещения и станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование:

Кран мостовой - для транспортировки грузов вдоль и поперек всего цеха используется, приводимый в движение асинхронными двигателями, для погрузки или разгрузки автотранспорта - кран-балка (тельфер). Управление двигателями производится с кнопочного поста по релейно-контакторной реверсивной схеме. Все элементы размещаются в технических шкафах в непосредственной близости от места работы оператора крана. В схему управления включена защита от падения груза из-за падения напряжения. При отключении питания срабатывают механические тормоза двигателя главного движения, что приводит к заклиниванию вала.

Продольно-строгальные станки предназначены для обработки плоских поверхностей различных деталей. На них можно производить черновое, чистовое, а также отделочное строгание. Эти станки применяют в основном в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также в ремонтных цехах.

Станки плоскошлифовальные предназначены для шлифования абразивным или алмазным кругами плоских поверхностей деталей, закрепленных на зеркале стола, магнитной плите или в приспособлении.

Станки токарно-револьверные предназначены для токарной обработки деталей из прутка, а также штучных заготовок из стали, чугуна и цветных сплавов в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Станки токарные позволяют полностью использовать возможности быстрорежущего и твердосплавного инструмента при обработке как черных, так и цветных металлов.

Станки фрезерные предназначены для выполнения разнообразных копировальных работ по плоским копирам, а также для объемного копирования. Он может быть использован и для обычных мелких фрезерных работ (при этом пантограф закрепляют неподвижно, а стол изделия перемещают вручную).

Для автоматизации работ при объемном копировании станок оснащен автоматическим приводом трейсера (ощупывающего пальца)

Станки расточные предназначены для обработки отверстий в кондукторах, приспособлениях и деталях, требующих высокой точности взаимного расположения осей отверстий.

Станки вертикально-сверлильные предназначены для обработки деталей из различных конструкционных материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства. Выполняют операции сверления, зенкерования, зенкования, растачивания, нарезания резьбы метчиками, фрезерования.

Станки радиально-сверлильные предназначены для обработки отверстий в мелких и средних деталях и позволяет выполнять: сверление; рассверливание; зенкерование; зенкование; развертывание; нарезание резьб. Конструкция станка обеспечивает широкие возможности и позволяет: поворачивать сверлильную головку и при необходимости рукав вокруг своих осей; вести обработку отверстий расположенных ниже уровня "пола".

Электрическая печь сопротивления - точное распределение температуры в печи, футеровка - из высококачественных керамо-волокнистых модулей, Перемещение вагонетки с помощью электродвигателя, двухзоная регуляция, возможность контролировать печь через программу на ПК.

Электрические печи индукционные - индукционная плавильная печь, электротермическая установка для плавки материалов с использованием индукционного нагрева. В промышленности применяют в основном индукционные тигельные печи и индукционные канальные печи.

Печи электродуговые - электродуговая плавильная печь емкостью 12 т по жидкой стали предназначена для выплавки углеродистой и легированной стали, чугуна и ряда цветных металлов и сплавов.

Кроме этого в цехе установлены вентиляторы. Вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок. Они обеспечивают технологический процесс производства и условия трудовой деятельности.

Исходные данные

Напряжение от подстанции глубокого ввода 10 кВ.

Размеры цеха АхВхН=50х32х8м

Перечень электрического оборудования цеха дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Таблица 1- Перечень ЭО ремонтно-механического цеха

1. Характеристики потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

Электроснабжение объекта может осуществляться от собственной электростанции, энергетической системы при наличии собственной электростанции.

Требования, представляемые к надёжности электроснабжения от источников питания, определяются потребляемой мощностью объекта и его видом.

Приёмники электрической энергии в отношении обеспечения надёжности электроснабжения разделяются на несколько категорий.

Первая категория - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.

Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприёмников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.

Вторая категория - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 минут.

Третья категория - все остальные электроприёмники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприёмники. Согласно ПУЭ к независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий:

- каждая эта секция или система шин питается от независимых источников.

- секции шин не связаны между собой или же имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций шин.

Для электроснабжения электроприёмников особой группы должен предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.

Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения. необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток.

Электрооборудование ремонтно-механического цеха относится ко 2 и 3 категориям и могут питаться от одного источника, при условии, что перерывы электроснабжения не превышает одних суток. [3,с.28]

2. Выбор рода тока, напряжения и схемы внутреннего электроснабжения

2.1 Назначение электрических сетей [3,с.29]

Электрические сети служат для передачи и распределения электрической энергии к цеховым потребителям промышленных предприятий. Потребители энергии присоединяются через внутрицеховые подстанции и распределительные устройства при помощи защитных и пусковых аппаратов.

Электрические сети промышленных предприятий выполняются внутренними (цеховыми) и наружными. Наружные сети напряжения до 1 кВ имеют весьма ограниченное распространение, т. к. на современных промышленных предприятиях электропитание цеховых нагрузок производится от внутрицеховых или пристроенных трансформаторных подстанций.

2.2 Выбор электрических сетей радиальные схемы питания характеризуются тем, что от источника питания, например от трансформаторной подстанции, отходят линии, питающих непосредственно мощные электроприёмники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприёмники.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, т. к. аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что мало вероятно. В следствии достаточно надёжной конструкции шкафов этих КТП.

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприёмников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнения мелких приёмников, не связанных единым технологическим процессом.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенного монтажа электрических сетей.

В связи с равномерностью распределения потребителей внутри ремонтно-механического цеха, а также низкой стоимости и удобстве в эксплутации выбирается магистральная схема питания.

2.3 Выбор рода, напряжения

Трёхфазные сети выполняются трёхпроводными на напряжение свыше 1000 В и четырёхпроводными - до 1000 В. Нулевой провод в четырёхпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприёмников.

Трёхфазные сети на напряжение 380/220 В (в числители - линейное, в знаменатели - фазное) позволяют питать от одного трансформатора трёх - и однофазные установки.

Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом количестве однофазных электроприёмников от трёхфазных сетей осуществляются однофазные ответвления. [7, с.9]

3. Расчет электрических нагрузок

3.1 Приведение мощности 3-х фазного электроприёмника к длительному режиму, для мостовых кранов:

Р_н=Р_п••cosц, (4.1)

где Р_н - номинальная мощность, приведённая к длительному режиму, кВт;

Р_п - мощность электроприёмника. кВт;

ПВ - продолжительность включения, относительные единицы;

Р_н=7,5 кВт.

Приводим 1-фазные нагрузки к условиям 3-фазной мощности для вертикально-сверлильных станков:

(4.2)

где Р_ф.нб - мощность наиболее загруженной фазы, кВт;

Р_ф.нб=6 кВт.

(4.3)

Где Р_{ф. нм} - мощность наименее загруженной фазы, кВт;

Р_ф.нм=4,5 кВт.

Определяется величина неравномерности, %:

(4.4)

где Н - величина неравномерности, %;

Н=33%>15%.

Р_у=3 Р_ф.нб, (4.5)

где Р_у - условная 3-фазная мощность (приведённая), кВт;

Р_у=18 кВт.

Для плоско-шлифовальных станков;

Р_ф.нб=9 кВт,

Р_ф.нм=6,75 кВт,

Н=33%>15%,

Р_у=27 кВт.

Составляем сводную ведомость нагрузок по цеху, таблица 2.

Р_н - номинальная мощность электроприёмника, кВт;

n - фактическое число электроприёмников в группе;

Р_{н ?} - сумма номинальных мощностей в группе, кВт;

К_и - коэффициент использования электроприёмников;

cosц - коэффициент активной мощности;

tgц - коэффициент реактивной мощности;

m - показатель силовой сборки в группе;

Р_см - средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

Q_см - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, квар;

S_см - средняя максимальная мощность за наиболее загруженную смену, кВА;

n_э - эффективное число электроприёмников;

К_м - коэффициент максимума активной нагрузки;

К_м - коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Р_м - максимальная активная нагрузка, кВт;

Q_м -максимальная реактивная нагрузка, квар;

S_м - максимальная полная нагрузка, кВА;

I_м - максимальный ток, А.

Заполняем таблицу 3. Технические данные электроприёмников

Таблица 3 - Технические данные электроприёмников

Порядок расчёта

Все расчёты ведутся в таблице 2. В колонки 1,2,3,5,6,7 вносятся из таблицы 3;

Определяется сумма активной мощности для каждого электроприёмника, результаты заносятся в колонку 4.

Р_н?=n•Р_н , (4.6)

Определяется показатель силовой сборки в группе для каждого электроприёмника, результаты заносятся в колонку 8. [1, с. 22]

(4.7)

где Р_н.нб, Р_н.нм - номинальные приведённые к длительному режиму активные мощности наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

Определяются средние мощности за наиболее нагруженную смену для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 9,10,11 соответственно:

Р_см=К_и• Р_н , (4.8)

Q_см=Р_ст• tgц, (4.9)

S_см=, (4.10)

Для ШМА определяются: средний коэффициент использования группы электроприёмников, коэффициент активной мощности, коэффициент реактивной мощности для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 5,6,7 соответственно:

, (4.11)

, (4.12)

, (4.13)

где К_и.ср - средний коэффициент использования группы электроприёмников.

Определяется число эффективных электроприёмников, для каждого электроприёмника, результат заносится в колонку 12:

n_э=F•(n, m, К_и.ср, Р_н), (4.14)

Определяется коэффициент максимума активной нагрузки для каждого электроприёмника и заносится в колонку 13:

К_м=F•(К_и.ср, n_э), (4.15)

Определяются: максимальная активная нагрузка, максимальная реактивная нагрузка, максимальная полная нагрузка для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 15,16,17:

Р_м=К_м• Р_см , (4.16)

Q_м=К_м• Q_см , (4.17)

S_м=. (4.18)

Определяется ток на РУ для каждого электроприёмника и результат заносится в колонку 18:

, (4.19)

, (4.20)

, (4.21)

, (4.22)

, (4.23)

где U_л - напряжение линейное, В.

Определяются потери в трансформаторе, результат заносятся в колонку 15,16,17:

?Р_т=0,02 • S_{м (нн)}, кВт, (4.24)

?Q_т=0,1• S_{м (нн)}, квар, (4.25)

?S_т=, кВА, (4.26)

Таблица 4 - Сводная ведомость нагрузок на НН без КУ

, . (4.26, 4.27)

4. Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности, или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

В процессе передачи потребителям активной и реактивной мощности в проводниках системы электроснабжения создаются потери активной мощности.

Из этого следует, что при снижении передаваемой реактивной мощности потеря активной мощности в сети снижается, что достигается применением компенсирующих устройств.

Расчётная формула:

Q_ку=б Р_м•(tgц-tgц_к), (5.1)

где Q_ку - мощность компенсирующего устройства;

б - коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным способом, принимается б=0,9;

tgц, tgц_к - коэффициент реактивной мощности до и после компенсации;

Q_ку=28,4 квар,

Компенсирующее устройство не выбирается в виде малой реактивной мощности.

5. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Силовые трансформаторы являются основным электрическим оборудованием электроэнергетических систем, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии на переменном трёхфазном токе от электрических станций к потребителям.

В справочных данных на трансформаторы приводятся: тип, номинальная мощность, номинальные напряжения обмоток, потери мощности холостого хода и короткого замыкания, напряжения короткого замыкания, ток холостого хода.

Определяется расчётная мощность трансформатора с учётом потерь, но без компенсации реактивной мощности:

S_т>S_р=0,7• S_{м (ВН)}, (6.1)

где S_т - потери полной мощности в трансформаторе без КУ, кВА;

S_р - расчётная мощность трансформатора. кВА;

S_р=267,3 кВА.

По результатам расчётов выбираем ближайший больший по мощности стандартный трансформатор.

Мы выбираем масляный двухобмоточный трансформатор общего назначения класса 6 - 10 кВ типа ТМ 400/10/0,4. Схема соединения Х/Х_н - 0

Технические данные масляного двухобмоточного трансформатора общего назначения:

Выбираем ТМ-400/10/0,4 [2, с. 08]

Р_н = 400 кВА,

U_вн =10 кВ,

U_нн = 0,4 кВ,

?Р_хх=0,95 кВт,

?Р_кз=5,5 кВТ,

U_кз = 4,5%,

I_хх = 2,1%,

где Р_н - мощность номинальная, кВт;

U_вн - напряжение внешней обмотки, кВ;

U_нн - напряжение внутренней обмотки, кВ;

?Р_хх - потери холостого хода, кВт;

?Р_кз - потери короткого замыкания. кВт;

U_кз - напряжение короткого замыкания, %;

I_хх - ток холостого хода, %;

, (6.2)

где К_з - коэффициент загрузки трансформатора

К_з=0,95

6. Расчёт токов короткого замыкания

В системах электроснабжения промышленных предприятий могут возникать короткие замыкания, приводящие к резкому увеличению токов. Поэтому всё основное электрооборудование электроснабжения должно быть выбрано с учётом действия таких токов.

Основными причинами короткого замыкания являются нарушения изоляции отдельных частей электроустановок, неправильные действия персонала, перекрытия изоляции из-за перенапряжения в системе. [7, с.352]

Методика расчёта

Определяем ток системы:

, (7.1)

где I_с - ток системы;

I_с=23,1 А. (7.2)

Определяем удельное индуктивное сопротивление:

Х₀=0,4 Ом/км,

Х_с=Х₀ • L_с,

где Х₀ - удельное индуктивное сопротивление, Ом/км;

Х_с - индуктивное сопротивление, ОМ;

L_с - длина кабельной линии, км;

Х_с=0,64 Ом.

Определяем удельное активное сопротивление:

, (7.3)

где r₀ - удельное активное сопротивление, Ом/км;

г - удельная проводимость материала, [1, с.60];

S - сечение проводника, мм²;

r₀=28,5 Ом/км,

R_с= r₀ • L_с,

R_с=45,6 Ом.

Сопротивления приводятся к НН:

=73 мОм, (7.4)

=1 мОм, (7.5)

где U_нн и U_вн - напряжение низкое и высокое, кВ.

Выбираем сопротивление для трансформатора:

R_т=5,5 мОм,

Х_т=17,1 мОм,

Z⁽¹⁾_т=195 мОм,

где R_т - активное сопротивление, мОм;

Х_т - индуктивное сопротивление, мОм;

Z⁽¹⁾_т - полное сопротивление, мОм.

Выбираем сопротивления для автоматов, [1, с. 62]:

1SF R_1SF=0,12 мОм, Х_1SF=0,13 мОм, R_1пSF=0,25 мОм,

2SF R_2SF=0,12 мОм, Х_2SF=0,13 мОм, R_2пSF=0,25 мОм,

3SF R_3SF=5,5 мОм, Х_3SF=4,5 мОм, R_3пSF=1,3 мОм.

Выбираем удельное сопротивление кабеля, [1, с. 62]:

КЛ1 r^|₀=0,169 мОм/м,

Х₀=0,78 мОм/м,

т.к. в схеме 3 параллельных кабеля;

,

r₀=0,05 мОм.

R_кл1=r₀ • L_кл1, (7.6)

где L_кл1 - длина линии ЭСН от ШНН до ШМА;

R_кл1=0,1 мОм,

Х_кл1=Х₀ • R_кл1,

Х_кл1=1,5 мОм.

КЛ2 r₀=12,5 мОм/м,

Х₀=0,116 мОм/м,

R_кл2=25 мОм,

Х_кл2=0,232 мОм.

Для шинопровода ШМА:

I_н=1260 А,

r₀=0,034 мОм/м,

Х₀=0,016 мОм/м,

r_оп=0,068 мОм/м,

Х_оп=0,053 мОм/м.

R_ш=r₀ • L_ш, Х_ш=Х₀ • L_ш, (7.7)

где R_ш - удельное сопротивление шинопровода, мОм;

Х_ш - удельное сопротивление шинопровода, мОм;

L_ш - участок ШМА до ответвления, [1, с. 63];

R_ш=0,034 мОм,

Х_ш=0,016 мОм.

Для ступеней распределения, [1, с. 62]:

R_с1=15 мОм, R_с2=20 мОм.

Вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между КЗ:

R_э1= R_с+ R_т+ R_1SF+ R_с1=93,6 мОм, (7.8)

Х_э1=Х_с+Х_т+Х_1SF=18,2 мОм, (7.9)

R_э2= R_SF1+ R_ПSF1+ R_кл1+ R_ш+ R_с2=20,5 мОм, (7.10)

Х_э2=Х _SF1+Х _кл1+Х_ш=1,6 мОм, (7.11)

R_э3= R_SF+ R_ПSF+ R_кл2=31,8 мОм, (7.12)

Х_э3=Х _SF+Х _кл2=4,7 мОм, (7.13)

где R_э1, R_э2, R_э3 - активные сопротивления на участках КЗ, мОм;

Х_э1, Х_э2, Х_э3 - индуктивные сопротивления на участках КЗ, мОм.

Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в таблицу 5:

R_к1= R_э1=93,6 мОм, (7.14)

Х_к1= Х_э1=18,2 мОм, (7.15)

=95,3 мОм, (7.16)

R_к2= R_э1+ R_э2=114,1 мОм, (7.17)

Х_к2= Х_э1+ Х_э2=19,8 мОм, (7.18)

=115,8 мОм, (7.19)

R_к3= R_к2+ R_э2=145,9 мОм, (7.20)

Х_к3= Х_к2+ Х_э3=24,5 мОм (7.21)

=147,9 мОм (7.22)

где R_к.., Х_к.., Z_к… - сопротивления на каждой точке КЗ, мОм.

мОм, мОм,(7.23)

мОм. (7.24)

Определяем ударный коэффициент и коэффициент действующего значения ударного тока и заносим в таблицу 5:

, (7.25)

, (7.26)

, (7.27)

где К_у - ударный коэффициент;

К_у1=1,

К_у2=1,

К_у3=1.

d₁=, (7.28)

d₂=, (7.29)

где d - коэффициент действующего значения ударного тока;

d₁=1,

d₂=1,

d₃=1.

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в таблицу:

=2,4 кА, (7.30)

=1,8 кА, (7.31)

=1,5 кА,. (7.32)

I_ук1=d₁• I⁽³⁾_к1= 2,4 кА, (7.33)

I_ук2=d₂ • I⁽³⁾_к2=1,8 кА, (7.34)

I_ук3=d₃ • I⁽³⁾_к3=1,5 кА, (7.35)

i_ук1=*К_у1* I⁽³⁾_к1=3,4 кА, (7.36)

i_ук2=• К_у2 • I⁽³⁾_к2=2,5 кА, (7.37)

i_ук3=• К_у3 • I⁽³⁾_к3=2,41 кА, (7.38)

=2 кА, (7.39)

=1,6 кА, (7.40)

=1,3 кА. (7.41)

Определяем сопротивления для кабельных линий:

Х_пкл1=Х_оп • L_кл1=0,3 мОм, (7.42)

R_пкл1=2• r₀ • L_кл1=0,2 мОм, (7.43)

R_пш=2• r_0пш• L_ш=0,068 мОм, (7.44)

Х_пш=Х_опш• L_ш=0,053 мОм, (7.45)

R_пкл2=2• r₀• L_кл2=50 мОм, (7.46)

Х_пкл2=Х_оп• L_кл2=0,3 мОм, (7.47)

Z_п1=15 мОм, (7.48)

R_п2=R_с1+R_пкл1+R_пш+R_с2=15,3 мОм, (7.49)

Х_п2=Х_пкл1+Х_пш=0,253 мОм, (7.50)

Z_п2==15,2 мОм, (7.51)

R_п3=R_п2+Х_пкл2=65,268 мОм, (7.52)

Х_п3=Х_п2+Х_пкл2=0,553 мОм, (7.53)

Z_п3==65,2 мОм, (7.54)

кА, (7.55)

кА, (7.56)

кА. (7.57)

Таблица 5 - Ведомость токов КЗ

7. Расчёт и выбор магистральных и распределительных сетей, защита их от токов перегрузки и токов КЗ

7.1 Выбираем сечение кабеля

Критерием для выбора сечения кабельных линий является минимум приведённых затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения производится не по сопоставительным технико-экономическим расчётам в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям.[4, с.240]

Выбираем сечение провода для вертикально-сверлильных станков, данные расчёта заносятся в таблицу 6.

Расчётный ток линии определяется так:

А, (8.1)

где I_рас - расчётный ток для проверки кабеля по нагреву, А;

U - номинальное напряжение сети, В.

=40,3 А, (8.2)

где I^/_рас - расчётный ток, выраженный через поправочный коэффициент, А;

К₁ - поправочный коэффициент на температуру воздуха для нагрузки кабеля, выбирается по [7, с.340] в зависимости от температуры и расположения кабеля.

I_доп=46 А,

где I_доп - допустимая токовая нагрузка, [7, с. 338];

I_доп должен быть больше, чем I^/_рас:

I_доп> I^/_рас

Выбираем сечение ААБ (4Х4) [7, с. 338]:

ААБ - кабели с изоляцией из пропитанной бумаги с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, бронированные стальными лентами.

Аналогично выбираются сечения кабелей для других электроприёмников и заносим данные в таблицу 6.

7.2 Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения

Нормальный режим работы электроприёмника обеспечивается при нормальном напряжении сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением приёмника в точке его присоединения. Повышение или понижение уровня напряжения сети ухудшает работу электроустановки.

Повышенное напряжение на зажимах асинхронного двигателя приводит к перегреву обмотки статора и ускоряет износ изоляции . При понижении уровня напряжения уменьшается вращающий момент двигателя, падает частота вращения, нарушается режим работы электропривода, увеличивается потребляемый ток и перегревается изоляция.

Отклонение напряжения от номинального в электропечах нарушает технологический процесс плавки и термообработки. Снижение напряжения на сварочных электроустановках ухудшает качество сварки. Пониженное напряжение на лампах уменьшается световой поток и снижает освещённость.

Проверяем электрическую печь сопротивления на допустимую потерю напряжения [1. с, 42]:

?U_рас(8.3)

(8.4)

где ?U_рас - потери напряжения, %;

L - длина линии, м;

r₀ - активное сопротивление на 1 км. линии, Ом/км;

j - удельная проводимость, мм²/Ом•м;

Х₀ - индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

r₀=1,14 Ом/км,

?U_рас=0,1 %,

?U_рас<U_доп, U_доп<5%.

Кабель выбран правильно.

Аналогично рассчитываем для электродуговой печи, продольно-строгального станка, токарно-револьверного станка и кабеля от ГПП до трансформатора. Данные заносятся в таблицу 7.

Таблица 7

Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения