Так как ЭП группы Б отсутствуют, то определять долю группы А не следует.

Содержание

Введение…………………………………………………………………….стр.3

1. Краткая характеристика механического цеха……………………………стр.4

2. Разработка варианта схемы электроснабжения …………………………стр.5

3. Расчет электрических нагрузок, приближенный расчет

электрического освещения………………………………………………...стр.7

3.1.  Общие сведения……………………………………………………….стр.8

3.2. Исходные данные……………………………………………………..стр. 9

3.3. Расчет электрических загрузок………………………………………стр.10

3.4.  Вывод………………………………………………………………….стр.12

3.5. Приближенный расчет электрического освещения………………...стр.13

4. Выбор местонахождения подстанции, числа и

мощности трансформаторов……………………………………………...стр.18

4.1. Общие сведения……………………………………………………….стр.20

4.2. Выбор местонахождения подстанции, числа

и мощности трансформаторов………………………………………..стр.21

4.3. Вывод…………………………………………………………………..стр.22

 

 

 

   Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и быт людей. Основное достоинство электрической энергии – относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования. Все возможное электрическое оборудование применяется в различных электрических системах и характеризуется номинальным напряжением. При номинальном напряжении установки работают в нормальном и экономичном режиме, это не столь малый фактор для производства. Если электроустановка работает в нормальном и экономичном режиме то это значительно увеличивает число и качество производимой продукции.

На первой стадии развития электроэнергетика представляла собой совокупность отдельных электростанций, не связанных между собой. Каждая из электростанций через собственную сеть передавала электроэнергию потребителям. В дальнейшем стали создаваться электрические системы, в которых электрические станции соединялись электрическими сетями и включались на параллельную работу. Отдельные территориальные энергосистемы в свою очередь также объединялись, образуя в свою очередь долее крупные энергосистемы. Тенденция к образованию более крупных энергетических объединений проявлялась во многих европейских странах. Общее стремление к объединению систем вызвано огромным преимуществом по сравнению с отдельными станциями. Ещё бы, вить при создании объединенных энергетических систем можно уменьшить суммарную установленную нагрузку на электростанции. Это не мола важно в наше время. Сейчас с каждым днем, с развитием науки и техники неудержимо растет количество киловат потребляемой энергии. В связи с этим, с каждым годом, все больше и больше инвестиций вкладывается в развитие энергетики страны. А именно разрабатываются новые альтернативные источники электроэнергии, строятся новые электростанции, повышается качество электроэнергии, усовершенствуются способы передачи ее на расстояния.

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА

Механический цех серийного производства (МЦСП) предназначен для серийного выпуска продукции для завода тяжелого машиностроения.

 Он является вспомогательным звеном в цепи промышленного производства завода. Цех имеет станочное отделение, производственные, вспомогательные, бытовые и служебные помещения. ЭСН осуществляется от главной понижающей подстанции (ГПП) напряжением 6 и 10 кВ, расположенной на территории завода на расстоянии 1,2 км от цеха. От энергосистемы до ГПП – 12 км.

Количество рабочих смен – 2. Потребители цеха относятся к 1,2 и 3 категории надежности (ЭСН).

Грунт в районе цеха – глина с температурой +10 ^оС.

Дополнительная нагрузка КПЦ в перспективе составит:

Каркас здания смонтирован из блоков-секций длиной 4 м каждая.

Размеры участка А х В х Н = 48 х 32 х 8 м.

Все вспомогательные помещения двухэтажные высотой 3,5 м.

Перечень электрооборудования (ЭО) цеха МЦСП приведен в таблице 1.1

Мощность электропотребления указана для одного электроприемника.

Расположение основного оборудования показано на плане.

 

Таблица 1.1 Перечень ЭО Механического цеха серийного производства

№ на плане	Наименование ЭО		Примечание
1…3	Карусельный фрезерный станок	10
4,5	Станок заточный	3,2	1 – фазный
6,7	Станок наждачный	1,6	1 – фазный
8	Вентилятор приточный	32
9	Вентилятор вытяжной	30
10	Продольно-строгальный станок	52,5
11,12	Плоско шлифовальный станок	24
13…15	Продольно-фрезерный станок	18,5
16…18	Резьбонарезной станок	5
19,20	Токарно-револьверный станок	22
21…28	Полуавтомат фрезерный	10,5
29,30	Зубофрезерный станок	19
31…34	Полуавтомат зубофрезерный	8,5
35	Кран мостовой	32кВА	ПВ = 60% cosφ = 0,92

2 РАЗРАБОТКА ВАРИАНТА  СХЕМЫЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1. Близкие по территории электроприемники (ЭП) необходимо отнести к одному распределительному пункту (РП).

2. Количество ЭП на один РП должно быть от 6 до 12.

3. Максимальный расчетный ток ( ) должен быть не более 500 А.

4. ЭП мощностью, более 100 кВт подключаются непосредственно             

к распределительному устройству (РУ) – 0,4 кВ.

5. Для двухтрансформаторной подстанции распределение РП должно

быть равномерным на каждую секцию, допускается отличие не более, чем        на 10%.

6. Если есть ЭП большой мощности (400 кВт, кВ*А), то они не могут

быть ЭП низкого напряжения, это ЭП высокого напряжения 6…10 кВ, они питаются по своим трансформаторам, подключенным к РУ – 6…10 кВ.

 

По условию, даны потребители электроэнергии, которые имеют вторую и третью категорию надежности электроснабжения (ЭСН).

К первой категории относятся ЭП, нарушение электроснабжение которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, массовый брак продукции.

Ко второй категории относят ЭП, нарушение электроснабжение которых не должна превышать полутора часов, необходимых для включения резерва. 

К третьей категории относят ЭП, для которых допустимы перерывы в электроснабжении на время ремонта не более суток.

 

Согласно условию, выбирается цеховая радиальная схемуа ЭСН с РП первой  категории, представленная на рисунке 2.1.

 

 

 

Рисунок 2.1 - Цеховая радиальная схема электроснабжения

3. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК,ПРИБИЖЕННЫЙ РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Значение электрических нагрузок необходимо для выбора и проверки проводников и трансформаторов по пропускной способности и экономической плотности тока, а также для расчета потерь и отклонений напряжений, колебания напряжения, выбора защиты, и компенсирующих устройств.

 Электрическая нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм. Электроприемники (ЭП) имеют либо постоянный график нагрузки       (группа Б), либо переменный график нагрузки (группа А). Отнесение данного     i-го ЭП к группе А или группе Б производится по его коэффициенту использования ( ):

 

 –группа А                                                 

 –группа Б

 

С учетом групп А и Б определяется расчетная активная ( ) и расчетная реактивная ( ) мощности через соответствующие средние активные ( ) и реактивные ( ) мощности.

Далее определяется эффективное число ЭП ( ) по формуле:

(3.1)

,

 

где  – номинальная активная мощность i-го ЭП;

m - количество групп ЭП;

 - количество ЭП i-ой группы.

 

Коэффициент максимума по активной мощности ( ) принимается равным единице в случае, если  или . Коэффициент максимума по реактивной мощности ( ) в зависимости от . Если , то ,       если , то .

 

 

После определения расчетной мощности  она сравнивается с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП ( ), если она окажется меньше, то за расчетные принимается .

       ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

При подготовке исходных данных к расчету на компьютере все ЭП объекта делятся на группы однотипных ЭП. Каждой группе присваивается номер     от 1 до 100. В группу входят ЭП, которые имеют одинаковые номинальные мощности  коэффициенты мощности  и  независимо от местоположения и назначения.

 

Таблица 3.2 Исходные данные РП 1

 

Тип установки
1 Кран мостовой	1	32кВА	0,50	0,10
2 Карусельно фрезерный ста нок	3	10,0	0,60	0,16
3 Станок заточный	2	9,60	0,50	0,14
4 Станок наждачный	2	4,80	0,65	0,17
5 Вентилятор приточный	1	32,0	0,80	0,65
6 Вентилятор вытяжной	1	30,0	0,80	0,65
7 Продольно-строгальный   станок	1	52,5	0,65	0,17

 

В таблице 3.2 приняты следующие обозначения:

 – количество ЭП в группе;

 – номинальная активная мощность одного ЭП в группе;

 – коэффициент реактивной мощности группы;

 – коэффициент использования группы.

 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК РП1

Определяем общее количество ЭП РП 1 (n):

(3.3)

,

 

где      m – количество групп ЭП, m=2, таблица 3.2

 

 

По коэффициенту использования , взятому из таблицы 3.2 определяем группу ЭП:

, группа А;

, группа А.

                                                 , группа А.

, группа А.

, группа А.

, группа А.

, группа А.

                                                                                 

 

Распределение ЭП по группам приведено в таблице 3.4

 

Таблица 3.4   Распределение ЭП РП 1

 

Тип установки	Группа	, шт	, кВт
Кран мостовой	А	1	16	0,50	1,730	0,10
Карусельно фрезерныйста нок	А	3	10,0	0,60	1,330	0,16
Станок заточный	А	2	9,60	0,50	1,730	0,14
Станок наждачный	А	2	4,80	0,65	1,169	0,17
Вентилятор приточный	А	1	32,0	0,80	0,750	0,65
Вентилятор вытяжной	А	1	30,0	0,80	0,750	0,65
Продольно-строгальный   станок	А	1	52,5	0,65	1,169	0,17

 

Расчет номинальной активной мощности для мостового крана расчитывается по формуле:

 

 

Номинальная активная мощность ЭП группы А ( ):

(3.5)

 

Так как ЭП группы Б отсутствуют, то определять долю группы А не следует.

                 

Номинальная реактивная мощность ЭП ( ): 

          (3.6)

 

где  - коэффициент реактивной мощности ЭП, соответствующий , берем из таблицы 3.3

 

 

 

Определим среднюю активную ( ) и реактивную ( )                  мощности:

 (3.7)

 (3.8)

          

Определим эффективное число ЭП ( ) по формуле (3.1):

 

шт

 

 

Коэффициент использования ( ):

(3.9)

 

Коэффициент максимума РП 1 по активной мощности ( ) берем из распечатки на с. 16:

 

 

Коэффициент максимума по реактивной мощности определяем исходя из следующего условия:

 

если  то

если  то

 

Исходя из указанных условий, следует,  значит выбираем  

 

 

        Определяем расчетную активную мощность ( ):

(3.10)

 

                                           

Определяем расчетную реактивную мощность ( ):

 

 

                                           

 

Определяем средний коэффициент мощности РП 1 ( , о.е.):

(3.11)

 

 

Определяем полную расчетную мощность РП 1 ( ):

(3.12)

 

 

Определяем расчетный ток ( ):

(3.13)

 

    

 

 

Правильность ручного расчета подтверждаться совпадением результатов с результатами, полученными в распечатке на с. 16. 

 ВЫВОД

Сводная ведомость нагрузок (по всем РП, ЭП и по цеху) представлена в таблице 3.14

 

Таблица 3.14 Сводная ведомость нагрузок

 

Наименование ЭП	Кол-во ЭП	Рном, кВт	Qном, квар	nэ	Ки	Км	Км1	cosφ	Рс, кВт	Qс, кВар	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВА	IР, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Кран мостовой	1	24,48	42,860	3,065	0,10			0,50	2,478	4,2870
Карусельно фрезерный	3	10,00	39,900	0,30	0,16			0,60	4,800	6,3840
Станок заточный	2	9,600	33,216	5,98	0,14			0,50	2,688	4,6500
Станок наждачный	2	4,800	11,222	0,24	0,17			0,65	1,632	1,9070
Вентилятор приточный	1	32,00	24,000	0,50	0,65			0,80	20,80	15,600
Вентилятор вытяжной	1	30,00	22,500	0,50	0,65			0,80	19,50	14,625
Продольно-строгальный	1	52,50	61,372	1,36	0,17			0,65	8,925	10,433
Итого по РП 1	11	198,08	235,279	6,736	0,307	1,806	1,1	0,724	60,823	57,915	114,5	107,879	157,316	0,23902
Продольно-фрезерный станок	3	18,5	64,879	0,33	0,17			0,65	9,435	11,029
Резьбонарезной станок	3	5,00	17,535	0,33	0,17			0,65	2,550	2,9809
Полуавтомат зубофрезерный	4	8,50	39,746	0,25	0,17			0,65	5,780	6,7568
Зубофрезерный станок	2	19,0	44,422	0,50	0,17			0,65	6,460	7,5510
Итого по РП 2	12	142.5	166.601	9.611	0.17	2.029	1.1	0.65	24.225	28.322	56.5	66.056	86.923	0.13207
Плоско шлифовальный станок	2	24	56,112	0,50	0,17			0,65	8,16	9,5390
Токарно-револьверный станок	2	22	51,436	0,50	0,17			0,65	7,48	8,7440
Полуавтомат зубофрезерный	8	10,5	111,72	0,01	0,16			0,65	13,44	15,711
Итого по РП 3	12	176	219.56	10.318	0.165	2.001	1.0	0.626	29.08	36.205	70.0	81.839	107.692	0.16363
Итого по цеху	35	516.58	621.439	24.394	0.221	1.386	1.0	0.628	114.128	122.443	158.181	122.443	200.033	0.30393

  ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕЩЕНИЯ

Установленная мощность осветительной нагрузки предприятий определяется на основании светотехнических расчетов и представляет собой сумму мощностей всех ламп данной установки. Установленная мощность всегда бывает больше средней, т. е. действительно затрачиваемой, т. к. в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам обычно не включена.

           

 

 

Поэтому для получения средней мощности вводят поправочный коэффициент, называемый коэффициентом спроса освещения ( ).   

При расчетах принимается освещенность Е = 300 лк.

Коэффициент, характеризующий удельную плотность осветительной нагрузки на 100 лк - W₁₀₀, который зависит от площади цеха А.

 

 

       Определим номинальную активную мощность освещения ( ):

 (3.15)

 

 

Определим среднюю активную мощность освещения ( ):

(3.16)

 

где    – коэффициент спроса освещения.

, если производственное здание состоит из отдельных

помещений.

 

 

 

Определим среднюю реактивную мощность освещения ( ):

 

(3.17)

 

 

где .  

 

                                 

 

           

 

 

 

      

         PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

 

   Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .

 

          ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

   Объект pасчета – РП 1

   Номинальное напpяжение = 0.38 кВ

   ----------------------------------------------------------

    Номеp Количество  Pном Коэффициент Коэффициент

   гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

   ----------------------------------------------------------

      1    1   24.78  0.500   0.100

      2    3   10.00  0.600   0.160

      3    2    9.60  0.500   0.140

      4    2    4.80  0.650   0.170

      5    1   32.00  0.800   0.650

      6    1   30.00  0.800   0.650

      7    1   52.50  0.650   0.170

 

          PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

 

   Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)

 

   Активная мощность тpех наибольших ЭП 114.500

 

          Всего по объекту :

 

     Количество электpопpиемников N       11

     Номинальная активная мощность Pном 198.080

     Номинальная pеактивная мощность Qном 235.279

 

     Эффективное число ЭП        Nэ   6.736

     Коэффициент использования   Kи   0.307

     Коэффициент максимума       Kм   1.806

     Коэффициент максимума pеактивный Kм1  1.100

 

     Сpедняя активная мощность   Pc       60.823

     Сpедняя pеактивная мощность Qc  57.915

     Сpедний коэффициент мощности COS  0.724

 

     Pасчетная активная мощность Pp 114.500

     Pасчетная pеактивная мощность Qp 107.879

     Полная pасчетная мощность   Sp 157.316

     Pасчетный ток               Ip 0.23902

     __________________________________________________________

 

 

        

 

       PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

 

   Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .

 

          ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

   Объект pасчета – РП 2

   Номинальное напpяжение = 0.38 кВ

   ----------------------------------------------------------

    Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент

   гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

   ----------------------------------------------------------

      1    3   18.50  0.650   0.170

      2    3    5.00  0.650   0.170

      3    4    8.50  0.650   0.170

      4    2   19.00  0.650   0.170

 

          PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

 

   Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)

 

   Активная мощность тpех наибольших ЭП 56.500

 

          Всего по объекту :

 

     Количество электpопpиемников N       12

     Номинальная активная мощность Pном 142.500

     Номинальная pеактивная мощность Qном 166.601

 

     Эффективное число ЭП        Nэ   9.611

     Коэффициент использования   Kи   0.170

     Коэффициент максимума       Kм   2.029

     Коэффициент максимума pеактивный Kм1  1.100

 

     Сpедняя активная мощность   Pc  24.225

     Сpедняя pеактивная мощность Qc  28.322

     Сpедний коэффициент мощности COS  0.650

 

     Pасчетная активная мощность Pp  56.500

     Pасчетная pеактивная мощность Qp  66.056

     Полная pасчетная мощность   Sp  86.923

     Pасчетный ток               Ip 0.13207

     __________________________________________________________

 

 

 

          

 

 

       PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

 

   Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .

 

          ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

   Объект pасчета – РП 3

   Номинальное напpяжение = 0.38 кВ

   ----------------------------------------------------------

    Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент

   гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

   ----------------------------------------------------------

      1    2   24.00  0.650   0.170

      2    2   22.00  0.650   0.170

      3    8   10.50  0.600   0.160

 

          PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

 

   Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)

 

   Активная мощность тpех наибольших ЭП 70.000

 

          Всего по объекту :

 

     Количество электpопpиемников N       12

     Номинальная активная мощность Pном 176.000

     Номинальная pеактивная мощность Qном 219.560

 

     Эффективное число ЭП        Nэ  10.318

     Коэффициент использования   Kи   0.165

     Коэффициент максимума       Kм   2.001

     Коэффициент максимума pеактивный Kм1  1.000

 

     Сpедняя активная мощность   Pc  29.080

     Сpедняя pеактивная мощность Qc  36.205

     Сpедний коэффициент мощности COS  0.626

 

     Pасчетная активная мощность Pp  70.000

     Pасчетная pеактивная мощность Qp  81.839

     Полная pасчетная мощность   Sp 107.692

     Pасчетный ток               Ip 0.16363

     __________________________________________________________

 

 

          

 

      PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

 

   Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .

 

          ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

   Объект pасчета - Цех

   Номинальное напpяжение = 0.38 кВ

   ----------------------------------------------------------

    Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент

   гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

   ----------------------------------------------------------

      1    3   10.00  0.600   0.160

      2    2     9.60  0.500   0.140

      3    2    4.80  0.650   0.170

      4    1   32.00  0.800   0.650

      5    1   30.00  0.800   0.650

      6    1   52.50    0.650   0.170

      7    2   24.00  0.650   0.170

      8    3   18.50  0.650   0.170

      9    3    5.00  0.650   0.170

     10    2   22.00  0.650   0.170

     11    8   10.50  0.600   0.160

     12    2   19.00  0.650   0.170

     13    4    8.50  0.650   0.170

     14    1   24.78  0.500   0.100

 

          PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

 

   Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)

 

          Всего по объекту :

 

     Количество электpопpиемников N       35

     Номинальная активная мощность Pном 516.580

     Номинальная pеактивная мощность Qном 621.439

 

     Эффективное число ЭП        Nэ  24.394

     Коэффициент использования   Kи   0.221

     Коэффициент максимума       Kм   1.386

     Коэффициент максимума pеактивный Kм1  1.000

 

     Сpедняя активная мощность   Pc 114.128

     Сpедняя pеактивная мощность Qc 122.443

     Сpедний коэффициент мощности COS  0.682

 

     Pасчетная активная мощность Pp 158.181

     Pасчетная pеактивная мощность Qp 122.443

     Полная pасчетная мощность   Sp 200.033

       Pасчетный ток               Ip 0.30393

     __________________________________________________________

 

4 ВЫБОР МЕСТАНАХОЖДЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Общие сведения

От правильного размещения подстанций на территории промышленного предприятия, а так же от числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей.

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на потребительских подстанциях 6 … 10/0,4 кВ определяется величиной и характером электрических нагрузок, требуемой надежностью электроснабжения, территориальным размещением нагрузок и перспективным их изменением и выполняется при необходимости достаточного основания на основании технико-экономических расчетов.

Как правило, в системах электроснабжения применяются одно- и двухтрансформаторные подстанции (ТП).

Однотрансформаторные подстанции ТП 6 … 10/0,4 кВ применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время не более   1 суток, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента (питание электроприемников III категории), а также для питания электроприемников II категории, при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении, или при наличии складского резерва трансформаторов.

Электроснабжение населенного пункта, микрорайона города, цеха, группы цехов или всего предприятия может быть обеспечено от одного или нескольких трансформаторных подстанций. Целесообразность сооружения одно- или двухтрансформаторных ТП определяется в результате технико-экономического сравнения нескольких вариантов системы электроснабжения. Критерием выбора варианта является минимум приведенных затрат на сооружение системы электроснабжения. Сравниваемые варианты должны обеспечивать требуемый уровень надежности электроснабжения.

 

 

В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее применение нашли следующие единичные мощности трансформаторов:          630, 1000, 1600 кВА. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства обслуживания и вызывает дополнительные затраты на ремонт.

В общем случае выбор мощности трансформаторов производится на основании следующих основных исходных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения, продолжительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, нагрузочной способности трансформаторов и их экономической загрузки.

Основным критерием выбора единичной мощности трансформаторов при технико-экономическом сравнении вариантов является, как и при выборе количе