Курсовая работа (т): Электроснабжение участка механического цеха №19

Электроснабжение участка механического цеха №19

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Электроснабжение предприятий»

Электроснабжение участка механического цеха №19

Содержание

Задание

Аннотация

Введение

. Краткая характеристика электроприемников цеха

. Выбор и обоснование схемы электроснабжения цеха

. Расчет электрических нагрузок участка цеха

. Выбор марки и сечения токоведущих частей (проводов, кабелей, шинопроводов)

. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

. Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции. Компенсация

реактивной мощности

. Расчет питающей линии 10 кВ

. Конструктивное выполнение цеховой сети

Заключение

Список использованных источников

электроснабжение нагрузка токоведущий

Задание

Тема: Электроснабжение участка механического цеха.

Вариант 19

На ГПП установлены 2 трансформатора марки ТМН - 10000/110.

Расстояние от ГПП до цеха 0,6 км; от ГПП до подстанции энергосистемы 12 км.

Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы Sk = 1500 МВА.

Введение

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

В настоящее время большинство потребителей получает электроэнергию от энергосистем.

По мере развития электропотребления усложняются системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ.

На пути от источника питания до электроприёмников на современных промышленных предприятиях электрическая энергия, как правило, трансформируется один или несколько раз. В зависимости от места расположения в схеме электроснабжения трансформаторные подстанции называют главными понизительными подстанциями или цеховыми трансформаторными подстанциями.

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категории;

быть удобными и безопасными в эксплуатации;

иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведённых затрат);

иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа

Для приёма и распределения электроэнергии к группам потребителей

трёхфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Главной проблемой в ближайшем будущем явится создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий, которое связано со следующим:

выбором и применением рационального числа трансформаций (оптимальный вариант числа трансформаций - две-три);

выбором и применением рациональных напряжений (в системах электроснабжения промышленных предприятий даёт значительную экономию в потерях электроэнергии);

правильным выбором места размещения цеховых и главных распределительных (понизительных) подстанций (обеспечивает минимальные годовые приведённые затраты);

дальнейшим совершенствованием методики определения электрических нагрузок (способствует решению общей задачи оптимизации построения систем внутризаводского электроснабжения);

рациональным выбором числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров, что ведёт к сокращению потерь электроэнергии и повышению надёжности;

принципиально новой постановкой для решения таких задач, как, например, симметрирование (выравнивание) электрических нагрузок.

1.Краткая характеристика электроприёмников цеха

При определении электрических нагрузок действующих или проектируемых промышленных предприятий необходимо учитывать режим работы, мощность, напряжение, род тока и надежность питания электроприемников.

По режиму работы электроприемники могут быть разделены на три группы:

с продолжительным режимом работы;

с повторно-кратковременным режимом работы;

с кратковременным режимом работы.

Нагревательные печи, сушильные шкафы - составляют группу электропрёмников, работающих в продолжительном режиме с постоянной или мало меняющейся нагрузкой. Печи и сушильные шкафы мощностью 2,5÷70 кВт относиться к потребителям малой и средней мощности, питаются от напряжения 380 В промышленной частоты 50Гц.

Станки работают длительно, но с переменной нагрузкой и кратковременными отклонениями, за время которых электродвигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды, а длительность циклов превышает 10 мин. По мощности относятся к потребителям малой и средней мощности, питаются от сети 380 В промышленной частоты 50 Гц.

Вентиляторы - работают в продолжительном режиме, без отключения, от нескольких часов до нескольких смен подряд, с достаточно высокой, неизменной или мало меняющейся нагрузкой. Относятся к потребителям малой и средней мощности, питаются от сети 380В промышленной частоты.

Кран - работает в повторно кратковременном режиме с продолжительностью выключения 40%. Мощность 2,2 кВт, питается от сети 380В промышленной частоты 50 Гц.

Сварочные трансформаторы - работают в повторно кратковременном режиме с постоянными большими бросками мощности, продолжительностью включения 40%, мощность 48 кВА и 42кВА, питаются от сети 380 В промышленной частоты 50 Гц. Механический участок относится к потребителям второй категории.

2. Выбор и обоснование схемы электроснабжения

Цеховые распределительные сети должны:

Обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категорийности.

Быть удобными и безопасными в эксплуатации.

Иметь оптимальные технико-экономические показатели.

Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Поэтому для питания цеха выбирается магистральная схема электроснабжения, что обеспечивает малое число присоединений, а следовательно уменьшение строительной части; малое изменение сети при изменении расположения технологического оборудования; меньшие потери электроэнергии. Наряду с достоинствами схемы существуют и недостатки:

Меньшая надёжность магистральных схем по сравнению с радиальными.

Труднее обеспечить селективность защит.

Схема выполнена распределительными шинопроводами типа ШРА, которые предназначены для питания электроприёмников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали.

.Расчёт электрических нагрузок цеха

Расчет электрических нагрузок участка цеха выполняется методом упорядоченных диаграмм с применением коэффициента расчетной нагрузки. Предварительно номинальная мощность приёмников с повторно-кратковременным режимом работы приводится к ПВ-100% по формулам:

Рн = Рпасп  - для электродвигателей (1)

Рн = Sпаспcosφ - для сварочных трансформаторов и  сварочных машин                              (2)

Рн = Sпасп  cosφ       - для трансформаторов электропечей     (3)

где Рпасп (кВт), Sпасп (кВт), ПВ - паспортные данные мощности и продолжительности включения в относительных единицах;

cosφ - паспортный коэффициент активной мощности.

Мощности сварочных трансформаторов

 кВт

 кВт

Мощность преобразовательного агрегата

 кВт

Мощность мостового крана

 кВт

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шинопровода распределительного, шинопровода магистрального, цеховой трансформаторной подстанции или по цеху в целом).

Принимаем следующие значения коэффициента использования электроприемников, который взят из [2, 37].

Модуль сборки узла питания определяется:

,                                                   (2)

где:  

- максимальная номинальная мощность электроприемника подключенного к узлу питания, кВт;

- минимальная номинальная мощность электроприемника подключенного к узлу питания, кВт.

Таблица 1 - Коэффициенты использования для оборудования

Для узла питания определяется значение модуля сборки:

                                                                                        (4)

где Рн.макс1, Рн.мин1 - максимальная и минимальная мощность одного электроприёмника для узла питания.

Средние значения активной и реактивной мощностей за наиболее загруженную смену для групп приёмников:

                                                     (3)

,                                                      (4)

где  - коэффициент использования электроприемника;

 - сумма номинальных мощностей электроприемников, кВт.

Средняя мощность для узла питания определяется суммированием актиных, средних и реактивных мощностей групп электроприемников.

Средневзвешенные значения коэффициента использования и коэффициента реактивной мощности:

                                                      (5)

                                                     (6)

Определение эффективного числа электроприёмников nЭ:

Для узла питания записывается значение nЭ - эффективное число электроприёмников, которое определяется по формуле:

                                                        (7)

При числе электроприёмников более пяти, эффективное число электроприёмников (nЭ) определяется по упрощенным формулам в зависимости от модуля сборки и средневзвешенного значения коэффициента использования:

а) если Ku > 0.2, а m < 3, то nЭ = n

б) если Ku < 0.2, а m < 3, то nЭ не определяется, а расчетная нагрузка будет:

,                                                                 (8)

где:

Кз = 0,75 - для повторного кратковременного режима;

Кз = 0,9 - для продолжительного режима;

Кз = 1,0 - для автоматических линий.

в) если ,а , то:

                                                          (9)

г) если , а , то:

эффективное число электроприёмников () определяется следующим образом:

) определяется число электроприёмников , мощность которых равна или больше половины мощности наибольшего приёмника;

) определяется суммарная мощность этих электроприёмников ;

) определяются относительные значения

                                                      (10)

                                                 (11)

4) по /4,58/ определяется эффективное относительное число электроприёмников *

) определяется эффективное число электроприёмников

                                                   (12)

Активная расчетная нагрузка, кВт:

,                                           (13)

где - коэффициент расчетной нагрузки.

Значение коэффициента расчетной нагрузки определяется по /4,100/ в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников nЭ.

Реактивная расчетная нагрузка, квар:

 - при nэ £ 10                              (14)

- при nэ > 10                                            (15)