По дисциплине: “Электроснабжение промышленных предприятий”
На тему: “Проектирование схемы электроснабжения и плана силовой сети цеха”
Отметка о зачете _____________________________
(дата)
Руководитель зав._кафедрой ЭПП ___________ Волков В.М. 1
________
(дата)
Архангельск 2006
Содержание
Задание
Проектирование электроснабжения сборочного цеха
Выбор схемы цеховой сети
Расчет электрических нагрузок цеха
Компенсация реактивной мощности в цехе
Выбор мощности цеховых трансформаторов
Выбор оборудования цеховой сети
Выбор силовых распределительных пунктов
Выбор сечения проводов и кабелей
Литература
Задание.
Вариант № 68.
Оборудование и нагрузки электроремонтного цеха.
Таблица 1
№ по плану
Наименование оборудования
Установленная
мощность, кВт
1,2,3,4,34
Вертикально-сверлильный станок
4,15
5,25,28,29,32,33
Токарно-винторезный станок
11,25
6,7
Станок для наводки катушек
3
8,16
Шкаф сушильный
30
9
Ванна для пропитки
2,2
10
Зигмашина
1,5
11
Комбинированные прессножницы
2,2
12
Машина листогибочная
5,5
13,31
Заточный станок
1,5
14,15,35
Пресс
10
17,21
Станок для изоляции проводов
1,5
18
Вытяжной шкаф
2,2
19
Станок для стыковой сварки
3
20
Вентилятор
5,5
22,23
Сварочный преобразователь
18
24
Трансформатор для пайки
ОСУ-20, кВА
15
30
Поперечно-строгальный станок
5,5
36
Мостовой кран ПВ-25,Q=25 т
19,9
Рисунок 1 План электроремонтного цеха.
Проектирование электроснабжения сборочного цеха.
Выбор схемы цеховой сети
По категории бесперебойности электроснабжения данный цех относится ко II категории. Исходя из этого, выбираем двухтрансформаторную цеховую подстанцию.
Все силовые потребители электроэнергии являются потребителями трёхфазного тока, напряжением 380 В.Осветительная нагрузка равномерно распределена по фазам.
Выбор схемы цеховой сети начинаем с определения месторасположения КТП цеха. КТП в целях экономии металла и электроэнергии рекомендуется устанавливать в центре электрических нагрузок. Координаты центра определяются из соотношений [5, с.233, ф.9.2]:
;
где - расчетная мощность i-го электроприемника, кВт;
- координаты i-го электроприемника, м.
Для упрощения расчеты сведем в таблицу 3. В этой таблице представлены координаты приемников механического цеха, их установленные мощности, коэффициенты использования, а также активная расчетная нагрузка каждого приемника. Активную расчетную нагрузку i-го электроприемника определяем методом, основанным на использовании коэффициента спроса по формуле:
Таблица 2
№
Наименование оборудования
Pн
Рр
Ки
X (м)
Y (м)
РХ
Рy
1
Вертикально-сверлильный станок
4,15
0,62
0,15
1,25
1,75
0,78
1,09
2
Вертикально-сверлильный станок
4,15
0,62
0,15
1,75
3,5
1,09
2,18
3
Вертикально-сверлильный станок
4,15
0,62
0,15
3,5
1,75
2,18
1,09
4
Вертикально-сверлильный станок
4,15
0,62
0,15
1,5
7,25
0,93
4,51
5
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
7
2
11,81
3,38
6
Станок для наводки катушек
3,00
0,42
0,14
3
10,5
1,26
4,41
7
Станок для наводки катушек
3,00
0,42
0,14
6,5
10,5
2,73
4,41
8
Шкаф сушильный
30,00
19,50
0,65
1,75
14,25
34,13
277,88
9
Ванна для пропитки
2,20
0,31
0,14
4,75
14,25
1,46
4,39
10
Зигмашина
1,50
0,26
0,17
1,75
19,5
0,45
4,97
11
Комбинированные прессножницы
2,20
0,42
0,19
4,75
18
1,99
7,52
12
Машина листогибочная
5,50
1,10
0,2
9
15
9,90
16,50
13
Заточный станок
1,50
0,23
0,15
1,75
22,75
0,39
5,12
14
Пресс
10,00
1,70
0,17
1,75
26,75
2,98
45,48
15
Пресс
10,00
1,70
0,17
5,5
26,75
9,35
45,48
16
Шкаф сушильный
30,00
19,50
0,65
0,75
32
14,63
624,00
17
Станок для изоляции проводов
1,50
0,21
0,14
2,75
30,5
0,58
6,41
18
Вытяжной шкаф
2,20
1,32
0,6
1,75
34,25
2,31
45,21
19
Станок для стыковой сварки
3,00
0,90
0,3
4
34,25
3,60
30,83
20
Вентилятор
5,50
3,30
0,6
5,75
34,25
18,98
113,03
21
Станок для изоляции проводов
1,50
0,26
0,17
5,5
30,75
1,40
7,84
22
Сварочный преобразователь
18,00
5,40
0,3
10,75
2
58,05
10,80
23
Сварочный преобразователь
18,00
5,40
0,3
14
2
75,60
10,80
24
Трансформатор для пайки
15,00
4,80
0,32
17,5
2
84,00
9,60
25
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
20,75
4,25
35,02
7,17
26
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
15,75
4,5
26,58
7,59
27
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
18,5
4,5
31,22
7,59
28
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
17,5
12
29,53
20,25
29
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
17,5
17,25
29,53
29,11
30
Поперечно-строгальный станок
5,50
0,77
0,14
17,75
22,5
13,67
17,33
31
Заточный станок
1,50
0,21
0,14
17,75
25,75
3,73
5,41
32
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
21,5
12
36,28
20,25
33
Токарно-винторезный станок
11,25
1,69
0,15
21,5
17
36,28
28,69
34
Вертикально-сверлильный станок
4,15
0,62
0,15
21,5
21,75
13,38
13,54
35
Пресс
10,00
1,70
0,17
21,5
25,25
36,55
42,93
36
Мостовой кран ПВ-25%, Q=25 т.
19,90
1,99
0,1
5,75
6,25
11,44
12,44
Итого
311,25
88,41
643,77
1499,19
Координаты ЦЭН
7
17
Расчет электрических нагрузок цеха
Для расчета электрических нагрузок промышленного предприятия рекомендуется использовать метод упорядоченных диаграмм.
Расчетная максимальная активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле [4, с.19, ф.2.19], кВт
Рмакс = Кмакс · Ки · Рном = Кмакс · Рсм,
где Рном – суммарная номинальная активная мощность электроприемников, кВт;
Рсм – средняя мощность за наиболее загруженную смену, кВт;
Ки – групповой коэффициент использования;
Кмакс – коэффициент максимума.
Для двигателей повторно-кратковременного режима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ = 100%) и определяется по формуле [4, с.16, ф.2.7], кВт
рном = рп,
где рп и ПВп – соответственно паспортная мощность и паспортная продолжительность включения.
Для сварочных трансформаторов номинальная мощность определяется по формуле [4, с.16, ф.2.9], кВт
рном = Sп cosφп,
где Sп – паспортная мощность сварочного трансформатора и паспортные значения cosφп и ПВп.
Суммарная номинальная активная мощность группы электроприемников определяется по формуле
Рном = .
Средняя активная и реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приемника определяется по формуле
рсм = рном · ки; qсм = рсм · tgφп,
где ки – коэффициент использования электроприемников принимаем по [2, с.31, прил.1].
Для группы электроприемников
Рсм = , Qсм = .
Групповой коэффициент использования определяется по формуле [3, с.81, ф.2.9]
Ки = Рсм / Рном.
Коэффициент максимума Кмакс определяется в зависимости от группового коэффициента использования Ки и эффективного числа электроприемников nэф [2, с.9, табл.3].
Для нахождения nэф определим показатель силовой сборки [4, с.21, ф.2.23]
m = pном.макс / рнои.мин,
где pном.макс – номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт;
рнои.мин – номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт.
При Ки > 0,2 и m > 3 эффективного числа электроприемников определяют по формуле [4, с.22, ф.2.25]
nэф = 2·Рном / pном.макс.
В тех случаях, когда nэф > n, то следует принимать nэф = n.
Расчетная максимальная реактивная мощность определяется по формуле [4, с.22, ф.2.27]
Qмакс = К’макс · Qсм,
где К’макс – коэффициент максимума реактивной нагрузки,
при nэф ≤ 10 К’макс = 1,1, а при nэф > 10 К’макс = 1.
Нагрузки электрического освещения учитываются по формулам [2,с.11, ф.9]
Рp.o. = po. · F · Kc.o., Qp.o. = Pp.o · tgφo
где - нагрузка производственной площади, для высоты помещений 4-6 м и требуемой для таких цехов освещённости 300 лк, Вт/ ;
F - площадь цеха, F = 864 ;
- для ламп ДРЛ tgφ0 = 1,39;
- коэффициент спроса на осветительную нагрузку, для производственных зданий, состоящих из ряда пролётов Кс.о = 0,95 [3, с.100, табл.2.7].
Полная расчетная нагрузка цеха с освещением определяется по формуле [2,с.11, ф.10]
Потери в трансформаторе можно на этой стадии проектирования определить по формулам [2, с.13, ф.13, 14]
ΔРТ = 0,02 S’p, ΔQТ = 0,1 S’p.
Итого по цеху полная расчетная мощность
.
Расчетный ток определяется по формулам:
для одного приемника
для группы приемников
.
Электроснабжение осветительных установок цеха
Питание светильников общего освещения осуществляется на напряжении 380В переменным током при заземленной нейтрали.
Электроснабжение рабочего освещения выполняется самостоятельными линиями от РУ-1 подстанции, а аварийного освещения выполняется от РУ-2 подстанции.
Таблица 3
№
Узлы питания и группы электроприемников
Количество эл. приемников рабочих/резервных
Установленная мощность, приведенная к ПВ=1 (кВт)
m=Pн max / Pн min
Коэффициент использования Ки
cos(fi)
tg(fi)
Средняя нагрузка за максимально загруженную смену
Эффективное число эл. приемников nэ
Коэффициент максимума Км
Расчетная нагрузка
Sp (кВА)
Ip,(А).
Одного эл. приемника (наименьшего - наибольшего) Рн (кВт)
; 
- расчетная мощность i-го электроприемника, кВт;
- координаты i-го электроприемника, м.
,
.
, Qсм = 
.
- нагрузка производственной площади, для высоты помещений 4-6 м и требуемой для таких цехов освещённости 300 лк, 
Вт/ 
;
;
- для ламп ДРЛ tgφ0 = 1,39;
- коэффициент спроса на осветительную нагрузку, для производственных зданий, состоящих из ряда пролётов Кс.о = 0,95 [3, с.100, табл.2.7].
.
.