Содержание
Содержание
Введение4
1. Расчетно-технологический раздел7
1.1 Характеристика технологического процесса проектируемого цеха, потребителей электрической энергии. Выбор напряжения и схемы электроснабжения приемников цеха
7
1.2 Определение мощности компенсирующего устройства и цеховых трансформаторных подстанций
18
1.3 Расчет и выбор силовой (осветительной) сети на стороне 0,4 кВ, аппаратов защиты и элементов высокого напряжения
23
2. Организационно-технологический раздел57
2.1 Испытание трансформаторного масла57
2.2 Прокладка кабелей выше 1 кВ в траншеях, блоках, каналах, туннелях и по эстакадам
63
2.3 Испытание разъединителей, отделителей и короткозамыкателей
74
3. Экономический раздел80
3.1 Расчёт численности рабочих80
3.2 Определение затрат на техническое обслуживание и ремонт электрической части станка
87
3.3 Затраты на техническое обслуживание 92
3.4 Расчет и оценка эффективности инвестиций для создания системы электроснабжения цеха
94
4. Охрана труда 105
4.1 Мероприятия по технике безопасности при монтаже и эксплуатации электрооборудования
105
4.2 Противопожарные мероприятия и противопожарный инвентарь110
Заключение119
Приложение А (обязательное). Генплан комбината (ОАО «ЛПК «СЛДК»)
122
Приложение Б (обязательное). Ремонтно-механический цех, оборудование ремонтно-механического цеха
123
Приложение В (обязательное). Схема силовой сети130
Приложение Г (обязательное). Расчет электрических нагрузок131
Приложение Д (обязательное). Расчетная схема токов короткого замыкания
134
Приложение Е (справочное). Перечень условных обозначений135
Приложение Ж (справочное). Библиографический список136
Выдержка из текста работы
Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатываемой в нашей стране.
Актуальность данного курсового проекта заключается в том, что ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологии во всех отраслях производств выдвигают проблему их рационального электроснабжения.
В настоящее время электроэнергетика России является важнейшим жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн кВт.
Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования.
Объектом исследования в представленной работе является участок механосборочного цеха. Предметом исследования – электроснабжение участка механосборочного цеха.
Основываясь на аргументации об актуальности выбранной темы, можно определить целевую ориентацию работы.
Цель курсовой работы: дать краткую характеристику ЭСН УМЦ по электрическим нагрузкам, режиму работы, роду тока, питающему напряжению и сделать расчет электрических нагрузок.
В соответствии с данной целью в курсовой работе решаются следующие задачи:
1. Изучить и проанализировать литературу нормирования документа по электроснабжению отрасли.
2. Рассчитать характеристики промышленного оборудования.
3. Спроектировать схему электроснабжения.
4. Разработать мероприятия по технике безопасности.
5. Обобщить результаты, сделать выводы и оформить работу.
При написании курсового проекта использовались методы сбора первичной информации, аналитический и метод систематизации.
Структура данной работы.
1. Введение.
2. Теоретическая, практическая, графическая информация.
3. Заключение.
4. Список литературы.
5. Приложения.
1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕХА
1.1 Характеристика электроснабжения, электрических нагрузок и его технологического процесса
Характеристика механосборочного цеха, электрических нагрузок и его технологического процесса.
Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (наиболее распространенным является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное исполнение цехов сетей оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещении по территории цеха, номинальные токи и напряжения
Участок механосборочного цеха (УМЦ) предназначен для выпуска передней оси и заднего моста грузовых автомобилей.
Цех является составной частью производства машиностроительного завода.
УМЦ предусматривает производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. УМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,5 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Проводимое напряжение- 6, 10 или 35 кВ.
ПГВ подключена к энергосистеме (ЭСН), расположенной на расстоянии 8 км.
Потребители электроэнергии относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения.
1) Приемники 2 категории — перерыв электроснабжения, которых приводит к массовому не допуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Приемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроснабжением от двух независимых источников питания;
2) Приемники 3 категории – остальные приемники, неподходящие под определение 1 и 2 категории. Перерыв электроснабжения этих приемников не приводит к существенным последствиям, простоям и другим неблагоприятным последствиям. Для таких электроприемников достаточного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.
Количество рабочих смен- 2.
Грунт в районе цеха- глина с температурой + 5 С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 6 и 8 м каждый.
Размеры участка А х В х Н = 50 х 30 х 9 м.
Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 4,2 м.
1.2 Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности
Электроснабжение участка механосборочного цеха по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества.
По электробезопасности цех относится к классу ПО (повышенной опасности), так как в цехе очень много токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.
Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа:продолжительный, кратковременный и поторнократковременный.
Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины τуст. Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы.
Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования.
Повторнократковременный режим – это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины.
2.2 Расчет электрических нагрузок
Создание любого промышленного объекта начинается с его проектирования. Не простое суммирование установленных (номинальных) мощностей ЭП предприятия, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапам проектированием СЭС. Расчетная максимальная мощность, потребляемая электрприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих ЭП.
Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электросети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы.
Существующие методы определения расчетных нагрузок основаны на обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий.
Для расчета нагрузок разделим все ЭП цеха на 3 группы распределенных по силовым шкафам.
Силовой шкаф №1.
1) Данные по приемникам
Р1,2,3, = 0,9 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,05; tgφ = 1,73
Р4,5,6, = 12,5 кВт, kи = 0,06, cosφ = 0,65; tgφ = 1,17
Р7,8=15 кВт, kи = 0,06, cosφ = 0,65; tgφ = 1,17
Р9,10,11=18 кВт, kи = 0,06, cosφ = 0,65; tgφ = 1,17
2) Определяем активную номинальную групповую мощность приемников, приведенных к длительному режиму
(1)
3) Определяем активную среднюю мощность за наиболее нагруженную смену
(2)
4) Определяем средний коэффициент использования группы электроприемников
(3)
по таблице выбираем кmax=1,2
5) Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену
(4)
6) Определяем средневзвешенный tg φ
(5)
7) Определяем показатель силовой сборки в группе
(6)
8) Так как m > 3 и kи < 0,14 то расчет мощности производим через относительные единицы
(7)
где n1 – число наибольших приемников группы, nном – общее число приемников группы.
(8)
где Р1 – мощность наибольших приемников группы.
В зависимости от n* и P* по таблице определяем nэ* = 0,89.
Находим эффективное число приемников группы
(9)
9) Определяем расчетную мощность через кmax
Pр= кmax·Pсм=1,2·7,74=9,3 кВт (10)
квар (11)
10) Определяем общую расчетную мощность для группы приемников
(12)
11) Определяем расчетный ток для группы приемников
(13)
Расчет остальных групп электроприемников производим аналогично первой группе. Результаты расчетов заносим в сводную таблицу 1.
Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на цеховых трансформаторных подстанциях является одним из основных вопросов рационального построения СЭС.
Двухтрансформаторные подстанции применяют при значительном числе потребителей 1 и 2-й категории. Целесообразно применение двухтрансформаторной подстанции при неравномерном суточном и годовом графиках нагрузки предприятия, при сезонном режиме работы. Как правило, предусматривается раздельная работа трансформаторов для уменьшения токов КЗ.
Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчетной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, допустимой перегрузки трансформаторов и их экономической загрузки.
Наивыгоднейшая (экономическая) загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории ЭП, от числа трансформаторов и способов резервирования.
Совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу расчета которой положен тепловой износ изоляции трансформатора. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки не приводят к заметному старению изоляции и существенному сокращению нормальных сроков службы.
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при выборе их номинальной мощности зависят от продолжительности перегрузки в течении суток, от температуры окружающей среды и системы охлаждения трансформатора.
1) Так как в цехе преобладают приемники 2-й категории, то целесообразно выбрать 2 трансформатора для установки на цеховую трансформаторную подстанцию.
2) Номинальную мощность трансформаторов определяем по условию
(14)
Sр=S+S/, где S/=кВА
Sр=250+25,5=275,5 кВА (15)
где βт – коэффициент загрузки трансформатора, для приемников второй категории принимается 0,7-0,8; Sр – расчетная максимальная мощность объекта.
Принимаем к установке трансформатор с номинальной мощностью 250 кВА.
3) Проверяем перегрузочную способность трансформатора в аварийном режиме по условию
kав.п. < 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки.
(16)
Такая перегрузка трансформатора по условию допускается в течение 6 часов 5 суток.
4) По условию коэффициент загрузки трансформатора β питающего приемники 2 и 3-й категории надежности электроснабжения должен составлять 0,5 – 0,7
(17)
Условие по загрузке трансформатора выполняется.
Таким образом, принимаем к установке на цеховую трансформаторную подстанцию 2 трансформатора мощностью 250 кВА марки ТМ×250/10.
Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели и индукционные печи. Прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличение номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения.
Меры по снижению реактивной мощности: естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств; исскуственные меры с применением компенсирующих устройств.
К естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки; создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации; замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка; применение синхронных двигателей вместо асинхронных; ограничение продолжительности холостого ход двигателей и сварочных аппаратов.
К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся: конденсаторные батареи, синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности.
Выбор компенсирующих устройств
1) Определяем мощность компенсирующего устройства
(18)
где tgφk – находится в зависимости от cosφk=0,92, который
необходимо получить после установки КУ, Рм – общая активная мощность системы электроснабжения;
Выбираем две комплектные конденсаторные установки КУ – УКН-0,38-75УЗ мощностью Qк.ст = 75 квар;
2) Определяем фактический tgφ
(19)
3) Определяем cosφ в зависимости от tgφ
cosφф = cos (arctg φф) = 0,97 (20)
Полученный cosφф удовлетворяет условию, поэтому выбранные компенсирующие устройства можно принять к установке.
2.3 Расчет и выбор элементов электроснабжения
2.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств
Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений открыто проложенными изолированными незащищенными проводниками с горючей изоляцией; силовые сети, когда по условию технолотческого процесса или режима их работы могут возникать длительные перегрузки; сети взрывоопасных помещений или взрывоопасных наружных установок независимо от условий технологического процесса или режима работы сети. Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяют плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей. Для защиты электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители. Они являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранители являются токоограничивающими аппаратами, так как в них обеспечивается околодуговое пространство и отключение цепи настолько быстро, что при больших кратностях тока в предохранителе ток не успевает достигнуть предельного значения. Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя и реверса. В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемый электродвигатель от перегрузки. Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитной системой, в который дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы цепи ЭД. Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при анормальных режимах (КЗ и перегрузки), для редких оперативных включений (3-5 в час) при нормальных режимах, а также для защиты цепей от недопустимых снижениях напряжения. Для защиты от токов КЗ в автоматическом выключателе применяется электромагнитный расцепитель мгновенного действия. Тепловой (обычно биметаллический) расцепитель предназначен для защиты от перегрузок, за счет изгибания биметаллической пластины. Расцепитель минимального напряжения срабатывает при недопустимом снижении напряжения в сети (30-50%). Такие расцепители применяют для ЭД, самозапуск которых нежелателен при самопроизвольном восстановлении питания.
Произведем выбор аппаратов защиты, устанавливаемых у силовых шкафов.
1) К силовым шкафам примем к установке автоматические выключатели, так как они защищают одновременно от токов КЗ и перегрузок одновременно.
2) Произведем расчет для силового шкафа 1
Iр = 327 А – расчетный ток силового шкафа;
Iн.а.>=Iн.р. (21)
Iн.р.>=Iр=327 А
Выбираем автоматический выключатель серии ВА52-37, Iн.а. = 400 А, Iн.р.= 400 А, U = 380 В.
Аналогично выбираем автоматические выключатели ко всем силовым шкафам. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.
Таблица 2.
|
Iр, А |
Iном, А |
Iн.р. А |
Uном, В |
Тип АВ |
|
|
СШ1 |
327 |
400 |
400 |
380 |
ВА52-37 |
|
СШ2 |
78,8 |
100 |
80 |
380 |
ВА51Г-31 |
|
СШ3 |
50,2 |
100 |
50 |
380 |
ВА51Г-31 |
Для остальных приемников малой мощности целесообразно применить магнитные пускатели совместно с предохранителями.
Произведем выбор для сварочных аппаратов с Iном = 140 А
1) Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-6200 с Iном = 140 А и номинальным током главных контактов Iном.гл.кон = 140 А, номинальное напряжение U = 380В;
2) Выбор предохранителя. Определяем ток плавкой вставки
(22),
Выбираем предохранитель типа НПН-60М с номинальным током патрона Iном= 1000 А, и номинальным током плавкой вставки Iном.вст= 630 А
Аналогично выбираем магнитные пускатели и предохранители к остальным приемникам. Результаты заносим в таблицу 3.
Таблица 3.
|
Приемники |
Тип магнитного пускателя |
Iном, А |
Iном.гл.кон, А |
Тип предохранителя |
Iном, А |
Iном.вст, А |
|
Наждачные станки |
ПМЛ-6200 |
140 |
140 |
ПП-17 |
1000 |
630 |
|
Карусельно-фрезерные станки |
ПМЛ-6200 |
120 |
120 |
ПН2-600 |
600 |
500 |
|
Вертикально-протяжные станки |
ПМЛ-6200 |
120 |
120 |
ПН2-600 |
600 |
500 |
|
Токарные полуавтоматы |
ПМЛ-3200 |
50 |
50 |
ПН2-250 |
250 |
200 |
|
Продольно-фрезерные станки |
ПМЛ-3200 |
50 |
50 |
ПН2-250 |
250 |
200 |
|
Горизонтально-расточные станки |
ПМЛ-2200 |
20 |
20 |
ПН2-100 |
100 |
80 |
|
Вертикально-сверлильные станки |
ПМЛ-3200 |
35 |
35 |
ПН2-250 |
250 |
125 |
|
Кругло-шлифовальные станки |
ПМЛ-2200 |
20 |
20 |
ПН2-60 |
100 |
80 |
|
Закалочная установка |
ПМЛ-3200 |
35 |
35 |
ПН2-250 |
250 |
125 |
|
Клепальная машина |
ПМЛ-3200 |
60 |
60 |
ПР2-350 |
350 |
300 |
Проводники электросетей от проходящего по ним тока согласно закону Джоуля-Ленца нагреваются. Количество выделенной тепловой энергии пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания ток Q = I2Rt. Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделяемым в проводнике с током и отдачей в окружающую среду.
Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности.
Поэтому устанавливаются предельнодопустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах.
Длительнопротекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно-допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву.
Значение допустимых длительных токовых нагрузок составляем для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25°С, температура земли +15°С и при условии, что в траншее уложен только один кабель. Если условие прокладки проводников отличается от идеальных, то допустимый ток нагрузки определяется с поправкой на температуру (kп1) и количество прокладываемых кабелей в одной траншее (kп2)
(23)
Определяем сечение кабеля для силового шкафа №1.
1) Расчетный ток СШ1 равен Iр = 35,5 А
По рекомендации выбираем кабель сечением S = 10 мм2 и допустимым током Iд = 85 А;
2) Проверяем выбранный кабель по условию нагрева
По условию Iд>= Iд/, следовательно, условие выполняется;
3) Проверяем кабель по потере напряжения
(24)
где l – длина кабельной линии, км;
r0 – активное сопротивление кабеля, Ом/км (принимается в зависимости от сечения кабеля);
х0 – индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.
К остальным силовым шкафам расчет сечения кабелей ведется аналогично. Расчетные данные заносим в таблицу 4.
Таблица 4.
|
Iр, А |
Iд, А |
S,мм2 |
Iд/, А |
Kп1 |
Кп2 |
L, км |
R0, Ом/км |
Х0, Ом/км |
ΔU,% |
|
|
СШ1 |
327 |
340 |
40 |
332 |
1,04 |
0,94 |
0,03 |
1,85 |
0,099 |
0,58 |
|
СШ2 |
78,8 |
85 |
10 |
83 |
1,04 |
0,94 |
0,05 |
1,85 |
0,099 |
1,6 |
|
СШ3 |
50,2 |
85 |
10 |
83 |
1,04 |
0,94 |
0,02 |
1,85 |
0,099 |
0,7 |
По рассчитанным токам для групп электроприемников распределительные силовые шкафы
1) Для СШ1, Iр = 327 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 16 отходящими линиями с предохранителями типа ПН2-400.
2) для СШ2, Iр = 78,8 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 16 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-100.
3) для СШ3, Iр = 50,2 А выбираем силовой шкаф серии ШРС1-53У3 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 16 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-100.
2.4 Расчет токов короткого замыкания и проверки элементов в характерной линии электроснабжения
2.4.1 Общие сведения о КЗ
При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.
Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные КЗ, между двумя фазами – двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 – 92 % от общего числа КЗ).
Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.
Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.
Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ самоликвидируется в течении безтоковой паузы коммутационного аппарата.
Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств.
Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.
Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.
Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.
2.4.2 Расчет токов КЗ
Определяем сопротивления элементов цепи расположенных на стороне высокого напряжения трансформатора
(25)
(26)
где Lc – длина линии до трансформатора, х0 – удельное индуктивное сопротивление линии, r0 – активное удельное сопротивление.
Сопротивления приводятся к НН:
4) Определяем сопротивления для трансформатора
Rт=16,6 мОм, Хт=41,7 мОм
5) Определяем сопротивления для автоматических выключателей
1SF R1SF= 0,4 мОм, X1SF=0,17 мОм, Rп1SF=0,6 мОм
SF1 RSF1= 1,3 мОм, XSF1=1,2 мОм, RпSF1=0,75 мОм
6) Определяем сопротивление кабельных линий
Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то
КЛ2 r0/=4,16 мОм, x0=0,08 мОм
7) Определяем сопротивления участков цепи до каждой точки КЗ
8) Определяем 3-фазные и 2-фазные токи КЗ
9) Определяем ударные токи КЗ
10) Определяем действующее значение ударного тока
где q – коэффициент действующего значения ударного тока
11) Результаты расчетов заносим в сводную ведомость токов КЗ таблица 5.
Таблица 5
|
Точка КЗ |
Rк, мОм |
Xк, мОм |
Zк мОм |
Rк/Xк |
Ку |
q |
, кА |
iу, кА |
, кА |
, кА |
Zп, мОм |
, кА |
|
К1 |
103 |
50,3 |
114,6 |
>1 |
1 |
1 |
2,01 |
2,01 |
2,01 |
1,75 |
15 |
2,9 |
|
К2 |
50,1 |
3,9 |
50 |
>1 |
1 |
1 |
4,6 |
4,6 |
4,6 |
4,02 |
91,2 |
1,4 |
|
К3 |
14 |
0,8 |
14,1 |
>1 |
1 |
1 |
16 |
16 |
16 |
13,92 |
371 |
0,5 |
12) Определяем 1-фазные токи КЗ
3. РАСЧЕТ ОБЪЕМА И НОРМИРОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ РАБОТ ПО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ
Расчет заземляющих устройств
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой- либо части электроустановки с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности. Задачей защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжений заземления, прикосновения и шагового напряжения.
Заземляющее устройство состоит из заземления и заземляющих проводников. В качестве заземлений используются естественные заземлители: водопроводные трубы, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей, проложенных в земле, металлические конструкции зданий и сооружений. Если естественных недостаточно, применяют искусственные заземлители: заглубление в землю вертикальных электродов из труб, уголков или прутков стали и горизонтально проложенных в земле на глубину не менее 0,5 полосы.
В электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.
Расчет заземлителей производится по формулам.
1) Определяем расчетное сопротивление одного электрода
где ρ – удельное сопротивление грунта (для чернозема 50 Ом·м), Ксез – коэффициент сезонности.
2) Предельное сопротивление совмещенного ЗУ. На низкое напряжение
, принимаем RЗУ = 4 Ом.
3) Определяем количество вертикальных электродов
Принимаем N/в.р = 5.
С учетом экранирования
где η – коэффициент использования вертикальных электродов
4) Определяем длину полосы заземляющего устройства
Lп=2∙5=10 м
5) Определяем уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов
где b – ширина полосы, для круглого горизонтального заземлителя b = 40, t – глубина заложения
5) Определяем фактическое сопротивление заземляющего устройства
Фактическое сопротивление заземляющего устройства (2,7 Ом) меньше допустимого сопротивления, значит заземляющее устройство будет эффективным.
3.1 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 КВ
Обеспечение безопасных условий труда в нашей стране является общегосударственной задачей.
В условиях роста электровооруженности и расширения областей использования электрической энергии особое значение в общей системе мероприятий по охране труда приобретают проблемы обеспечения электробезопасности.
В решении этих проблем принимают активное участие органы Энергонадзора, профсоюзные хозяйственные организации НИИ и КБ различных министерств и ведомств.
Работы по обеспечению электробезопасности выполняют с учетом накопленного в мире опыта по совершенствованию способов и средств защиты, разработке руководящих, нормативных и инструктивных документов, усилению деятельности энергослужб предприятий и организаций.
Созданы предпосылки для решения вопросов электробезопасности во взаимосвязи с элементами системы. Введены в действие такие важные для электробезопасности документы, как Система стандартов безопасности труда (ССБТ), методические указания по расследованию производственного травматизма.
При организации новых и техническом перевооружении старых и электроремонтных цехов следует действующими нормами, инструкциями, государственными стандартами и правилами по охране труда, техники безопасности и взрывобезопасности.
К основным мероприятиям по охране труда и технике безопасности относятся:
1. установка защитных ограждений у движущихся элементов, станков и приспособлений;
2. заземление всего оборудования и металлических перегородок испытательных станций и других участков;
3. применение пониженного напряжения для местного освещения рабочих мест;
4. укрытие, герметизация и теплоизоляция оборудования, выделяющая ароматические вещества и теплоту, а также устройство местных отсосов для их удаления;
5. применение общеобменной вентиляции и местных отсосов и оборудования, выделяющего вредные вещества.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной пояснительной записке произведен расчет электроснабжение участка механосборочного цеха, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.
В ходе выполнения курсового проекта мы произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали количество и мощность трансформаторов с учетом оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств. Произвели расчет оптимального количества и сопротивление заземляющих устройств.
На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения участка механосборочного цеха.
ЛИТЕРАТУРА
1. Правила устройства электроустановок. — М.:Госэнергонадзор, 2000.
2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2 т. — Т.II/ Под общ. ред. А.А.Федорова и Г.В.Сербиновского. — М.: Энергия, 1974.
3. Справочник энергетика промышленных предприятий. В 4 т. — / Под общ. ред. А.А.Федорова, Г.В.Сербиновского и Я.М.Большама. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963
4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. Учеб. пособие для СУЗов. — М.: Мастерство, 2002
5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. Учеб. пособие для ВУЗов. — М.: Энергоатомиздат, 1987
6. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные марериалы для курсового и дипломного проектирования. Для студентов ВУЗов. — М.: Энергоатомиздат, 1989
7. Электротехнический справочник. В 3 т. — Т.III, Кн. 2/ Под общ. ред. В.Г.Герасимова. — М.: Энергоиздат, 1982
8. Справочник электроэнергетика предприятий цветной металлургии
9. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей. Учебное пособие для ВУЗов/Под ред. В.М.Блок. — М.: Высшая школа, 1981
10. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие для ВУЗов/ Под ред. Н. Е. Мукасеева. – М.: Энергоатомиздат, 1978.
11. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Учебник для СУЗов. — М.: Высшая школа, 1990
12. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. — М.:Высшая школа, 1976
13. Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Учебное пособие для СУЗов. — М.: Энергоатомиздат, 1989
