Расчет электроснабжения цеха "Владивостокского бутощебёночного завода"
Введение
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов.
В данном курсовом проекте приведен расчет электроснабжения цеха «Владивостокского бутощебёночного завода». Данные для проекта были взяты на производственной практике и, впоследствии, он также будет использован в дипломном проектировании.
1. Выбор освещения
1.1 Расчет освещения
Расчет освещения производим точечным методом. Метод применяется при расчете общего равномерного, общего локализованного и местного освещения помещений, когда имеются или отсутствуют затенения; при любом расположении освещаемых поверхностей, но как правило, только при светильниках прямого света; при расчете наружного освещения на минимальную освещенность.
Рис. 1. Схема расположения светильников
Принимаем по справочнику [1] тип светильника: НСП17.
Технические данные светильника НСП17:
Рл=1000 Вт (ЛН),
Фл=16189 лм,
,
cв=1.
По справочнику [1] принимаем минимальную горизонтальную освещенность: Еmin=300 лк.
Длина освещаемого помещения L=60 м.
Высота освещаемого помещения H=8 м.
Принимаем коэффициент запаса Кз=1,3 (коэффициент запаса учитывает старение ламп и запылённость светильников).
Задаемся расстоянием между светильниками l=2 м.
Определяем расстояние от нити накаливания до освещаемой поверхности:
h=H-b, м, (1.1.1)
где H – высота потолка в цехе, м; b – расстояние от потолка до светильника, м
h=H-b=8–0,3=7,7 м.
Угол:
,
,
.
Сила света под углом :
cos =cos 7=0,99, по справочнику [1] сила света под этим углом при l= 2 м равна Iα=825 кд).
Определим горизонтальную освещенность в точке К1:
, лк, (1.1.2)
где n – число светильников равноудаленных от освещаемой точки, шт.; С – поправочный коэффициент; Ia – сила света лампы под углом a, кд; Кз – коэффициент запаса (1,2¸1,5); a – угол между вертикальной и наклонной составляющей силы свете (см. рис. 1), град.; h – высота подвеса светильника, м.
Поправочный коэффициент C:
, лм, (1.1.3)
где Фл – световой поток лампы, лм.
лм.
Отсюда горизонтальная освещенность:
лк.
Расчетная горизонтальная освещенность в точке К1 удовлетворяет условию Ег=336 лк < Emin=300 лк.
Определим необходимое число светильников:
, шт., (1.1.4)
шт.
Принимаем количество светильников nсв=30 шт.
1.2 Выбор осветительного кабеля по условию допустимого нагрева
Принимаем ЩО с тремя АВ. Для каждого АВ 10 ламп.
Расчетный ток в осветительном кабеле:
Для АВ 1:
, А, (1.2.1)
где Pл – мощность одной лампы, Вт; U – напряжение питающей сети, В; cosjсв – коэффициент мощности светильника, для ламп накаливания cosjсв = 1.
A.
Аналогично для других АВ.
Принимаем сечение кабеля S=10 мм2, Iдоп=70 А (из справочника [2]).
Принимаем для питания осветительной установки кабель марки КРПСН 34, (r0=1,840 Ом/км; х0=0,092 Ом/км) [3].
Выбираем для освещения трансформатор ТМ-25
Технические данные трансформатора ТМ – 25:
Sном=25 кВА,
Uвн=6; 10 кВ,
Uнн=0,23; 0,4; кВ,
Потери:
Pх.х.=0,135 кВт,
Pк.з.=0,6 кВт,
Uк.з.=4,5%,
Iх.х.=3,2%.
1.3 Проверка осветительной сети по потере напряжения
Потеря напряжения на наиболее удаленной лампе не должна превышать 2,5%.
Находим допустимую величину минимального напряжения на наиболее удаленной лампе:
, В, (1.3.1)
В.
Допустимая потеря напряжения в осветительной сети:
, В, (1.3.2)
В.
Расчетная потеря напряжения в осветительной сети:
, В, (1.3.3)
где – потеря напряжения в осветительном трансформаторе; – потеря напряжения в кабеле.
, В, (1.3.4)
где β – коэффициент загрузки трансформатора (принимаем =0,85);
Uа – относительное значение активной составляющей напряжения к.з. в трансформаторе, %;
Uр – относительное значение реактивной составляющей напряжения к.з. в трансформаторе, %.
, %, (1.3.5)
, %.
, %, (1.3.6)
, %.
Окончательно можно записать:
=8,55, В.
Потеря напряжения в осветительном кабеле:
, В, (1.3.7)
где Rk – активное сопротивление жил кабеля, Ом; Xk – индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом.
, Ом, (1.3.8)
, Ом, (1.3.9)
где r0 – активное сопротивление жил кабеля, Ом/км (r0=1,84 Ом/км); х0 – индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом/км (х0=0,092 Ом/км); L – длина кабеля от трансформатора до светильника, км (L=0,1 км).
, Ом,
Ом.
Окончательно записываем:
В.
Отсюда расчетная потеря напряжения в осветительной сети:
В.
Так как выполняется условие >, следовательно, выбранный кабель подходит по потере напряжения.
1.4 Расчет токов короткого замыкания в осветительной сети
, А, (1.4.1)
где Z – сопротивление сети от источника питания (трансформатора) до места к.з., Oм.
, Ом, (1.4.2)
где Rтр. – активное сопротивление трансформатора, Ом; Хтр. – индуктивное сопротивление трансформатора, Ом.
, Ом, (1.4.3)
, Ом, (1.4.4)
, А, (1.4.5)
, А,
, Ом,
, Ом,
, Ом.
Окончательно можно записать:
, А.
1.5 Проверка кабельной сети по термической стойкости
, мм2, (1.5.1)
где α – термический коэффициент (для меди α=7); tп – приведенное время срабатывания релейной защиты (tп=0,4 сек).
мм2.
Выбранный кабель сечением S=10 мм2 удовлетворяет условию Sк > Smin.
1.6 Вывод
Был произведен выбор типа освещения, а также выбор трансформатора и кабеля питающего осветительную сеть.
2. Расчет сети высшего напряжения по условию допустимого нагрева
2.1 Расчет силового трансформатора
Находим расчетную мощность трансформатора:
, кВА, (2.1.1)
где – сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп электроприёмников;
– сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных нагрузок электроприемников;
(из справочника [2]).
, кВт, (2.1.2)
, кВт, (2.1.3)
где – установленная мощность группы электроприёмников.
кВт
, кВт,
, кВт,
кВт.
К установке принимаем трансформатор ТМН 6300/35–73У1
Технические данные трансформатора:
Sтр.ном=6300 кВА,
Uвн=35 кВ,
Uнн=6,3 кВ,
Потери:
Pх.х.=9,25 кВт,
Pк.з.=46,5 кВт,
Uк.з.=7,5%,
Iх.х.=0,6%.
2.2 Выбор сечений кабельной сети по условию допустимого нагрева
Расчетный ток кабеля определяем по формуле:
, А, (2.2.1)
где cos φ – коэффициент мощности, соответствующий расчетной нагр
узке (ссылаясь на данные справочника [5] берем cos φ в пределах 0,89–0,92).
, А,
, А,
, А,
, А,
, А,
, А,
, А,
, А.
Полученные данные сводим в таблицу 1 и наносим на схему электроснабжения:
Таблица 1
|
№ Электроприемника |
Наименование |
IP, A |
Iдоп., А |
Марка кабеля |
Длина кабелей, км |
|
|
Фидер 1 |
331,3 |
350 |
ВБбШв 3×185 |
0,01 |
|
|
Фидер 2 |
331,3 |
350 |
ВБбШв 3×185 |
0,01 |
|
|
Фидер 3 |
132,5 |
145 |
ВБбШв 3×50 |
0,2 |
|
|
Фидер 4 |
117,6 |
120 |
ВБбШв 3×35 |
0,1 |
|
|
Фидер 5 |
117,6 |
120 |
ВБбШв 3×35 |
0,16 |
|
1 |
320 кВт |
30,78 |
35 |
ВБбШв 3×4 |
0,02 |
|
2 |
560 кВт |
53,9 |
55 |
ВБбШв 3×10 |
0,025 |
|
3 |
560 кВт |
53,9 |
55 |
ВБбШв 3×10 |
0,03 |
|
4 |
200 кВт |
19,25 |
25 |
ВБбШв 3×2,5 |
0,06 |
|
5 |
1305 кВт |
97,7 |
120 |
ВБбШв 3×35 |
1 |
|
6 |
250 кВт |
24,06 |
25 |
ВБбШв 3×2,5 |
0,015 |
|
7 |
320 кВт |
30,78 |
35 |
ВБбШв 3×4 |
0,05 |
|
8 |
200 кВт |
19,25 |
25 |
ВБбШв 3×2,5 |
0,025 |
|
9 |
250 кВт |
24,06 |
25 |
ВБбШв 3×2,5 |
0,035 |
|
10 |
560 кВт |
53,9 |
55 |
ВБбШв 3×10 |
0,02 |
