Файл: Электроснабжение инструментального цеха.docx

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»

Расчетно - пояснительная записка к курсовому проекту на тему

«Электроснабжение инструментального цеха»

СамГТУ.140211.35
Выполнил студент группы 2-ЭТФ-20ЭТФ314ИС

Климпшин Иван Дмитриевич

Руководитель - доцент кафедры ЭПП

Клочкова Н.Н

Самара 2022

Содержание

Введение 3

1 Краткая характеристика инструментального цеха 5

2 Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети 8

3 Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения 9

4 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и 14

компенсирующих устройств 14

4.1 Определение возможных вариантов 14

4.2 Технико-экономический расчёт вариантов 17

4.3 Выбор типа и группы соединения трансформаторов 18

4.4 Технико-экономический расчёт рассматриваемых вариантов 20

5 Выбор оптимального местоположения ТП и схемы цеховой электрической сети 23

5.1 Центр электрической нагрузки 23

5.2 Место установки трансформаторной подстанции 23

5.3 Выбор схемы цеховой электрической сети 26

5.4 Конструктивное устройство цеховой электрической сети 27

6 Выбор электрооборудования цеховой сети 28

6.1 Выбор магистрального шинопровода 28

6.2 Расчет и выбор распределительных шинопроводов и пунктов 29

6.3 Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников 30

7 Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП 39

8 Расчет токов короткого замыкания и проверка электрооборудования на устойчивость 48

8.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на стороне 0,4 кВ и проверка оборудования на устойчивость 48

8.2 Расчет однофазного тока короткого замыкания и проверка чувствительности защиты 54

9 Расчет отклонения напряжения и выбор отпайки трансформатора 60

10 Расчет заземления 63

Заключение 70

Список использованных источников 71

Введение

Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению. Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или

старое оборудование заменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т. д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий.

Системы электроснабжения создаются для обеспечения промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели (приводы) различных механизмов, электрические печи, сварочные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Экономия электроэнергии должна осуществляться: путем сокращения всех видов электрических потерь, путем перехода на энергосберегающие технологии производства.

Цель курсовой работы– проектирование электроснабжения инструментального цеха.

Для этого решаются следующие вопросы:

рассчитываются электрических нагрузок;
выбирается трансформаторной подстанция цеха;
рассчитываются токи короткого замыкания в высоковольтных цепях;
рассчитываются токи короткого замыкания в низковольтных цепях;
выбирается электрооборудование для электроустановок высокого напряжения;
выбирается электрооборудование и проводники для электрических сетей низкого напряжения;
рассчитывается релейная защита высоковольтных цепей;
рассчитывается защита низковольтных цепей;

Объект проектирования – цех инструментальный

Предмет проектирования - система энергоснабжения цеха

Для работы над курсовой работой использовалась техническая, справочно-нормативная информация.

1 Краткая характеристика инструментального цеха

Инструментальный цех (ИЦ) предназначен для изготовления и сборки различного измерительного, режущего, вспомогательного инструмента, а также штампов и приспособлений для горячей и холодной штамповки.

ИЦ является вспомогательным цехом завода по изготовлению механического оборудования и станков.

Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

Станочный парк размещен в станочном отделении. Электроснабжение цеха осуществляется от собственной цеховой ТП. Здание расположено на расстоянии 1,2 км от заводской главной понизительной подстанции (ГПП), напряжение - 10 кВ. Расстояние ГПП от энергосистемы - 12 км.

Количество рабочих смен - 2. Потребители электроэнергии - 2 и 3 категории надежности электроснабжения.

Грунт в районе цеха - чернозем.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха Ах В хН= 72 х 48 х 6 м.

Все вспомогательные помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,0 м.

Перечень оборудования ИЦ дан в таблице 2.

Мощность электропотребления (Р_эn) указана для одного электроприемника.

Расположение электрооборудования на плане показано на рис. 1.

Таблица 1- Источник питания цеховой ТП - шины ГПП:

Номер вар-та	Номин. напряж., кВ	Мощность КЗ, МВА	Расстояние, км	Схема пит.	Норм. tgφ	Vцп мин	Vцп макс
48	10	250	1,2	Радиальная	0,25	+2%	0%

Рис.1- План расположение оборудование в цехе

2 Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети

В проектируемом цехе напряжение 380/220В является основным, так как все электроустановки рассчитаны на это напряжение. Поэтому величину напряжения для цеховой распределительной сети принимаем U=380/220В.

Выбираем сеть с глухим заземлением нейтрали.

Такой режим нейтрали исключает значительное превышение номинального напряжения сети по отношению к земле.

Для данного цеха выбираем четырехпроводную систему TNC с глухозаземленной нейтралью, корпуса занулены (соединены проводником с нейтралью источника), в четвертом проводе совмещены функции рабочей нейтрали и зануляющего проводника.

Преимущества выбранной системы: система TNC дешевле по сравнению с TNS за счет устранения 5-ого провода и выключателя, простота защиты, не требует постоянного эксплуатационного надзора, экономия за счет отказа от УЗО.

Недостатки: по проводнику PEN протекают токи, бесперебойность питания невысокая, высокая опасность пожара, вызываемая большим током однофазного КЗ, необходимость проверки сопротивления петли фаза-ноль.

Подключение однофазных электроприёмников к сети на рис.2.

Рис. 2- Подключение однофазных электроприёмников

Эффективное количество трёхфазных электроприёмников (n_э) принимаем равным 4, т.к. на наиболее загруженной фазе В - 4 присоединения.

3 Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения

По справочным данным [1,2,3] определяются k_и, cosφ, tgφ. Если в справочных материалах k_и имеет интервальное значение, то для расчета принимается наибольшее. При наличии электроприемников с заданной полной мощностью осуществляется расчет их активной мощности

(1)

Например, сварочная машина (поз. 30)

ЭП повторно-кратковременного режима нужно привести к ПВ 100%

(2)

cosφ = 0,7

Полученные данные сводятся в табл. 2.

Таблица 2- Перечень электрооборудования цеха

№ на плане	Наименование оборудования	Кол-во	Р_эп, кВт	k_u	cosφ	tgφ	Примечание
2	Горизонтально-фрезерный станок	12	18	0,17	0,65	1,17
8	Координатно-расточной	12	14	0,17	0,65	1,17
10	Копировально- фрезерный	9	18	0,17	0,65	1,17
11	Горизонтально-фрезерный	9	17	0,17	0,65	1,17
15	Радиально-сверлильный	10	9	0,17	0,65	1,17
7	Плоскошлифовальный	5	29	0,17	0,65	1,17
30	Сварочная машина дуговой сварки	5	17,71	0,35	0,5	1,73	U=380В
12	Круглошлифовальный	7	21	0,17	0,65	1,17
29	Мостовой кран	1	7,8	0,1	0,5	1,73
26	Карусельный станок	12	14	0,17	0,65	1,17
47	Печь сопротивления закалочная	8	32	0,8	0,95	0,33

В цехе установлены однофазные электроприемники (табл. 1, поз. 30), которые перед расчетом необходимо привести к трехфазным.

Три одинаковых электроприёмника это один трёхфазный

Электроснабжение сварочных машин от отдельного щита и отдельного кабеля от подстанции.

Расчет электрических нагрузок ведется согласно «РТМ 36.18.32.4-92. указания по расчету электрических нагрузок» с учетом замены группы однофазных электроприемников трехфазными.

Согласно [5] расчет нагрузок рекомендуется выполнять по форме Ф636-92 (табл. 4). В расчете не учитываются резервные электроприемники и электроприемники, работающие в кратковременном режиме, для многодвигательных приводов учитываются все одновременно работающие электродвигатели, как один электроприемник. В случае наличия электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме работы, их мощность не приводится к длительному режиму работы, т.е. к ПВ=100%.

В табл. 2 приведен расчет нагрузки исходного цеха по следующей методике:

Определяется суммарная мощность групп электроприемников Р_∑.

Рассчитываются средние (среднесменные) активные и реактивные мощности всех групп электроприемников

(3)

(4)

Для определения эффективного числа электроприемников рассчитывается n

. Эффективное число электроприемников определяется по формуле

(5)

Рассчитывается средний коэффициент использования К_{и ср}

(6)

В зависимости от эффективного числа электроприемников и среднего коэффициента использования значения коэффициента расчетной нагрузки К_р на шинах НН цеховых трансформаторов и для магистральных шинопроводов напряжением до 1 кВ определяется по табл. 2 [5] или приложении 1, для питающих сетей (распределительных шинопроводов, шкафов и пунктов) по табл. 1 [5] или по рис. П2, табл. приложения 2.