- •Курсовой проект
- •Введение
- •Характеристика объекта
- •Расчет электрической нагрузки предприятия
- •Определение расчетных электрических нагрузок до 1 кВ в целом по предприятию (корпусу) методом коэффициентов расчетной активной нагрузки (в соответствии с ртм 36.18.32.4-92)
- •Расчет осветительных установок цехов методом удельной нагрузки на единицу площади цеха
- •Расчет числа цеховых трансформаторов
- •2.3.1. Расчет удельной плотности нагрузки низкого напряжения на территории размещения электроприемников предприятия и выбор желаемой номинальной мощности трансформаторов
- •2.3.2. Расчет минимально-допустимого числа цеховых трансформаторов по условию передачи активной мощности на напряжение 0,4 кВ
- •Определение мощности компенсирующих устройств нн и распределение комплектных конденсаторных установок (кку) нн по цтп
- •Определение результирующих нагрузок на стороне 6-10 кВ цеховых подстанций с учетом кку нн и потерь в трансформаторах
- •Расчет электрических нагрузок на напряжении 6-10 кВ
- •2.6.2. Определение расчетной нагрузки на сборных шинах 6-10 кВ ру или гпп методом коэффициентов расчетной активной нагрузки (в соответствии с ртм 36.18.32.4-92)
- •Проектирование схемы внешнего электроснабжения
- •Выбор рационального напряжения связи предприятия с электроэнергетической системой (ээс)
- •Определение расчетной мощности на границе балансового разграничения с энергосистемой
- •Определение мощности средств компенсации реактивной мощности (крм)
- •Выбор мощности трансформаторов гпп с учетом мощности устанавливаемых средств крм
- •Разработка схем ввода электроэнергии на территорию предприятия с выбором места расположения гпп или црп
- •Определение результирующей нагрузки на границе балансового разграничения с энергосистемой при учете потерь в трансформаторах гпп
- •Выбор сечения линии связи предприятия с ээс
- •Проектирование схемы канализации электроэнергии по территории предприятия
- •Построение картограммы электрических нагрузок цехов и обособленных подразделений предприятия
- •Разработка вариантов схем канализации электроэнергии на предприятии с учетом требований по резервированию электроснабжения, как по высокому, так и низкому напряжению
- •Выбор параметров схем канализации электроэнергии на предприятии
- •4.3.1. Выбор кабелей, питающих цтп
- •Технико-экономическое сравнение вариантов канализации электроэнергии на предприятии
- •Выбор оборудования и его проверка по токам к.З.
- •Выбор оборудования
- •Расчет токов к.З. В сети напряжением выше 1000 в
- •Проверка оборудования по токам к.З.
- •Качество электроэнергии в сети напряжением выше 1000 в
- •Расчет потерь напряжения в сети напряжением выше 1000 в и цеховых трансформаторах
- •Оценка отклонения напряжения на зажимах высоковольтных потребителей электроэнергии и шинах низкого напряжения цеховых трансформаторов
- •Выбор схемы пуска высоковольтных двигателей
- •Конструктивное исполнение системы электроснабжения
- •Расчет заземления и грозозащиты подстанции
- •Выбор конструкции и расчет параметров защитного заземления
- •Расчёт молниезащиты
- •Проектирование цехового электроснабжения
- •Характеристика цеха и технические показатели электроприемников
- •Разработка вариантов схем цехового электроснабжения
- •Определение расчетных электрических нагрузок и токов для выбора параметров защитных аппаратов и токоведущих элементов цеховой сети
- •9.3.1. Расчет первого уровня электроснабжения
- •9.3.2. Расчет второго уровня электроснабжения
- •Расчет параметров элементов электроснабжения для вариантов схем электроснабжения цеха
- •9.4.1. Выбор марок распределительных пунктов и шинопроводов
- •9.4.2. Выбор параметров коммутационно – защитных аппаратов и уставок их защиты
- •9.4.3. Выбор сечений проводов и кабельных линий
- •Светотехнический и электротехнический расчет осветительной сети
- •Расчет потерь активной и реактивной мощности и напряжения в цеховой распределительной сети
- •Технико-экономическое сравнение вариантов схемы цеховой сети
- •Проверка оборудования в сети напряжением ниже 1000 в на отключающую способность и чувствительность к токам кз
- •9.8.1. Расчет токов трехфазного к.З. В сети напряжением ниже 1000 в
- •9.8.2. Проверка защитных аппаратов сети напряжением ниже 1000 в на отключающую способность
- •9.8.3. Расчет токов однофазного к.З. В сети напряжением ниже 1000 в
- •9.8.4. Проверка защитных аппаратов сети напряжением ниже 1000 в на чувствительность к токам кз
- •Распределение мощности конденсаторных установок в цеховой сети напряжением до 1 кВ
- •Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных режимов силовых электроприемников (самого мощного и самого удаленного)
- •Проверка перегрузочной способности трансформаторов пусковыми токами
- •Конструктивное исполнение цеховой сети
- •Заключение
- •Библиографический список
9.4.3. Выбор сечений проводов и кабельных линий
Сечение провода определяем по формулам:
(9.19)
(9.20)
где Кз= 0,8 – поправочный коэффициент защиты;
Iз– ток срабатывания защиты, А;
Iном.тр.– номинальный ток срабатывания токовой отсечки, А.
Выбор сечений проводов и кабельных линий приведен в табл.9.9.
Светотехнический и электротехнический расчет осветительной сети
Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.
При проектировании осветительных установок большое значение имеет правильное определение требуемой освещённости объекта. Для этой цели разработаны нормы промышленного освещения. Освещение по своему назначению и использованию делится на рабочее, аварийное и эвакуационное.
Размещение светильников определяется следующими размерами:
hС- расстояние светильника от перекрытия,
hП=H-hС- высота светильника над полом,
hР- высота расчетной поверхности над полом,
h=hП-hР- расчетная высота,
L- расстояние между соседними светильниками или рядами ламп,
l- расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены.
Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности при их обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условие экономичности.
Рис. 5.4
Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте λ=L/h.
Для рабочего освещения нужно применить лампы типа ДРЛ, для аварийного – лампы люминесцентные.
Размеры цеха: Высота расчётной поверхностирасстояние от перекрытия до светильника
Расстояние от светильников до рабочей поверхности (расчётная высота):
- расстояние между светильниками к расчётной высоте. Принимаемдля светильников типа РСП 05 [10].
В ряду можно разместить светильников, тогда расстояние от крайних светильников до стены. Принимаем число рядов, тогда,. В итоге общее число светильников в цехе(рис.9.5).
Отношение
.
Рис.2.5
Расчет рабочего освещения
Задачей расчета осветительной установки является определение числа и мощности источника света или определение фактической освещенности, создаваемой спроектированной установкой.
Расчет освещения выполняется методом коэффициента использования светового потока, т.к. нет крупных затеняющих предметов. При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности, определяется по формуле:
Ф=(ЕН*КЗАП*F*z)/(N* η), (2.14)
где КЗАП- коэффициент запаса,
F- площадь освещаемой поверхности, м2,
z=ЕСР/ЕН- коэффициент минимальной освещенности ( для ламп ДРЛz=1,15),
N- число светильников,
η- коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц.
По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения на -10% +20%
Индекс помещения определяется по [2] при условии, что L/B3,5
По [2] принимаем ρП = 0,7; ρСТ = 0,5; ρР = 0,1.
ρП,ρСТ,ρР- коэффициенты отражения поверхностей (потолка, стен, рабочей поверхности) необходимы для выбора η.
Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения:
.
- коэффициент использования светового потока.
Световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещённости определяется по формуле:
, (2.15)
где = 150 лк - норма освещённости,- коэффициент запаса,- площадь освещаемой поверхности,
- коэффициент минимальной освещённости (- средняя освещённость),N– число светильников.
.
По Ф в [2] подбираем лампу типа ДРЛ мощностью 400 Вт со световым потоком ФНОМ = 19000 лм.
Отклонение светового потока определяется по формуле:
.
< 20 %.
различие между ФНОМи Фр2,8 % , что допустимо.
Выбираем светильники марки РСП 05-400 для ламп ДРЛ.
Расчет аварийного освещения
Аварийная освещенность рабочей поверхности должна составлять не менее 5% нормы и не менее 2 лк внутри зданий. Исходя из этих требований, пересчитаем количество ламп, необходимых для аварийного освещения.
Высота подвеса аварийного освещения составляет 6 метров. По этому параметру согласно [4] устанавливаются лампы типа ЛБ и соответственно λс=1,5; светильники типа ЛСП 02.
Расчет освещения будем производить методом коэффициента использования.
1. Расчетная высота:
h=H-hР-hС=10-0,8-3,2 = 6 м.
2. Для принятого светильника, имеющего значение λэ=Lа/h=1,5.
LА= λЭ*h= 1,5*6 = 9 м.
3. При LА = 9 м в ряду можно разместить 10 светильников, тогда
2l= 96 – 10*9 = 6;l= 3 м.
4. Принимаем число светильников 3, тогда LВ= 6 м;
2l= 56 – 8*6 = 8;l= 4 м.
LА/LВ=9/6=1,5.
5. Число светильников в цехе N= 80.
Индекс помещения определяется по [2] при условии, что L/B3,5
По [2] принимаем ρП=0,5; ρСТ=0,5; ρР=0,1.
i== 5,9.
Из [2] находим η = 0,63.
По [2] принимаем ЕН = 15 лк, КЗАП = 1,3.
Ф == 2692 лм.
По Ф в [2] подбираем лампу типа ЛБ-40 мощностью 40 Вт со световым потоком ФНОМ = 3000 лм;
Отклонение от допустимого значения
< 20 %.
различие между ФНОМи Фр– 11,5% , что допустимо.
Выбираем светильники марки ЛСП 02 для ламп ЛБ-40.
В качестве питания аварийного освещения будем принимать блок аварийного переключения освещения (БАПО).
По результатам расчетов данного пункта спроектировано рабочее освещение цеха, аварийное освещение и определены потери напряжения в рабочей и аварийной осветительной сети. Выбор ламп и светильников, а также их расположение произведен с максимальным приближением к экономически наиболее эффективному соотношению расстояния между светильниками.
Для светильников общего освещения применяется напряжение 220 В. Электроснабжение рабочего и аварийного освещения выполняется самостоятельными линиями от главного щита освещения и главного щита аварийного освещения, подключенных к шинам низкого напряжения подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передаётся питающими линиями на групповые осветительные щитки. Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями.
Для взрывоопасных помещений ПУЭ требуют применять от групповых щитков до светильников трехпроводные однофазные линии с обязательным заземлением светильника третьим проводником. Использование трехфазной четырехпроводной групповой линии возможно только для освещения РТП.
Распределение светильников по фазам по длине групповой линии выполняется для снижения потерь мощности и напряжения в проводе, уменьшения стробоскопического эффекта и снижения ущерба при исчезновении напряжения в одной из фаз. Нагрузку можно считать равномерной, если моменты нагрузок отличаются незначительно.
Задачей данного раздела является оптимальное распределение светильников по фазам, выбор осветительного щита и питающего кабеля. Лампы распределяются относительно фаз таким образом, чтобы суммарная нагрузка фаз была равномерной. Нагрузку можно считать равномерной, если моменты нагрузок отличаются незначительно.
Проведем расчет для рабочего освещения [2].
М = ∑ Рi∙li, (9.15)
где
Рi– мощность лампы ,кВт
li– расстояние от ИП до лампы, м.
∑Ма≈ ∑Мв≈ ∑Мс
Такое размещение позволяет выравнивать нагрузку по фазам.
Выбор сечения проводников осветительной сети.
Выбор сечения осуществляется с учетом рекомендаций:
Должна обеспечиваться достаточная механическая прочность.
Прохождение тока нагрузки не должно вызвать перегрев проводников Iдоп ≥Iраб.
У источника света должен поддерживаться необходимый уровень напряжения.
Рассмотрим цех (36х24) м2, в котором установлено 12 светильников (3 ряда по 4 светильника). Распределение нагрузки по каждой из 3-х линий показано на рис.5.4).
Расположение ламп по фазам: А-В-С-С-В-А-А-В-С-С-В-А
Р = 700 Вт.
∑Ма=Pl1+P(l1+l) +P(l1+2l) +P(l1+3l) =P(4l1+6l).
∑Мв= P(l1+l) + Pl1 + P(l1+3l) + P(l1+2l) = P(4l1+6l).
∑Мс = P(l1+2l) + P(l1+3l) + Pl1 + P(l1+l) = P(4l1+6l).
Значение результирующего момента по каждой фазе:
∑М = 700*(4*2+6*8) = 39,2 кВт*м.
Рассчитаем потери напряжения в фазах для каждой группы:
∆U=(9.16)
Выбираем минимально допустимое по механической прочности сечение жилы медного провода марки ВВГ S =2,5 мм2. Определяем значение коэффициента Кс по [2] таб. 10.7. Kc=12.
∆U=
∆U%=
Рассчитаем токи в фазах, А:
(9.17)
где Р - расчетная нагрузка, кВт, cos() = 0,57 – для ламп типа ДРЛ.
Проверка по допустимому нагреву участков осветительной сети:
Должно выполняться условие:
Iн ≥Ip(9.18)
Iн = 24A[4]
Данное условие выполняется.
Аварийное освещение.
Расположение ламп по фазам: А-В-С-В-С-А-С-А-В.
Для аварийного освещения имеем 3 ряда по 3 светильника.
Аналогично: Р = 500 Вт.
∑Ма=Pl1+P(l1+2l) +P(l1+l) = 3P(l1+l).
∑Мв= P(l1+l) + Pl1 + P(l1+2l) = 3P(l1+l).
∑Мс = P(l1+2l) + P(l1+l) + Pl1 = 3P(l1+l).
Значение результирующего момента по каждой фазе:
∑М = 3*500*(2,5 + 9) = 17,25 кВт*м.
Рассчитаем потери напряжения в фазах для каждой группы по формуле (9.16).
Выбираем минимально допустимое по механической прочности сечение
жилы медного провода марки ВВГ s=2,5 мм2. Определяем значение
коэффициента Кс по [1] таб. 10.7. Kc=12.
∆U=
∆U%=
Рассчитаем токи в фазах
Проверка по допустимому нагреву участков осветительной сети:
Должно выполняться условие: Iн ≥Ip
Iн= 24A[4].
Данное условие выполняется.
Момент нагрузки для однофазной линии в помещении определяем по формуле [2], кВтּм:
mф=Pро∑·(lло+lот/2), (9.19)
где Ppo∑- осветительная нагрузка на фазе, Вт;lло– расстояние от ЩО до первой лампы, м;lот– расстояние между первой и последней лампой, м. Такая схема отображена на рис. 9.6.
lлolот
Рис. 9.6 Определение момента нагрузки осветительной сети
Момент нагрузки для головного кабеля определяется как произведение мощности Ррона длину линииlл [2], кВт∙м:
М= Рро·lл. (9.20)
Сечение проводов головного участка сети [2], мм2:
, (9.21)
где – ∑М сумма моментов данного и всех последующих по направлению энергии участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке, кВт∙м; ∑α·m– сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и имеющих иное число проводов в линии, на этом участке, кВтּм; α – коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на участке и в ответвлении, α=1,39 для однофазной ответвления с нулем (табл. 10.8 [2]); ΔUр=3,3 – располагаемые потери напряжения в осветительной сети определяемые по табл. 12.6 [5], %; К=44 – коэффициент зависящий от схемы и материала проводника (табл. 10.7 [2]).
Действительные потери напряжения на участках линии освещения [2], %:
, (9.22)
где М – момент создаваемый данным участком, кВтּм;S– сечение кабеля на данном участке, мм2.
Определяем располагаемые потери напряжения в конце каждого участка [2], %:
, (9.23)
где ΔUуч2– располагаемые потери напряжения в конце данного участка линии освещения, %; ΔUуч1– располагаемые потери напряжения в начале данного участка линии освещения, %; ΔUд– действительные потери напряжения на данного участке линии освещения, %.
Таблица 9.6 Определение потерь напряжения в осветительной сети
№ ЩО |
|
mф, кВт∙м |
Рро∑, Вт |
М, кВтּм |
Sлр, мм2 |
Sлп, мм2 |
ΔUд, % |
ΔUуч1, % |
ΔUуч2, % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
А |
0,65 |
400 |
20 |
0,56 |
2,5 |
0,57 |
1,68 |
1,10 |
В |
0,85 | ||||||||
С |
0,65 |