Курсовая Иванов

9. Проектирование цехового электроснабжения

9.1. Характеристика цеха и технические показатели электр о- приемников

Отделение кузнечно-прессовочного цеха имеет размеры 96×56 общей площадью 5376 м2. Технологическое оборудование, потребляющее электроэнергию, размещено с учётом соблюдения норм и правил эксплуатации. Размещение в цехе электрооборудования является компактным и удобным с точки зрения условий работы рабочего персонала.

Отделение кузнечно-прессовочного цеха предназначено для подготовки металла к обработке. Оно имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ-21001 и РТ-503. электротермические установки, кузнечно-прессовые машины, мостовые краны и др.

По производственному назначению: все электроприемники относятся к двигателям силовых общепромышленных установок и производственных механизмов. Все электроприёмники цеха рассчитаны на трёхфазный переменный ток, напряжение питания 380 В и частоту питающей сети 50 Гц.

Суммарная установленная мощность электроприемников отделения куз- нечно-прессовочного цеха составляет 660,3 кВт (табл.1.2 – указаны паспортные данные отдельных электроприемников: номинальная мощность, коэффициент мощности, продолжительность включения, коэффициент использования, коэффициент загрузки). По категории надежности электроприемники таких предприятий относят к II, III категориям.

1.Схема плана отделения кузнечно-прессовочного цеха (электроснабжение которой рассматривается подробно), с указанием месторасположения технологического оборудования (чертеж №2).

2.Ведомость электрической нагрузки отделения кузнечнопрессовочного цеха (табл.9.1).

Таблица 9.1 Электрические нагрузки отделения кузнечно-прессовочного цеха

	№			Наименование электроприемника			Рпасп, кВт		ПВ, %		cos ф			Ки		Кз
	1			2		3			4	5			6			7
	1			Вентилятор вытяжной			50		100		0,85			0,6		0,9
	2			Вентилятор приточный			70		100		0,85			0,6		0,9
	3			Электротермическая установка			18		100		0,9			0,7		0,9
	4			Электротермическая установка			18		100		0,9			0,7		0,9
	5			Электротермическая установка			18		100		0,9			0,7		0,9
	6			Кран мостовой			10		25		0,5			0,15		0,75
	7			Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
	8			Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
																	Лист
Изм. Кол.уч.				Лист № док Подп. Дата			140211.65 ПЗ
																62

№		Наименование электроприемника			Рпасп, кВт		ПВ, %		cos ф			Ки		Кз
1		2		3			4	5			6			7
9		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
10		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
11		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
12		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
13		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
14		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
15		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
16		Станок обдирочный РТ-503			25		100		0,6			0,15		0,9
17		Кран мостовой			10		25		0,5			0,15		0,75
18		Кривошипный КШМ			12		100		0,5			0,15		0,9
19		Кривошипный КШМ			12		100		0,5			0,15		0,9
20		Кривошипный КШМ			12		100		0,5			0,15		0,9
21		Фракционный КШМ			5,5		100		0,5			0,15		0,9
22		Фракционный КШМ			5,5		100		0,5			0,15		0,9
23		Фракционный КШМ			5,5		100		0,5			0,15		0,9
24		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
25		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
26		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
27		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
28		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
29		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
30		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
31		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
32		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
33		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
34		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
35		Станок обдирочный РТ-21001			19		100		0,6			0,15		0,9
36		Кран мостовой			10		25		0,5			0,15		0,75

9.2. Разработка вариантов схем цехового электроснабжения

В соответствии с [1] производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на следующие классы: помещения с нормальной средой, жаркой, влажной, сырой, особо сырой, пыльной, химически активной, с пожароопасными и взрывоопасными зонами. При проектировании

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	63

системы электроснабжения необходимо правильно установить характер среды, которая окажет решающее влияние на степень защиты применяемого оборудования.

Характерной особенностью схем внутрицехового распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения. На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения.

Для получения наиболее экономически выгодной проектируемой схемы электроснабжения, дальнейший расчет произведем по двум вариантам:

Вариант №1 - Распределение электроэнергии по цеху с помощью распределительных пунктов (рис.9.1).

Вариант №2 - Распределение электроэнергии по цеху с помощью шинопроводов (рис.9.2).

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	64

.Изм
.уч.Кол								СП-1
Лист		З			1		2
док №		8000			40		60
			6						3	4	5
			25
		Ж						15		15	15
.Подп
		8000							СП-5
Дата
		Е	7					18		19
						8								22
		8000	21					10		10
						21								4,5
		Д	9			10				21
								20						23
	9.Рис	8000	21			21		10		4,5
														4,5	СП-6
			СП-2					24		25	26
	1.	Г				12
			11					17		17	17
						21								27
			21
														17
		В						28		29	30
	14021165.	80008000	13			14		17		17	17			31
			21			21	СП-4
				17								36		17
	ПЗ
		Б	15	25				32		33	34	25
			21			16		17		17	17			35
		8000					СП-3
						21								17
		А
			8000	8000	8000		8000	8000	8000	8000		8000	8000	8000		8000		8000
		1	2		3	4		5	6	7		8	9	10		11	12	13
65	Лист

.Изм
.уч.Кол
Лист		З			1	2
		8000			40	60
док №			6				3		4	5
			25
		Ж					15		15	15
.Подп		8000
Дата		Е	7			18			19						ШРА-1
					8								22
		8000	21			10			10
					21								4,5
		Д	9		10				21
						20							23
		8000	21		21	10			4,5
	Рис												4,5
						24			25	26
	.	Г			12
	9
			11			17			17	17
	2.
					21								27
			21
													17
		В					28		29	30
14021165.		80008000	13		14		17		17	17			31
			21		21
				17							36		17
ПЗ		Б	15	25			32		33	34	25
			21				17		17	17
					16								35
		8000
					21								17
															ШРА-2
		А
			8000	8000	8000	8000	8000	8000	8000		8000	8000	8000	8000	8000
		1	2	3	4	5	6		7	8		9	10	11	12	13
66	Лист

9.3. Определение расчетных электрических нагрузок и токов для выбора параметров защитных аппаратов и токоведущих элементов цеховой сети

9.3.1. Расчет первого уровня электроснабжения

Расчет электрической нагрузки на первом уровне производится для каждого электроприемника в отдельности.

1) По исходным данным определяется номинальная активная мощность при-

емника электроэнергии.
Для установок работающих в длительном режиме:
Рном = Рпасп , так как ПВ = 100%			(9.1)
Для установок работающих в повторно-кратковременном режиме:
PНОМ РПАСП ПВ			(9.2)

2) Рассчитывается активная и реактивная нагрузка, создаваемая одним при-

емником:
	Pр1 PНОМ ,				(9.3)
Qр1 Pр1 tg( ) ,					(9.4)
где КЗ – коэффициент загрузки по активной мощности электроприемника.
Полная мощность находится из выражения:
S		Р2	Q2 .		(9.5)
р		р1	р1

Пример. Расчет номинальной мощности, активной и реактивной мощностей первого уровня и полной мощности ЭП №17.

По формулам (9.2) – (9.5) определяем:

PНОМ 100,25=5 кВт ,

Pр1 5 кВт,

Qр1 5 tg(arccos(0,5)) 8,66 кВт ,

SM1 52 8,662 10 кВА.

При отсутствии исходных данных принимаем кратность пускового тока КП = 5.

				Рр1 103			5, 0 103
Iр1									28,5 А;
				Uном cos
	3					3		380 0,50

IП КП Iр1 5 28,5 142,5 А.

Для остальных электроприемников расчеты аналогичны (табл.9.4).

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	67

Таблица 9.4 Расчет электрических нагрузок на первом уровне

№		Наименование ЭП			Рном, кВт			Рр1, кВт		Qр1, кВар	Sр, кВА	I р, А	I пуск, А
1		2		3			4			5	6	7	9
1		Вентилятор вытяжной			50			50		22,32	42,36	64,35	321,75
2		Вентилятор приточный			70			70		33,48	63,54	96,52	482,6
3		Электротермическая установка			18			18		6,48	14,97	22,79	-
4		Электротермическая установка			18			18		6,48	14,97	22,79	-
5		Электротермическая установка			18			18		6,48	14,97	22,79	-
6		Кран мостовой			5,0			5,0		8,66	10,0	28,5	142,5
7		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
8		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
9		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
10		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
11		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
12		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
13		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
14		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
15		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
16		Станок обдирочный РТ-503			25			25		25,14	31,45	47,86	239,3
17		Кран мостовой			5,0			5,0		8,66	10,0	28,5	142,5
18		Кривошипный КШМ			12			12		15,57	17,98	27,35	136,75
19		Кривошипный КШМ			12			12		15,57	17,98	27,35	136,75
20		Кривошипный КШМ			12			12		15,57	17,98	27,35	136,75
21		Фракционный КШМ			5,5			5,5		7,01	8,1	12,31	61,55
22		Фракционный КШМ			5,5			5,5		7,01	8,1	12,31	61,55
23		Фракционный КШМ			5,5			5,5		7,01	8,1	12,31	61,55
24		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
25		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
26		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
27		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
28		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
29		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
30		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
31		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
32		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
33		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
34		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
35		Станок обдирочный РТ-21001			19			19		20,35	25,46	38,74	193,7
36		Кран мостовой			5,0			5,0		8,66	10,0	28,5	142,5

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	68

9.3.2. Расчет второго уровня электроснабжения

Расчет нагрузки на втором уровне электроснабжения производится для групп электроприемников объединенных на силовых пунктах и шинопроводах. Расчетную нагрузку на втором уровне, создаваемую группой электроприемников, определяют по методу расчетных коэффициентов в соответствии с РТМ 36.18.32.4-92. Методика расчета приведена в п. 2.1.

Расчет для двух вариантов электроснабжения отделения кузнечнопрессовочного цеха представлен в табл. 9.5-9.6).

Таблица 9.5 Первый вариант

			Установленная									Эффективное число Э.П., nэ
		Количество Э.П.		мощность		Коэффициент использования, Ки			Расчетные величины				Коэффициент Кр	Расчетная мощность			Расчетный ток Iр, А
	Наименование		приведенная к
			Рном одного Э.П. (наименьшегонаибольшего)						Ки*Рном, кВт	Ки*Рном*tgф, кВар
	узлов питания и				Рном, общая		cosф	tgф							Qр, кВар
	групп										ном			Рр, кВт		Sр, кВА
	электроприемников
											2
											np
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	СП-1
	№1	1		50	50	0,6	0,85	0,62	30	18,6	2500
	№2	1		70	70	0,6	0,85	0,62	42	26,04	4900
	№3	1		18	18	0,7	0,9	0,48	12,6	6,05	324
	№4	1		18	18	0,7	0,9	0,48	12,6	6,05	324
	№5	1		18	18	0,7	0,9	0,48	12,6	6,05	324
	№6	1		5	5	0,15	0,5	1,73	0,75	1,3	25
	ИТОГО	6			179	0,62	0,87	0,58	110,55	64,09	8397	4	1,1	121,61	70,499	140,57	279,80
	СП-2
	№№ 7-11	5		25	125	0,15	0,6	1,33	18,75	24,94	3125
	№13	1		25	25	0,15	0,6	1,33	3,75	4,99	625
	№36	1		5	5	0,15	0,5	1,73	0,75	1,3	25
	ИТОГО	7			155	0,15	0,6	1,34	23,25	31,23	3775	6	1,96	45,57	34,353	57,07	97,83
	СП-3
	№15-16	2		25	50	0,15	0,6	1,33	7,5	9,98	1250
	№29,30,32-34	5		19	95	0,15	0,6	1,33	14,25	18,95	1805
	ИТОГО	7			145	0,15	0,6	1,33	21,75	28,93	3055	7	1,86	40,46	31,823	51,48	106,90
	СП-4
	№12,14	2		25	50	0,15	0,6	1,33	7,5	9,98	1250
	№17	1		5	5	0,15	0,5	1,73	0,75	1,3	25
	№24,28	2		19	38	0,15	0,6	1,33	5,7	7,58	722
	ИТОГО	5			93	0,15	0,6	1,35	13,95	18,86	1997	4	2,35	32,78	20,746	38,79	56,52
	СП-5
	№18-20	3		12	36	0,15	0,5	1,73	5,4	9,34	432
	№21	1		5,5	5,5	0,15	0,5	1,73	0,83	1,44	30,25
	№25-26	2		19	38	0,15	0,6	1,33	5,7	7,58	722
	ИТОГО	6			79,5	0,15	0,54	1,54	11,93	18,36	1184,3	5	2,09	24,93	20,196	32,08	41,20
	СП-6
	№22,23	2		5,5	11	0,15	0,5	1,73	1,65	2,85	60,5
	№27,31,35	3		19	57	0,15	0,6	1,33	8,55	11,37	1083
	ИТОГО	5			68	0,15	0,58	1,39	10,2	14,22	1143,5	4	2,35	23,97	15,642	28,62	37,77

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	69

Таблица 9.6 Второй вариант

			Установленная									Эффективное число Э.П., nэ
		Количество Э.П.		мощность		Коэффициент использования, Ки			Расчетные величины				Коэффициент Кр	Расчетная мощность			Расчетный ток Iр, А
	Наименование		приведенная к
			Рном одного Э.П. (наименьшегонаибольшего)						Ки*Рном, кВт	Ки*Рном*tgф, кВар
	узлов питания и				Рном, общая		cosф	tgф							Qр, кВар
	групп										ном			Рр, кВт		Sр, кВА
	электроприемников
											2
											np
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
	ШРА-1
	№1	1		50	50	0,6	0,85	0,62	30	18,6	2500
	№2	1		70	70	0,6	0,85	0,62	42	26,04	4900
	№3-5	3		18	54	0,7	0,9	0,48	37,8	18,14	972
	№6,17,36	3		5	15	0,15	0,5	1,73	2,25	3,89	75
	№7-10	4		25	100	0,15	0,6	1,33	15	19,95	2500
	№18-20	3		12	36	0,15	0,5	1,73	5,4	9,34	432
	№21-23	3		5,5	16,5	0,15	0,5	1,73	2,48	4,29	90,75
	ИТОГО	18			341,5	0,4	0,8	0,74	134,93	100,25	11469,8	10	1,07	144,38	100,25	175,77	245
	ШРА-2
	№11-16	6		25	150	0,15	0,6	1,33	22,5	29,93	3750
	№24-35	12		19	228	0,15	0,6	1,33	34,2	45,49	4332
	ИТОГО	18			378	0,15	0,6	1,33	56,7	75,42	8082	18	1,39	78,81	75,42	109,08	130,8

9.4. Расчет параметров элементов электроснабжен ия для вариантов схем электроснабжения цеха

9.4.1. Выбор марок распределительных пунктов и шин о- проводов

Распределительные пункты и шинопроводы выбираем исходя из количества присоединений и рабочего тока самого пункта или шинопровода [2].

Выбор для вариантов 1 и 2 представлен в табл.9.7-9.8 соответственно.

Таблица 9.7 Выбор распределительных пунктов (вариант 1)

	Наименование	Максимальный	Тип СП	Допустимый
		расчетный ток, А		ток, А
	СП-1	279,8	ПР-11-3047	400
	СП-2	97,83	ПР-11-3047	100
	СП-3	106,9	ПР-11-3047	160
	СП-4	56,52	ПР-11-3047	63
	СП-5	41,2	ПР-11-3048	63
	СП-6	37,77	ПР-11-3047	63
	Таблица 9.8 Выбор шинопроводов (вариант 2)
	Наименование	Максимальный	Тип шинопровода	Допустимый
		расчетный ток, А		ток, А
	ШРА-1	245,0	ШРА-250-32-1У3	250
	ШРА-2	130,8	ШРА-250-32-1У3	250

			Лист
Изм. Кол.уч. Лист № док Подп. Дата	140211.65 ПЗ
	70

9.4.2. Выбор параметров коммутационно – защитных аппаратов и уставок их защиты

Выбор автоматических выключателей производим по следующим условиям:

а) по номинальному напряжению

Ua Uном.сети ,	(9.16)
где U a - номинальное напряжение автомата, В.
б) по номинальному току:
Iном.a Iр ,	(9.17)
где Iном.a - номинальный ток автомата, А.
в) по номинальному току теплового расцепителя:
Iном.то Кн Ip ,	(9.18)

где Iном.тр. – номинальный ток срабатывания токовой отсечки, А; Кн = 1,1 – коэффициент надежности.

Для присоединения и резервирования распределительных пунктов и шинопроводов используем автоматы типа «Электрон», так как им приходится пропускать большие токи нагрузки и отключать токи близких КЗ.

Результаты выбора автоматов и кабелей для отдельных электроприемников – в табл. 9.9.

	Таблица 9.9			Выбор сечений кабельных линий и коммутационно-защитных
	аппаратов
	№		Iном.а,							Кз*Iном.то,		Iпр,	F,	Марка ка-
	ЭП	Ip, A	А		Кн*Ip, А		Iном.то	Тип автомата		А		А	мм2	беля
	1	2	3		4		5	6		7		8	9	10
	1	64,35		160	70,785		80	ВА-5125		52,8		60	10	ВВГ 4х10
	2	96,52		160	106,172		160	ВА-5125		105,6		120	2х10	2ВВГ 4х10
	3	22,79		160	25,069		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	4	22,79		160	25,069		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	5	22,79		160	25,069		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	6	28,5		160	31,35		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	7	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	8	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	9	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	10	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	11	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	12	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	13	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	14	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	15	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	16	47,86		160	52,646		63	ВА-5125		41,58		60	10	ВВГ 4х10
	17	28,5		160	31,35		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	18	27,35		160	30,085		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	19	27,35		160	30,085		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
	20	27,35		160	30,085		40	ВА-5125		26,4		60	10	ВВГ 4х10
															Лист
Изм. Кол.уч. Лист			№ док	Подп. Дата					140211.65 ПЗ
														71