5. Организация курсового проектирования

Задание на курсовое проектирование составляется руководителем проекта и выделяется студенту на первой неделе проектирования. За руководителем проекта остается право контролировать объем работы на каждой части (этапе) проекта, как и при составлении задания, так и в процессе его выполнения. Для консультаций и контроля работы студентов над курсовым проектом руководитель составляет расписание консультаций. Студенты обязаны еженедельно отчитываться перед руководителем о выполненной работе.

Задача руководителя проекта состоит в направлении работы студента над проектом, но не в подмене его при решении конкретно поставленных вопросов расчета и конструирования. Студент несет полную ответственность за принятые в проекте конструктивные решения, правильность и точность расчетов, экономическое обоснование и графическое оформление. Руководитель проекта следит также за тем, чтобы работа над курсовым проектом шла в соответствии с графиком и была закончена к установленному сроку.

К защите допускаются проекты, в которых все листы графической части и расчетно-пояснительная записка просмотрены и подписаны руководителем. Подпись руководителя проекта удостоверяет, что решения приняты студентом самостоятельно и принципиально правильны.

Перед защитой студент вывешивает графические материалы проекта и представляет комиссии расчетно-пояснительную записку. Студент должен подготовить доклад на 5-8 минут, освещающий главную задачу проекта, принятые конкретные решения по совершенствованию электроснабжения, особенно выделить принятые в проекте новые решения. После доклада члены комиссии задают студенту вопросы, как по содержанию проекта, так и с целью проверки знаний по изучению курса.

Комиссия устанавливает оценку за выполненный курсовой проект.

В процессе защиты курсовых проектов комиссия выявляет знания студентов не только в области электроснабжения, но и фундаментальные знания в области вычислительной техники, материаловедения, электрических машин, электрических аппаратов, механики, деталей машин, электрического привода.

Заключение

Курсовое проектирование на базе промышленных предприятий (с учетом их потребности в модернизации оборудования) позволит будущему технику лучше изучить современное производство, принять участие в решении технических задач реального производства, стать участником и проводником научно-технического прогресса в промышленности. Решение конкретных задач промышленного предприятия создает условия для более ответственного и тщательного продумывания электроснабжения, ознакомления с материалами существующих стандартов и нормалей, справочными данными, направлениями развития электроснабжения и современного производства.

ПРИЛОЖЕНИЕ

П.1 Методика выполнения расчетной части курсового проекта

П.1.1 Расчет электрических нагрузок цеха. Расчет и выбор числа и мощности

силовых трансформаторов

Расчет производится методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм). Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Р_м; Q_м; S_м) расчетных нагрузок группы электроприемников.

Определение мощности наиболее загруженной фазы

• При включении 1-фазных нагрузок на линейное напряжение, нагрузки отдельных фаз однофазных электроприемников определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (рис.1,а).

И з полученных результатов выбирается наибольшее значение.

• П ри включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение, нагрузки каждой фазы определяются суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу (рис.1,б).

Таблица 1 – Рекомендуемые значения коэффициентов

Наименование механизмов и аппаратов	Ки	Кс	cosφ	tgφ
1	2	3	4	5
Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы (токарные, фрезерные, точильные и т.п.)	0,14	0,16	0,5	1,73
Металлорежущие станки крупносерийного производства с нормальным режимом работы (те же)	0,16	0,2	0,6	1,33
Металлорежущие станки с тяжелым режимом работы (штамповочные, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, фрезерные, строгальные, карусельные, расточные и т.п.)	0,17	0,25	0,65	1,17
Переносной электроинструмент	0,06	0,12	0,65	1,17
Вентиляторы, в т.ч. сантехническая вентиляция	0,6	0,7	0,8	0,75
Насосы, компрессоры, дизельгенераторы	0,7	0,8	0,8	0,75
Краны, тельферы	0,1	0,2	0,5	1,73
Сварочные трансформаторы	0,25	0,35	0,35	2,67
Сварочные машины стыковочные и точечные	0,2	0,6	0,6	1,33
Печи сопротивления, сушильные шкафы, нагревательные приборы	0,75	0,8	0,95	0,33

Таблица 2 – Упрощенные варианты определения

n	Ки ср	m	РН	Формула для
1	2	3	4	5
<5	≥0,2	≥3	переменная
≥5	≥0,2	≥3	постоянная
≥5	≥0,2	<3	переменная
≥5	<0,2	<3	переменная	не определяется, а , где = 0,75; = 0,9; = 1;
≥5	≥0,2	≥3	переменная
≥5	<0,2	≥3	переменная	применяются относительные единицы ; ; ;
>300	≥0,2	≥3	–

Примечание. В таблице 2:

– коэффициент загрузки – отношение фактической потребляемой активной мощности к номинальной активной мощности электроприемника ;

– относительное число эффективных электроприемников, определяется по таблице 3;

– число электроприемников с единичной мощностью больше или равной ;

– относительное число наибольших по мощности электроприемников;

– относительная мощность наибольших по мощности электроприемников.

Таблица 3 – Зависимость

	Коэффициент использования Ки
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
4	3,43	3,22	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29	1,14	1,05
5	3,23	2,87	2,42	2	1,76	1,57	1,41	1,26	1,12	1,04
6	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23	1,1	1,04
7	2,88	2,48	2,1	1,8	1,58	1,45	1,33	1,21	1,09	1,04
8	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,4	1,3	1,2	1,08	1,04
9	2,56	2,2	1,9	1,65	1,47	1,37	1,28	1.18	1,08	1,03
10	2,42	2,1	1,84	1,6	1,43	1,34	1,26	1,16	1,07	1,03
12	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15	1,07	1,03
14	2,1	1,85	1,67	1,45	1,32	1,25	1,2	1,13	1,07	1,03
16	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12	1,07	1,03
18	1,91	1,7	1,55	1,37	1,26	1,21	1,16	1,11	1,06	1,03
20	1,84	1,65	1,5	1,34	1,24	1,2	1,15	1,11	1,06	1,03
25	1,71	1,55	1,4	1,28	1,21	1,17	1,14	1,1	1,06	1,03
30	1,62	1,46	1,34	1,24	1,19	1,16	1,13	1,1	1,05	1,03
35	1,55	1,41	1,3	1,21	1,17	1,15	1,12	1,09	1,05	1,02
40	1,5	1,37	1,27	1,19	1,15	1,13	1,12	1,09	1,05	1,02
45	1,45	1,33	1,25	1,17	1,14	1,12	1,11	1,08	1,04	1,02
50	1,4	1,3	1,23	1,16	1,14	1,11	1,1	1,08	1,04	1,02
60	1,32	1,25	1,19	1,14	1,12	1,1	1,09	1,07	1,03	1,02
70	1,27	1,22	1,17	1,12	1,1	1,1	1,09	1,06	1,03	1,02
80	1,25	1,2	1,15	1,11	1,1	1,1	1,08	1,06	1,03	1,02
90	1,23	1,18	1,13	1,1	1,09	1,09	1,08	1,06	1,02	1,02
100	1,21	1,17	1,12	1,1	1,08	1,08	1,07	1,05	1,02	1,02

Таблица 4 – Зависимость

	1,0	0,95	0,9	0,5	0,8	0,75	0,7	0,65	0,6	0,55	0,5	0,45	0,4	0,35	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1
1	2	3	4	5	6	7/8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
0,005	0,005	0,005	0,006	0,007	0,007	0,009	0,01	0,011	0,013	0,016	0,019	0,024	0,03	0,03	0,051	0,073	0,11	0,18	0,34
0,01	0,03	0,011	0,012	0,013	0,015	0,017	0,019	0,023	0,026	0,031	0,037	0,047	0,059	0,8	0,1	0,14	0,2	0,32	0,52
0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07	0,09	0,11	0,15	0,19	0,26	0,36	0,51	0,71
0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,11	0,13	0,16	0,22	0,27	0,36	0,48	0,64	0,81
0,04	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,15	0,18	0,22	0,28	0,34	0,44	0,57	0,72	0,86
0,05	0,05	0,05	0,06	0,07	0,07	0,08	0,10	0,11	0,13	0,15	0,18	0,22	0,26	0,34	0,41	0,51	0,64	0,79	0,9
0,06	0,06	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,13	0,15	0,18	0,21	0,26	0,31	0,39	0,47	0,58	0,7	0,83	0,92
0,08	0,08	0,08	0,09	0,11	0,12	0,13	0,15	0,17	0,2	0,24	0,28	0,33	0,4	0,49	0,57	0,68	0,79	0,89	0,94
0,1	0,09	0,1	0,12	0,13	0,15	0,17	0,19	0,22	0,25	0,29	0,34	0,4	0,47	0,57	0,66	0,7	0,85	0,92	0,95
0,15	0,14	0,16	0,17	0,2	0,23	0,25	0,28	0,32	0,37	0,42	0,48	0,56	0,68	0,74	0,8	0,88	0,93	0,95
0,2	0,19	0,21	0,23	0,26	0,29	0,33	0,37	0,42	0,47	0,54	0,64	0,69	0,76	0,83	0,89	0,93	0,95
0,25	0,24	0,26	0,29	0,32	0,36	0,41	0,45	0,51	0,57	0,64	0,71	0,78	0,83	0,87	0,91	0,95
0,3	0,29	0,32	0,35	0,39	0,43	0,48	0,53	0,6	0,66	0,73	0,8	0,86	0,9	0,93	0,95

Продолжение таблицы 4

1	2	3	4	5	6	7/8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
0,35	0,33	0,37	0,41	0,45	0,5	0,56	0,62	0,68	0,74	0,81	0,86	0,91	0,94	0,95
0,4	0,38	0,42	0,47	0,52	0,57	0,63	0,69	0,75	0,81	0,86	0,91	0,93	0,95
0,45	0,43	0,47	0,52	0,58	0,64	0,7	0,76	0,81	0,87	0,91	0,93	0,95
0,5	0,48	0,53	0,58	0,64	0,7	0,76	0,82	0,89	0,91	0,94	0,95
0,55	0,52	0,57	0,63	0,69	0,75	0,82	0,87	0,91	0,94	0,95
0,6	0,57	0,63	0,69	0,75	0,81	0,87	0,91	0,94	0,95
0,65	0,62	0,68	0,74	0,81	0,86	0,91	0,94	0,95
0,7	0,66	0,73	0,8	0,86	0,9	0,94	0,95
0,75	0,71	0,78	0,85	0,9	0,93	0,95
0,8	0,76	0,83	0,89	0,94	0,95
0,85	0,8	0,88	0,94	0,95
0,9	0,85	0,92	0,95
1	0,95

Таблица 5 – Технические данные электроприемников

Наименование электроприемника	Рн, кВт	Ки	cosφ	tgφ
1	2	3	4	5
3-фазный ДР
1. Компрессорная установка	28	0,65	0,8	0,75
2. Вентиляционная установка	15	0,7
3. Насосная установка	55
4. Станок фрезерный	11,5	0,14	0,5	1,73
5. Станок токарный	14
6. Станок строгальный	11
7. Станок карусельный	40
8. Станок наждачный	2,8
9. Станок винторезный	15
10. Станок расточной	42
11. Станок шлифовальный	3
12. Станок слиткообдирочный	45
13. Станок галтовочный	4
14. Молот ковочный	15	0,24	0,65	1,17
15. Пресс штамповочный	4,5
16. Автомат фрезерный	7,5	0,17
17. Печь индукционная	8	0,75	0,35	2,67
18. Печь дуговая	30		0,87	0,56
19. Печь сопротивления	35	0,8	0,95	0,33
20. Конвейер ленточный	35	0,55	0,75	0,88
21. Транспортер роликовый	10
3-фазный ПКР
22. Кран мостовой, ПВ = 25%	30	0,05	0,5	1,73
23. Тележка подвесная, ПВ = 40%	4	0,1
24. Тельфер транспортный, ПВ = 60%	10

Продолжение таблицы 5

Наименование электроприемника	Рн, кВт	Ки	cosφ	tgφ
1	2	3	4	5
1-фазный ПКР
25. Трансформатор сварочный, ПВ = 40 %	28 кВА	0,2	0,4	2,29
26. Аппарат дуговой сварки, ПКР = 60 %	16 кВА	0,3	0,35	2,67
27. Аппарат стыковой сварки, ПКР = 25 %	14 кВА	0,35	0,55	1,51
Осветительная установка
28. Лампы накаливания	9…11 Вт/м^2	0,85	1	–
29. Газоразрядные лампы		0,85	0,95	0,33

Пример расчета

Дано:

Категория ЭСН-1;

Электроприемники: № 1-7-19-21-24-25-29;

Цех машиностроения – 350 м².

Требуется:

• составить схему ЭСН;

• рассчитать нагрузки и заполнить сводную ведомость нагрузок;

• выбрать ТП-10/0,4.

Решение:

• Электроприемники разбиваются на группы: 3-фазный ДР; 3-фазный ПКР; 1-фазный ПКР; ОУ;

• Выбирают виды РУ: ШМА, РП и ЩО;

• Исходя из понятия категории ЭСН-1, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки:

• т.к. потребитель 1-й категории ЭСН, то ТП – 2-х трансформаторная, а между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва);

• т.к. трансформаторы должны быть одинаковыми, то нагрузка по секциям распределяется примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1(3-фазного ПКР); РП2 (3-фазного ПКР); ЩО; ШМА1 и ШМА2 (для 3-фазного ДР).

Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН (рис.1.5.2)

• Нагрузки 3-фазного ПКР приводят к длительному режиму:

.

• Нагрузка 1-фазного ПКР, вчключенная на линейное напряжение, приводится к длительному режиму и к условной 3-фазной мощности:

тогда

• Методом удельной мощности определяется нагрузка ОУ:

П.1.2 Расчет и выбор оборудования компенсации реактивной мощности

П.1.2.1 Расчет мощности компенсационных устройств

П.1.2.2 Расчет точек подключения КУ к ШМА

П.1.3 Картограмма нагрузок и выбор места расположения подстанции

Главную понижающую подстанцию (ГПП) устанавливают в центре энергетических нагрузок (ЦЭН), поэтому задача сводится к определению координат ЦЭН.

• По исходным данным необходимо построить оси координат Х и У на генплане предприятия (или на ситуационном плане расположения предприятия).

• Нанести на генплане ЦЭН каждого цеха (или сторонних потребителей энергии запитанных от той же ГПП).

• С учетом размеров территории генплана необходимо выбрать масштаб нагрузок, ориентируясь на наибольшую и на наименьшую нагрузку (потребителей энергии запитанных от той же ГПП), приняв удобный радиус.

где m_a – масштаб активных нагрузок, кВт/км²;

m_р – масштаб реактивных нагрузок, квар/км²;

Р_нм – наименьшая активная мощность цеха; кВт;

Q_нм – наименьшая реактивная мощность цеха; квар;

R_нм – наименьший визуально воспринимаемый радиус картограммы нагрузки, км.

Величина m округляется и принимается, как для активных, так и для реактивных нагрузок.

• Определяются радиусы кругов активных и реактивных нагрузок каждого цеха:

где R_a – радиусы активных нагрузок, км;

R_р – радиусы реактивных нагрузок, км;

Р – активная мощность цеха, кВт;

Q – реактивная мощность цеха, квар.

Если даны только активная мощность цеха P и его коэффициент мощности cosφ, то реактивная мощность цеха определяется, как

• Определяются условные координаты ЦЭН всего предприятия

В точке А с координатами (Х_а0; Y_a0) находится центр энергетических активных нагрузок, в котором целесообразно расположить ГПП.

В точке В с координатами (Х_р0; Y_р0) находится центр энергетических реактивных нагрузок, в котором целесообразно расположить ККУ (комплектные конденсаторные установки).

• Составляется картограмма нагрузок, на которую наносятся все необходимые данные.

Примечания:

1. Картограмму нагрузок можно составить и для цеха с целью определения рационального месторасположения цеховой трансформаторной подстанции.

2. Величина нагрузок на генплане изображается кругами, площадь которых пропорциональна им.

Пример расчета

Дано: Генплан размером 3×2 км с силовыми нагрузками цехов:

Параметр	Номер цеха
	Ц1	Ц2	Ц3	Ц4	Ц5
Р, кВт	100	160	1000	400	25
Х, км	0,6	1,45	2,4	1,55	0,4
Y, км	1,45	1,25	0,9	0,55	0,4
cosφ	0,7	0,75	0,9	0,8	0,6

Требуется:

• Определить координаты ЦЭН активных;

• Определить координаты ЦЭН реактивных;

• Нанести данные на генплан.

Решение:

• Наносятся на генплан центры энергетических нагрузок (ЦЭН) каждого цеха (рис.1.7.1), масштаб генплана m_г=0,2 км/см.

• Определяются радиусы кругов активных и реактивных нагрузок, исходя из масштаба генплана.

Определяется масштаб (ma) активных нагрузок, исходя из масштаба генплана.

Принимается для наименьшей нагрузки (Ц5) радиус R_a5=0,1 км, тогда

Принимается m_a= 800 кВт/км².

Определяется радиус для наибольшей нагрузки в принятом масштабе

Нанесение нагрузок на генплан в данном масштабе возможно, следовательно: масштаб утверждается.

Определяются радиусы кругов остальных нагрузок.

.

Результаты заносятся в "Сводную ведомость нагрузок цехов" (таблица 1.7.1).

Определяются реактивные нагрузки каждого цеха из соотношения

где tgφ_i определяется по cosφ_i.

Результаты заносятся в "Сводную ведомость нагрузок цехов".

Определяются радиусы кругов для реактивных нагрузок при том же масштабе, т.е. при m_р= 800 квар/км² по формуле

.

Результаты заносятся в "Сводную ведомость нагрузок цехов".

Нагрузки кругами наносятся на генплан, активные – сплошной линией, реактивные – штриховой.

Определяются координаты точки А, т.е. ЦЭН активной

Вблизи точки А с координатами (2,0; 0,88) располагают ГПП.

Определяются координаты точки В, т.е. ЦЭН реактивной

Вблизи точки В с координатами (2,3; 0,88) располагают ККУ или синхронный компенсатор (СК).

• Составляются картограммы нагрузок для всего предприятия и наносятся необходимые данные.

Таблица 1.7.1 – Сводная ведомость нагрузок цехов

Параметр	Номер цеха
	Ц1	Ц2	Ц3	Ц4	Ц5
Р, кВт	100	160	1000	400	25
Ra ,км	0,2	0,25	0,63	0,4	0,1
Х, км	0,6	1,45	2,4	1,55	0,4
Y, км	1,45	1,25	0,9	0,55	0,4
cosφ	0,7	0,75	0,9	0,8	0,6
tgφ	1,02	0,88	0,48	0,75	1,33
Q , квар	102	141	480	300	33
Rp ,км	0,22	0,24	0,44	0,35	0,11

Ответ: место установки ГПП и ЦЭН активной вблизи точки А (2,0; 0,88); место установки ГПП и ЦЭН активной вблизи точки А (2,0; 0,88);

П.1.4 Расчет и выбор питающих линий высокого напряжения

Для выбора аппарата защиты необходимо знать величину силы тока в линии, на которой он установлен, а также число фаз.

• Сразу после трансформатора сила тока (в амперах) в линии определяется

_,

где S_Т – номинальная мощность трансформатора, кВА;

U_Н.Т – номинальное напряжение трансформатора, кВ.

Принимается U_Н.Т= 0,4 кВ.

• Сила тока в линии к РУ, РП или шинопроводу

_,

где S_М.РУ – максимальная расчетная мощность РУ, кВА;

U_Н.РУ – номинальное напряжение РУ, кВ.

Принимается U_Н.РУ= 0,38 кВ.

• Сила тока в линии к ЭД переменного тока

_,

где Р_Д – мощность ЭД переменного тока, кВт;

U_Н.РУ – номинальное напряжение ЭД переменного тока, кВ;

η_Д – КПД ЭД переменного тока.

Примечание. Если ЭД повторно-кратковременного режима, то .

• Сила тока в линии к сварочному трансформатору

_,

где S_СВ – полная мощность сварочного 3-фазного трансформатора, кВА;

U_Н.РУ – номинальное напряжение ЭД переменного тока, кВ;

η_Д – КПД ЭД переменного тока.

В сетях напряжением менее 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители и тепловые реле.

• Автоматы выбираются согласно следующим условиям:

– для линии без ЭД I_н.а. ≥ I_н.р I_н.р ≥ I_дл I_о ≥ I_дл;

– для линии с одним ЭД U_н.а ≥ U_c I_н.р ≥ 1,25∙I_дл I_о ≥ 1,2∙I_п;

– для групповой линии с несколькими ЭД I_н.р ≥ 1,1∙I_дл I_о ≥ 1,2∙I_пик;

где I_н.а – номинальный ток защитного автомата, А;

I_н.р – номинальный ток расцепителя, А;

I_дл – длительный ток в линии, А;

I_м – максимальный ток в линии, А;

U_н.а – номинальное напряжение автомата, В;

U_с – номинальное напряжение сети, В;

I_о – ток отсечки, А;

_{Ко – кратность отсечки ;}

_{Iп – пусковой ток, А; ;}

К_п – кратность пускового тока: для АЭД К_п= 6,5…7,5; для СД и МПТ К_п= 2…3;

I_н.д – номинальный ток двигателя, А;

I_пик – пиковый ток: I_пик = I_п.нб + I_м – I_н.нб ;

I_п.нб – пусковой ток наибольшего по мощности в группе ЭД, А;

I_н.нб – номинальный ток наибольшего по мощности в группе ЭД, А;

I_м – максимальный ток на группу, А.

Зная тип, I_н.а и число полюсов автомата, выписываются все каталожные данные.

• Предохранители выбираются согласно следующим условиям:

– для линии без ЭД I_вс ≥ I_дл

– для линии с ЭД и тяжелым пуском I_вс ≥ ;

– для линии с ЭД и легким пуском I_вс ≥ ;

– для линии к РУ, РП или шинопроводу I_вс ≥ ;

– для линии к сварочному трансформатору I_вс ≥ 1,2∙I_св;

где I_вс – ток плавкой вставки, А; I_н.п ≥ I_вс;

I_н.п – номинальный ток предохранителя, А.

• Тепловые реле выбираются согласно следующему условию: I_тр ≥ 1,25∙I_н.д;

где I_тр – ток теплового реле, номинальный, А.

Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и тепловые реле серии РТЛ.

• Проводники для линий ЭСН выбираются с учетом соответствия аппарату защиты согласно следующим условиям:

– для линии защищенной автоматом с комбинированным расцепителем I_доп ≥ К_зщ∙I_у(п);

– для линии защищенной только от КЗ предохранителем I_доп ≥ К_зщ∙I_вс;

– для линии с тепловым реле I_доп ≥ К_зщ∙I_тр;

где I_доп – допустимый ток проводника, А;

К_зщ – коэффициент защиты, для взрыво- и пожароопасных помещений К_зщ = 1,25; для нормальных неопасных помещений К_зщ = 1; для предохранителей без тепловых реле в линии К_зщ = 0,33.

Окончательно марка аппарата защиты формируется по типу проводника, числу фаз и условию выбора.

Пример расчета

Линия с автоматом типа ВА и РУ типа ШМА

Дано: ЭП №1 – компрессорная установка;

Р_н = 28 кВт; η = 0,9;

Требуется:

• составить расчетную схему ЭСН;

• рассчитать и выбрать АЗ (автомат защиты);

• рассчитать и выбрать линии ЭСН.

Решение:

1. Составляется расчетная схема ЭСН до ЭП №1, подключенного к ШМА1 (рис.1.8.1).

Примечание. При составлении расчетной схемы длину шин НН не принимать во внимание, а длину ШМА1 учитывать (от точки подключения питания к ШМА1 до точки подключения ЭП №1).

2. Рассчитываются и выбираются АЗ типа ВА.

• Линия Т1–ШНН, 1SF, линия без ЭД:

Выбирается ВА 51-39-34 [N2 ВА51-39, с.45, 81]:

Марка автомата защиты	Номинальн. напряжение автомата	Номинальн. ток автомата	Номинальный ток теплового расцепителя	Предельный ток теплового расцепителя	Номинальная рабочая наибольшая отключающая способность	Предельная отключающая способность
	Uн.а	Iн.а	Iн.p	Iу(п)	Iу(кз)	Iоткл
	В	А	А	А	А	кА
ВА55-39-3	380	630	630	1,25Iн.p	2Iн.p	25
ВА57-39-34	380	630	630	1,25Iн.p	2Iн.p	40
ВА51-39-34	380	630	630	1,25Iн.p	5Iн.p	70

• Линия ШНН–ШМА1, SF1, линия с группой ЭД:

I_м = 326,8 А (из РПЗ-5);

I_н.а. ≥ I_н.р;

I_н.р ≥ 1,1 I_м = 1,1∙326,8 = 359,5 А;

Выбираем ВА51-39-34.

Марка автомата защиты	Номинальн. напряжение автомата	Номинальн. ток автомата	Номинальный ток теплового расцепителя	Предельный ток теплового расцепителя	Номинальная рабочая наибольшая отключающая способность	Предельная отключающая способность
	Uн.а	Iн.а	Iн.p	Iу(п)	Iу(кз)	Iоткл
	В	А	А	А	А	кА
ВА55-39-3	380	400	400	1,25Iн.p	5Iн.p	25
ВА51-39-34	380	400	400	1,25Iн.p	5Iн.p	70

1) Учитывая, что:

– на ШМА1 количество электродвигателей в группе более 5 единиц;

– наибольший по мощности – карусельный станок;

то номинальный ток наибольшего по мощности в группе ЭД

где Р_н – мощность наибольшего по мощности в группе ЭД; Р_н = 40 кВт;

U_н – номинальное напряжение; U_н = 0,38 кВ;

η – КПД ЭД переменного тока;

cosφ – коэффициент мощности ЭД переменного тока.

2) Пусковой ток наибольшего по мощности в группе ЭД

где K_п – кратность пускового тока: для АЭД K_п= 6,5…7,5.

3) Пиковый ток

;

где K_и – коэффициент использования наибольшего по мощности в группе ЭД.

4) Принимаем кратность отсечки K_о = 1,25. При этом определим ток отсечки.

_{Учитывая, что , то .}

• Линия ШМА1 – компрессорная установка, SF, линия с одним электродвигателем:

I_н.а. ≥ I_н.р;

I_н.р ≥ 1,25 I_Д = 1,25∙59,2 = 74 А;

Выбираем ВА52-31-3.

Марка автомата защиты	Номинальн. напряжение автомата	Номинальн. ток автомата	Номинальный ток теплового расцепителя	Предельный ток теплового расцепителя	Номинальная рабочая наибольшая отключающая способность	Предельная отключающая способность
	Uн.а	Iн.а	Iн.p	Iу(п)	Iу(кз)	Iоткл
	В	А	А	А	А	кА
ВА52-31-3	380	100	80	1,25Iн.p	7Iн.p	25

;

Принимается К_о = 7.

5) Выбираются линии электроснабжения с учетом соответствия аппаратам защиты согласно условию .

Для прокладки в воздухе в помещениях с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель АВВГ, К_ЗЩ = 1.

• Линия с SF1:

Выбирается АВВГ-3×(3×95), I_доп = 3×170 А.

• Линия с SF:

Выбирается АВВГ-3×50, I_доп = 110 А.

6) Выбирается ШРА4-630-32-УЗ:

Марка шинопровода распределительного	Номинальн. напряжение	Номинальн. ток автомата	Предельно допустимый ток	Активное сопротивление	Реактивное сопротивление	Предельная отключающая способность
	Uн.ш	Iн.ш	Iд	r0	Х0	Z0
	В	А	кА	Ом/км	Ом/км	Ом/км
ШРА4-630-32-УЗ	660	630	35	0,13	0,1	0,1

Δu₀ = 8,5∙10^-2 В/м.

Сечение шинопровода а × b = 80 × 5 мм.

Примечание. Вместо ШМА по току нагрузки устанавливается ШРА.

Полученные данные (основные) наносятся на расчетную схему.

Ответ: 1SF, ВА55-39-3: SF1, ВА55-39-3: SF, ВА52-31-3:

I_н.р = 630А; I_н.р = 400А; I_н.р = 80А;

I_у(п) = 1,25·I_н.р; I_у(п) = 1,25·I_н.р; I_у(п) = 1,25·I_н.р;

I_у(кз) = 2·I_н.р; I_у(кз) = 5·I_н.р; I_у(кз) = 7·I_н.р.

Линия с SF1 – АВВГ 3×(3×95), I_доп = 3×170 А.

Линия с SF – АВВГ 3×50, I_доп = 110 А.

ШРА4-630-32-УЗ.

П.1.5 Расчет токов короткого замыкания (К.З.)

Рассчитать токи короткого замыкания – это значит:

– по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

– рассчитать сопротивления;

– определить в каждой точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ, заполнить сводную ведомость токов КЗ.

• Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи – электрическими. Точки КЗ выбирают на ступенях распределения и на конечном электроприемнике. Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

• Для определения токов КЗ используют следующие соотношения:

где q – коэффициент действующего значения ударного тока,

• Сопротивление схем замещения определяется следующим образом.

1) Для силовых трансформаторов по таблице 1.9.1. или расчетным путем из соотношений

где ΔP_К – потери мощности КЗ, кВт;

u_К – напряжение КЗ, %;

U_НН – линейное напряжение обмотки, кВ;

S_Т – полная мощность трансформатора, кВА.

2) Для токовых трансформаторов по таблице 1.9.2.

3) Для коммутационных и защитных аппаратов по таблице 1.9.3. Сопротивления зависят от I_н.а. аппарата.

Примечание. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.

4) Для ступеней распределения по таблице 1.9.4.

5) Для линий электроснабжения кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений

где r₀ и х₀ – удельные активное и индуктивное сопротивление, мОм/м;

L_Л – протяженность линии, м.

Удельные сопротивления для расчета 3-фазных, 2-фазных токов КЗ определяются по таблицам 1.9.5-1.9.7.

Пример расчета

П.1.6 Расчет и выбор релейной защиты

Пример расчета

П.1.7 Расчет заземляющих устройств

Пример расчета

П.1.8 Расчет системы молниезащиты

Пример расчета

Приложение 2. Порядок заполнения основной надписи и дополнительных граф конструкторской документации

В графах основной надписи и дополнительных графах (номера граф на формах показаны в круглых скобках) указывают значения соответствующих реквизитов:

в графе 1 – тема курсового проекта в именительном падеже;

в графе 2 – код документа, состоящий из пятнадцати буквенно-цифровых знаков. Например, "КП.2011.140613.304.05.Э3". Это обозначает: курсовой проект; год выполнения проекта; код специальности студента; номер группы студента; порядковый номер студента в классном журнале; код шифра основных документов (Приложение 4);

в графе 3 – наименование объекта проектирования в именительном падеже;

в графе 4 – литеру, присвоенную данному документу, т.к. проект учебный, то проставляется литера "У";

в графе 5 – массу изделия по ГОСТ 2.109 (заполняется только для деталей);

в графе 6 – масштаб (проставляется в соответствии с ГОСТ 2.302 и ГОСТ 2.109);

в графе 7 – порядковый номер листа;

в графе 8 – общее количество листов документа (указывают только на первом листе);

в графе 9 – наименование или код организации, выпускающей документ: "ФГОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК" Технологический институт СПО группа Э-304";

в графе 10 – характер работы, выполняемой лицом, подписывающим документ;

в графе 11 – фамилии лиц, подписавших документ;

в графе 12 – подписи лиц, фамилии которых указаны в графе 11;

в графе 13 – дату подписания документа;

в графах 14-19 – сведения об изменениях, в учебном проекте не заполняются;

в графе 26 – обозначение документа, повернутое на 180° для формата А4 и для форматов больше А4 при расположении основной надписи вдоль длинной стороны листа и на 90° для форматов больше А4 при расположении основной надписи вдоль короткой стороны листа;

в графе 32 – обозначение формата листа по ГОСТ 2.301;

в графах 33 и далее – информация в учебном проекте не заполняется;

Приложение 4. Образец выполнения графической части курсового проекта

Приложение 5 – Наименование и шифры основных документов

Чертеж детали	00
Сборочный чертеж	СБ
Чертеж общего вида	ВО
Габаритный чертеж	ГЧ
Монтажный чертеж	МЧ
Схема технологического процесса	СТ
Схема электрическая структурная	Э1
Схема электрическая функциональная	Э2
Схема электрическая принципиальная	Э3
Схема электрическая монтажная (соединения)	Э4
Схема электрическая подключения	Э5
Схема электрическая общая	Э6
Схема электрическая расположения	Э7
Спецификации	00
Ведомость покупных изделий	ВП
Технические условия	ТУ
Программа и методика испытаний	ПМ
Пояснительная записка	ПЗ

Приложение 6 – Этапы курсового проектирования

Курсовой проект разбит на 17 этапов проектирования, в которых рассматриваются следующие вопросы:

Этап №1. Введение. Анализ исходных данных и выбор варианта электроснабжения;

Этап №2. Расчет электрических нагрузок цеха;

Этап №3. Выбор схемы электроснабжения и рационального напряжения;

Этап №4. Расчет и выбор числа и мощности трансформаторов;

Этап №5. Расчет и выбор оборудования компенсации реактивной мощности;

Этап №6. Расчет и построение картограммы нагрузок цехов и месторасположения ГПП;

Этап №7. Расчет и выбор питающих линий ВН;

Этап №8. Расчет и выбор магистральных и распределительных сетей цеха напряжением до 1 кВ, защита от токов перегрузки и К.З.;

Этап №9. Расчет токов короткого замыкания;

Этап №10. Выбор электрооборудования ТП и проверка его на действие токов К.З.;

Этап №11. Расчет и выбор релейной защиты ТП;

Этап №12. Расчет системы заземления цеха;

Этап №13. Расчет системы молниезащиты.

Этап №14. Мероприятия по обеспечению безопасной работы;

Этап №15. Графическая часть. Схема расположения силовых сетей объекта.

Этап №16. Графическая часть. Схема расположения сетей рабочего и аварийного освещения;

Этап №17. Графическая часть. Схема электроснабжения объекта принципиальная.

Приложение 7 – Информационное обеспечение курсового проектирования

1. Липкин, Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок [Текст] : учебник для электротехнических специальностей средних специальных учебных заведений / Б. Ю. Липкин . – 4-е изд., перераб. и доп . – М. : Высшая школа, 1990 . – 366 с. – ISBN 5-06-000749-9.

2. Шеховцов, В. П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: учебник. – М: ФОРУМ: ИНФРА-М. 2004. – 407 с: ил. – (Профессиональное образование). ISBN 5-8199-0117-7 (ФОРУМ) ISBN 5-16-001891-3.

3. Александров, К. К. Электротехнические чертежи и схемы [Текст]: производственное издание / К. К. Александров, Е. Г. Кузьмина; – М.: Энергоатом издат, 1990. – 288 с. – ISBN 5-283-00618-2.

4. Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС 2006 -320 с. ил. – ISBN 5-93196-542-4.

5. ГОСТ 2.104-2006. ЕСКД. Основные надписи [Текст].

6. ГОСТ 2.702-75. ЕСКД. Правила выполнения электрических схем [Текст].

7. ГОСТ 2.732-68. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Источники света [Текст].

8. Правила устройства электроустановок [Текст]: Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2008. – 853 с., ил. ISBN 978-5-379-00766-9.

94