Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…..41Стр 1 из 3Следующая ⇒
СОДЕРЖАНИЕ Стр.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ……………………………………..3 ВВЕДЕНИЕ …… … … ……………………………………………… ……… …4 1 Электрооборудование цеха……………………………………………………..5 1.1 Краткая характеристика цеха и краткое описание технологического процесса………………………………………………………………………5 1.2 Перечень основных отделений цеха и характеристика их с точки зрения пожаро- и взрывоопасности, техники безопасности и категории электроснабжения согласно ПУЭ………………………………5 1.3 Выбор мощности электродвигателей по каталогам на технологическое оборудование…………………………………… ……..7 2 Электроснабжение цеха……………………………, … ……, ……………… …8 2.1 Расчет ожидаемых нагрузок цеха……………………, ………………………8 2.2 Расчет годового расхода электроэнергии на шинах низкого напряжения..14 2.3 Определение средневзвешенного коэффициента мощности………………15 2.4 Компенсация реактивной энергии и технико-экономический расчет компенсирующего устройства…………, ………………………… ……………16 2.5 Выбор числа, мощности трансформаторов на подстанции путем
технико-экономического сравнения вариантов………………………………..19 2.6 Выбор вариантов распределения электроэнергии по цеху и технико-экономическое сравнение выбранных вариантов……… ………, ……………23 2.7 Расчет силовой сети (выбранного варианта) на потерю напряжения. Выбор аппаратов защиты. Выбор ПРА………. …… …………, …………29 2.8 Расчет зануления цеха……………………………………, ………………….33 3 Цеховая подстанция……………………………………………………………34 3.1 Выбор комплектной цеховой подстанции………………………………….34 3.2 Описание конструкции и компоновки цеховой подстанции… …… … …34 3.3 Выбор сечения проводников сети высокого напряжения…………………37 3.4 Расчет защитного заземления подстанции…………………………………38 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..41 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………..42
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ЗУ – заземляющее устройство КТП – комплектная трансформаторная подстанция КУ – компенсирующее устройство РП – распределительный пункт ТП – трансформаторная подстанция ТТ – трансформатор тока ЭП – электроприемник
ВВЕДЕНИЕ Электрическая энергия, вырабатываемая источниками питания и предназначенная для работы электроприемников (ЭП), должна иметь такие показатели качества, которые обеспечивают надежность и экономичность их работы. Качественные показатели электроэнергии нормируются государственными стандартами; на эти нормы ориентированы технические условия работы ЭП, выпускаемых промышленностью. Энергетическая программа России предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования; реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов; улучшения структуры производства, преобразования и использования энергетических ресурсов. Перед энергетикой в ближайшем будущем стоит задача всемерного развития и использования возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной, ветровой, приливной и др.; развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов.
1. Электрооборудование цеха 1.1 Краткая характеристика цеха и краткое описание технологического процесса Данный цех предназначен для производства сетки рабицы.Стальная проволока попадает на плетельные станки где и производится изготовление сетки.Далее уже сетка попадает на сварочные автоматы, которые производят сварку концов проволоки на краю рулона, для того чтобы проволока не расплеталась при транспортировке и применении.Электрические ванны предназначены для покрытия сеточных рулонов антикорозийным покрытием при помощи электролиза.Для нормальных условий работы предусмотрена вентиляция.
1.2 Перечень основных отделений цеха и характеристика их с точки зрения пожаро- и взрывоопасности, техники безопасности и категории электроснабжения согласно ПУЭ B-Ia
В состав моего цеха входят основное производственное помещение и бытовые помещения: кабинет начальника цеха, кабинет мастера, столовая, склад, комната отдыха, раздевалки женская и мужская, душ женский и мужской, туалеты женский и мужской. Производство сеточного цеха по пожаро- и взрывоопасности относится к категории Д, т.к. связано с обработкой несгораемых материалов в холодном состоянии. Все помещения цеха являются ни взрывоопасными, ни пожароопасными. Проектируемый цех относится к третьей категории электроснабжения, т.к. перерыв электроснабжения может повлечь за собой массовый недоотпуск продукции, массовые простои рабочих и промышленного транспорта. С точки зрения поражения электрическим током сеточный цех относится к особо опасным помещениям, т.к. в нем одновременно присутствуют два признака создающие повышенную опасность: токопроводящие полы и возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий и к металлическим корпусам электрооборудования.
1.3 Выбор мощности электродвигателей по каталогам на технологическое оборудование
Выбираю асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором из серии 4А на синхронную частоту вращения 1500 об/мин. Эти электродвигатели предназначены для питания от сети 380 В с частотой 50 Гц. Тип электродвигателя и их технические данные нахожу по таблице 19-6а с.(169¸ 171) /1/ и заношу в таблицу 1. Таблица 1 – Технические данные электродвигателей
2 Электроснабжение цеха 2.1 Расчет ожидаемых нагрузок цеха 2.1.1 Расчет веду методом коэффициента максимума. Результаты всех вычислений, а также данные, выбираемые по справочной литературе, заношу в таблицу 2. 2.1.2 Выбираю светильник типа НОГЛ 7 - 2´ 40 по таблице 3-9 с.(58¸ 61) /2/. Этот светильник относится к группе 5 в соответствии с таблицей 3-2 с.(40¸ 42) /2/. 2.1.3 Определяю норму освещенности для производственного помещения цеха по таблице 4-1 с.(86¸ 88) /2/: Е=200 Лк. 2.1.4 Определяю площадь цеха: F=А*В=18*30=540 м2, где А – длина цеха, м; В – ширина цеха, м. 2.1.5 Определяю удельную мощность освещения по таблице 5-43 с.(162¸ 163) /2/, полагая, что расчетная высота составляет 5 м: w=6, 2 Вт/м2. 2.1.6 Определяю установленную мощность для освещения: РУСТ.ОСВ=F*w=540*6, 2*10-3=3, 3 кВт. 2.1.7 Определяю установленную мощность для силовых ЭП: РУСТ.СИЛ=РУСТ.1+ РУСТ.2+…+ РУСТ.24=18, 5+18, 5+…+1, 1=441, 2 кВт.
2.1.8 Определяю установленную мощность по цеху: РУСТ.ЦЕХА= РУСТ.ОСВ +РУСТ.СИЛ=3, 3+441, 2=444, 5 кВт. 2.1.9 Определяю коэффициент использования (КИ) и коэффициент мощности (cosj) для каждого ЭП по таблице 24-6 с. (30¸ 33) /3/. 2.1.10 Определяю среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП РП – 1 по формуле:
РСМ=КИ*РНОМ (1)
РСМ. 1=0, 4*18, 5=7, 4 кВт. Для остальных ЭП расчет аналогичен. 2.1.11 Определяю суммарную среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для РП – 1: SРСМ. РП – 1= РСМ. 1+РСМ. 2 +РСМ. 3+…+РСМ.6 =7, 4+7, 4+7, 4+…+7, 4=44, 4кВт. 2.1.12 Определяю среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП РП – 1 по формуле:
QСМ=РСМ*tgj (2)
QСМ. 1=7, 4*1, 02=7, 548 кВАр. Для остальных ЭП расчет аналогичен. 2.1.13 Определяю суммарную среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для РП – 1: SQСМ. РП – 1= QСМ. 1 +QСМ.2-6 =7.548+7.548=45, 288 кВАр. 2.1.14 Определяю среднее значение коэффициента использования для РП – 1: = . 2.1.15 Определяю показатель силовой сборки для РП – 1: = =1 2.1.16 Определяю эффективное число ЭП для РП – 1: т.к. m< 3 и КИ.С> 0, 2, то nЭ=2*SРНОМ. РП – 1/РНОМ. MAX=2*18, 2/4=9, 1. Т.к. получилось nЭ> n, то принимаю nЭ=n=10. 2.1.17 По таблице 2.13 стр. 54 /4/ определяю коэффициент максимума для РП – 1: КМ. РП – 1 =1.66 2.1.18 Определяю максимальную активную мощность по РП – 1: РМ. РП – 1 =КМ. РП – 1 * SРСМ. РП – 1 =1.66*44, 4=73, 7кВт. 2.1.19 Определяю максимальную реактивную мощность по РП - 1: QМ. РП – 1 = * SQСМ. РП – 1 =1, 66*45, 288=75, 17 кВАр, где - коэффициент максимума реактивной мощности, значение которого принял в соответствии с рекомендациями с.89 /5/. 2.1.20 Определяю максимальную полную мощность для РП – 1: SМ. РП – 1= кВА. 2.1.21 Определяю максимальный ток для РП – 1: IМ. РП – 1= =161, 8 А. Расчет для РП – 2, РП – 3 и РП – 4 произвожу аналогично. 2.1.22 Определяю среднюю активную мощность для освещения: РСМ. ОСВ=РУСТ. ОСВ*КИ. ОСВ=3, 3*0, 85=2, 8 кВт. 2.1.23 Определяю среднюю реактивную мощность для освещения: QСМ. ОСВ=РСМ. ОСВ*tgj ОСВ=2, 8*0, 33=0, 9 кВАр. 2.1.24 Определяю среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для силовых ЭП: РСМ. СИЛ=SРСМ. РП – 1+SРСМ. РП – 2+SРСМ. РП – 3+SРСМ. РП – 4=44, 4+26, 4+108+11, 64= =190, 44 кВт. 2.1.25 Определяю среднюю активную мощность по цеху: РСМ. ЦЕХА= РСМ. СИЛ+ РСМ. ОСВ =190, 44+2, 8=193, 24 кВт. 2.1.26 Определяю среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для силовых ЭП: QСМ. СИЛ=SQСМ. РП – 1+SQСМ. РП – 2+SQСМ. РП – 3+SQСМ. РП 4=45, 288+35, 112+81+10, 24= =171, 64 кВАр. 2.1.27 Определяю среднюю реактивную мощность по цеху: QСМ. ЦЕХА= QСМ. СИЛ+ QСМ. ОСВ=171, 64+0, 9=172, 54 кВАр. 2.1.28 Определяю средний коэффициент использования для силовых ЭП: КИ. СР. СИЛ= 2.1.29 Определяю эффективное число силовых ЭП цеха: т.к. m> 3 и КИ. СР. СИЛ> 0, 2, то nЭ= . 2.1.30 Определяю коэффициент максимума для силовых ЭП цеха, по таблице 2.13 с.54 /4/: КМ. СИЛ=1, 19. 2.1.31 Определяю максимальную активную мощность силовых ЭП цеха: РМ. СИЛ= КМ. СИЛ* РСМ. СИЛ=1, 19*190, 44=226, 6 кВт. 2.1.32 Определяю максимальную реактивную мощность силовых ЭП цеха: QМ. СИЛ= QСМ. СИЛ=171, 64 кВАр. 2.1.33 Определяю максимальную активную мощность освещения: РМ. ОСВ=РСМ. ОСВ=2, 8 кВт. 2.1.34 Определяю максимальную реактивную мощность освещения: QМ. ОСВ=QСМ. ОСВ=0, 9 кВАр. 2.1.35 Определяю максимальную активную мощность по цеху: РМ. ЦЕХА= РМ. СИЛ+ РМ. ОСВ=226, 6+2, 8=229, 4 кВт. 2.1.36 Определяю максимальную реактивную мощность по цеху: QМ. ЦЕХА= QМ. СИЛ+ QМ. ОСВ=171, 64+0, 9=172, 54 кВАр. 2.1.37 Определяю максимальную полную мощность по цеху: SМ. ЦЕХА= кВА. 2.1.38 Определяю максимальный ток по цеху: IМ. ЦЕХА= =436, 6 А. 2.1.39 Выбираю предварительно по максимальной мощности цеха трансформатор на номинальную мощность SНОМ. Т=400 кВА. 2.1.40 Определяю коэффициент загрузки выбранного трансформатора: . 2.2 Расчет годового расхода электроэнергии на шинах низкого напряжения 2.2.1 По таблице 2.20 стр.69 /4/ нахожу годовое число часов работы силовых ЭП ТС и число часов горения ламп электрического освещения ТО: ТС=2000 ч; ТО=340 ч. 2.2.2 Определяю годовой расход активной электроэнергии для силовых ЭП: WА.Г.СИЛ= РСМ.СИЛ* ТС=190, 44*2000=380880 кВт*ч. 2.2.3 Определяю годовой расход активной электроэнергии для осветительных установок: WА.Г.ОСВ= РСМ.ОСВ* ТО=2, 8*340=952 кВт*ч. 2.2.4 Определяю годовой расход активной электроэнергии по цеху: WА.Г.ЦЕХА= WА.Г.СИЛ+ WА.Г.ОСВ=380880+952=381832 кВт*ч. 2.2.5 Определяю годовой расход реактивной электроэнергии для силовых ЭП: WР.Г.СИЛ= QСМ.СИЛ * ТС=171, 64*2000=343280 кВАр*ч. 2.2.6 Определяю годовой расход реактивной электроэнергии для осветительных установок: WР.Г.ОСВ= QСМ.ОСВ* ТО=0, 9*340=306 кВАр*ч. 2.2.7 Определяю годовой расход реактивной электроэнергии по цеху: WР.Г.ЦЕХА= WР.Г.СИЛ+ WР.Г.ОСВ=343280+306=343586 кВАр*ч. 2.3 Определение средневзвешенного коэффициента мощности Для действующих предприятий средневзвешенный коэффициент мощности определяют по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности за определенный промежуток времени. На стадии проектирования его можно определить по формуле: . 2.4 Компенсация реактивной энергии и технико-экономический расчет компенсирующего устройства
2.4.1 Определяю действительный тангенс угла между током и напряжением до компенсации: Необходимо повысить коэффициент мощности до оптимального значения 0, 95, которому соответствует оптимальный тангенс угла tgjЭ=0, 3287. 2.4.2 Определяю мощность компенсирующего устройства (КУ): QКУ= РМ.ЦЕХА*(tgjМ - tgjЭ)=229, 4*(0, 7521-0, 3287)=97, 12 кВАр. 2.4.3 По таблице 9.2 с.220 /6/ выбираю комплектную конденсаторную установку типа КС – 0, 38 – 18(5 штук), номинальная мощность которой составляет QКУ.НОМ=90 кВАр. 2.4.4 Определяю коэффициент мощности после компенсации: ; 2.4.5 Выбираю силовой трансформатор с учетом КУ на стандартную мощность SНОМ.Т=250 кВА. 2.4.6 Определяю коэффициент загрузки выбранного трансформатора: . 2.4.7 Определяю тарифную стоимость электроэнергии: 3, 24 руб/(кВт*ч), b – стоимость 1 кВА присоединенной мощности; m – стоимость 1 кВт*ч потребляемой энергии. 2.4.8 Определяю тарифную стоимость электроэнергии до компенсации с учетом надбавки: руб/(кВт*ч). Коэффициент надбавки к 1 был определен мною по таблице 9 – 1 с.269 /7/: к 1=8%. 2.4.9 Определяю тарифную стоимость электроэнергии после компенсации с учетом скидки: руб/(кВт*ч). Коэффициент скидки к 2 был определен мною по таблице 9 – 1 с.269 /7/: к 2= - 5%. 2.4.10 Определяю разность в тарифной стоимости электроэнергии: q’=q1 – q2=3, 5 – 3, 1=0, 4руб/(кВт*ч) 2.4.11 Определяю экономию стоимости электроэнергии от компенсации реактивной мощности: N=WА.Г.ЦЕХА* q’=381832*0, 4=152732, 8 руб. 2.4.12 Определяю эксплуатационные расходы на содержание КУ: руб. руб., где рА и рО – нормативные коэффициенты отчислений на амортизацию и обслуживание соответственно, значения которых были определены по таблице 2 – 1 с.12 /7/; ККУ – стоимость конденсаторной установки, руб. 2.4.13 Определяю время использования максимума нагрузок: ч. По рисунку 2.24 с.93 /4/ нахожу время максимальных потерь: tmax=420 ч. 2.4.14 Определяю стоимость потерь электроэнергии в КУ: руб, где DР’ – удельные потери мощности в КУ, кВт/кВАр, значение которых было определено по таблице 3.3 с.117 /4/. 2.4.15 Определяю годовые эксплуатационные расходы: С=СА+СО+СП=8250+880+468, 72=9598, 72 руб. 2.4.16 Определяю срок окупаемости КУ: года. 2.4.17 Определяю величину разрядного сопротивления для компенсирующего устройства: Ом. 2.4.18 Выбираю лампу мощностью 15 Вт. Определяем сопротивление одной лампы: Ом 2.4.19 Определяю количество ламп на одну фазу: . Принимаю одну лампу на одну фазу (n=3). 2.5 Выбор числа, мощности трансформаторов на подстанции Намечаю по ожидаемой нагрузке после компенсации реактивной мощности два варианта: Вариант №1 – один трансформатор SНОМ.ТР=250 кВА; ; Вариант №2 – два трансформатора SНОМ.ТР=160 кВА; . Нахожу данные трансформаторов по таблице 29 – 1 с.(245 ¸ 252) /3/ и заношу их в таблицу 3.
Таблица 3 – Технические данные трансформаторов.
2.5.1 Расчет веду по первому варианту. 2.5.1.1 Определяю потери реактивной мощности при работе трансформатора на холостом ходу: кВАр. 2.5.1.2 Определяю потери реактивной мощности при работе трансформаторапод нагрузкой: кВАр. 2.5.1.3 Определяю приведенные потери активной мощности при работе трансформатора на холостом ходу: кВт, где кИ.П – коэффициент изменения потерь, принятый в соответствии с рекомендациями с. 468 /8/. 2.5.1.4 Определяю приведенные потери активной мощности при работе трансформатора под нагрузкой: кВт. 2.5.1.5 Определяю полные приведенные потери активной мощности трансформатора: кВт. 2.5.1.6 Определяю эксплуатационные расходы на содержание трансформаторов: руб.; руб.; где отчисления на амортизацию рА, % и отчисления на текущий ремонт и обслуживание рО, % были определены по таблице 4.1 с.152 /4/. 2.5.1.7 Определяю стоимость потерь электроэнергии: СП=DW*q2=2238, 6*3, 1=6939, 66руб DW=DР*tmax=5, 33*420=2238, 6 кВт*ч 2.5.1.8 Определяю годовые эксплуатационные расходы: СI=СА+СО+СП=9261+1470+6939.66=17670, 66 руб. 2.5.1.9 Определяю приведенные затраты по первому варианту: ЗI=СI+0, 125*2*КТР=17670, 66+0, 125*147000=36045, 66 руб. 2.5.2 Расчет по второму варианту произвожу аналогично. 2.5.2.1 кВАр. 2.5.1.2 кВАр. 2.5.1.3 кВт. 2.5.1.4 кВт. 2.5.1.5 кВт. 2.5.1.6 руб.; руб. 2.5.1.7 СП=DW*q2=229, 74*3, 1=7121, 94 руб.; DW=DР*tmax=5, 47*420=229, 74 кВт*ч. 2.5.1.8 СII=СА+СО+СП=14049+2230+7121, 94=23400, 94 руб. 2.5.1.9 ЗII=СII+0, 125*2*КТР=23400, 94+0, 125*2*111500=51275, 94 руб. Как видно, затраты по первому варианту меньше затрат по второму варианту (ЗI < ЗII), поэтому к исполнению принимаю вариант №1. 2.6 Выбор вариантов распределения электроэнергии по цеху и технико-экономическое сравнение выбранных вариантов
Рассматриваю два варианта: Вариант 1 – участки сети выполняются проводами марки ПВ, проложенными в трубе-радиальная схема; Вариант 2 – участки сети выполняются проводом марки ПВ, проложенными в трубе-магистральная схема. 2.6.1 Расчет веду по первому варианту. 2.6.1.1 Определяю номинальный ток для каждого ЭП, получающего питание от РП – 1 по формуле:
(3)
А; 2.6.1.2 Выбираю сечение проводов для каждого ЭП по таблице 2.7 с.42 /4/, соблюдая условие IНОМ IД: F1-6=6 мм2 – IД=40 А; 2.6.1.3 По таблице П3.2 с.(516¸ 517) /5/ выбираю диаметр труб: D1-6=20 мм; 2.6.1.4 По плану силовой сети с учетом масштаба, а также с учетом спусков, подъемов и изгибов подсчитываю длину проводов и труб: l ПР1=12 м l ТР1=11 м l ПР2=19 м l ТР2=18 м l ПР3=26 м l ТР3=25 м l ПР4=33 м l ТР4 =32 l ПР5 =40м l ТР5 =39 l ПР6 =47м l ТР6=46 м 2.6.1.5 Определяю длину проводов по сечению: l ПРF6= l ПР1+ l ПР2+ l ПР3 + l ПР4 + l ПР5 + l ПР6=12+19+26+33+40+47=177м. 2.6.1.6 Определяю длину труб по диаметру: l ТРD20= l ТР1+ l ТРD2+…+ l ТР6=11+18+…+46=171 м. 2.6.1.7 Определяю капитальные затраты на покупку проводов: КПР=4*(СПРF6* l ПРF6)= =4*(16, 46*177)=8740, 26 руб., где СПРF6– стоимости одного метра провода сечением 6 мм2 соответственно, руб./м. 2.6.1.8 Определяю капитальные затраты на покупку труб: КТР=СТРD20* l ТРD20=42, 99*171=7351, 29руб., где СТРD20– стоимости одного метра трубы диаметром 20 мм соответственно, руб./м. 2.6.1.9 Определяю капитальные затраты на затяжку проводов в трубы: КЗАТ=СЗАТF6* l ПРF6=5, 92*177=1047, 84руб
где СЗАТF6– стоимости затяжки одного метра провода сечением 6 мм2 соответственно, руб./м. 2.6.1.10 Определяю капитальные затраты на монтаж труб: КМОНТ=СМОНТD20* l ТРD20=6, 94*171==1186, 74 руб., где СМОНТD20 –стоимости монтажа одного метра трубы диаметром 20 мм соответственно, руб./м. 2.6.1.11 Определяю капитальные затраты по первому варианту: КI= КПР + КТР + КЗАТ + КМОНТ =8740, 26+7351, 29+1047, 84+1186, 74=18326, 13 руб. 2.6.1.12 Определяю стоимость амортизационных отчислений: СА = руб. 2.6.1.13 Определяю стоимость издержек на обслуживание: СО= руб. 2.6.1.14 Определяю стоимость потерь электроэнергии: СП=DW*q2=2055, 35*3, 1=6371, 58 руб.; DW=2055, 35 кВт*ч; DW1-6=4* *R 1-6*tMAX*10-3=4*36, 272*0, 93*420*10-3=2055, 35 кВт*ч; R 1-6=ROF6* l ПРF6=5, 26*10-3*177=0, 93 Ом;
|