Электроснабжение гранитной мастерской

 

 

Аннотация

 

В курсовом  проекте рассмотрено электроснабжение гранитной мастерской.

Проект  состоит из 3 частей: раздела исходных данных к проекту, расчетного раздела, графической части.

В разделе  исходных данных к проекту представлена характеристика объекта с исходными  данными на разработку проекта.

В расчетном  разделе представлен расчет электрических нагрузок: силовой при U=380В, сети электроосвещения, суммарной; расчет силовой питающей и распределительной сети при U=380В с выбором сечения проводов, кабелей и аппаратов защиты; выбор средств компенсации реактивной мощности с определением их типа, места подключения к схеме и места установки; обоснование выбора схемы электроснабжения, при U = 6/10кВ и схема ТП; расчет нагрузки при U =6/10кВ и линий питающих цеховую ТП; расчет токов короткого замыкания; расчет наружного заземления и конструктивное исполнение сети заземления; выбор оборудования цеховой подстанции.

В графической  части представлен план электрооборудования цеха с разводкой электропитания и схема электроснабжения оборудования цеха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение	3
1. Раздел исходных данных к проекту	5
1.1 Характеристика объекта с исходными  данными на разработку проекта	5
1.2 Схема и конструктивное исполнение  силовой сети 380В с выбором электрооборудования и комплектных устройств	7
2. Расчетный раздел	9
2.1 Расчет электрических нагрузок: силовой при U=380В, сети электроосвещения, суммарной	9
2.2 Расчет силовой питающей и распределительной сети при U=380В с выбором сечения проводов, кабелей и аппаратов защиты	17
2.3 Выбор средств компенсации реактивной  мощности с определением их типа, места подключения к схеме и места установки	23
2.4 Обоснование выбора схемы электроснабжения, при U = 6/10кВ и схема ТП	24
2.5 Расчет нагрузки при U =6/10кВ и линий питающих цеховую ТП	27
2.6 Расчет токов короткого замыкания	29
2.7 Расчет наружного заземления  и конструктивное исполнение  сети заземления	35
2.8 Выбор оборудования цеховой подстанции	37
3. Графическая часть
3.1 План электрооборудования цеха  с разводкой электропитания
3.2 Схема электроснабжения оборудования  цеха
4. Список литературы	39

 

 

 

 

Введение

 

К области  электроснабжения относятся: производство, передача и распределение электроэнергии. Электроэнергию вырабатывают электростанции, которые подразделяются на гидравлические и тепловые. Последние в свою очередь делятся на конденсаторные, противодавленческие и смешанные.

Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия, которые обычно находятся либо в соответствующих сырьевых районах, либо в близи населённых пунктов промышленных районов.

Очевидно, что месторасположения заводов  и фабрик не может совпадать с  местом строительства гидростанций и крупных конденсационных станций.

Чем мощнее электростанция, тем больше фабрик, заводов или цехов она может снабжать электроэнергией и тем значительнее будет обслуживаемый ей район. Следовательно, при любых условиях возникает необходимость в передаче электроэнергии от электростанции к потребителям.

Передача  электроэнергии осуществляется посредством  линий электропередач и трансформаторов, устанавливаемых на повышающих и понижающих подстанциях.

Промышленными потребителями электроэнергии в  большинстве случаев являются электродвигатели и светильники, количество которых весьма велико. Поэтому при передаче электроэнергии, одновременно должно происходить её постепенное распределение, сначала между крупными потребителями, а затем между всё более и более мелкими.

Распределение электроэнергии осуществляется в распределительных  устройствах подстанций и в распределительных пунктах.

В электроснабжении предприятий все связанные с подстанциями вопросы имеют важное значение.

Внутрицеховые сети условно делят на питающие и распределительные. К первым относят провода и кабели, отходящие непосредственно от распределительных устройств трансформаторных подстанций к первичным силовым пунктам и щитам, ко вторым - отходящие от распределительных щитов, или шинопроводов к электроприемникам. Питающие сети могут выполняться по радиальным или магистральным схемам. Распределительные сети чаще всего бывают радиальными.

Для питания  значительного числа электроприемников небольшой мощности, расположенных компактно по площади цеха, следует применять распределительные шинопроводы серии ШРА , присоединяемые к шинам до 1 кВ ТП с помощью аппаратов защиты и управления.

Радиальные  схемы распределительных сетей  с силовыми пунктами следует предусматривать  в тех случаях, когда применению распределительных шинопроводов препятствуют условия среды, территориальное размещение электроприемников, наличие кранов и другие местные условия. При этом рекомендуется использовать силовые распределительные шкафы серии ШР, ШРС, СПУ, а также ШР с трехфазными группами плавких предохранителей ПН и НПН для защиты отходящих линий.

           При построении схем необходимо стремиться к тому, чтобы длина линий была минимальной. Следует также исключать или сводить к минимуму случаи обратных перетоков мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Раздел исходных данных к  проекту

1.1 Характеристика объекта с  исходными данными на разработку  проекта

 

Гранитная мастерская (ГМ) предназначена для  оказания ритуальных услуг населению. Она является составной частью комплекса бытового обслуживания.

          В ГМ обрабатывают плиты из гранита, мрамора и прессованной крошки, а также выполняют гравировальные работы.

         Транспортные операции выполняются подвесными и наземными электротележками.

        В мастерской предусмотрены:

        1) технологические помещения:

         - распиловочная, для пиления камня на плиты требуемых размеров;

         - слесарная, для приведения инструмента в рабочее состояние;

         - компрессорные, для получения сжатого воздуха пневмоинструментам;

        2) бытовые помещения:

        - бойлерная, для получения горячей воды от электрокотла;

        - душевая, для помывки рабочего. персонала;

        - кабинет, для отдыха и оформления заказов.

        Кроме этого есть склад для хранения готовой продукции.

        Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП), подключенной к городской сети.

        По категории надежности ЭСН - это потребитель 3 категории, кроме вентиляторов и ОУ, которые относятся к 2 категории.

        Объект имеет сильную запыленность. Внутренняя про водка для защиты от пыли и механических повреждений выполняется в трубах.

          Количество рабочих смен - 1. Грунт в районе гранитной мастерской - суглинок с температурой +8 ос. ЭО КТП и ГМ имеют общий заземлитель, выполненный из прутковых электродов.

          Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 4 и 6 м каждый.

         Размеры цеха А х В х Н= 24 х 14 х 4 м.

         Перечень ЭО гранитной мастерской дан в таблице 1.

          Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

Таблица 1.

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант			Примечание
		1	2	3
		Рэп, кВт
1	Компрессорная установка		45
2	Компрессор		11
3,20	Вентиляторы		5
4,18	Распиловочные станки		12,5
5,15	Электротали		4,5		ПВ=40%
6	Кран-балка		15		ПВ=25%
7	Электрокотел		3		1-фазные ТЭНы
8,9	Электронагреватели		1,5		1-фазные
10	Горн электрический		2,5
11,12	Сварочные агрегаты		45кВА		ПВ=60%
13	Наждачный станок		2		1-фазные
14,17	Станок полированный		8
16	Электроплита		7,5
19	Станок токарный		3
21,22	Станки гравировальные		1,5		1-фазные

 

 

 

 

 

 

1.2 Схема и конструктивное исполнение  силовой сети 380В с выбором  электрооборудования и комплектных  устройств

            Гранитная мастерская (ГМ) предназначена для оказания ритуальных услуг населению. Она является составной частью комплекса бытового обслуживания. Электроснабжение гранитной мастерской комбинированное.

Рис. 1 Примерная  схема электроснабжения

Данные распределительные устройства РП производятся в виде нескольких секций, каждая из которых имеет в распоряжении свою нагрузку и своё питание, соединённых секционными выключателями. На станциях секционный выключатель зачастую замкнут. В тех случаях, когда повреждения на одной из секций секционный выключатель отключается, отсекая повреждённую секцию от распределительного устройства (РУ). В случае аварии на самом секционном выключателе из строя выходят обе секции, но вероятность повреждения практически невозможна. На низковольтных распределительных устройствах РУ (6-10kB), связанные между собой секции работают независимо друг от друга. В тех случаях, когда питание одной из секций пропадает, сработает устройство АВР, которое отключает вводной выключатель секции и включает секционный выключатель. Потребители секции будут получать электроэнергию от питания соседней секции через секционный выключатель.

Выбираются  виды распределительных устройств (РУ): ШРА – радиальный шинопровод, ШР – распределительный пункт, ЩО – щит освещения. Поскольку трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие распределительные устройства: распределительный пункт ШР1 для питания электроприемников трехфазного повторно-кратковременного режима работы, щит освещения ЩО – для питания осветительной нагрузки, магистральные шинопровода ШРА 1 для питания приемников трехфазного длительного режима работы ДР. Исходя из понятия второй категории надежности электроснабжения, составляется схема электроснабжения с учетом распределения нагрузки представлена на рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчетный раздел

2.1 Расчет электрических нагрузок: силовой при U=380В, сети электроосвещения, суммарной

Таблица 2

№ п/п	Название помещения	Площадь помещения, м2	Удельная мощность помещения, Руд/м2	Мощность освещения активности, Рор, Вт	Мощность освещения реактивная, вар	Полная мощность, ВА	Расчет Тока Iр
1.	Склад	36	18	648	613	745	2,8
2.	Слесарная	36	20	720	238	828	3,8
3.	Компрессор -1	6	18	108	36	124	0,6
4.	Коридор	6	18	108	36	124	0,6
5.	Компрессор -2	6	18	108	36	124	0,6
6.	КТП	6	18	108	36	124	0,6
7.	Душевая	12	20	240	79	276	1,3
8.	Бойлерная	12	18	216	71	248	1,1
9.	Коридор-1	12	18	216	71	248	1,1
10.	Кабинет	12	20	240	79	276	1,3
11.	Граверная	12	20	240	79	276	1,3
12.	Распиловочная	144	20	2880	950	3312	15,1

Находим площадь помещения:

S (склад) = 3х12=36м2

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Определяем  расчетную ориентировочную осветительную  нагрузку(Рор):

Р(ор) = Р(уд) х S

Рор(склад) = 18х36 = 648 Вт.

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Далее представим расчет реактивной нагрузки:

Qр.осв = Рросв. х tqϕ

где tqϕ – соответствует характерному для приемников данной подстанции средневзвешенному значению коэффициента мощности. Для газоразрядных ламп tqϕ - равен 0,33.

Qр.осв(склад) = 648х0,33 = 613 Вт.

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Далее рассчитаем полную мощность, Sква

 

Sква (склад) = .

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Находи  расчетный ток (Iр)

Iр = S / U

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Расчет  электрических нагрузок производим методом коэффициента максимума. Пример приводим для компрессорной установки.

Это основной метод расчета электрических  нагрузок, который сводится к определению максимальных (Р_м, Q_м, S_м) расчетных нагрузок группы электроприемников.

Рассчитываем установленную нагрузку Рн∑  для ШРА-1, ШР1-ШС1 по формуле:

Рн∑ = Рн × п,

Рн∑ = 45× 1=45кВт

Все значения Рн∑ для ШРА – 1, ШР1-ШС1 считается аналогично. Результаты заносим в колку 4 таблицы 3.

Расчёты производятся для ШРА – 1и определяется модуль сборки   m, результат заносится в колонку 11 таблицы 3.

 

 

ШР1-ШС1 рассчитывается аналогично.

Определяем  среднюю активную мощность Рсм, среднюю реактивную мощность Qсм, среднюю нагрузку Sсм. Результат заносим в таблицу 3, колонка 9,10,11.

Пример  слиткообдирочный станок на ШРА-1.

Рсм=Ки×Рн∑

Рсм=0,17×45=7,65 кВт

 

Qсм=Рсм×tg

 

Qсм=7,65×1,17=8,9кВАР

 

 Sсм.=

 

Sсм.=

Для остальных Рсм, Qсм, Sсм электроприемников считается аналогично.

Результаты заносятся в колонки 8; 9; 10 (таблица 3) соответственно.

Определяем  средний коэффициент использования  для ШРА -1:

 

 

Результаты  заносятся в колонкe 12 (таблица 3) соответственно.

Определяются  упрощенные варианты определения эффективного число электроприёмников  nэ по таблице 5.

Пример  для ШРА-1.