Разработка внутрицехового электроснабжения цеха нестандартного оборудования

Содержание

 

Введение

1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения

2. Формирование первичных групп электроприемников для проектируемой электрической сети цеха

3. Выбор силового исполнительного электрооборудования по заданной установленной мощности электроприёмников

4. Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников. Расчёт ответвлений к электроприёмникам

4.1 Выбор автоматических выключателей

4.2 Выбор пускателей и ящиков

4.3 Выбор проводов к электроприемникам

5. Расчет электрических нагрузок первичных групп электроприемников

5.1 Расчёт силовых нагрузок цеха

6. Расчет осветительных нагрузок цеха

7. Разработка схемы питания электроприемников проектируемого цеха и выбор её конструктивного исполнения

8. Расчет электрических нагрузок узлов электрической сети и всего цеха

8.1 Расчет полной нагрузки цеха

9. Выбор сетевых электрических устройств (шр, шра, шма) и защитных устройсв в них

10. Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха

11. Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховой ТП

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Рационально выполненная современная система электроснабжения цеха должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т.п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При построении системы электроснабжения цеха необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок, число, расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемого источника питания; требования энергетической системы и др.

При проектировании электроснабжения цеха необходимо тщательно изучать особенности технологии данного вида производства и ее развитие. Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта технологической и строительной части и общего плана цеха. При этом вопросы электроснабжения должны полностью учитываться как важные составляющие, что дает наиболее рациональные решения всего цеха в целом.

Задачей курсового проектирования является закрепление теоретических знаний, умения пользования технической литературой, а также приобретение навыков проектирования системы электроснабжения.

Целью данного курсового проекта является разработка внутрицехового электроснабжения цеха нестандартного оборудования.

Задачей курсового проекта является приобретение навыков выполнения схем электроснабжения удовлетворяющих требованиям надежности, экономичности, гибкости, безопасности систем электроснабжения и условиям окружающей среды помещений; выполнения расчетов электрических нагрузок на ПЭВМ.

При проектировании внутрицехового электроснабжения цеха необходимо произвести выбор:

защитной и пусковой аппаратуры;

питающих кабелей и проводов;

распределительных шинопроводов и шкафов;

ЦТП или ВРУ;

В графической части проекта выполнить чертеж плана цеха с силовой сетью и принципиальной схемой электрической сети цеха.

1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения

Окружающая среда оказывает большое влияние на выбор применяемого электрооборудования. Каталоги и технические условия на электрооборудование, составляемые заводами-изготовителями и согласованные с потребителями, определяют область их применения, включая и условия окружающей среды.

Условия окружающей среды в производственных помещениях и зонах, где размещается технологическое и связанное с ним электротехническое оборудование, определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов и пыли, возможностью возникновения условий взрыво - и пожароопасности.

Фрезерного участка относится к категории сухих помещений. Сухими называются помещения, в которых ψ≤60%. При температуре не выше +350 С и отсутствии технологической пыли, химической и органической среды такие помещения называются нормальными.

При проектировании систем электроснабжения необходимо применять электротехнические изделия и оборудование, имеющие степень защиты от внешних воздействий, соответствующую условиям окружающей среды.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов пожаров и повреждение дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категорий.

Фрезерный участок можно отнести к III категории по надежности электроснабжения.

Характеристики электроприемников цеха сведены в таблицу 1.1 [3]

Таблица 1.1 - Характеристика электроприемников цеха по количеству наименованию и мощности

№ на плане	Наименование оборудования	Руст, кВт	Количество
1,13	Заточной станок для сверл	2.2	2
2-4	Заточной станок для резцов	1,5	3
5	Точильно-шлифовальный станок	2,2	1
6	Заточной станок для червячных фрез	4,1	1
7,8	Вертикально-сверлильный станок	5,5	2
9	Универсальный заточной станок	3	1
10,11	Полуавтомат для заточки фрезерных головок	5,2	2
12	Полировальный полуавтомат	3,3	1
14-16	Токарно-винторезный станок	11,1	3
17-19	Токарно-винторезный станок	4,8	3
20,21	Радиально-сверлильный станок	8,3	2
22,23	Токарно-карусельный станок	34	2
24-26	Токарно-винторезный станок	11,1	3
27,28	Токарно-револьверный станок	14,1	2
29-31	Поперечно-строгальный станок	7,7	3
32,33	Токарно-револьверный станок	14,1	2
34,35	Внутришлифовальный станок	7,5	2
36,37	Кругло-шлифовальный станок	18,5	2
38,39	Горизонтально-расточной станок	13	2
40	Продольно-строгальный станок	58	1
41	Кран балка	11	1

2. Формирование первичных групп электроприемников для проектируемой электрической сети цеха

Таблица 2.1 - Разбиение элекроприемников на группы

№ группы	№ ЭП на плане	Наименование электроприёмника
1	35; 34	Внутришлифовальный станок
	32; 33	Токарно-револьверный станок
2	36; 37	Круглошлифовальный станок
	38; 39	Горизонтально-расточной станок
3	22; 23	Токарно-карусельный станок
	40	Продольно-строгальный станок
4	7; 8	Вертикально-сверлильный станок
	9	Универсальный заточной станок
	5	Точильно-шлифовальный станок
	6	Заточной станок для червячных фрез
	29-31	Поперечно-строгальный станок
5	1; 13	Заточной станок для сверл
	2-4	Заточной станок для резцов
	10; 11	Полуавтомат для заточки фрезерных гол.
	12	Полировальный полуавтомат
6	14-16	Токарно-винторезный станок
	17-19	Токарно-винторезный станок
	20; 21	Радиально-сверлильный станок
	24-26	Токарно-винторезный станок
	41	Кран-балка
	27; 28	Токарно-револьверный станок

3. Выбор силового исполнительного электрооборудования по заданной установленной мощности электроприёмников

Для приводов электроприемников установленных в цеху применяем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А с частотой вращения .

Выбор двигателей осуществляется согласно следующих условий:

 (3.1)

где  - номинальное напряжение электродвигателя, В;

 - номинальное напряжение сети, к которой подключен электродвигатель, В;

 - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

 - установленная мощность электроприемника, для которого производим выбор электродвигателя, кВт;

Рассмотрим пример выбора двигателя для электроприемника с номером по плану № 1.

Принимаем по [1] электродвигатель 4А80В2У3 со следующими параметрами:

Выбранный электродвигатель удовлетворяет условиям (3.1), следовательно, электродвигатель выбран верно.

электроснабжение цех питание схема

Расчетный ток трехфазного электродвигателя вычисляется по выражению:

 (3.2)

где Pном - установленная мощность электроприемника, кВт;

cosφном - номинальный коэффициент мощности электроприемника;

ηном - номинальный коэффициент полезного действия.

Пусковой ток двигателя:пуск= Кпуск Iр; (3.3)

где Кпуск - кратность пускового тока по отношению к Iном.

Расчетный ток электродвигателя электроприемника №1:

Пусковой ток двигателя:пуск= 6,5·4,63=30,1А.

Электродвигатели для остальных электроприемников выбираются аналогично. Результаты выбора электродвигателей приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Выбор электродвигателей

№эп	Наименование	Руст, кВт	Тип ЭД	Рном, кВт	Cosφн	ηн	Кп	Iр, А	Iпуск, А
1,13	Заточной станок для сверл	2,2	4А80В2У3	2,2	0,87	0,83	6,5	4,63	30,12
2-4	Заточной станок для резцов	1,5	4А80А2У3	1,5	0,85	0,81	6,5	3,31	21,54
5	Точильно-шлифовальный станок	2,2	4А80В2У3	2,2	0,87	0,83	6,5	4,63	30,12
6	Заточной станок для червячных фрез	4,1	4А100L2У3	5,5	0,91	0,875	7,5	10,51	78,80
7,8	Вертикально-сверлильный станок	5,5	4А100L2У3	5,5	0,91	0,875	7,5	10,51	78,80
9	Универсальный заточной станок	3	4А90L2У3	3	0,88	0,845	6,5	6,14	39,89
10,11	Полуавтомат для заточки фрезерных головок	5,2	4А100L2У3	5,5	0,91	0,875	7,5	10,51	78,80
12	Полировальный полуавтомат	3,3	4А100S2У3	4	0,89	0,865	7,5	7,90	59,28
14-16	Токарно-винторезный станок	11,1	4А160S2У3	15	0,91	0,88	7,5	28,49	213,70
17-19	Токарно-винторезный станок	4,8	4А100L2У3	5,5	0,91	0,875	7,5	10,51	78,80
20,21	Радиально-сверлильный станок	8,3	4А132М2У3	11	0,9	0,88	7,5	21,13	158,45
22,23	Токарно-карусельный станок	34	4А200М2У3	37	0,89	0,9	7,5	70,27	526,99
24-26	Токарно-винторезный станок	11,1	4А160S2У3	15	0,91	7,5	28,49	213,70
27,28	Токарно-револьверный станок	14,1	4А160S2У3	15	0,91	0,88	7,5	28,49	213,70
29-31	Поперечно-строгальный станок	7,7	4А132М2У3	11	0,9	0,88	7,5	21,13	158,45
32,33	Токарно-револьверный станок	14,1	4А160S2У3	15	0,91	0,88	7,5	28,49	213,70
34,35	Внутришлифовальный станок	7,5	4А112М2У3	7,5	0,88	0,875	7,5	14,82	111,12
36,37	Кругло-шлифовальный станок	18,5	4А160М2У3	18,5	0,92	0,885	7,5	34,56	259,22
38,39	Горизонтально-расточной станок	13	4А160S2У3	15	0,91	0,88	7,5	28,49	213,70
40	Продольно-строгальный станок	58	4А250S2У3	75	0,89	0,91	7,5	140,86	1056,48
41	Кран балка	11	MTKF 311-6	11	0.76	0,775	4.56	28,5	130

4. Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников. Расчёт ответвлений к электроприёмникам

4.1 Выбор автоматических выключателей

В данном курсовом проекте для защиты электроприемников от коротких замыканий и перегрузок применяем автоматические выключатели, так как они являются более совершенными защитными аппаратами по сравнению с плавкими предохранителями. Автоматические выключатели конструктивно рассчитаны на быстрое повторное включение. При отключении автоматических выключателей они отключают сразу три фазы, что препятствует возникновению неполнофазных режимов работы электрооборудования.

Выбор автоматических выключателей выполняется по следующим условиям:

 (4.1)

где  - номинальный ток теплового расцепителя, А;

 - расчетной ток защищаемой цепи, А;

 - ток срабатывания автоматического выключателя при КЗ, А;

 - ток кратковременной перегрузки защищаемой цепи, А.

Рассмотрим пример выбора автоматического выключателя для электроприемника с номером № 1 по плану, для которого Iр=4,63 А и Iп=30,12 А.

Выберем автоматический выключатель по [2], таблица П13 ВА51-25 с номинальным током выключателя 25 А, номинальным током теплового расцепителя 6,3 А и током срабатывания при коротком замыкании 44,1 А ().

Для остальных электроприемников автоматические выключатели выбираются аналогично. Результаты выбора автоматических выключателей приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Выбор автоматических выключателей

№ на плане	Приемник			Автоматический выключатель
			, А					Тип
1,13	4,63	30,12	37,66	7	25	6,3	44,1	ВА51-25
2-4	3,31	21,54	26,93	7	25	6,3	44,1	ВА51-25
5	4,63	30,12	37,66	7	25	6,3	44,1	ВА51-25
6	10,51	78,80	98,50	10	25	12,5	125	ВА51-25
7,8	10,51	78,80	98,50	10	25	12,5	125	ВА51-25
9	6,14	39,89	49,86	10	25	6,3	63	ВА51-25
10,11	10,51	78,80	98,50	10	25	12,5	125	ВА51-25
12	7,90	59,28	74,1	10	25	8	80	ВА51-25
14-16	28,49	213,70	267,12	10	100	31,5	315	ВА51-31
17-19	10,51	78,80	98,50	10	25	12,5	125	ВА51-25
20,21	21,13	158,45	198,07	10	25	25	250	ВА51-25
22,23	70,27	526,99	658,74	10	100	80	800	ВА51-31
24-26	28,49	213,70	267,12	10	100	31,5	315	ВА51-31
27,28	28,49	213,70	267,12	10	100	31,5	315	ВА51-31
29-31	21,13	158,45	198,07	10	25	25	250	ВА51-25
32,33	28,49	213,70	267,12	10	100	31,5	315	ВА51-31
34,35	14,82	111,12	138,90	10	25	16	160	ВА51-25
36,37	34,56	259,22	324,03	10	100	40	400	ВА51-31
38,39	28,49	213,70	267,12	10	100	31,5	315	ВА51-31
40	140,86	1056,48	1320,6	10	160	160	1600	ВА51-33
41	28,5	130	162,5	7	100	31,5	220,5	ВА51-31

4.2 Выбор пускателей и ящиков

Выбор пускателей выполняется по следующему условию:

 (4.2)

где  - номинальный ток пускателя, А;

 - расчетной ток цепи, А.

Выберем пускатель для электроприемника № 41 по плану (кран-балка).

Выбираем по табл. П11 [2] пускатель ПМЛ-210004 с номинальным током 25 А. Для остальных электроприемников пускатели выбираются аналогично. Результаты выбора приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Выбор пускателей

№ на плане	Приемник		Пускатель
	Наименование	Ip	Iном	Тип
41	Кран-балка	28,5	40	ПМЛ310004

Выбор ящиков выполняется по следующему условию:

(4.3)

где  - номинальный ток ящика, А.

Выберем ящик для электроприемника № 41по плану (кран-балка).

Выбираем по [3] ящик Я-3163 с номинальным током 50 А.

Для остальных электроприемников ящики выбираются аналогично. Результаты выбора приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Выбор ящиков

№ на плане	Приемник		Ящик
	Наименование	Ip	Iном	Тип
41	Кран-балка	28,5	50	Я-3163

4.3 Выбор проводов к электроприемникам

Выбор сечения проводника выполняют по двум условиям:

 (4.4)

где  - длительно допустимый ток провода, А;

 - расчетный ток линии, А;

 - поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки );

 - ток срабатывания защитного аппарата, А;

 - кратность допустимого длительного тока по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата

Рассмотрим пример выбора ответвления к электроприемнику № 1 по плану. Провода прокладываем в пластмассовой трубе.

,

Выбираем провод по [2], АПВ - 5 (12,5) с длительно допустимым током 19 А. Выбранный провод прокладываем в трубе П20.

Для остальных электроприемников ответвления выбираются аналогично. Результаты выбора ответвлений приведены в таблице 4.4

Таблица 4.4 - Выбор ответвлений к электроприемникам

№ на плане	Расчетные данные
						Марка провода		Диаметр трубы
1,13	4,63	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
2-4	3,31	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
5	4,63	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
6	10,51	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
7,8	10,51	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
9	6,14	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
10,11	10,51	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
12	7,90	8	1	8	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
14-16	28,49	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5 (1 х 8)		П20
17-19	10,51	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
20,21	21,13	25	1	25	27	АПВ - 5 (1 х 5)		П20
22,23	70,27	80	1	80	85	АПВ - 5 (1 х 35)		П50
24-26	28,49	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5 (1 х 8)		П20
27,28	28,49	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5 (1 х 8)		П20
29-31	21,13	25	1	25	27	АПВ - 5 (1 х 5)		П20
32,33	28,49	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5 (1 х 8)		П20
34,35	14,82	16	1	16	19	АПВ - 5 (1 х 2,5)		П20
36,37	34,56	40	1	40	55	АПВ - 5 (1 х 16)		П32
38,39	28,49	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5 (1 х 8)		П20
40	140,86	160	1	160	175	АПВ - 5 (1 х 95)		П100
41	28,5	31,5	1	31,5	35	КПГ - 5 (1 х 6)		-

5. Расчет электрических нагрузок первичных групп электроприемников

5.1 Расчёт силовых нагрузок цеха

В состав инструментального цеха входит большое количество электроприемников. Эти электроприемники имеют различный режим работы, назначение, номинальную мощность, условия работы и ряд других признаков.

Для выполнения схемы электроснабжения электроприемники необходимо объединить в группы, учитывая особенности расположения оборудования по площади цеха. Если группа электроприемников состоит из большого количества электроприемников, не связанных единым технологическим процессом относительно равномерно распределенных по площади цеха, то такую группу электроприемников целесообразно запитывать от шинопровода. В остальных случаях электроприемники запитываются от распределительных шкафов или силовых пунктов. Согласно выше описанного электроприемники ремонтно-механического цеха объединяем по группам. Определение расчетных нагрузок групп электроприемников и цеха в целом выполняем методом упорядоченных диаграмм.

Метод упорядоченных диаграмм основан на следующем алгоритме:

. Определение установленной мощности группы электроприемников:

 (5.1)

При этом значения  электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, не приводятся к длительному режиму работы;

. Определение группового коэффициента использования:

 (5.2)

где  - коэффициент использования i-го электроприемника, принимается по справочным данным в зависимости от наименования электроприемника.

. Определение эффективного количества электроприемников в группе:

 (5.3)

Эффективное количество электроприемников  - такое количествоэлектроприемников, одинаковых по мощности и по режиму работы, которые обеспечивают такую же расчетную нагрузку, как и реальное количество электроприемников, разных по мощностям и режимам работы.

. Определение по справочным номограммам коэффициента расчетной активной нагрузки:

 (5.4)

где  - постоянная времени нагрева элемента СЭС, на который определяется расчетная нагрузка:

= 10 мин - цеховые электросети, выполненные распределительными шинопроводами (ШРА) и распределительными шкафами (ШР или ПР);

= 2,5 ч - магистральные шинопроводы (ШМА), вводно-распределительные устройства (ВРУ), цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП);

= 30 мин - для сетей 6-10 кВ. В этом случае  = 1 и не зависит от  и .

. Определяется расчетная активная нагрузка:

 (5.5)

. Определение расчетной реактивной нагрузки. При этом возможны 2 случая: если  = 10 мин,

 (5.6)

где  - коэффициент реактивной мощности i-го электроприемникав группе, определяется по справочным данным в зависимости от наименования электроприемника;  - коэффициент расчетной реактивной нагрузки:

 (5.7)

если = 2,5 ч (ШМА, ВРУ, ЦТП), а также при = 30 мин (сети 6-10кВ), то

 (5.8)

где  - средневзвешенный коэффициент реактивной мощности группы электроприемников:

 (5.9)

. Определение полной расчетной нагрузки:

 (5.10)

. Определение расчетного тока:

 (5.11)

Полученный ток используется для выбора элементов электрической сети по условию допустимого нагрева. При этом условие допустимого нагрева является основным для проектирования систем цехового электроснабжения. Исключение составляют цеха, время использования максимальной нагрузки () которых > 5000 часов. В этом случае выбор элементов электроснабжения осуществляется по экономическим условиям (согласно ПУЭ).

Определяется пиковый ток группы электроприемников

 (5.12)

где  - наибольший из пусковых токов электроприемников в группе, А;  - номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током, А;  - коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током. Рассмотрим пример расчета электрических нагрузок для группы № 1.

Определим установленную мощность группы электроприемников:

Определим групповой коэффициент использования:

Определим эффективное число электроприемников:

По [3], таблице 2.3 путем интерполяции определяем коэффициент расчетной активной мощности группы электроприемников:

Определим расчетную активную мощность группы электроприемников:

Определим расчетную реактивную мощность группы электроприемников:

Определим расчетную полную мощность группы электроприемников:

Определим расчетный ток группы электроприемников:

Определим пиковый ток группы электроприемников:

Для остальных групп электроприемников расчет электрических нагрузок выполняется аналогично. Расчет нагрузок в данном курсовом проекте выполнен на ПЭВМ в программе Excel. Результаты расчетов приведены в таблицах 5.1 - 5.6.

6. Расчет осветительных нагрузок цеха

Определим расчетную осветительную нагрузку цеха методом удельной плотности нагрузки на единицу производственной площади:

 (6.1)

где  - площадь цеха, м2;

 - удельная мощность осветительной нагрузки; .

Ксо - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

Коэффициент спроса принимаем равным Ксо=0,8, Руд=15 Вт/м2

Площадь цеха .

7. Разработка схемы питания электроприемников проектируемого цеха и выбор её конструктивного исполнения

Инструментальный цех питается от ТП 1000 кВА 10/0,4 кВ по кабельной линии длинной 95 метров через линейный выключатель установленный в ячейке ТП 10/0,4 кВ. К линейному выключателю в ТП подключен кабель, который предполагается проложить в земле. Кабель заводится непосредственно в помещение цеха и планируется подключить к вводной панели ВРУ или ТП в зависимости от полной мощности цеха.

В цехе установлено 6 распределительных пунктов. Питающую сеть выполняем по радиальной схеме. ПР запитаем от ВРУ (ТП) пятижильным кабелем АВВГ, проложенным в лотке, прикрепленном к стене. Силовые пункты предполагается выполнить марки ПР 85-Ин1 навесного и напольного исполнения. В ПР устанавливаются автоматические трехполюсные выключатели марки ВА 51.

Электроприемники запитываем от ПР проводами с пятью жилами, проложенными в пластмассовых трубах с условными проходными диаметрами в зависимости от сечения провода. Защита провода и электроприемника осуществляется автоматическим выключателем, установленным в ПР.

Рисунок 7.1 - Блок-схема внутрицеховой распределительной сети

8. Расчет электрических нагрузок узлов электрической сети и всего цеха

Расчет электрических нагрузок для цеха в целом производиться по методике описанной в пункте 5.1 и приведен в таблице 8.1

Таким образом, силовая нагрузка цеха равна:

Силовую нагрузку всего цеха просчитаем также методом коэффициента спроса по следующим формулам:

 (8.1)

 (8.2)

где КС - коэффициент спроса. Для ремонтно-механического цеха КС=0,25.

 - коэффициент реактивной мощности. Для ремонтно-механического цеха  (табл. П9 [2])

Тогда получаем:

;

;

Из полученных значений принимаем наибольшее Sр. цеха=137кВА

8.1 Расчет полной нагрузки цеха

Определим полную нагрузку цеха с учетом нагрузки от осветительных электроприемников:

 (8.3)

Так как , то в проектируемом цеху применяем вводно-распределительное устройство (ВРУ).

Таблица 8.1 - Расчет нагрузок по цеху

9. Выбор сетевых электрических устройств (шр, шра, шма) и защитных устройсв в них

Выбор распределительных силовых шкафов осуществляется по следующим условиям:

 (9.1)

где I расч - расчетный ток группы электроприемников, А;ном - номинальный ток шкафа распределительного, А.

 (9.2)

Где nэп - количество электроприемников группы,ш - количество возможных присоединений к шкафу.

Таблица 9.1 - Характеристика выбранных распределительных пунктов

№ группы	Кол-во ЭП в группе	IР, А	IН.Ш. А	Исполнение по способу установки	Марка шкафа	№ на схеме	Ток/количество распределительных автоматов
1	4	36	225	Навесное	ПР85-Ин1-3-100-21-У3	1	До 63А/4
2	4	54	225	Навесное	ПР85-Ин1-3-100-21-У3	2	До 63А/4
3	3	105	225	Навесное	ПР85-Ин1-3-103-21-У3	3	До 200А/1 До 100А/6
4	8	26	225	Напольное	ПР85-Ин1-7-104-21-У3	4	До 100А/8
5	8	14	225	Напольное	ПР85-Ин1-7-104-21-У3	5	До 100А/8
6	14	75	250	-	ШРА5-У5020	6	До250/14

В данном курсовом проекте применяем шкафы распределительные ПР85-Ин1 по таблице 3.12 ([4]), предназначенные для распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью. Результаты выбора шкафов приведем в табл.9.1.

В целях экономии все шкафы принимаем без аппаратов на вводе и без однополюсных выключателей.

Для защиты линий распределительной сети выбираем автоматические выключатели, устанавливаемые в ВРУ цеха. Выбор выключателей сводим в табл.9.2 (табл.3.17 [4])

Таблица 9.2 - Выбор аппаратов защиты распределительной сети

№ группы	Iр, А	Iп, А	Iмакс. р, А	Тип автомата	Iна, А	Iнр, А	Кт. о	Iср. р, А
1	36	352	31,5	ВА51-31	100	63	7	441
2	54	40	ВА51-31	100	63	7	441
3	105	1403	160	ВА51-35	250	200	12	2400
4	26	198	25	ВА51-31	100	31,5	7	220
5	14	130	12,5	ВА51-25	25	16	10	160
6	75	390	31,5	ВА51-31	100	100	7	700

Выбираем вводной автомат в щите ВРУ типа ВА 51-39 с номинальный током автомата 400А и номинальным током расцепителя 320А, Кт. о=10А ([4], таблица 3.17).

Исходя из того, что ВРУ имеет 6 ответвлений, то выбираем его марки ВРУ-Ин1-15 11. УХЛ4

Рисунок 9.1 Принципиальная схема первичных присоединений ВРУ

10. Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха

Выбор сечений проводов и кабелей, их марки осуществляется по условиям (4.4).

Кабели выбираем по [4], табл.3.19. Результаты выбора кабелей сведены в таблицы 10.9 и 10.10.

Таблица 10.9 - Выбор кабелей, питающих распределительные пункты

Участок				Кабель
Наименование		Iнр, А			Марка
ВРУ-ПР1	36	63	63	75	АВВГ (5х25)
ВРУ-ПР2	54	63	63	75	АВВГ (5х25)
ВРУ-ПР3	105	200	200	235	АВВГ (5х150)
ВРУ-ПР4	26	31,5	31,5	42	АВВГ (5х10)
ВРУ-ПР5	14	16	16	19	АВВГ (5х2,5)
ВРУ-ШРА	75	100	100	90	АВВГ (5х35)

Таблица 10.10 - Выбор кабеля, питающего ВРУ от ТП

Участок				Кабель
Наименование					Марка	Способ прокладки
ТП - ВРУ	213	250	250	255	АВВГ (5х95)	в земле

11. Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховой ТП

Источником питания электроприемников в цехе могут быть ТП или ВРУ.

Выбор одного из них определяется в первую очередь величиной питания ИП электрической нагрузки. При относительно небольших величинах нагрузки до 300-350 кВА принимается для установки в цехе ВРУ, часто представляющее собой распределительный щит, состоящий из одного или нескольких вводных панелей.

При относительно больших величинах электрической нагрузки, позволяющей выбрать мощность силового трансформатора 630 кВА в качестве ИП в цехе применяется трансформаторная подстанция. В основном в системе электроснабжения промышленных предприятий применяются ТП с единичной номинальной мощностью 630, 1000 и 1600 кВА.

Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях определяются величиной и характером электрических нагрузок (требуемой надежностью электроснабжения и характером потребления электроэнергии, территориальным размещением нагрузок, их перспективным изменением и при необходимости обуславливается технико-экономическими расчетами.

Т.к. в рассчитываемом цеху устанавливаем ВРУ, то выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховой ТП не производится.

Примем мощность трансформатора ТМГ-1000 кВА с коэффициентом загрузки , так как потребитель 3 категории по надежности, он запитывается от одного ТР.

Заключение

В данном курсовой работе разработана система электроснабжения инструментального цеха.

В результате анализа основных исходных данных цех был отнесён к III категории по надёжности электроснабжения.

В данной курсовой работе для приводов электроприёмников были применены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А с частотой вращения 3000 об. /мин.

В результате расчётов были определены нагрузки отдельных электроприёмников, а также всего цеха в целом. Таким образом, суммарная силовая нагрузка цеха равна 139 кВА.

Также на ответвлениях, выполненных проводами АПВ, были выбраны автоматические выключатели типа ВА 51, а на и кран-балку был выбран ещё и пускатель (типа ПМЛ) и ящик (типа Я-3163).

В качестве сетевых электротехнических устройств выбраны шкафы типа ПР85-Ин1.

ВРУ было выбрано марки ВРУ-Ин1-15 11. УХЛ4 с вводным автоматом типа ВА 51-37.

Также были выбраны кабели марки АВВГ, питающие распределительные пункты от ВРУ и ВРУ от ТП.

По результату расчёта мощности, которая может быть передана через трансформаторы, было определено, что установка компенсирующих устройств не требуется.

Было определено напряжение на зажимах наиболее удалённого от ВРУ электроприёмника, которое находится в диапазоне 95-105%, что необходимо для работы электроприёмника в нормальном режиме.

Также были рассчитаны токи однофазного и трёхфазного короткого замыкания на стороне 0,4 кВ, которые равны 2,53 кА и 4,7 кА, соответственно.

В графической части проекта выполнен чертёж плана цеха с силовой сетью.

Список используемой литературы

1. В.П. Шеховцов Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. - М: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2006;

. В.Н. Радкевич Проектирование систем электроснабжения. - Мн.: НПООО "ПИОН", 2001;

. А.Г. Ус, Л.И. Евминов Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий. - Мн.: НПООО "ПИОН", 2002;

. А.Г. Ус, В.В. Бахмутская Электроснабжение промышленных предприятий: методическое указание к изучению одноименного курса для студентов специальности 1-43 01 03 "Электроснабжение". - Гомель: ГГТУ им.П.О. Сухого, 2010;

. В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич Электрическое освещение. - М.: "Техноперспектива", 2007

. ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчёта в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. - Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск Издательство стандартов, 1994;

. Ю.Н. Колесник, Н.В. Токочакова Промышленные потребители электрической энергии: практикум по одноименному курсу для студентов специальности 1-43 01 03 "Электроснабжение". - Гомель: ГГТУ им.П.О. Сухого, 2006;

. Иносат. Каталог низковольтного оборудования, 2006.