Проектирование системы электроснабжения цеха

Проектирование системы электроснабжения цеха

МИНОБР НАУКИ РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал в г. Сызрани

Кафедра ЭПП

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Системы электроснабжения»

Разработал:

Тё Л.К.

Проверил: ст.пр.

Иванова С.С.

Содержание

Введение

. Краткое описание технологического процесса проектируемого объекта

. Выбор напряжения силовой и осветительной сети установки

. Выбор и обоснование схемы силовой сети цеха

. Расчёт силовой и осветительных нагрузок цеха

. Определение числа, мощности и места расположения цеховой трансформаторной ПС с учётом компенсации реактивной мощности. Выбор мощности КУ

. Расчет распределительной сети, выбор и расчет защитных устройств на стороне низкого напряжения

. Расчёт токов 3-фазного и 1-фазного КЗ и проверка выбранной аппаратуры на устойчивость к действию ТКЗ

. Расчёт освещения цеха

. Расчёт искусственного заземления ТП и цеха

Список используемой литературы

Введение

цех осветительный напряжение заземление

Основной целью и содержанием курсовой работы являются развитие умений и навыков путем решения конструкторских и технологических задач, составления технико-экономических обоснований принимаемых решений, оформления графической части, а также подготовка к творческому решению конкретных задач проектирования.

Цель - систематизировать и закрепить знания, полученные при изучении теоретического курса путем самостоятельной работы над решением поставленной задачи.

В работе надлежит спроектировать систему электроснабжения цеха в соответствии с перечнем вопросов, приведенным в задании. Решения должны соответствовать прогрессивным тенденциям в практике проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий.

1. Краткое описание технологического процесса проектируемого объекта

Механический цех относится к основному производственному оборудованию машиностроительного предприятия. В нём выполняются операции по обработке деталей для оборудования электростанций после отливки и доведение их до завершённого состояния с последующей отправкой и в цех сборки. К таким деталям относятся валы, броня для мельниц, редукторы и т.д. Преобладает металлообрабатывающее станочное оборудование. В том числе станки универсального назначения - токарные, фрезерные, шлифовальные, а так же специальные станки - винтовые прессы. Для осуществления производственного процесса в схемы имеются вспомогательные механизмы и аппараты - это кран-балки, санитарно-технические вентиляторы.

Спецификация оборудования представлена в табл. 1.1.

Табл. 1.1

. Выбор напряжения силовой и осветительной сети установки

Цеховые сети выполняются на напряжение до 1000 В. В соответствии с существующей шкалой напряжений имеют место следующие системы напряжения: 660/380 В, 380/220 В, 220/127 В. Напряжение 127 и 220 В рекомендуется в основном для осветительных приборов. Эти напряжения используются и для силовой сети - для установок незначительной мощности и т.д. Основными напряжениями для силовой сети являются 660 и 380 В. Напряжение 660 В по техническо-экономическим показателям превосходит напряжение 220, и 380 В. Однако для питания осветительных установок в этом случае приходится устанавливать специальный трансформатор.

Исходя из выше сказанного, для проектируемого цеха машиностроительного завода принимается цеховая силовая и осветительная сеть переменного тока промышленной частоты напряжением 380/220 В.

3. Выбор и обоснование схемы силовой сети

Цеховые сети распределения электроэнергии должны обеспечивать надежность питания электроприемников в соответствии с их категорией надежности электроснабжения, высокие технико-экономические показатели, удобство и безопасность эксплуатации, иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа и т. д.

Для электроснабжения электоприёмников принимаем смешанную схему электроснабжения. Она обладает универсальностью и гибкостью, позволяет изменять технологическое оборудование без особых изменений эл. сети. Так как потребители располагаются относительно равномерно по площади цеха применяем схему с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными, от распределительного шинопроводи, через силовой апункт, запитываем удалённую группу эл. приёмников (рис. 3.1).

Рис. 3.1

4. Расчёт силовой и осветительной нагрузок цеха

При заполнении таблицы все электроприемники разбиваются на группы А и Б, имеющие различный режим работы. К группе А относятся элетроприемники с переменным графиком нагрузки (КИ < 0,6), а к группе Б - с относительно постоянным графиком нагрузки. (КИ ≥0,6).

Рассмотрим подробный расчёт для группы Б, подгруппы насосы.

Электроприемники каждой группы разбивают на подгруппы с одинаковой значениями КИ и tgφ. Величины КИ и tgφ (в соответствии с cosφ) для каждой группы находят по справочнику. Для j-ой подгруппы из n электроприемников определяют суммарную номинальную мощность:

_ном=1np_номi

В графе 5 указывают величину отношения:

=p_ном.max х p_ном.min

Где рном.min и рном.maх - соответственно максимальная и минимальная мощности из номинальных мощностей электроприемников группы.

При определении величины m могут быть исключены те наименьшие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы (число этих наименьших электроприемников при определении nЭ не учитывается).

Средние нагрузки j-той подгруппы за максимально загруженную смену определяют по формулам:

P_ср.max.j=Kи∙х P_ном.j_ср.max.j=P_ср.max.х j∙х tgφ

Затем средние нагрузки складывают и по полученным значениям ΣP cp.max.jи ΣQcp.max.j находят средневзвешенные значения:

и=P_ср.max.х j х P_ном

tgφ=Q_ср.max.х j х P_ср.max.j

Произведенные расчеты дают возможность далее определить эффективное число электроприемников nэ:

э=1npномх х 21npном2

При m>3 и Ки≥0,2 эффективное число электроприемников может определяться по упрощенной формуле:

э=2∙1npном х pном.max

где 1npном - суммарная номинальная мощность всех электроприемников данной группы, кВт; ном.max- наибольший по мощности электроприемник данной группы, кВт.

В тех случаях, когда найденное по формуле nэ оказывается больше фактического числа электроприемников n, следует принимать: nэ=n

В зависимости от средневзвешанного Ки и nэ по кривым или таблицам находят значения коэффициента максимума Кmax.

С помощью Kmax определяют расчетные максимумы нагрузок (мощностей):

Активной:

=Kmax∙х Pср.max

Реактивной:

=Kmax∙х Qср.max

Полной:

=Pmax2+Qmax2

Затем по значению полной мощности рассчитываем ток:

=Smax3∙х Uном

Рассмотрим подробный расчёт для группы Б, подгруппы - Станки МР-81, 1723, ЭМ151, 1К62; Тепловая завеса; Вентилятор.

Рассчитываем суммарную номинальную мощность:ном=11∙8+9∙16,5+30∙8+11∙9+7∙5+5∙6=652,5 кВт=305=6;

Рассчитываем средние нагрузки за максимально загруженную смену:ср.max.j=0,65∙х 652,5=424,125 кВт; ср.max.j=879,45∙х 424,125=318,095 кВар;

Так как подгруппа принадлежит категории Б, nэф не рассчитывается, а Ки=1.

Рассчитываем максимум нагрузок активной мощности:=1∙х 424,125=424,125кВт;

Рассчитываем максимум нагрузок реактивной мощности:=1∙х 318,094=318,094 кВар;

Полную мощность и ток, рассчитываем по суммарной Pmax и Qmax всей таблицы:=530,6562+438,1812=688,185 кВА;

=Smax3∙х Uном=688,1853∙0,4=994,487 А.

Осветительная нагрузка цеха рассчитывается по удельной мощности осветительной установки ро, кВт/м², приводимой в справочниках для различных производств и известной освещаемой площади цеха (F=3024 м). Удельная осветительная мощность принимается ро=0,016.

Рном.о=р0∙х S

Рном.о=0,016∙х 3024=48,8 кВт

Расчёты мощности цеха сводятся в табл. 4.1.

Табл. 4.1

. Определение числа, мощности и места расположения цеховой трансформаторной ПС с учётом компенсации реактивной мощности. Выбор мощности КУ

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путём технико-экономических расчётов с учётом следующих фактов: категория надёжности электроснабжения; компенсация реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономических режимов работы трансформаторов в зависимости от графиков нагрузки.

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности нагрузки:

σН=Sp х F

Где Sp - расчётная нагрузка цеха, - площадь цеха.

σН=659,135 х 3024=0,2кВАм²

При плотности более 0,2 кВА/м² целесообразность применения трансформаторов мощностью 1000 кВА.

Минимальное число цеховых трансформаторов, одинаковой мощности, предназначенных для питания технологически связанных нагрузок:

=Pср.maxК3∙х Sном.Т+∆N

Где Pср.max - средняя активная мощность технологически связанных нагрузок за наиболее загруженную смену;

К3 - рекомендуемы коэффициент загрузки; ∆N - добавка до ближайшего целого числа.=510,9050,7∙х 1000+0,27=1;

Экономически оптимальное число трансформаторов определяется по выражению:

опт=Nmin+m

Где m - дополнительно установленные трансформаторы.опт=1+0=1;

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

Суммарную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), определяют:

НК= Q НК1+ QНК2

где QНК1 и QНК2 - суммарные мощности НБК, определенные на двух этапах расчета, кВар.

Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяют по формуле: =1∙х 0.7∙10002-510.9052=478,5кВар;

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1 кВ составит: нк1=416,455-478,5=-62кВар;

где Qср.м. - суммарная средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену при напряжении до 1 кВ.

Дополнительная мощность QНК2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле: нк2=416,455-0-0,49∙х 1∙х 1000=-73,5кВар;

где γ - расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров КР1 и К Р2и схемы питания цеховой ТП. нк=0+0=0кВар;

Номинальная мощность трансформатора определяется по средней нагрузке за максимально нагруженную смену:

ном.Т=Sср.maxN∙х К3=659,1351∙0,7=941,6кВА;

Реальный коэффициент загрузки:

К3=Sср.maxN∙х SномТ=659,1351∙х 1000=0,66.

Принимаем к установке трансформатор типа ТМ - 1000/10/0,4.

. Расчет распределительной сети, выбор и расчет защитных устройств на стороне низкого напряжения

Расчет цеховой распределительной сети сводится к выбору стандартных сечений токопроводов по техническим и экономическим соображениям. Исходными данными для расчета служат определенные ранее нагрузки и схема силовой сети.

Сечения токопроводов выбирают по нагреву расчетным током:

Р≤Iдл.доп

Где Iдл.доп - длительно допустимый ток токопровода.

Величина Iдл.доп зависит от проводникового материал, способа изоляции, условий прокладки токопровода и других факторов.

Выбор комплексных шинопроводов

Комплексные шинопроводы типа ШМА для главных магистралей выбирают по расчётному току силового трансформатора, к которому подключена магистраль. Пример выбора магистрального шинопровода ШМА1:

,507≤1600 А

Расчёт распределительных шинопроводов производится аналогично расчёту магистральных шин.

Результаты выбора шинопроводов сведены в табл. 6.1.

Табл. 6.1

Для питания группы эл.приёмников принимаем два силовых шкафа ШРС-1АТ, с номинальным током 200А.

Выбор автоматического выключателя

Выбор автоматического выключателя осуществляется по условиям:

Номинальное напряжение автоматического выключателя:

ном≥Uном.уст

Где Uном.уст - номинальное напряжение установки.

Номинальный ток расцепителя:

IН.Р≥1,25∙Iном

Где Iном - расчётный номинальный ток.

ном=Pуст3∙х U∙х cosφ

Выбор автоматического выключателя рассмотрим на примере выбора выключателя ТР-ШМА.

Номинальное напряжение автоматического выключателя:

,4 кВ≥0,4 кВном=952,507 АН.Р≥1,25∙х 952,507 А=1190,63 А

Выбираем выключатель ВА 53 - 43.н.д.=380 В; Iн.а.=1600 А; Iн.р.=1430 А;у.п.=1,25Iн.р.; Iу.кз.=7Iн.р.; Iоткл=31 кА;≥1,2∙Iп=1,2∙х 9295=11154 Ап=Кп∙Iн.д.=6,5∙х 1430=3250 А

Кo≥IoIнр=111541430=7,8; Принимаем Кo=8

Результаты расчёта выключателей сводим в таблицу 7.2.

Выбор сечения проводов и жил кабелей

Выбор сечения кабеля цеховой сети выбираем на примере кабеля ШМА1-ШРА1:

доп≥Кзащ∙х Iн.р.

Где Кзащ - защитный коэффициент, равен 1; н.р. - номинальный ток расцепителя.доп≥496,165 А.

Для питания применяем 2 кабеля марки АВВГ с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, сечением 150 мм2 и Iдоп=254 А.

Результаты расчёта кабельных линий между ШМА-ШРА (РУ) сводим в табл. 6.2. Выбор проводников ШРА (РУ) - электроприёмник представлен в приложении 2.

Табл. 6.2

Расчёт отклонения напряжения

Отклонения напряжения на зажимах электроприемников регламентированы ГОСТ Р 54149-2010 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Проверка величины отклонения напряжения производится на зажимах электроприемника, наиболее удаленного от цехового трансформатора.

Необходимо соблюдение условия:

∆Uобщ%≤∆Uдоп%

где ∆Uдоп% - допустимое отклонение напряжения от номинального по ГОСТ Р 54149-2010.

Общая величина отклонения напряжения от цехового трансформатора до электроприемника:

∆Uобщ%=∆Uс%+∆Um%

Потеря напряжения на участках от источника до электроприемника:

∆Uс%=3∙i=1nImaxi∙х li х Ui∙х r0∙cosφi+x0∙sinφi∙100

где Imaх i - расчетный максимальный ток i-той нагрузки;

п - число подключенных нагрузок; i- длина участка сети до i-той нагрузки;

cosφ i- коэффициент мощности i-той нагрузки; 0 i, х0 i - погонные активное и реактивное сопротивления участков сети; i - фактическая величина напряжения в точке подключения i-той нагрузки.

Рассмотрим отклонение напряжения на самом удалённом эл.приёмнике №47:

Отклонение напряжения на участке трансформатор - электроаприёмник:

∆Uс%=∆U(ТР-ШМА)+∆U(ШМА)%+∆U(ШМА-ШРА)%+∆U(ШРА)%+∆U(ШРА-ЭП)%.

Находим отклонение напряжения в кабельной линии ТР-ШМА:

∆U(ТР-ШМА)=3952,5∙х 2,623800,00013∙х 0,795 + 0,000077∙х 0,686∙х 100=0,17%

Так как на этом участке лежит 3 параллельно кабеля, полученное значение делим на 3.

∆U(ТР-ШМА)=0,057%

Отклонение напряжения в ШМА:

∆U(ШМА)=3501,068∙х 4,43800000031∙х 0,795+0,000022∙х 0,686∙х 100=0,04%;

Отклонение напряжения в кабельной линии ШМА-ШРА:

∆U(ШМА-ШРА)=3501,068∙х 2,13800000208∙х 0,794+0,000124∙0,686∙х 100=0,08%;

Так как на этом участке лежит 2 параллельно кабеля, полученное значение делим на 2.

∆U(ТР-ШМА)=0,04%

Отклонение напряжения в ШРА:

∆U(ШРА)=3260∙х 27,63800,0001∙х 0,794+0,00013∙х 0,686∙100=0,54%;

Отклонение напряжения в кабельной линии ШРА-ЭП:

∆U(ШРА-ЭП)=332∙х 9,63800,00312∙х 0,8+0,00184∙х 0,6∙100=0,34%;

Находим суммарное отклонение напряжения в сети:

∆Uс%=0,0057+0,04+0,04+0,54+0,34=0,99%.

Отклонение напряжения в трансформаторе, %, определяем по формуле:

∆Um=β∙х la∙х cosφ2+lp∙х sinφ2

где l а- активная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

=PkSном х т∙х 100

β - коэффициент загрузки трансформатора в долях единицы;

Рк - потери короткого замыкания, кВт; ном т - номинальная мощность трансформатора, кВА; р- реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,

р=lk2+la2

к - напряжение КЗ в % от номинального напряжения трансформатора; - коэффициент мощности на зажимах вторичной обмотки трансформатора.

la=10,51000∙х 100=1,05% р=62+1,052=6,09%

∆Um=0,48∙х 0,65∙х 0,64+6,09∙х 0,78=2,7%

∆Uобщ=2,7+0,99=3,69%

∆Uобщ=3,69%<10%

Отклонение напряжения лежит в рамках допустимых значений.

. Расчёт токов 3-фазного и 1-фазного КЗ и проверка выбранной аппаратуры на устойчивость к действию ТКЗ

Значения сопротивления трансформатора ТМ - 1000/10/0,4 :Т=1 мОм; x1Т=5,4 мОм; z1Т=5,5 мОм; r0Т=16,3 мОм;Т=50 мОм; rT(1)=18,3 мОм; xT(1)=60,8мОм; zT(1)=63,5мОм.

Основную часть общего сопротивления цепи КЗ составляет сопротивление трансформатора

Т=∆Pк∙х Uном2 х Sном.т2

Т=11∙х 0,4210002=0,00068 Ом;

где ΔРк - потери КЗ в трансформаторе, кВт; ном т - номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

Реактивное сопротивление трансформатора определяется по формуле:

Т=10∙х XТ*%∙х Uном2 х Sном.т2Т*%=uк%2 - rТ%2

Здесь uК% - напряжение КЗ трансформатора, %;

Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле:

rТ%=∆Pк∙х 100 х Sном.т

Т%=11∙100 х 1000=0,69% Т%=5,52+0,692=7,84% Т=11∙7,84∙0,4210002∙103=0,0054 Ом

Токи однофазного, двухфазного и трехфазного КЗ определяются по выражениям:

К1=Uном.фrТ+rФ+r02+xТ0+xФ02К(3)=Uном3∙х r2+x2

IК(2)=32∙х IК(3)

где Uном, Uном.ф - номинальные линейное и фазное напряжения трансформатора; т, rф, r0 - активные сопротивления трансформатора, фазного и нулевого проводов;

хт0, хф0 - реактивные сопротивления трансформатора и цепи фаза - нуль; Σ, хΣ - суммарные активные и индуктивные сопротивления цепи КЗ.

Произведём подробный расчёт тока КЗ для эл. приёмника №47:

Сначала производим расчёт всех сопротивлений схемы замещения.

Сопротивление КЛ1:кл1=r0∙l=0,00013∙х 2,62=0,00034 Ом;кл1=x0∙l=0,000077∙х 2,62=0,0002 Ом.

Сопротивление автоматического выключателя QF1: rQF1=0,00041 Ом; xQF1=0.00013 Ом.

Сопротивление ШМА:шма=r0∙l=0,000031∙х 4,4=0,00014 Ом;шма=x0∙l=0,000022∙х 4,4=0,000096 Ом.

Добавочное сопротивление на цеховой трансформаторной подстанции:rдоб1=0,015 Ом;

Сопротивление КЛ2:кл2=r0∙l=0,000208∙х 2,1=0,00044 мОм;кл2=x0∙l=0,000124∙х 2,1=0,00026 мОм.

Сопротивление автоматического выключателя QF2: rQF2=0,00014 Ом; xQF2=0,00008 Ом.

Сопротивление ШРА:шра=r0∙l=0,0001∙х 27,6=0,0028 Ом;шра=x0∙l=0,00013∙х 27,6=0,0036 Ом.

Добавочное сопротивление на зажимах аппаратов, питаемых от главных магистралей:rдоб2=0,02 Ом;

Сопротивление автоматического выключателя QF3: rQF3=0,007 Ом; xQF3=0,0045Ом.

Сопротивление КЛ2:кл2=r0∙l=0,00312∙х 9,6=0,03 Ом;кл2=x0∙l=0,00184∙х 9,6=0,018 Ом.

Добавочное сопротивление для аппаратуры установленной непосредственно у приёмника электроэнергии:rдоб3=0,03 Ом;

Рассчитаем ток КЗ в т.1:

Суммарное активное сопротивление равно:

К1=rТ+rкл1+rQF1+rдоб1=0,00068+0,00034+0,00041+0,015=0,0164 Ом.

Суммарное реактивное сопротивление равно:

К1=xТ+xкл1+xQF1=0,0054+0,0002+0,00013=0,00573 Ом.

Определяем ток трёхфазного КЗ в т.1:К(3)=4003∙х 0,01642+0,005732=13,33 кА;

Далее определяем ударный ток КЗ в т.1:уд=2∙х 1,05∙х 13,33=19,6 кА;

Определяем ток двухфазного КЗ в т.1:к(2)=32∙х 13,33=11,33 кА.

Аналогично рассчитываем ток КЗ в точке 2 схему КЗ. Результаты расчётов сводим в табл. 7.1.

Табл. 7.1

Определим ток КЗ для точки 3:К(1)=0,22∙х 103105+63,53=1,7 кА

Проверка выбранных выключателей на устойчивость к токам короткого замыкания представлена в табл. 7.2.

Табл. 7.2

Как видно из таблицы, все автоматические выключатели проходят на устойчивость к токам короткого замыкания.

8. Расчёт освещения цеха

Светотехнический расчёт освещения цеха: выбор освещённости, типа ламп и светильников. Расчёт осветительной сети цеха

Рациональное освещение производственных участков является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно организованное освещение создаёт благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда.

Выбор освещённости. На основании того, что электроприёмники в помещении цеха расположены равномерно и на рабочих местах необходимо создать достаточный уровень освещённости, принимается система комбинированного освещения, состоящая из общего и местного освещения.

Принимается для общего освещения значение освещённости 300 лк. Значение коэффициента запаса равно 1,5.

Выбор типа ламп. Для общего рабочего освещения используем лампы типа ДРЛ. Они обладают большим единичным световым потоком и большим сроком службы. Применение ламп ДРЛ снижает количество устанавливаемых осветительных приборов, что приводит к упрощению электрической сети.

Выбор типа светильников. На основании того что в производственном помещении рабочая поверхность расположена горизонтально, а стены и потолки имеют низкий коэффициент отражения, целесообразно выбрать светильники прямого света (П), при этом световой поток используется максимально. Так как высота помещения более 6 метров, то следует выбирать светильники с кривой силы света - Д. Выбираем светильники типа РСП 44 - 700 - 01. Расчёт осветительной сети цеха. Расчёт освещения проектируемого цеха выполняется методом коэффициента использования.

Определяется высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью:

h=H-hр-hс

где H - высота цеха, м; р - высота от пола до рабочей поверхности, м; hс - высота свеса светильника, м.=8-0,8-1,2=6 м;

Для выбранного светильника, имеющего косинусную кривую силы света, находим значение λЭ=Lаh=1, следовательно:

а=λЭ∙х h=1∙х 6=6 м;

Учитывая геометрические размеры помещения и расположение колонн, принимаем Lа=6 м, Lв=8 м. Расстояние lа=6 м и lв=5 м выбирается, учитывая наличие у стен проходов. Таким образом, количество светильников рабочего освещения N=55.

Световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности, определяется по формуле:

Ф=Eн∙х Kзап∙х F∙х zN∙х ŋ

Где Eн - норма освещённости, лк; зап - коэффициент запаса; - площадь освещаемой поверхности, м2; - коэффициент минимальной освещённости (z=1,5 для ДРЛ); - число светильников;

ŋ - коэффициент использования светового потока.

Индекс помещения:

=LЦ∙х BЦh∙х LЦ+BЦ

Где LЦ - длина помещения, м; Ц - ширина помещения, м;=42∙х 726∙х (42+72)=4,5.

Коэффициент использования светового потока принимается ŋ=0,74 в зависимости от рассчитанного индекса помещения.

Ф=300∙х 1,5∙3024∙х 1,1555∙х 0,74=37937 лм

По значению Ф выбирается стандартная лампа, так чтобы её поток отличался от расчётного значения-10 - +20%. Выбираем лампу ДРЛ 700.

Рассчитывается световой поток ламп аварийного освещения:

Ф=2∙х 1,5∙х 3024∙х 1,1532∙х 0,4=815,06 лм

Для аварийного освещения выбираются лампы накаливания общего назначения мощностью 60 Вт.

Расчёт электрических нагрузок осветительной сети цеха. Определяется расчётная нагрузка осветительной сети:

Рр.0=Руст∙х Кс∙х КПРА

Где Руст - установленная мощность ламп, кВт;

Кс - коэффициент спроса, принимается Кс=0,95;

КПРА - коэффициент, учитывающий потерю мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА), принимается для ламп ДРЛ КПРА=1,1.

Таким образом, питающая нагрузка осветительной сети составит:

Рр.0=0,7∙х 55х ∙0,95∙х 1,1=40,23 кВт;

Определяем аварийный ток осветительной сети по формуле:

р.0=Pp.03∙х UЛ∙х cosφ

Где Pp.0 - активная расчётная мощность трёх фаз, Вт; Л - номинальное линейное напряжение сети, В;

cosφ - коэффициент мощности нагрузки.р.0=402303∙х 380∙х 0,65 =95,8 А;

Далее определяется ток, протекающий по фазе. При однофазной, отходящей от группового щитка:

р.0=Pp.0 х UФ∙х cosц

р.0=4∙700∙х 1,1∙х 0,95220∙х 0,65=20,46 А;

Таким образом, питание источников света общего рабочего освещения осуществляется с помощью 2 щитков, ОЩВ-12 63/16 и ОЩВ-9 63/16.

Сечения проводников осветительной сети должны обеспечивать достаточную механическую прочность, прохождение токов нагрузки без перегрева сверх допустимых температур, необходимые уровни напряжений у источников света, срабатывание защитных аппаратов при КЗ.

Выбор сечений проводников осветительной сети производится по нагреву.

Рр.0=0,7∙х 55∙0,95∙х 1,1=40,23 кВт;р.0=402303∙х 380∙х 0,65=95,8 А.

Таким образомЮ аппарат щитков удовлетворяет условию:

ном>Iраб;

А>95,8 А.

Для питания ОЩВ-12 63/12 выбирается кабель марки АВВГ(4х520)мм2 с номинальным током Iном=120 А.

Выбор проводника для питания осветительных установок производится по расчётному току осветительных установок:

Iр.0=4∙0,7∙х 0,95∙х 1,1220∙х 0,65=20,46 А.

Таким образом, для питания светильников, выбираем провода марки АПВ (4х4) мм2 с номинальным током Iном=35А.

. Расчёт искусственного заземления ТП и цеха

Расчет сопротивления заземлителя проводится в следующем порядке:

) Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства. Сопротивление заземляющего устройства для электроустановок напряжением до 1 кВ не должен быть больше 4 Ом, поэтому за расчётное сопротивление принимаем: rЗ=4 Ом.

2) Сопротивления искусственного заземлителя при отсутствии естественных заземлителей принимается равным допустимому сопротивлению заземляющего устройства: RИ=RЗ=4 Ом.

3) Определяется расчетное удельное сопротивление грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание зимой.

ρрасч=100 Ом∙м (суглинок).

Значение расчётного удельного сопротивления грунта, для 2 климатической зоны. Коэффициент сезонности, для вертикальных заземлителей: КС=1,8; для горизонтальных: КС=4,5. Глубина заложения электродов t0=0,8 м, и длинне вертикальных заземлителей lВ=2,5 м.

ρрасч.в=100∙х 1,8=180 Ом∙м

ρрасч.г=100∙х 4,5=450 Ом∙м

4)Определяем сопротивление растеканию одного вертикального электрода. Для вертикального заземлителя из круглой стали, верхний конец которого ниже уровня земли формула расчёта имеет вид:

В=pрасч.в2∙х π∙х lln2∙х ld+12∙х ln4∙х t+l4∙х t-l≡t0+lВ2

t≡0,8+2,52=2,05 м; В=1802∙х 3,14∙2,5ln2∙х 2,50,12+12∙х ln4∙2,05+2,54∙х 2,05-2,5=43,56 Ом;

) Определяется примерное число вертикальных заземлителей n при предварительно принятом коэффициенте использования :

=RВКи.в∙х Ru

=43,56038∙х 3,75=30,56≈31;

где Rв - сопротивление растеканию одного вертикального электрода, определенное; и - необходимое сопротивление искусственного заземлителя.

) Определяется сопротивление растеканию горизонтальных электродов при расположении вертикальных электродов по контуру;

Г=pрасч.в2∙х π∙х l∙х ln2∙х l2d∙t

Г=4502∙х 3,14∙х 6∙х ln2∙х 620,12∙х 0,8=59,58 Ом;

) Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов:

В.Э=RГ∙х RИRГ-RИ

В.Э=59,58∙х 3,7559,58-3,75=4,01 Ом.

) уточняется число вертикальных электродов с учетом коэффициентов использования.

=RВКИ.В.У х Ru

=43,56038∙х 4,01=28,6.

Окончательно принимается к установке 30 вертикальных электродов, расположенных по контору. Для обеспечения безопасности людей на проектируемой установке заземляем металлические кожухи и корпуса электроустановок, различных агрегатов и приводов к ним, светильники.

Защитное заземление состоит из наружного устройства, представляющий собой искусственные или естественные заземлители, проложенные в грунте и соединенные между собой в общий контур, и внутренней сети, состоящей из заземляющих проводников, прокладываемых по стенам помещения, в котором находится установка, и присоединяемых к наружному контуру. Между подстанцией и установкой применяем общее освещение, заземления оборудования присоединяем с помощью сварки 2 проводниками.

Внешний контур заземления прокладывается в земляных траншеях, заглубленные заземлители соединяют друг с другом стальными полосами с помощью сварки. Места приварки полосы к заземлителям покрываем разогретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашиваем. Траншеи с уложенными в них заземлителями засыпаем землей, не содержащей камней и строительного мусора.

Список используемой литературы

1.     Фёдоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1987 г. 368с.

2.       Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высш.шк.,1990

.        Ополева Н.Г. Схемы и подстанции электроснабжения. М.: ФОРУМ - ИНФРА - М, 2006 г. 479с.

.        Справочник по электроснабжению и электрооборудованию / Под ред. А.А. Фёдорова. Том 1. М.: энергоатомиздат, 1986 г. 561с.

.        Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. М.: ФОРУМ - ИНФРА - М, 2005 г. 213с.