Расчетно-пояснительная записка

Министерство образования и науки Российской Федерации
Отделение среднего профессионального образования филиала
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный авиационный технический университет»
в г. Кумертау «Авиационный технический колледж»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине
_________________Электроснабжение отрасли________________
Тема проекта
___________Проектирование электроснабжения цеха_______
______________механической обработки деталей___________
Курсовой проект выполнил и защитил с оценкой____________________________
«____»_______________2013 г.
Студент____________________________________________(___Иванов А.А.___)
(подпись)
(разборчиво)
Группа ____________ЭО-331________
Консультант ________________________________________(___Петров С.В.___)
(подпись)
(разборчиво)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Отделение среднего профессионального образования филиала Федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Уфимский государственный авиационный технический университет»
в г. Кумертау «Авиационный технический колледж»
«Рассмотрено»
На заседании ЦК
Протокол №__ от___________
________________
«Утверждаю»
Зам. директора по УиНР
филиала ФГБОУ ВПО
«УГАТУ» в г. Кумертау
________Р.Р. Исмагилов
Задание
на курсовое проектирование
по дисциплине _________Электроснабжение отрасли_______________________
______________________________________________________________________
Студент______Иванов Андрей Александрович ______группа________ ЭО-331
Специальность_______140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание
электрического и электромеханического оборудования» (по отраслям)_________
(код и наименование специальности)
Тема проекта
___ Проектирование электроснабжения цеха механической обработки деталей__
Дата выдачи задания __25.09.2012 г.______________________________________
Срок сдачи проекта ___25.03.2013 г.______________________________________
Преподаватель _____________________ /_Петров С.В._/
(подпись, дата)
(Фамилия,инициалы)
Задание принял для выполнения_____________________ /_Иванов А.А._/
(подпись, дата)
(Фамилия,инициалы)
1. Исходные данные
№ на
плане
Наименование ЭО
Рэп, кВт
1, 13, 15, 16,
34...36
2, 43,44
Токарные специальные станки
14
Алмазно-расточные станки
4
3, 24...26
4,9
5 , 6 , 17, 18
7,8
10...12
14, 19, 20
21, 37...39
22, 23
27...29
30
31...33
41,40, 42
45, 46
Вертикально-фрезерные станки
Наждачные станки
Сверлильные станки
Заточные станки
Закалочные установки
Круглошлифовальные станки
Токарные полуавтоматы
Балансировочные станки
Вертикально сверлильные станки
Кран мостовой
Агрегатные станки
Шпоночно-фрезерные станки
Магнитный дефектоскоп
8
3
10
2
10
4
20
3
5
30 кВА
10
10
3
Примечание
1-фазные
1-фазные
ПВ = 40 %
1-фазный
2. Содержание пояснительной записки
Введение______________________________________________________________
1 Общая часть_________________________________________________________
1.1 Характеристика объекта______________________________________________
1.2 Классификация помещений___________________________________________
2 Расчетная часть_______________________________________________________
2.1 Расчет освещения___________________________________________________
2.2 Расчет силовой электрической нагрузки_________________________________
2.3 Выбор мощности трансформаторов____________________________________
2.4 Расчет токовой нагрузки на силовые кабели_____________________________
2.5 Схема замещения____________________________________________________
2.6 Расчет токов трехфазного короткого замыкания_____________________________
2.7 Расчет токов однофазного короткого замыкания на землю_________________
2.8 Выбор аппаратов защиты (автоматов и предохранителей)__________________
2.9 Расчет заземляющего устройства______________________________________
2.10 Расчет компенсирующего устройства__________________________________
Заключение____________________________________________________________
Список использованных источников______________________________________
Приложения___________________________________________________________
3. Список графических документов
План электроснабжения цеха____________________________________________
Схема электрическая принципиальная однолинейная________________________
4. Комплект документации технологического процесса
______________________________________________________________________
Аннотация
Пояснительная записка содержит 49 страниц, в том числе 2 рисунка, 13
таблиц. Графическая часть выполнена на 2 листах формата А1.
В данном проекте изложены основные положения и произведен расчет
электроснабжения цеха механической обработки деталей.
Произведен выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок,
расчет компенсации реактивной мощности, выбрана схема распределительных
сетей, главная схема электрических соединений и конструктивное выполнение
трансформаторной подстанции, выбор мощности трансформаторов. Произведен
расчет токов короткого замыкания, выбор основной электрической аппаратуры,
кабелей, заземления.
Во время выполнения курсового проекта принимались технические
решения, опирающиеся на существующие материалы, ГОСТы и исследования в
области электроснабжения промышленных предприятий.
Содержание
Введение………………………………………………………………………….
1 Общая часть……………………………………………………………………
1.1 Характеристика объекта…………………………………………………….
1.2 Классификация помещений………………………………….……………..
2 Расчетная часть………………………………………………………………..
2.1 Расчет освещения……………………………………………………………
2.2 Расчет силовой электрической нагрузки ………………………………….
2.3 Выбор мощности трансформаторов………………………………………..
2.4 Расчет токовой нагрузки на силовые кабели…………………………….
2.5 Схема замещения…………………………………………….…..…….……
2.6 Расчет токов трехфазного короткого замыкания…………………...…….…..
2.7 Расчет токов однофазного короткого замыкания на землю……………..
2.8 Выбор аппаратов защиты (автоматов и предохранителей) ……………..
2.9 Проверочный расчет заземляющего устройства…………………..……
2.10 Расчет компенсирующего устройства…………………………………..
Заключение………………………………………………………………………
Список использованных источников…………………………………………
Приложение А – Технические характеристики люминесцентных ламп
серий ЛБ, ЛД…………………………………………………………………...
Приложение Б – Технические характеристики ламп ДРЛ……………………
Приложение В – Рекомендуемые значения коэффициентов…………………
Приложение Г – Кабельный журнал…………………………………………
Приложение Д – Технические характеристики трехфазных масляных
двухобмоточных трансформаторов…………………………………………….
Приложение Е – Технические характеристики предохранителей серии
НПН и ПН2………………………………………………………………………..
Приложение Ж – Удельное сопротивление грунта…………………………...
Изм.
Лист
№ докум.
Разраб.
Иванов А.И.
Провер.
Петров С.В.
Подпись Дата
5
7
7
8
9
9
15
21
22
23
26
30
33
36
38
40
41
42
43
44
45
47
48
49
КФ УГАТУ 140448.4 1.13.10. ПЗ
Проектирование
электроснабжения цеха
механической обработки деталей
Пояснительная записка
Лит.
Лист
Листов
4
49
Филиал ФГБОУ ВПО «УГАТУ»
отделение СПО «АТК», гр. ЭО-331
Введение
Электроэнергетика – ведущая область энергетики – обеспечивает
электрификацию народного хозяйства страны. Технические средства
электроэнергетики объединяются в автоматизированные и централизованно
управляемые электроэнергетические системы.
Энергетика является основой развития производственных сил в любом
государстве. Она обеспечивает бесперебойную работу промышленности,
сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств.
Электроэнергетика наряду с другими отраслями народного хозяйства
рассматривается как часть единой народно - хозяйственной экономической
системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима.
Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека:
промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Без электроэнергии
невозможно действие современных средств связи и развитие кибернетики,
вычислительной техники. Столь широкое распространение объясняется ее
специфическими свойствами:
1) возможностью превращаться практически во все другие виды энергии
(тепловую, механическую, звуковую, световую и другие) с наименьшими
потерями;
2) способностью относительно просто передаваться на значительные
расстояния в больших количествах;
3) огромным скоростям протекания электромагнитных процессов;
4) способности к дроблению энергии и образование ее параметров
(изменение напряжения, частоты).
5) невозможностью и, соответственно, ненужностью ее складирования
или накопления.
Развитие промышленности обеспечивается внедрением новейших
технологий.
Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит
промышленности, на долю которой приходится более шестидесяти процентов
всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Электроснабжение современного
промышленного предприятия представляет собой сложный комплекс, состоящий
из линий электропередач высокого напряжения, стационарных и передвижных
подстанций, распределительных пунктов, средств защиты линий электропередач
и трансформаторов при нарушении нормальных режимов работы
электроприемников.
На
современных
заводах
значительно
возросло
количество
электротехнических установок, увеличилась их номенклатура, в связи с
возросшей энерговооруженностью
труда
повысились
требования
к
бесперебойности
питания,
качеству
обслуживания
электроустановок
промышленного назначения.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
5
Важную роль в обеспечении надежной работы и увеличении
эффективности использования электрического и электромеханического
оборудования играет его правильная эксплуатация, составными частями,
которой является, в частности, хранение, монтаж, техническое обслуживание и
ремонт. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется
схемными и конструктивными построениями системы, разумным объемом
заложенных
в
нее
резервов,
а
также
надежностью
входящего
электрооборудования. При проектировании систем электроснабжения
необходимо учитывать, что в настоящее время все более широкое
распространение находит ввод, позволяющий по возможности максимально
приблизить высшее напряжение (35 - 110 кВ) к электрическим устройствам
потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной
трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем
электроснабжения является также отказ от "холодного" резерва. Важным
резервом является также правильный выбор оборудования по мощности и
уровню использования.
С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы
станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое
управление производственными процессами. Сейчас существуют технологии,
где электроэнергия является единственным энергоносителем.
Промышленные предприятия с мощностью выше 1000 кВт составляют
девяносто семь процентов. Установленная мощность электрооборудования
современных металлопрокатных цехов достигает 150-200 МВт около пятнадцати
процентов от мощности электростанции. Энергоемкие предприятия обладают
высокой степенью энерговооруженности и автоматизации. Основой развития
электроэнергетики является сооружение электростанций большой мощности.
В Российской Федерации работают электростанции с мощностью выше
1000 МВт каждая. В условиях ускорения научно-технологического прогресса
потребления электроэнергии в промышленности значительно увеличивается
благодаря созданию гибких роботизированных и автоматизированных
производств, так называемых безлюдных технологий. Робототехника
используется чаще всего на тех участках промышленного производства, которые
представляют опасность для здоровья людей, а также на вспомогательных и
подъемно-транспортных работах.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
6
1 Общая часть
1.1
Характеристика объекта
Цех механической обработки деталей (ЦМОД) предназначен для
обработки коленчатых валов автомобильного двигателя.
В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и
бытовые помещения различного назначения.
Основное оборудование размещено в станочном и ремонтно-механическом
отделениях.
ЦМОД получает электроснабжение (ЭСН) от подстанции глубокого ввода
(ПГВ) завода, расположенной на расстоянии 8 км от энергосистемы (ЭС).
Напряжение на ПГВ — 6 или 10 кВ. Расстояние от ПГВ до цеха — 0,5 км.
Потребители электроэнергии (ЭЭ) по бесперебойности ЭСН имеют 2
категорию надежности.
Количество рабочих смен — 3.
Грунт в районе здания цеха — суглинок при +15 °С. Каркас здания
сооружен из блоков- секций длиной 8 и 4 м каждый.
Размеры цеха А × В × Н = 48 × 28 × 9 м.
Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.
Мощность
электропотребления
(Рэп)
указана
для
одного
электроприемника.
Перечень электрооборудования (ЭО) цеха приведен в таблице 1.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
7
Таблица 1 – Перечень ЭО цеха механической обработки деталей
№ на
Наименование ЭО
плане
1, 13, 15, 16, Токарные специальные станки
34...36
2, 43,44
Алмазно-расточные станки
Рэп, кВт
3, 24...26
4,9
5 , 6 , 17, 18
7,8
10...12
14, 19, 20
21, 37...39
22, 23
27...29
30
31...33
41,40, 42
45, 46
8
3
10
2
10
4
20
3
5
30 кВА
10
10
3
1.2
Вертикально-фрезерные станки
Наждачные станки
Сверлильные станки
Заточные станки
Закалочные установки
Круглошлифовальные станки
Токарные полуавтоматы
Балансировочные станки
Вертикально сверлильные станки
Кран мостовой
Агрегатные станки
Шпоночно-фрезерные станки
Магнитный дефектоскоп
Примечание
14
4
1-фазные
1-фазные
ПВ = 40 %
1-фазный
Классификация помещений
К взрывоопасным помещениям относятся – помещения с возможным
образованием взрывоопасной смеси из взвешенных частиц и воздуха в
нормальных условиях.
Т.к. производство в ЦМОД не связано с обработкой, производством
веществ возможных привести к образованию взрывоопасной смеси из
взвешенных частиц и воздуха из этого следует, что цех не относится к
врывооопасным помещениям. Поэтому при проектировании схемы ЭСН не
требуется использование взрывозащищенного оборудования.
К электроопасным помещениям относятся:

c токопроводящей пылью, оседающей на электрооборудовании;

возможно соприкосновение одновременно с корпусом электрооборудования и конструкциями, связанными с землёй;

с токопроводящими полами (металл, земля, ж/бетон, кирпич и т.п.).
Т.к. цех имеет электрооборудование, то он относится к категории
электроопасных, поэтому при проектировании цеха следует учесть установку
необходимых защитных устройств, например, таких как заземляющее
устройство.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
8
2 Расчетная часть
2.1 Расчет освещения
Определяем площадь помещения:
S  a  b,
где
(1)
a – длина цеха, м;
b – ширина цеха, м.
S = 4830 = 1440 м2.
Аналогично определяем площади основного
помещений, и данные сводим в таблицу 2.
и
вспомогательных
Таблица 2 – Площади основного и вспомогательных помещений
Наименование
помещения
Ремонтно- механическое
отделение
Закалочная
Санузел
Гардероб
Склад заготовок
Буфет
Трансформаторная
подстанция
Инструментальная
Щитовая
Склад готовой продукции
Раздевалка
Комната отдыха
Нач. цеха
Лаборатория ОТК
Станочное отделение
Площадь
одного
этажа, м2
S=128
Количество
этажей
Общая
площадь,м2
Два этажа
S=256
S=64
S=16
S=32
S=48
S=32
S=42,4
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
S=128
S=32
S=64
S=96
S=64
S=84,8
S=32
S=21,6
S=32
S=32
S=64
S=16
S=32
S=880
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Два этажа
Один этаж
S=64
S=43,2
S=64
S=64
S=128
S=32
S=64
S=880
Определяем высоту подвеса светильников:
hС  0,8  h ,
(2)
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
9
где h – высота помещения, м.
Основные помещения
hС  0,8  7  5,6 м .
Вспомогательные помещения
hС  0,8  3,2  2,56м .
Принимаем окраску стен и потолка:
Основные помещения
ρс = 70%;
ρп = 50%;
ρ0 = 30%.
Вспомогательные помещения
ρс = 70%;
ρп = 50%;
ρ0 = 30%.
Принимаем минимальную освещенность, Еmin , лк, из учета вида работ /2/
(таблица 3).
Таблица 3 – Минимальная освещенность в помещениях
Наименование помещения
Минимальная освещенность, лк
Ремонтно- механическое отделение
300
Закалочная
200
Санузел
50
Гардероб
100
Склад заготовок
75
Буфет
200
Трансформаторная подстанция
50
Инструментальная
75
Щитовая
150
Склад готовой продукции
75
Раздевалка
50
Комната отдыха
150
Нач. цеха
300
Лаборатория ОТК
500
Станочное отделение
300
Рассчитываем индекс помещения:
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
10
i
i
ab
,
( a  b)  h
(3)
48  30
 2,64 .
(48  30)  7
Обозначим:
i1 – Ремонтно-механическое отделение; i2 – Закалочная; i3 – Санузел; i4 –
Гардероб; i5 – Склад заготовок; i6 – Буфет; i7 – ТП; i8 – Инструментальная; i9 –
Щитовая; i10 – Склад готовой продукции; i11 – Раздевалка; i12 – Комната
отдыха; i13 – Нач. цеха; i14 – Лаборатория ОТК; i15 – Станочное отделение.
i1 =
16  8
 2,08 .
(16  8)  2,56
Остальные расчеты выполняем
таблицу 4.
аналогично, и данные сводим в
Таблица 4 – Индексы помещений
i1 i2 i3
i4
i5
i6
i7
i8
i9
i10
2,08 1,25 0,78
1,04
0,79
1,04 1,04 1,56
1,04
1,17
1,04
1,25
По показателю помещения
коэффициент использования /2/:
и
i11
коэффициенту
i12
i13
i14
0,78
1,04 2,53
отражения,
i15
находим
 и  63%  0,63 .
Остальные расчеты выполняем
таблицу 5.
аналогично, и данные сводим в
Таблица 5 – Коэффициенты использования
η1
η2
η3
0,63 0,53 0,41
η4
η5
η6
η7
η8
η9
η10 η11 η12
η13
η14 η15
0,49
0,51
0,49
0,53
0,49
0,41
0,49 0,49 0,58
0,41
0,49 0,85
Выбираем марку ламп для основного и вспомогательных помещений по
справочнику.
Принимаем для основного (станочного) помещения марку светильника
типа РСП05-250. Выпускается для ламп ДРЛ-250 и применяется для нормальных
производственных помещений.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
11
Для вспомогательных (бытовых) помещений выбираем светильники марки
ЛСП13-2х58-004 с двумя люминесцентными лампами ЛБ-58 (таблица 6).
Таблица 6 – Характеристика ламп
Источник
света
Лампы ДРЛ
Лампы ЛБ
Напряжение
U, В
220
130
Марка
ДРЛ-250
ЛБ-58
Мощность
Р, Вт
250
58
Световой поток
Ф, Лм
13000
4600
Определяем количество ламп в помещениях:
n
где
E min  S  K З  Z
,
Ф  и
(4)
S – площадь помещения, м2;
КЗ – коэффициент запаса в пределах 1,2…1,5 (принимаем 1,5);
Z – коэффициент минимальной освещенности 1,1; 1,15
(принимаем 1,1);
Ф – световой поток лампы, лм;
 и – коэффициент использования;
Еmin – минимальная освещенность, лк.
Для станочного отделения:
n15 
300  880  1,5  1,1
 39,4 шт.
13000  0,85
Производим проверочный расчет, который удовлетворял бы условию:
Е ф  Е min ,
Еф 
Еф 
n  Ф и
,
S  КЗ  Z
(5)
42  13000  0,85
 319 лк.
880  1,5  1,1
319  300 , т.к. условие выполняется, то принимаем расчетное количество
ламп (n = 42 шт.).
Определяем количество ламп для вспомогательных помещений (склад
заготовок):
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
12
n
75  48  1,5  1,1
 2,53 шт.
4600  0,51
Производим проверочный расчет, который удовлетворял бы условию:
Еф 
4  4600  0,51
 118 лк.
48  1,5  1,1
118  75 , т.к. условие выполняется, то принимаем расчетное количество
ламп (n = 4 шт.).
Остальные расчеты выполняем аналогично, и данные сводим в
таблицу 7.
Таблица 7 - Количество ламп в помещениях
Наименование помещения
Кол-во ламп
(1 этаж), шт
4
10
1
4
4
4
2
2
4
2
2
6
4
12
42
Ремонтно- механическое отделение
Закалочная
Санузел
Гардероб
Склад заготовок
Буфет
Трансформаторная подстанция
Инструментальная
Щитовая
Склад готовой продукции
Раздевалка
Комната отдыха
Нач. цеха
Лаборатория ОТК
Станочное отделение
Итого ламп ДРЛ-250
Итого ламп ЛБ-58
Кол-во ламп
(2 этажа), шт
8
20
2
8
8
8
4
4
8
4
4
12
8
24
–
42
202
Определяем мощность освещения в цехе:
Рцех  n  Рл ,
где
(6)
n – количество ламп, шт;
Рл – мощность лампы, кВт.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
13
Рдрл  42  250  10500 Вт  8,5 кВт .
Определяем мощность освещения в служебных и бытовых помещениях, и
данные сводим в таблицу 8.
Таблица 8 – Мощность освещения в служебных и бытовых помещениях
Наименование помещения
Ремонтно- механическое отделение
Закалочная
Санузел
Гардероб
Склад заготовок
Буфет
Трансформаторная подстанция
Инструментальная
Щитовая
Склад готовой продукции
Раздевалка
Комната отдыха
Нач. цеха
Лаборатория ОТК
Итого ламп ДРЛ
Итого ламп ЛБ-58
Кол-во ламп
(2 этажа), шт
8
20
2
8
8
8
4
4
8
4
4
12
8
24
42
202
В ваттах
Мощность
464
1160
116
464
464
464
232
232
464
232
232
696
464
1392
8500
11716
Итого на служебные и бытовые помещения приходится
Рлл = 11,72 кВт.
Общая мощность освещения
Росв  Рдрл  Р лл ,
где
(7)
Р дрл – мощность освещения в основном помещении, кВт;
Рлл – мощность освещения в служебных и бытовых помещениях,
кВт.
Росв  8,5  11,72  20,22 кВт .
Т.к. освещение выполнено люминесцентными лампами (cosφ = 0,95) и
лампами ДРЛ, (то cosφ = 0,6) то
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
14
S осв  Росв соs ,
где
(8)
S осв – общая полная мощность освещения, кВА.
S осв  8,5 / 0,6  11,72 / 0,95  26,5 кВА .
2.2 Расчет силовой электрической нагрузки
Пример расчета трехфазной электрической нагрузки.
Определяем расчетную мощность однородных по режиму работы
электрических приемников, присоединенных к силовому шкафу СШ1:
1. Токарный специальный станок: Рном = 14 кВт; n = 1; cos φ = 0,65;
tg φ = 1,17; Кс = 0,25 (см. Приложение В).
2. Алмазно-расточной
станок:
Рном = 4 кВт; n = 1;
cos φ = 0,65;
tg φ = 1,17; Кс = 0,25.
3. Вертикально-фрезерный станок: Рном = 8 кВт; n = 1; cos φ = 0,5; tg
φ = 1,73; Кс = 0,16.
5, 6. Сверлильные станки: Рном = 10 кВт; n = 2; cos φ = 0,5; tg φ = 1,73;
Кс = 0,16.
Расчетная активная мощность силового шкафа СШ1, Р р1 , кВт:
Р р1  К с  ( Рномi  n) ,
где
(9)
Рномi – номинальная мощность электрического приемника, кВт;
n – количество одинаковых электроприемников, шт.
Р р1  0,25  (14  4)  016  (8  10  2)  8,98 кВт.
Расчетная реактивная мощность силового шкафа СШ1, Q р1 , кВАр:
Q р1  Pp1  tg ,
(10)
Q р1  0,25  (14  4) 1,17  0,16  (8  10  2)  1,73  13,02 кВАр.
Полная расчетная мощность силового шкафа СШ1, S р1 , кВА:
S р1  Pp21  Q p21 ,
(11)
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
15
S р1  8,982  13,02 2  15,81 кВА.
Расчетный ток силового шкафа СШ1, I р1 , А:
I р1 
I р1 
S p1
3  U ном
,
(12)
15,81
 24,02 А.
3  0,4
Расчеты для остальных шкафов проводятся аналогично. Результаты
расчетов сведены в таблицу 9.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
16
Изм. Лист
Таблица 9 – Расчет трехфазных электрических нагрузок цеха
№ докум.
Подпись Дата
Пункт
питания
Номер
на
плане
1
СШ1
2
3
5,6
Наименование ЭО
Токарный
специальный станок
Алмазно-расточной
станок
Вертикальнофрезерный станок
Сверлильные станки
Мощность
ном.
одного
ЭП, кВт
Колво
ЭП,
шт
Общая
мощность
ЭП,
кВт
Кс
cosφ
tgφ
Закалочные
10,11,12 установки
СШ4
ИТОГО
Sрасч,
кВА
Iрасч,
А
1
14
0,25
0,65
1,17
3,50
4,10
5,39
8,18
4
1
4
0,25
0,65
1,17
1,00
1,17
1,54
2,34
8
10
1
2
8
20
0,16
0,16
0,5
0,5
1,73
1,73
1,28
3,20
8,98
2,21
5,54
13,02
2,56
6,39
15,81
3,89
9,72
24,02
10
3
30
0,8
0,95
0,33
24,00
24,00
7,92
7,92
25,27
25,27
38,40
38,40
14
2
28
0,25
0,65
1,17
7,00
8,19
10,77
16,37
4
3
12
0,16
0,5
1,73
1,92
3,32
3,84
5,83
8
3
24
0,16
0,5
1,73
3,84
12,76
6,64
18,15
7,67
22,19
11,66
33,71
ИТОГО
Токарный
13,15 специальный станок
Круглошлифовальные
14,19,20 станки
Вертикально24,25,26 фрезерный станок
Qрасч,
кВАр
14
ИТОГО
СШ3
Ррасч,
кВт
Лист
17
Изм. Лист
Продолжение таблицы 9
№ докум.
Пункт
питания
Номер
на
плане
Подпись Дата
16
СШ5
22,23
17,18
27,28,29
Наименование ЭО
Токарный
специальный станок
Балансировочные
станки
Сверлильные станки
Вертикальносверлильные станки
Мощность
ном.
одного
ЭП, кВт
Колво
ЭП,
шт
Общая
мощность
ЭП,
кВт
Кс
cosφ
tgφ
СШ6
21
30
СШ7
34,35,36
43,44
ИТОГО
Sрасч,
кВА
Iрасч,
А
1
14
0,25
0,65
1,17
3,50
4,10
5,39
8,18
3
10
2
2
6
20
0,25
0,16
0,65
0,5
1,17
1,73
1,50
3,20
1,76
5,54
2,31
6,39
3,51
9,72
5
3
15
0,16
0,5
1,73
10
3
30
0,25
0,65
1,17
2,40
10,60
7,50
4,15
15,54
8,78
4,80
18,81
11,54
7,29
28,58
17,54
20
3
60
0,25
0,65
1,17
15,00
17,55
23,09
35,08
10
2
20
0,16
0,5
1,73
3,20
25,70
5,54
31,86
6,39
40,93
9,72
62,19
20
9,49
1
1
20
9,49
0,25
0,2
0,65
0,5
1,17
1,73
5,00
1,90
5,85
3,28
7,70
3,79
11,69
5,76
14
3
42
0,25
0,65
1,17
10,50
12,29
16,16
24,55
4
2
8
0,25
0,65
1,17
2,00
19,40
2,34
23,76
3,08
30,67
4,68
46,60
ИТОГО
Токарный
полуавтомат
Кран мостовой
Токарные
специальные станки
Алмазно-расточные
станки
Qрасч,
кВАр
14
ИТОГО
31,32,33 Агрегатные станки
Токарные
37,38,39 полуавтоматы
Шпоночно-фрезерные
41,42 станки
Ррасч,
кВт
Лист
18
Расчет однофазной электрической нагрузки.
Определим расчетную нагрузку силового шкафа СШ2, создаваемую
однофазными электроприемниками, включенными на фазное напряжение сети
380/220В.
На фазное напряжение включены:
4, 9. Наждачные станки: Рном = 3 кВт; n = 2; cos φ = 0,5; tg φ = 1,73; Кс
= 0,16.
7, 8. Заточные станки: Рном = 2 кВт; n = 2; cos φ = 0,5; tg φ = 1,73; Кс =
0,16.
Находим расчетную активную нагрузку.
Электрические нагрузки ЭП однофазного тока должны быть распределены
равномерно по фазам. Однофазные ЭП, включенные на фазное и линейное
напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью Рнф не выше 15 %
по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных ЭП в группе,
учитываются как трехфазные ЭП той же суммарной мощности. Если
неравномерность превышает 15 %, то расчетная нагрузка принимается равной
утроенной величине наиболее загруженной фазы.
Произведем распределение нагрузок по фазам: один наждачный станок
будет питаться от фазы А, другой наждачный станок – от фазы В, а оба
заточных станка – от фазы С. Тогда фазы будут загружены следующим образом:
Фаза А
Рр.А = 3 кВт;
Фаза В
Рр.В = 3 кВт;
Фаза С
Рр.С = 2·2 = 4 кВт.
Для дальнейшего расчета необходимо учесть утроенное значение нагрузки
наиболее загруженной фазы (С) в расчете трехфазных нагрузок как мощность
одного трехфазного потребителя, т. к. неравномерность загрузки по фазам
составляет 33% > 15%.
Следовательно:
Рр2 = Кс3Pmaxф ,
(13)
Рр2 = 0,1634 = 1,92 кВт.
Находим расчетную реактивную нагрузку:
Qр2 = Рр2·tg φ ,
(14)
Qр2 = 1,92·1,73 = 3,32 кВАр.
Определяем полную расчетную мощность:
S p 2  Pр22  Q р2 2 ,
(15)
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
19
S p 2  1,922  3,322  3,84 кВА .
Расчетный ток:
I p2 
I p2 
S p2
3  U ном
,
(16)
3,84
 5,54 А .
3  0, 4
Определим расчетную нагрузку силового шкафа СШ8, создаваемую
однофазными электроприемниками.
На фазное напряжение включены:
43, 44. Магнитные дефектоскопы: Рном = 3 кВт; n = 2; cos φ = 0,65; tg φ =
=1,17; Кс = 0,25.
Находим расчетную активную нагрузку.
Фаза А
Рр.А = 3 кВт;
Фаза В
Рр.В = 3 кВт;
Фаза С
Рр.С = 0 кВт.
Рр2 = 0,2533 = 2,25 кВт.
Находим расчетную реактивную нагрузку:
Qр2 = 2,25·1,17 = 2,63 кВАр.
Определяем полную расчетную мощность:
S p 2  2,252  2,632  3,46 кВА .
Расчетный ток:
I p2 
3,46
 5 А.
3  0,4
Всего:
Sсил = Sр1+ Sр2+ Sр3+ Sр4+ Sр5+ Sр6+ Sр7+ Sр8,
(17)
Sсил = 15,81+25,27+22,19+18,81+40,93+30,67+3,84+3,46 = 160,98 кВА.
Sцеха = Sсил + Sосв,
(18)
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
20
где
Sцеха – полная мощность цеха, кВА;
Sсил – полная мощность силовой нагрузки, кВА;
Sосв – полная мощность освещения, кВА.
Sцеха = 160,98+26,5 = 187,48 кВА.
2.3
Выбор мощности трансформаторов
Нагрузка на трансформатор не должна превышать 0,8 от номинальной
мощности трансформатора.
Определяем расчетную мощность трансформаторов:
S Т . Р. 
SТ .Р . 
0,5   S
0,8
, кВА ,
(19)
0,5  187,48
 117,2 кВА .
0,8
по справочнику выбираем марку трансформатора с учетом условия:
S Т  S Т .Р.
Принимаем два трансформатора марки ТМ-160/10. Основные параметры
приведены в таблице 10.
Таблица 10 – Параметры силового трансформатора
Мощность
S, кВА
Тип
ТМ-160/10
160
Uвн,
кВ
Uнн,
кВ
uк, %
6; 10;
0,4
4,5
Мощность потерь,
кВт
Рх
Рк
0,54
2,65
i0, %
2,4
S – полная мощность, кВА;
U1Н – номинальное первичное напряжение, кВ;
U2Н – номинальное вторичное напряжение, кВ;
uк – напряжение КЗ в процентах от номинального, %;
Рх – мощность потерь холостого хода, кВт;
Рк – мощность потерь КЗ, кВт;
i0 – ток холостого хода в процентах от номинального, %.
Определяем коэффициент загрузки:
где
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
21

S цеха
n  S ном.тр
,
(20)
где Sцеха – расчетная полная мощность цеха, кВА;
n – количество трансформаторов на подстанции, шт.;
Sном.тр – номинальная полная мощность одного трансформатора, кВА.

187,48
 0,6 .
2  160
2.4 Расчет токовой нагрузки на силовые кабели
Производим выбор сечения силовых кабелей по допустимому нагреву.
Выбираем кабель «1» и «2» на 0,4 кВ от ТП до РУ.
Т.к. мощность между секциями почти одинаковая, то выбираем кабель
одной марки (разница 1,34 кВА).
Мощность нагрузки:
РУ 1 = Sp1+Sp3+Sp4+Sp5+Sщо2 = 15,81+25,27+22,19+18,81+12,33 = 94,41 кВА;
РУ 2 = Sp2+Sp6+Sp7+Sp8+Sщо1 = 3,84+40,93+30,67+3,46+14,17 = 93,07 кВА.
Определяем расчетный ток кабельной линии:
I p2 
I p2 
S pу1
3  U ном
,
(21)
94,41
 136, 27 А.
3  0,4
Длина: 5 м;
Марка кабеля: АВВГ 4х95;
Допустимый ток: 170А /5/.
I доп ≥ I расч ,
170 А ≥ 136,27 А.
Условие проверки выполняется.
Аналогично производим остальные
«Кабельный журнал» (приложение Г.)
расчеты
и
данные
сводим
в
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
22
2.5 Схема замещения
Схему составляем только для одной цепи питания электропотребителя
(рисунок 1).
10 кВ
а)
б)
Рисунок 1 – Схемы: а) расчетная; б) схема замещения
Для сети 10 кВ принять:
Zсис = 10 Ом,
Rсис = 5 Ом,
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
23
2
2
Х сис  Z сис
 Rсис
, Ом ,
где
(22)
Zсис – полное сопротивление системы, Ом;
Rсис – активное сопротивление системы, Ом;
Хсис – индуктивное сопротивление системы, Ом.
Х сис  10 2  5 2  100  25  8,7Ом .
По выбранным силовым кабелям рассчитываем активные и реактивные
сопротивления.
Рассчитываем сопротивления трансформатора
Определяем напряжение КЗ трансформатора:
Uк 
где
U ном  U к ,%
,В,
100
(23)
Uном – номинальное напряжение силового трансформатора;
Uк,% – напряжение КЗ трансформатора ТМ-160/10 в процентах берем
из приложения Е.
0,4 10 3  4,5
Uк 
 18 В .
100
Определяем номинальный ток трансформатора:
I ном 
где
SН
3  U ном
, А,
(24)
Sн – номинальная мощность силового трансформатора, кВА;
Uном – номинальное напряжение силового трансформатора.
I ном 
160 103
 230,95 А .
3  0,4 103
Определяем полное сопротивление трансформатора:
ZТ 
где
Uк
, Ом ,
3  I ном
(25)
Uк,% – напряжение КЗ трансформатора ТМ-160/10, %;
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
24
Iном – номинальный ток трансформатора, А.
ZТ 
18
 0,045 Ом .
3  230,95
Определяем активное сопротивление трансформатора:
RТ 
где
РКЗ
, Ом ,
2
3  I ном
(26)
РКЗ – мощность КЗ трансформатора (берем из таблицы 10), Вт;
Iном – номинальный ток трансформатора, А.
RТ 
2650
 0,0166 Ом .
3  230,95 2
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора
Х Т  Z Т2  RТ2 , Ом ,
где
(27)
Zт – полное сопротивление трансформатора, Ом;
Rт – активное сопротивление трансформатора, Ом.
Х Т  0,045 2  0,0166 2  0,04184 Ом ,
Рассчитываем сопротивления кабеля «50» от РУ 1 до СШ 4 (КЛ1)
Определяем активное сопротивление кабеля:
Rкл1 = r0 · l , Ом,
где
(28)
r0 – удельное сопротивление кабелей и проводов, Ом /1/;
l – длина участка сети, м.
Rкл1 = 1,95·10-3·33,5 = 0,0653 Ом.
Определяем индуктивное сопротивление кабеля:
Хкл1 = х0 · l , Ом,
где
(29)
Х0 – удельное сопротивление кабелей и проводов, Ом /1/;
l – длина участка сети, м.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
25
Хкл1 = 0,095·10-3·33,5 = 0,00318 Ом.
Рассчитываем сопротивления кабеля от СШ 4 до станка 26 (КЛ2):
Определяем активное сопротивление кабеля
Rкл2 = r0 · l , Ом,
(30)
Rкл2 = 12,5·10-3·12 = 0,15 Ом.
Определяем индуктивное сопротивление кабеля:
(31)
Хкл2 = х0 · l , Ом,
Хкл2 = 0,116·10-3·12 = 0,0014 Ом.
2.6 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
Рассчитываем ток КЗ в 1 точке:
I КЗ .1 
где
UС
3   Z1
, А,
(32)
UС – напряжение сети в точке КЗ;
 Z 1 – суммарное полное сопротивление сети до точки КЗ;
(  Z 1 = Zсис).
I КЗ .1 
10 10 3
 588 А;
3 10
Iкз.1 = К1 = 588А.
Рассчитываем ток КЗ во 2 точке:
Приводим данные значения Rсис и Хсис из 10 кВ сети в значения для сети
0,4 кВ, по формулам:
Rc 
Xc 
Rсис
, Ом ,
K2
X сис
, Ом ,
К2
(33)
(34)
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
26
К
где
(35)
U ВН
U НН
UВН – напряжение трансформатора с высокой стороны, кВ;
UНН – напряжение трансформатора с низкой стороны, кВ.
10 10 3
 25;
0,4 103
К
RС 
5
 0,008Ом;
252
ХС 
8,7
 0,014Ом.
252
Определяем активное суммарное сопротивление до точки КЗ 2:
R
R
2
2
 RС  R Т , Ом;
(36)
 0,008 0,0166  0,0246 Ом.
Определяем индуктивное суммарное сопротивление до точки КЗ 2:
Х
Х
2
2
 Х С  Х Т , Ом;
(37)
 0,014 0,04184  0,05584 Ом.
Определяем полное суммарное сопротивление до точки КЗ 2:
Z
Z
2
2
 R22  X 22 , Ом;
(38)
 0,0246 2  0,055842  0,061 Ом;
I КЗ.2 
I КЗ .2 
UС
, А;
3   Z2
0,4  10 3
3  0,061
 3786 А.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
27
Рассчитываем ток КЗ в 3 точке:
Определяем активное суммарное сопротивление до точки КЗ 3:
R
 R2  Rкл1 , Ом,
3
R
3
(39)
 0,0246 0,0653  0,09 Ом.
Определяем индуктивное суммарное сопротивление до точки КЗ 3:
Х
Х
3
 Х 2  Х кл1 , Ом,
(40)
 0,05584 0,00318  0,059 Ом.
3
Определяем полное суммарное сопротивление до точки КЗ 3:
Z
Z
3
3
 R32  X 32 , Ом;
(41)
 0,09 2  0,059 2  0,1076 Ом;
I КЗ.3 
UС
3   Z3
0,4  10 3
I КЗ .3 
3  0,1076
, А;
 2146 А.
Рассчитываем ток КЗ в 4 точке:
Определяем активное суммарное сопротивление до точки КЗ 4:
R
4
R
4
 R3  Rкл 2 , Ом,
(42)
 0,09 0,15  0,24 Ом.
Определяем индуктивное суммарное сопротивление до точки КЗ 4:
Х
Х
4
4
 Х 3  Х кл 2 , Ом,
(43)
 0,059 0,0014  0,0604 Ом.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
28
Определяем полное суммарное сопротивление до точки КЗ 4:
Z
Z
4
4
 R42  X 42 , Ом;
(44)
 0,24 2  0,06042  0,2475 Ом;
I КЗ.4 
I КЗ .4 
UС
3   Z4
, А;
0,4 103
 897 А.
3  0,2575
Ток двухфазного короткого замыкания на землю:
( 2)
I кзi

I кз( 2.)1 
3 ( 3)
 I кзi , А,
2
3
 588  509 А,
2
I кз( 2.)2 
3
 3786  3277 А,
2
I кз( 2.)3 
3
 2146  1859 А,
2
I кз( 2.)4 
(45)
3
 897  777 А.
2
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
29
2.7 Расчёт токов однофазного короткого замыкания на землю
)
I К(1.МИН
.
– минимальный ток однофазного металлического короткого
замыкания, определяется для проверки чувствительности и селективности
действия защит.
При большой мощности питающей энергосистемы ( xc < 0,1хт ) ток
однофазного металлического к.з. находится по выражению
I К(1) 
где
UФ
(1)
Т
z
 z ПТ
3
,
(46)
U Ф – фазное напряжение сети, В;
z ПТ – полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до
точки к.з., найденное из расчетов, Ом;
(1)
z ПТ
– полное сопротивление понижающего трансформатора токам
однофазного к.з., находится по выражению:
Z Т(1)  ( x1Т  x2Т  x0Т  2 xС ) 2  (r1Т  r2Т  r0Т  2rС ) 2 ,
где
(47)
x1Т и r1Т – индуктивное и активное сопротивления трансформатора
прямой последовательности, Ом;
x2Т и r2Т – индуктивное и активное сопротивления трансформатора
обратной последовательности, Ом;
x0Т и r0Т – индуктивное и активное сопротивления трансформатора
нулевой последовательности, Ом;
xС и rС – индуктивное и активное сопротивления системы, Ом.
Для определения rПТ заметим, что индуктивные и активные сопротивления
токам обратной последовательности для трансформаторов, воздушных и
кабельных линий равны сопротивлениям прямой последовательности т.е.:
x1Т  x2Т , r1Т  r2Т , x1к  x2 к , r1К  r2 К .
(48)
Индуктивные и активные сопротивления для нулевой последовательности
для кабельных линий вычисляются по формулам:
Rпклi  2  r0  l клi ,
(49)
Х пклi  х0 п  l клi ,
(50)
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
30
Rпклi , Х пклi – активное и индуктивное сопротивления нулевой
последовательности i-го кабеля длиной lклi , мОм;
r0 , х0 – погонное активное и индуктивное сопротивление кабеля,
мОм/м /1/.
Схема замещения приведена на рисунке 2.
где
Рисунок 2 – Схема замещения для расчета токов однофазного короткого
замыкания
Rпкл1  2 1,95  33,5  130,65 мОм,
Х пкл1  0,15  33,5  5,025 мОм,
Rпкл 2  2 12,5 12  300 мОм,
Х пкл 2  0,15 12  1,8 мОм.
Для
трансформатора
ТМ-160/10
сопротивление
нулевой
(1)
последовательности однофазному току КЗ составляет Z Т  487 мОм /1/.
Полное сопротивление току однофазного короткого замыкания в 2 точке
КЗ:
Z п 2  Rc1  15 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке 2 (формула (46)):
I
(1)
кз 2
230 103

 1297 А.
487
15 
3
Полное сопротивление току однофазного короткого замыкания в 3 точке
КЗ:
Rп3  Rc1  Rпкл1  Rc 2 ,
(51)
Rп3  15  130,65  20  165,65 мОм.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
31
Х п3  Х пкл1 ,
(52)
Х п3  5,025 мОм.
Z п3  Rп23  Х п23 ,
(53)
Z п3  165,65 2  5,025 2  165,73 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке 3:
I
(1)
кз 3
220 103

 671 А.
487
165,73 
3
Полное сопротивление току однофазного короткого замыкания в 4 точке
КЗ:
Rп 4  Rп 3  Rпкл 2 ,
(54)
Rп 4  165,65  300  465,65 мОм.
Х п 4  Х п 3  Х пкл 2 ,
(55)
Х п 4  5,025  1,8  6,825 мОм.
Z п 4  Rп24  Х п24 ,
(56)
Z п 4  465,65 2  6,8252  465,7 мОм.
Ток однофазного КЗ в точке 4:
I
(1)
кз 4
220 103

 350 А.
487
465,7 
3
Результаты расчётов сводим в таблицу 11.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
32
Таблица 11 – Результаты расчётов токов короткого замыкания
Точка КЗ
К1
К2
К3
К4
( 3)
,А
I КЗ
I кз( 2) ,А
(1)
,А
I КЗ
588
3786
2146
897
509
3277
1859
777
–
1297
671
350
2.8 Выбор аппаратов защиты (автоматов и предохранителей)
Выбираем предохранители на 10 кВ
Выбираем предохранители FU1, FU2:
I
S
, А,
3 U ном
(57)
160 103
I
 9,24 А.
3  10 103
Марка предохранителя ПКТ101-10-10-31,5У3. Номинальный ток плавкой
вставки 10 А /5/.
Выбираем предохранитель FU 10, FU 11, FU12:
I НОМ 
I НОМ 10,11,12 
Р
3 U НОМ  cos
, А;
(58)
10000
 15,99 А;
3  380  0,95
(59)
I П11,12  5 15,99  79,97 А;
I Н .ВС 
IП
, А. ,

где к – коэффициент, при защите электродвигателей с К.З. ротором и
легком пуске (длительностью от 2 – 5с.) принимается равным 2,5.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
33
I Н .ВС _ 11,12 
79,97
 31,99 А.
2,5
Марка предохранителя НПН60М Номинальный ток плавкой вставки 35А
/5/.
Остальные
таблицу 12.
расчеты
выполняем
аналогично,
и
данные
сводим
в
Таблица 12 – Предохранители
№
СШ
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
FU
Марка предохранителя
Iн, А
Iп.вс, А
1
1
2
3
5
6
4
9
7
8
10
11
12
13
14
15
19
20
24
25
26
16
17
18
22
23
27
28
29
31
32
3
ПН2-100 (плавкая вставка 80 А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
НПН15 (плавкая вставка 15А)
НПН15 (плавкая вставка 15А)
НПН60М (плавкая вставка 35А)
НПН60М (плавкая вставка 35А)
НПН60М (плавкая вставка 35А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
НПН60М (плавкая вставка 25А)
НПН60М (плавкая вставка 25А)
НПН60М (плавкая вставка 25А)
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
НПН60М (плавкая вставка 35А)
НПН60М (плавкая вставка 35А)
НПН60М (плавкая вставка 35А)
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
4
32,72
9,35
24,31
30,39
30,39
7,87
7,87
5,25
5,25
15,99
15,99
15,99
32,72
32,72
12,15
12,15
12,15
24,31
24,31
24,31
32,72
7,01
7,01
30,39
30,39
15,19
15,19
15,19
23,37
23,37
5
65,45
18,70
48,62
60,77
60,77
15,75
15,75
10,45
10,45
31,99
31,99
31,99
65,45
65,45
24,31
24,31
24,31
48,62
48,62
48,62
65,45
14,02
14,02
60,77
60,77
30,39
30,39
30,39
46,75
46,75
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
34
Продолжение таблицы 12
1
6
6
6
6
6
6
7
7
7
7
7
7
7
7
8
8
2
33
37
38
39
41
42
21
30
34
35
36
40
43
44
45
46
3
ПН2-100 (плавкая вставка 50А)
ПН2-100 (плавкая вставка 100А)
ПН2-100 (плавкая вставка 100А)
ПН2-100 (плавкая вставка 100А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 100А)
НПН60М (плавкая вставка 60А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
ПН2-100 (плавкая вставка 80А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
НПН60М (плавкая вставка 20А)
4
23,37
46,75
46,75
46,75
30,39
30,39
46,75
28,83
32,72
32,72
32,72
30,39
9,35
9,35
7,87
7,87
5
46,75
93,50
93,50
93,50
60,77
60,77
93,50
57,66
65,45
65,45
65,45
60,77
18,70
18,70
15,75
15,75
Расчет и выбор автоматических выключателей
Выбираем автоматический выключатель SF1:
I ном 
I НОМ .SF 1 
S
, А;
3 U с
(60)
187480
 270,61 А.
3  400
Автоматический выключатель ВА-52.
Номинальный ток 400 А /5/.
Остальные расчеты выполняем аналогично, и данные сводим в таблицу
13.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
35
Таблица 13 – Автоматические выключатели
№
СШ 1
СШ 2
СШ 3
СШ 4
СШ 5
СШ 6
СШ 7
СШ 8
ЩО 1
ЩО 2
SF
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Автоматический выключатель
ВА 51-25 (Номинальный ток 25 А)
ВА 51-25 (Номинальный ток 25 А)
ВА 22-27 (Номинальный ток 40 А)
ВА 22-27 (Номинальный ток 40 А)
ВА 22-27 (Номинальный ток 40 А)
ВА 13-29 (Номинальный ток 63 А)
ВА 13-29 (Номинальный ток 63 А)
ВА 51-25 (Номинальный ток 25 А)
ВА 22-27 (Номинальный ток 40 А)
ВА 22-27 (Номинальный ток 40 А)
Iн, А
24,02
5,83
38,4
33,71
28,58
62,19
46,6
5,26
37,2
32,4
Iотк., кА
1,5…3,8
1,5…3,8
1,7...3
1,7...3
1,7...3
10
10
1,5…3,8
1,7...3
1,7...3
2.9 Расчет заземляющего устройства
Задача расчёта – выбрать тип заземляющего устройства, определить число
заземлителей.
Устанавливаем по ПУЭ значение сопротивления заземляющего устройства
цеха 0,4 кВ:
RЗ  4Ом.
Заземляющее устройство выполняем в виде контура из полосы 40х4 мм,
проложенной на глубине 0,7 м вокруг цеха и стальных стержней длинной 5 м,
диаметром 12 мм на расстоянии 14 м друг от друга. Контур закладывается на
расстоянии 1 м от границы площади занимаемой электрооборудованием цеха.
Удельное сопротивление суглинок – 100 Ом·м.
Определяем удельное сопротивление для вертикальных и горизонтальных
электродов по формуле
 расч  К сез   , Ом  м ,
где
(61)
Ксез – равен 1,3…1,45 – коэффициент сезонности для вертикальных
электродов;
Ксез – равен 2,5…3,5 – коэффициент сезонности для горизонтальных
электродов;
 – удельное сопротивление грунта, Ом·м.
 расч . В  1,4 100  140 Ом  м,
 расч . Г  3  100  300 Ом  м.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
36
Определяем сопротивление одного заземляющего электрода:
rВ  0,27   расч . В , Ом ,
(62)
rВ  0,27  140  37 ,8Ом.
Определяем число вертикальных заземлителей:
nВ 
rВ
,шт,
Rз   В
(63)
где  В – коэффициент использования заземлителей (равно 0,52).
nВ 
37,8
 180шт.
4  0,52
Определяем сопротивление заземляющей полосы:
rГ 
где
0,366   расч. Г
l
2 l2
 lg
, Ом,
bt
(64)
b – ширина горизонтального заземлителя (равно 40 . 10-3 м);
l – длина полосы, м.
l = 14 . 10 = 140 м;
t – глубина заложения горизонтального заземлителя (равна 0,7 м).
0,366  300
2 1402
rГ 
 lg
 25,03Ом.
140
40 10 3  0,7
Определяем сопротивление полосы в контуре:
RГ 
где
rГ
,Ом,
Г
(65)
 Г – равен 0,34 – коэффициент использования.
RГ 
25,03
 73,62Ом.
0,34
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
37
Найдем необходимое сопротивление вертикальных заземлителей:
RВ 
RВ 
R Г  RЗ
,Ом,
R Г  RЗ
(66)
73,62  4
 4,23Ом.
73,62  4
Определяем уточненное число заземляющих электродов:
nВ 
rВ
,шт,
RВ   В
(67)
37,8
 172шт.
4,23  0,52
nВ 
т.е. окончательно принимаем число вертикальных заземлителей, равное
172 шт.
Определяем сопротивление заземляющего устройства:
RЗ 
RЗ 
RВ  RГ
,Ом,
R В  RГ
(68)
4, 25  73,62
 4Ом.
4, 25  73,62
Данный расчет удовлетворяет требованиям ПУЭ ( RЗ  4Ом – соблюдено.)
2.10 Расчёт компенсирующего устройства
Определяем расчётную экономическую мощность компенсирующего
устройства ( QКР .Э. ) по формуле:
Q КР .Э .  (0, 2  0,5  d а .св . )  S ПР   Т ,
где
(69)
 Т – коэффициент загрузки трансформаторов;
S ПР – полная присоединённая мощность цеха;
d а.св. – доля установленной мощности асинхронных двигателей и
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
38
сварочных трансформаторов.
Присоединённая мощность цеха
S ПР = 187,48 кВА.
Доля асинхронной и сварочной нагрузки
d а.св. = 90%.
Коэффициент загрузки трансформаторов
 Т = 0,6 ,
Q КР . Э .  (0, 2  0,5  0,9 )  187 , 48  0,6  73,12 кВАр.
По справочнику выбираем компенсирующее устройство КРМ-0,4-75-У3,
номинальной мощностью 75 кВАр.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
39
Заключение
В курсовом проекте на тему «Проектирование электроснабжения цеха
механической обработки деталей» были выполнены расчёты освещения
помещений, по результатам которых выбраны лампы типа ДРЛ-250 в
количестве 42 штуки и ЛБ – 58 в количестве 202 штуки.
Для обеспечения питания потребителей цеха выбраны два трансформатора
типа ТМ-160/10, силовые шкафы серии ШР.
Рассчитаны и выбраны аппараты защиты на стороне высшего и низшего
напряжения. Произведён расчёт токов короткого замыкания. На низшее
напряжение 380/220 В выбраны кабели марки АВВГ и провода марки АПВ.
В расчёте заземления определено число вертикальных заземлителей и
рассчитано сопротивление заземляющего контура.
С целью повышения коэффициента мощности данного цеха произведён
расчёт и выбор компенсирующего устройства.
Также были составлены план электроснабжения и однолинейная схема
питания оборудования (графическая часть проекта).
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
40
Список использованных источников
1 Шеховцов, В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения.
Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: Форум - ИНФРА,
2005. – 214 с.
2 Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под
ред. Кнорринга Г. М. – Л.: Энергия, 1992. – 356 с.
3 Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций:
Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б. Н.
Неклепаев, И. П. Крючков. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.
4 Кудрин, Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий:
Методическое пособие к курсовому проекту по курсу ЭПП / Б. И. Кудрин, В. И.
Чиндяскин, Е. Я. Абрамова; ОГУ. – Оренбург, 2000. – 126 с.
5 Кабышев, А.В. Расчет и проектирование систем электроснабжения:
Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб. Пособие / А. В.
Кабышев, С. Г. Обухов; Том. политехн. ун-т. – Томск, 2005. – 168 с.
6 Алиев, И.И. Справочник по электрооборудованию и электротехнике. –
Ростов н/Д.: Феникс, 2009.
7 Абубакирова,
В.Ф. Методические
указания
для курсового
проектирования
по
дисциплине
«Электроснабжение
промышленных
предприятий»
/ В. Ф. Абубакирова. – Кумертау: Кумертауский филиал ГОУ
ОГУ, 2009. – 69 с.
8 Федоров, А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий.
– М.: Энергия, 1972. – 416 с.
9 Нормы
технологического
проектирования
электроснабжения
промышленных предприятий. М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект,1994. – 67 с.
10 РТМ 36.18.32.4-92. Указания по расчету электрических нагрузок.
11 Правила устройства электроустановок. Издание седьмое с изменениями
и дополнениями. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 496 с.
12 РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов
короткого замыкания и выбору электрооборудования / под ред. Б. Н. Неклепаева.
– М.: ЭНАС, 2008. – 144 с.
13 СН 357-77. Инструкция по проектированию силового и осветительного
электрооборудования промышленных предприятий.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
41
Приложение А
(справочное)
Технические характеристики люминесцентных ламп серий ЛБ, ЛД
Таблица А.1 – Технические характеристики люминесцентных ламп серий ЛБ,
ЛД
Наименование
Мощность, Вт
Ток, А
Напряже- Световой
ние, В
поток, лм
Лампа люминесцентная ЛД -18
18
0,37
57
880
Лампа люминесцентная ЛБ -18
18
0,37
57
1060
Лампа люминесцентная ЛД -20
20
0,37
57
880
Лампа люминесцентная ЛБ -20
20
0,37
57
1060
Лампа люминесцентная ЛД -30
30
0,37
96
-
Лампа люминесцентная ЛБ -30
30
0,37
96
2020
Лампа люминесцентная ЛД -36
36
0,43
103
2300
Лампа люминесцентная ЛБ -36
36
0,43
103
2800
Лампа люминесцентная ЛД -40
40
0,43
103
2300
Лампа люминесцентная ЛБ -40
40
0,43
103
2800
Лампа люминесцентная ЛД -65
65
0,67
110
3750
Лампа люминесцентная ЛБ -65
65
0,67
110
4600
Лампа люминесцентная ЛД -80
80
0,87
99
4250
Лампа люминесцентная ЛБ -80
80
0,87
99
5200
Лампа люминесцентная ЛБУ -30
30
0,37
104
1980
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
42
Приложение Б
(справочное)
Технические характеристики ламп ДРЛ
Таблица Б.1 – Технические характеристики ламп ДРЛ
Номинальное
напряжение
на лампе,
В
Номинальная
мощность, Вт
Световой
поток, лм
ДРЛ50
220
50
1800
ДРЛ50(15)
95
50
1900
ДРЛ80
220
80
3800
ДРЛ80(15)
115
80
3600
ДРЛ125
220
125
6300
ДРЛ125(6)
125
125
5900
ДРЛ125(6)
125
125
5900
ДРЛ125(8)
125
125
6000
ДРЛ125(10)
125
125
6200
ДРЛ125(15)
125
125
6300
ДРЛ125 ХЛ1
135
125
5480
ДРЛ250
220
250
13000
ДРЛ250(6)-4
130
250
13000
ДРЛ250(8)
130
250
13200
ДРЛ250(8)-ПН
130
250
13200
ДРЛ250(10)-4
130
250
13500
ДРЛ250(10)-4
130
250
13500
ДРЛ250(10)-5
130
250
13500
ДРЛ250(14)-4
130
250
13500
Тип
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
43
Приложение В
(рекомендуемое)
Рекомендуемые значения коэффициентов
Таблица В.1 – Рекомендуемые значения коэффициентов
Наименование механизмов и аппаратов
Ки
Кс
Металлорежущие станки
мелкосерийного производства с
нормальным режимом работы
0,14
0,16
(токарные, фрезерные, сверлильные,
точильные, карусельные и т.д.)
Металлорежущие станки
крупносерийного производства с
0,16
0,2
нормальным режимом работы (те же)
Металлорежущие станки с тяжелым
режимом работы (штамповочные
прессы, автоматы, револьверные
0,17
0,25
обдирочные зубофрезерные, а так же
крупные токарные, строгальные,
фрезерные станки и т.д.)
Переносной электроинструмент
0,006
0,1
Вентиляторы
0,6
0,7
Насосы, компрессоры
0,7
0,8
Краны , тельферы
0,1
0,2
Сварочные трансформаторы
0,25
0,35
Сварочные машины (стыковочные)
0,2
0,6
Печи сопротивления, сушильные
0,75
0,8
шкафы, нагревательные приборы
cos 
tq
0,5
1,73
0,6
1,33
0,65
1,17
0,65
0,8
0,8
0,5
0,35
0,6
1,17
0,75
0,75
1,73
2,76
1,33
0,95
0,33
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
44
Приложение Г
(обязательное)
Кабельный журнал
Таблица Г.1 – Кабельный журнал
Поз.
Марка кабеля,
провода
Откуда
идет
Куда идет
Длина,
м
1
57
58
50
48
49
47
51
54
53
52
55, 56
1
2
3
5
6
4
9
7
8
10
11
12
13
14
15
19
20
24
25
26
16
17
18
22
23
2
АВВГ4х95
АВВГ4х95
АВВГ4х25
АВВГ4х10
АВВГ4х16
АВВГ4х6
АВВГ4х2,5
АВВГ4х70
АВВГ4х70
АВВГ4х25
АПВ4х(1х16)
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х4
АВВГ4х4
АВВГ4х4
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
3
ТП
ТП
РУ1
СШ5
РУ1
СШ4
РУ2
РУ2
СШ8
СШ7
РУ1,2
СШ1
СШ1
СШ1
СШ1
СШ1
СШ2
СШ2
СШ2
СШ2
СШ3
СШ3
СШ3
СШ4
СШ4
СШ4
СШ4
СШ4
СШ4
СШ4
СШ4
СШ5
СШ5
СШ5
СШ5
СШ5
4
РУ1
РУ2
СШ5
СШ3
СШ4
СШ1
СШ2
СШ8
СШ7
СШ6
ЩО1,2
1
2
3
5
6
4
9
7
8
10
11
12
13
14
15
19
20
24
25
26
16
17
18
22
23
5
5
5
2
18,3
25,5
8
27,8
22,9
3,5
2,5
25
1,5
4
7,9
2
2,8
4,5
1,7
5,2
1,7
5,8
2,1
1,5
1,5
4,2
7,9
2
5,2
3,4
6,8
12
9,1
6,7
4
4,2
6,7
Длительно
допустимый
ток кабеля, А
170
170
75
42
75
32
19
140
140
75
55
19
19
19
19
19
19
19
19
19
27
27
27
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
Напряжение,
кВ
6
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,22
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
45
Продолжение таблицы Г.1
27
28
29
31
32
33
37
38
39
41
42
21
30
34
35
36
40
43
44
45
46
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х4
АВВГ4х4
АВВГ4х4
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
АВВГ4х2,5
СШ5
СШ5
СШ5
СШ6
СШ6
СШ6
СШ6
СШ6
СШ6
СШ6
СШ6
СШ7
СШ7
СШ7
СШ7
СШ7
СШ7
СШ7
СШ7
СШ8
СШ8
27
28
29
31
32
33
37
38
39
41
42
21
30
34
35
36
40
43
44
45
46
9
6,2
3,3
10,2
6,5
4,9
7
3,2
3,5
6,3
3
15,2
39
5,5
7,8
10,1
4,5
1,2
1,6
2,5
1,5
19
19
19
19
19
19
27
27
27
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
46
Приложение Д
(справочное)
Технические характеристики трехфазных масляных двухобмоточных
трансформаторов
Таблица Д.1 – Технические характеристики
двухобмоточных трансформаторов
Тип
ТМ-25/6-10
ТМ-40/6-10
ТМ-63/6-10
ТМ-100/6-10
ТМ-160/6-10
ТМ-250/6-10
ТМ-400/6-10
ТМ-630/6-10
ТМ-1000/10
ТМ-1600/10
ТМ-2500/10
трехфазных
Номинальное
Потери, кВт
напряжение
обмоток, кВ
U вн
U нн
Рх.х.
Рк.з.
Без регулирования под нагрузкой
масляных
Ном.
мощность, кВА
Напряжение КЗ, %
Рн
Uкз
Ток
х.х.,%
ном.
Iх.х
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
5,5
5,5
5,5
5,5
3,2
3
2,8
2,6
2,4
2,3
2,1
2
3
1,3
3,5
25
40
63
100
160
250
400
630
1000
1600
2500
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
6; 10
10
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
04
0,4
6,3
0,125
0,18
0,265
0,365
0,54
1,05
1,45
2,27
3,8
3,3
6,2
06
0,88
1,28
1,97
2,65
3,7
5,5
7,6
12,7
16,5
25
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
47
Приложение Е
(справочное)
Технические характеристики предохранителей серии НПН и ПН2
Таблица Е.1 – Технические характеристики предохранителей серии НПН и ПН2
Номинальный ток, А
Предохранителя
Плавких вставок
Предельный
ток
отключения, А, при
напряжении до 500 В
НПН15
15
6, 10, 15
10000
НПН60М
60
20, 25, 35, 45, 60
ПН2-100
100
30, 40, 50, 60, 80, 100
50000
ПН2-250
250
80, 100, 120, 150, 200, 250
40000
ПН2-400
400
200, 250, 300, 350, 400
25000
ПН2-600
600
300,400, 500,600
25000
ПН2-1000
1000
500, 600, 750, 800, 1000
10000
Тип
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
48
Приложение Ж
(справочное)
Удельное сопротивление грунта
Таблица Ж.1 – Удельное сопротивление грунта
Грунт ρ, Торф Глина, Чернозем Суглинок Камень, Супесь
Ом/м
земля
почва
садовая
20
40
50
100
200
300
Песок
с
галькой
800
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
49