Расчет электроснабжения цеха "Владивостокского бутощебёночного завода"

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов.

В данном курсовом проекте приведен расчет электроснабжения цеха «Владивостокского бутощебёночного завода». Данные для проекта были взяты на производственной практике и, впоследствии, он также будет использован в дипломном проектировании.

1. Выбор освещения

1.1 Расчет освещения

Расчет освещения производим точечным методом. Метод применяется при расчете общего равномерного, общего локализованного и местного освещения помещений, когда имеются или отсутствуют затенения; при любом расположении освещаемых поверхностей, но как правило, только при светильниках прямого света; при расчете наружного освещения на минимальную освещенность.

Рис. 1. Схема расположения светильников

Принимаем по справочнику (1) тип светильника: НСП17.

Технические данные светильника НСП17:

Р_л=1000 Вт (ЛН),

Ф_л=16189 лм,

,

_cв=1.

По справочнику (1) принимаем минимальную горизонтальную освещенность: Е_min=300 лк.

Длина освещаемого помещения L=60 м.

Высота освещаемого помещения H=8 м.

Принимаем коэффициент запаса К_з=1,3 (коэффициент запаса учитывает старение ламп и запылённость светильников).

Задаемся расстоянием между светильниками l=2 м.

Определяем расстояние от нити накаливания до освещаемой поверхности:

h=H-b, м, (1.1.1)

где H– высота потолка в цехе, м; – расстояние от потолка до светильника, м

h=H-b=8–0,3=7,7 м.

Угол:

,

,

.

Сила света под углом :

cos =cos 7=0,99, по справочнику (1) сила света под этим углом при l= 2 м равна I_α=825 кд).

Определим горизонтальную освещенность в точке К1:

, лк, (1.1.2)

где – число светильников равноудаленных от освещаемой точки, шт.; С – поправочный коэффициент; I_a – сила света лампы под углом a, кд; К_з – коэффициент запаса (1,2¸1,5); a – угол между вертикальной и наклонной составляющей силы свете (см. рис. 1), град.; h – высота подвеса светильника, м.

Поправочный коэффициент C:

, лм, (1.1.3)

где Ф_л – световой поток лампы, лм.

 лм.

Отсюда горизонтальная освещенность:

 лк.

Расчетная горизонтальная освещенность в точке К1 удовлетворяет условию Е_г=336 лк < E_min=300 лк.

Определим необходимое число светильников:

, шт., (1.1.4)

 шт.

Принимаем количество светильников _св=30 шт.

1.2 Выбор осветительного кабеля по условию допустимого нагрева

Принимаем ЩО с тремя АВ. Для каждого АВ 10 ламп.

Расчетный ток в осветительном кабеле:

Для АВ 1:

, А, (1.2.1)

где    P_л – мощность одной лампы, Вт; U – напряжение питающей сети, В; cosj_св – коэффициент мощности светильника, для ламп накаливания cosj_св = 1.

 A.

Аналогично для других АВ.

Принимаем сечение кабеля S=10 мм², I_доп=70 А (из справочника (2)).

Принимаем для питания осветительной установки кабель марки КРПСН 34, (r₀=1,840 Ом/км; х₀=0,092 Ом/км) (3).

Выбираем для освещения трансформатор ТМ-25

Технические данные трансформатора ТМ – 25:

S_ном=25 кВА,

U_вн=6; 10 кВ,

U_нн=0,23; 0,4; кВ,

Потери:

P_х.х.=0,135 кВт,

P_к.з.=0,6 кВт,

U_к.з.=4,5%,

I_х.х.=3,2%.

1.3 Проверка осветительной сети по потере напряжения

Потеря напряжения на наиболее удаленной лампе не должна превышать 2,5%.

Находим допустимую величину минимального напряжения на наиболее удаленной лампе:

, В, (1.3.1)

 В.

Допустимая потеря напряжения в осветительной сети:

, В, (1.3.2)

 В.

Расчетная потеря напряжения в осветительной сети:

, В, (1.3.3)

где  – потеря напряжения в осветительном трансформаторе;  – потеря напряжения в кабеле.

, В, (1.3.4)

где β – коэффициент загрузки трансформатора (принимаем =0,85);

U_а – относительное значение активной составляющей напряжения к.з. в трансформаторе, %;

U_р – относительное значение реактивной составляющей напряжения к.з. в трансформаторе, %.

, %, (1.3.5)

, %.

, %, (1.3.6)

, %.

Окончательно можно записать:

=8,55, В.

Потеря напряжения в осветительном кабеле:

, В, (1.3.7)

где R_k – активное сопротивление жил кабеля, Ом; X_k – индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом.

, Ом, (1.3.8)

, Ом, (1.3.9)

где r₀ – активное сопротивление жил кабеля, Ом/км (r₀=1,84 Ом/км); х₀ – индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом/км (х₀=0,092 Ом/км); L – длина кабеля от трансформатора до светильника, км (L=0,1 км).

, Ом,

 Ом.

Окончательно записываем:

 В.

Отсюда расчетная потеря напряжения в осветительной сети:

 В.

Так как выполняется условие >, следовательно, выбранный кабель подходит по потере напряжения.

1.4 Расчет токов короткого замыкания в осветительной сети

, А, (1.4.1)

где Z – сопротивление сети от источника питания (трансформатора) до места к.з., Oм.

, Ом, (1.4.2)

где R_тр. – активное сопротивление трансформатора, Ом; Х_тр. –индуктивное сопротивление трансформатора, Ом.

, Ом, (1.4.3)

, Ом, (1.4.4)

, А, (1.4.5)

, А,

, Ом,

, Ом,

, Ом.

Окончательно можно записать:

, А.

1.5 Проверка кабельной сети по термической стойкости

, мм², (1.5.1)

где α – термический коэффициент (для меди α=7); t_п – приведенное время срабатывания релейной защиты (t_п=0,4 сек).

 мм².

Выбранный кабель сечением S=10 мм² удовлетворяет условию S_к > S_min.

1.6 Вывод

Был произведен выбор типа освещения, а также выбор трансформатора и кабеля питающего осветительную сеть.

2. Расчет сети высшего напряжения по условию допустимого нагрева

2.1 Расчет силового трансформатора

Находим расчетную мощность трансформатора:

, кВА, (2.1.1)

где  – сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп электроприёмников;

 – сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных нагрузок электроприемников;

(из справочника (2)).

, кВт, (2.1.2)

, кВт, (2.1.3)

где  – установленная мощность группы электроприёмников.

 кВт

, кВт,

, кВт,

 кВт.

К установке принимаем трансформатор ТМН 6300/35–73У1

Технические данные трансформатора:

S_тр.ном=6300 кВА,

U_вн=35 кВ,

U_нн=6,3 кВ,

Потери:

P_х.х.=9,25 кВт,

P_к.з.=46,5 кВт,

U_к.з.=7,5%,

I_х.х.=0,6%.

2.2 Выбор сечений кабельной сети по условию допустимого нагрева

Расчетный ток кабеля определяем по формуле:

, А, (2.2.1)

где cos φ – коэффициент мощности, соответствующий расчетной нагр

узке (ссылаясь на данные справочника (5) берем cos φ в пределах 0,89–0,92).

, А,

, А,

, А,

, А,

, А,

, А,

, А,

, А.

Полученные данные сводим в таблицу 1 и наносим на схему электроснабжения:

Таблица 1