№	Наименование работ	Часы	%
1	Характеристика потребителей электрической энергии	1	3,3
2	Расчёт электрических нагрузок методом Кmax	4	13
3	Расчёт мощности и выбор компенсирующего устройства	1	3,3
4	Выбор числа и мощности трансформаторов КТП	1	3,3
5	Расчёт электрических сетей напряжением выше 1кВ	1	3,3
6	Расчёт электрических сетей напряжением до 1кВ	5	15,8
7	Расчёт токов короткого замыкания	4	13
8	Выбор электрооборудования на КТП и его проверка на действие Iкз	4	13
9	Расчёт заземляющего устройства	4	13
10	Релейная защита	1	3,3
11	Мероприятия по технике электробезопасности и охране окружающей среды	2	6
12	Схема принципиальная электрическая КТП	1	3,3
13	Нормативные документы	1	3,3

Содержание пояснительной записки курсового проекта «Электроснабжение цехов механического завода»

1. Характеристика потребителей электрической энергии

2. Расчёт электрических нагрузок методом Кmax

3. Расчёт мощности и выбор типа компенсирующего устройства

4. Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

5. Расчёт электрических сетей напряжением до 1кВ

6. Расчёт токов короткого замыкания

7. Расчёт электрических сетей напряжением выше 1 кВ

8. Выбор электрооборудования на КТП и его проверка на действие Iкз

9. Расчёт заземляющего устройства

10. Релейная защита

11. Мероприятия по технике электробезопасности и охране окружающей среды

12. Схема принципиальная электрическая КТП

Введение. Назначение проектируемого объекта. Категория электроснабжения

Настоящий закон РФ «Об энергосбережении» устанавливает правовые, экономические и организационные основы государственной политики в области энергосбережения. Закон направлен на правовое регулирование отношений, создание условий эффективного использования энергоресурсов. Объектами правого регулирования в области энергосбережения являются отношения между юридическими лицами, а так же индивидуальными предприятиями, связанные:

1. С эффективным использованием первичных, вторичных и возобновляемых энергоресурсов при их добыче.

2. С производством, переработкой, транспортировкой, хранением и использованием.

3. С развитием производства альтернативных видов топлива.

4. С производством и использованием энергоэффективных технологий, топливосберегающих и диагностических оборудований, конструкционных и изоляционных материалов, приборов учёта и контроля расхода энергоресурсов, системой автоматизированного управлением энергопотребителем.

5. С обеспечением единства измерений в части учёта отпускаемых и потребляемых энергоресурсов.

Электросберегающая политика осуществляется на основе реализации федеральных целевых, межрегиональных программ электроснабжения, стимулируя производство и использование энергосберегательного оборудования.

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% всей выработанной в стране электроэнергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами и др.

Сейчас существуют технологии (электрофизические, электрохимические способы обработки металлов и изделий), где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В условиях ускорения научно-технического прогресса потребления электроэнергии в промышленности значительно увеличатся благодаря созданию гибких роботизированных и автоматизированных производств, так называемых «безлюдных» технологий.

Роботехника используется чаще всего на тех участках промышленного производства, которые представляют опасность для здоровья людей, а так же на вспомогательных и подъёмно-транспортных работах.

В настоящее время осуществляется «Энергетическая программа» на длительную перспективу. Главное, что характеризует «Энергетическую программу» - это её комплексный характер с всесторонним охватом проблем развития энергетической базы в зависимости от задач развития экономики в целом.

Мы проектируем электроснабжение цеха механического завода мелкосерийного производства, который предназначен для выпуска разнообразной продукции небольшими партиями.

Это гибкое производство. Оно быстро реагирует на изменение рынка и может выпускать продукцию различной степени сложности с минимальными затратами на переоборудование.

Данный объект согласно ПУЭ принадлежит к 3 категории электроснабжения, к которой относятся электроприёмники не серийного производства, мелкосерийные цеха, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Для них электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерыв в электроснабжении, необходимый для ремонта и замены повреждённого элемента системы, не превысит 24 часа.

1. Характеристика потребителей электроэнергии

Потребителями электроэнергии являются крупные промышленные предприятия, заводы, фабрики, электрический транспорт, жильё и общественные здания.

Основную группу составляют электрические двигатели механических цехов, станки, вентиляторы, насосы, сварочные установки, силовые трансформаторы, электрические печи.

По общности технологического процесса электрические приёмники можно разделить на: производственные механизмы, подъёмнотранспортное оборудование, эл. сварочное оборудование, эл. нагревательные установки.

Общепромышленные установки занимают значительное место в системе электроснабжения. По режиму работы электрические приёмники делятся на 3 группы, для которых предусматриваются 2 режима:

1. продолжительный

2. повторнократковременный

В продолжительном режиме работает большая часть оборудования механического цеха, в основном металлообрабатывающие станки.

В повторнократковременном режиме работают электрические двигатели мостовых кранов, тельферов, подъёмников, а также сварочные аппараты.

Самостоятельную группу электрических приёмников составляют нагревательные аппараты и электрические печи, работающие в продолжительном режиме с постоянной или маломеняющейся нагрузкой.

Питание всех электрических приёмников осуществляется от распределительных шкафов ПР85-01 напряжением 380В и частотой 50Гц.

2. Расчёт электрических нагрузок методом Кmax

Расчёт эл. нагрузок основывается на опытных данных и обобщениях, выполненных с применением метода математической статистики и теории вероятности.

Расчёт начинаем с определения номинальной мощности каждого эл. приёмника, мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены и максимально расчётной мощности участка цеха, завода или объекта.

Расчёт шкафа ШР1

По заданной установленной мощности и характеру потребителей составляем ведомость потребителей эл. энергии.

Дано:

1. Cтанок токарный P ном=11КВт

2. Точило P ном=10КВт

3. Станок сверлильный Р ном=15КВт

4. Станок фрезерны Р ном =6КВт

5. Станок р ном =6КВт

6. Сварочный тр-р Рном =7,5КВт

7. Станок Р ном =10КВт

8. Электро печь Рном =4КВт

9. Электро печь Р ном = 1,1КВт

10. Эолектро печь Рном =7,5КВт

1) Находим общую установленную мощность эл. приёмников:

Робщ.=Р1+Р2+Р3+Р4+Р5+Р6+Р7+Р8+P 9+P10=11+10+15+6+6+7.5+20+4+1.1+7.5= кВт

2) Находим показатель силовой сборки m:

m=Рmax?Рmin=15?1,1=13,6

4) Определяем коэффициент использования КИ по таблице.

5) Определяем cosφ и tgφ по таблице.

6) Находим среднюю нагрузку за максимально загруженную смену для каждого потребителя (активную и реактивную):

1.Активная

Рсм.1=Ки1*Рном.1=0,12*11=1,32 кВт

Рсм.2=Ки2*Рном.2= 0,13*10=1,3кВт

Pсм=Ки3*Рном3=0,12*15=1,8кВт

Рсм.4=Ки4*Рном.4=0,12*6=0,72 кВт

Рсм.5= Ки5* Рном.5=0,14*6=0,84 кВт

Рсм.6= Ки6* Рном.6=,12*7,5=0,9 кВт

Рсм.7=Ки7*Рном.7= 0,2*10=2кВт

Рсм.8= Ки8* Рном.8=01,4*4=0,56 кВт

Рсм.9= Ки9* Рном.9=0,5*1,1=0,55 кВт

Рсм.10= Ки10* Рном.10= 0,5*7,5=3,75кВт

ΣРсм=Рсм.1+Рсм.2+Рсм.3+Рсм.4+Рсм.5+ Рсм.6+Рсм.7+Рсм.8+Рсм9+Рсм10=1,32+1,3+1,8+0,72+0,84+0,9+2+0,56+0,55+3,75=13,74кВт

2.Реактивная

Qсм.1=tgφ1*Рсм.1= 1,32*2,29=3,02квар

Qсм.2=tgφ2*Рсм.2=1,3*2,29=2,97 квар

Qсм.3=tgφ3*Рсм.3=1,8*2,29=4,12 квар

Qсм.4=tgφ4*Рсм.4=0,72*2,29=1,64 квар

Qсм.5=tgφ5*Рсм.4=0,84*1,73=1,45 квар

Qсм.6=tgφ6*Рсм.6=0,9*2,29=2,06 квар

Qсм.7=tgφ7*Рсм.7=2*2,29=4,58квар

Qсм.8=tgφ8*Рсм.8= 0,56*1,73=0,96квар

Qсм.9=tgφ9*Рсм.9= 0,55*0,32*0,17квар

Qсм.10=tgφ10*Рсм.10=3,75*,32=1,2квар

ΣQсм= Qсм.1+Qсм.2+Qсм.3+Qсм.4+Qсм.5+Qсм.6+Qсм.7+Qсм.8+Qсм9+Qсм10=3,02+2,97+4,12+1,64+1,45+2,06+4,58+0,96+0,17+1,2=22,17 квар

7) Находим средний коэффициент использования:

Ки ср.=ΣРсм.?ΣРном.=13,74/22,17 =0,6

8) Определяем эффективное число эл. приёмников:

n==2*78,1/15=10,4→10

9) Находим коэффициент максимума Кmax из таблицы:

Кmax=2,1

10) Определяем максимальные нагрузки для шкафа:

Рmax=КmaxΣPсм=2,1*13,74=28,85 кВт

Qmax=1,1ΣQсм=1,1*22,17=24,38 квар

Smax===37,6 кВА

Imax===58,7А

Остальные шкафы считаются аналогично и их данные приведены в таблице.

Итого по силовым объектам

Рmax=Pmax1+Pmax2+Pmax3+Pmax4+Pmax5+Pmax6+Pmax7+Pmax8=28,8+44,6+48,0+21,7+35,28+44,88+116,55+42=381,81 кВт

Qmax=Qmax1+Qmax2+Qmax3+Qmax4+Qmax5+Qmax6+Qmax7+Qmax8=24,38+29,3+18,17+15,08+30,8+12+64,05+40,6=234,38квар

Smax=== 448,0 кВА

Imax===693,49 А

С учётом освещения 5%

сosφосвещ.=0,5

Росв.=Рmax0,05=381,81*0,05=19,09кВт

Qосв.=Росв. tgφ=19,09*1,7=32,45квар

Sосв.===37,61 кВА

Iосв.=== 58,2 А

Итого по всему объекту

Рmax=Pmax c+Pосв.= 381,81+19,09=400,8кВт

Qmax=Qmax c+Qосв.= 234,38+32,45=266,8 квар

Smax===481кВА

Imax===745, 2 А

Полученные данные заносим в таблицу.

Таблица сводных данных по объекту.

Таблица 1.3

№ ШР	Рном кВт	Рсм кВт	Qсм квар	Cosφ/tgφ	Рmax кВт	Qmax квар	Imax A
1	78,1	13,74	22,17		28,8	24,38	58,7
2	82,9	19,33	26,71		44,6	29,3	82,5
3	70,8	16,74	16,52		48,0	18,17	79,4
4	43,5	7,58	13,74		21,7	15,08	40,8
5	40	28	28		35,28	30,8	72,4
6	60	36	12		44,28	12,0	71,0
7	150	105	64,05		116,55	64,05	205,8
8	70	35	40,6		42	40,6	90,4
Итого по силовым объектам	¾	¾	¾	¾	381,81	234,38	639,49
освещение	¾	¾	¾	¾	19,09	32,45	58,21
Итого по объекту	¾	¾	¾	¾	400,8	266,8	745,2

3. Расчёт мощности компенсирующих устройств

1) Определяем коэффициент мощности без применения КУ

Рmax=400,8 кВт

Qmax=266,8 квар

Smax=481 кВА

tgφ1===0,66

cosφ1===0,83

2) При cosφ1<0,95 необходимо подобрать статические конденсаторы для повышения cosφ1 до 0,95. При cosφ1=0,95 tgφ2 =0,33 при наличии соответствующей максимальной нагрузки.

3) Определим реактивную мощность компенсирующего устройства из условия:

Qк=ΣРmax* (tgφ1-tgφ2)

Qк=400,8*(0,62-0,33)=116,2квар

4) Выбираем тип компенсирующего устройства из условия Q>Qку по таблице приложения. 150>116,2

УКБН – 0,38 – 100У3

5) Рассчитаем cosφ после компенсации:

Q’max=Qmax-Qку=266,8-100=166,8 квар

tgφ2===0,41