Курсовая работа: Силовое элекрооборудование цеха промышленного предприятия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет энергетический

Кафедра «Электроснабжение»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

По дисциплине: «Потребители электроэнергии»

Тема: «Силовое элекрооборудование цеха промышленного предприятия»

Исполнитель: студент 3 курса группы 10603220

Буйвол Антон Павлович

Руководитель проекта: старший преподаватель

Ярошевич Тамара Михайловна

Минск 2022

Содержание

электродвигатель электроприемник ток предохранитель

Введение

1. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

1.1 Исходные данные

1.2 Выбор электродвигателей

1.3 Выбор коммутационных и защитных аппаратов

2. Определение электрических нагрузок цеха

2.1 Расчет нагрузки групп электроприемников

2.2 Расчёт силовой нагрузки для цеха

2.3 Расчёт осветительной нагрузки

3. Выбор схемы электрической сети цеха

3.1 Выбор шинопроводов

3.2 Выбор распределительных шкафов

3.3 Выбор силовых ящиков

3.4 Выбор вводной и линейных панелей и предохранителей установленных в них

3.5 Выбор кабелей

3.6 Выбор трансформатора и автоматических выключателей, установленных в РП и линейных панелях ТП

4. Расчет токов короткого замыкания и внутрицеховой электрической сети

5. Определение величины напряжения на зажимах электроприемников

Заключение

Список использованных источников

Введение

Системы электроснабжения сооружаются для обеспечения электроприёмников электроэнергией в необходимом количестве требуемого качества.

Электроприёмник (ЭП), как составляющая часть электрического хозяйства предприятия, организации, любого электрифицированного объекта представляет собой аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Электроприёмник или группа электроприёмников, объединённых технологическим процессом и размещенных на определённой территории, например, станок, цех, предприятие, называют потребителем электрической энергии.

Расположение потребителей (электроприёмников) на генплане (плане) предприятия или города, величина и характер их электрических нагрузок, характеристика электроприёмников с точки зрения надёжности обеспечения являются основными исходными данными, определяющими выбор соответствующей системы электроснабжения.

Под системой электроснабжения понимается совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Осветительная установка _ комплексное светотехническое устройство, предназначенное для искусственного и (или) естественного освещения и состоящая из источника оптического излучения, осветительного прибора или светопропускающего устройства, освещаемого объекта или группы объектов, приемника излучения и вспомогательных элементов, обеспечивающих работу установки (проводов и кабелей, пускорегулирующих и управляющих устройств, конструктивных узлов, средств обслуживания)

Целью данного курсового проекта является разработка система электроснабжения отдельных установок цеха. Выполняются расчеты по выбору электродвигателей и их коммутационных и защитных аппаратов, расчет и выбор внутрицеховой электрической сети, определение электрических нагрузок, потерь напряжения на зажимах электроприемников.

1. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

1.1 Исходные данные

В таблице 1.1 приведены исходные данные к курсовому проекту.

Таблица 1.1

Исходные данные

1.2 Выбор электродвигателей

Электродвигатели для приводов станков выбираются по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды. Номинальная мощность двигателя должна соответствовать мощности приводного механизма , т.е.

, (1.1)

где: - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

- заданная по проекту механическая мощность производственного станка, кВт.

Электродвигатели выбираются по табл. П1.1 [2]. При этом номинальная мощность электродвигателей повторно-кратковременного режима работы (краны, подъемники и т.п.) определяется по формуле:

,

где: - паспортная мощность электродвигателя, кВт;

- продолжительность включения в относительных единицах.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:

, (1.2)

где: - номинальная мощность двигателя, кВт;

- номинальное напряжение, кВ;

- КПД при номинальной нагрузке;

- номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток двигателя:

, (1.3)

где: - кратность пускового тока по отношению к .

В данном курсовом проекте применяются электродвигатели переменного тока асинхронные с короткозамкнутым ротором серии АИР U_н = 400 В, n=1500 об/мин. Выбранные двигатели приведены в таблице 1.2.

Электроснабжение электропривода производственных механизмов будет осуществляться по одной из схем, показанных на рисунке 1.1 (а, б, в).

a - однодвигательный потребитель; б - двухдвигательный потребитель; в - трехдвигательный потребитель.

Рисунок 1.1 Схемы электроснабжения приводов

Произведём расчёт номинального тока трёхфазного электродвигателя по (1.1) токарно-винторезный станок (позиция № 9):

.

По (1.2) определим пусковой ток двигателя токарно-винторезного станка:

.

Аналогичный расчёт номинальных и пусковых токов производится для всех остальных электродвигателей технологического оборудования. Результаты расчёта сводим в таблицу 1.2.

1.3 Выбор коммутационных и защитных аппаратов

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. С их помощью также осуществляется нулевая защита. Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ.

Условие выбора магнитного пускателя:

, (1.4)

где: - номинальный ток пускателя, А;

- номинальный ток электродвигателя, A.

При выборе реле на магнитный пускатель, учитываем, что наш номинальный ток должен входить в пределы регулирования тока несрабатывания.

В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий применяем автоматические выключатели серии ВА с комбинированным расцепителем, которые выбираются по следующим условиям:

; (1.5)

, (1.6)

где: - номинальный ток автомата, А;

- номинальный ток расцепителя, A;

- длительный расчетный ток, А.

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному току линии :

. (1.7)

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя устанавливается изготовителем в зависимости от :

, (1.8)

где: - кратность тока отсечки.

С учетом (1.6) расчетное значение кратности тока отсечки может быть найдено по выражению:

. (1.9)

Для подключения электроприемников к распределительным шинопроводам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которая осуществляется плавкими предохранителями.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяется:

1) по величине длительного расчетного тока :

(1.10)

2) по току кратковременной допустимой перегрузке:

, (1.11)

где: - пиковый ток линии или ответвления, A;

- коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска принимается равным 2,5, при тяжелых - 1,6…2,0, для ответственных потребителей - 1,6.

Для каждого электроприемника по справочной литературе подбираются средние значения коэффициентов использования , активной () и реактивной () мощности.

Расчетная активная нагрузка группы электроприемников определяется по выражению:

, (1.12)

где: - коэффициент расчетной нагрузки;

принимается в зависимости от эффективного числа электроприемников и группового коэффициента использования .

Эффективное число электроприемников определяется по формуле:

, (1.13)

где: - номинальная мощность i-го электроприемника, кВт;

- действительное число электроприемников в группе.

Найденное значение округляется до ближайшего меньшего целого числа.

Для группы электроприемников различных категорий, т.е. с разными , средневзвешенный коэффициент использования находится по формуле:

. (1.14)

Расчетная реактивная нагрузка группы электроприемников определяется следующим образом:

, если ; (1.15)

, если . (1.16)

Полная мощность расчётной нагрузки вычисляется по формуле, кВА:

. (1.17)

Тогда расчетный ток для группы электроприемников:

, (1.18)

где: - номинальное напряжение сети, В.

Пиковый ток группы определяется по формуле:

, (1.19)

где: - наибольший из пусковых токов приемников в группе, А;

- номинальный ток электроприемника, имеющего максимальный пусковой ток, А;

Сечение проводов, питающих электроприемник, определяется по следующим условиям:

1) по допустимому току нагрева:

, (1.20)

где: - допустимый ток по нагреву, А;

К_п - поправочный коэффициент по условиям прокладки. К_п = 1 (для нормальных условий прокладки).

Покажем выбор электрооборудования на примерах:

1) Однодвигательный потребитель (рисунок 1.1 а) - Токарно-винторезный станок (позиция № 9) с кВт.

По таблице 9.6 [6] выбираем электродвигатель АИР112М4 с кВт; ; ; ; n=1500 об/мин.

По формуле (1.1):

По формуле (1.2):

Принимаем:

и .

В соответствии с условием (1.3) по табл. П 6 [2] выбираем магнитный пускатель ПМЛ 221002 с А и реле РТЛ 101604 с А (с пределом регулирования 9,5-14 А):

A.

По условиям (1.4) и (1.5) по табл. П 5 [2] выбираем автоматический

выключатель ВА51-25, А, А, ,

.

А;

А.

Проверяем выбранный автоматический выключатель на основе (1.7) и по условию (1.6):

A.

По условиям (1.9) и (1.10) по табл. П 4 [2] выбираем предохранитель ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки А:

10,31А;

.

По условиям (1.19) и (1.20) по табл. П 8 [2] провод, питающий электроприёмник (рис.1) выбираем АПВ-5(12,5) с А:

.

2) Двухдвигательный потребитель (рисунок 1.1 б) - вертикально-фрезерный станок (позиция № 11) с кВт.

По табл. 9.6 [6] выбираем электродвигатели АИР112М4 c кВт; ; ; ; n=1500 об/мин и АИР100S4 c кВт; ; ; , n=1500 об/мин.

По формулам (1.1) и (1.2) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника.

А;

А;

В соответствии с условием (1.3) по таблице П 6 [2] выбираем следующие магнитные пускатели: ПМЛ 221002 с А и реле РТЛ 101604 с А (с пределом регулирования 9,5 - 14 А) для первого электродвигателя и ПМЛ 121002 с А и реле РТЛ 101204 с А (с пределом регулирования 5,5 - 8 А) для второго электродвигателя.

По условиям (1.4) и (1.5) по табл. П 5 [2] выбираем автоматические выключатели:

- для первого электродвигателя ВА51-25 с А, А, , :