Электроснабжение и электрическое оборудование комплекса томатного сока
Где б — коэффициент характеристики условия пуска б = 2,5 — легкий пуск Выбор АВ для каждого электроприемника так как все электроприемники имеют двигатели выбор аппаратов защиты для каждого электроприемника производим из условия Таблица 20. В процессе выполнения проекта производился расчет электрических нагрузок комплекса томатного сока, с полученной при расчёте полной максимальной мощности Sмах… Читать ещё >
Электроснабжение и электрическое оборудование комплекса томатного сока (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Федеральное агентство по образованию РФ (Рособразование) ГОУ СПО Южно-Сахалинский промышленно-экономический техникум КТС.140 448.000.021 ПЗ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по учебной дисциплине:
Электроснабжение отрасли на тему:
ЭСН и ЭО комплекса томатного сока Руководитель проекта:
преподаватель Иванова Л.А.
Южно-Сахалинск, 2010 г СОДЕРЖАНИЕ Введение
1. Характеристика производства и потребителей электроэнергии
2. Выбор рода тока, напряжения, частоты
3. Расчет электрических нагрузок
4. Расчет осветительной установки
5. Компенсация реактивной мощности
6. Выбор трансформаторов
7. Выбор аппаратов защиты
8. Расчет заземляющего устройства
9. Расчет и выбор питающих распределительных цепей
10. Расчет токов короткого замыкания
11. Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов электроснабжения Список используемой литературы ВВЕДЕНИЕ В данном курсовом проекте рассмотрены такие темы как:
1. Характеристика производства и потребителей электроэнергии
2. Выбор рода тока, напряжения, частоты
3. Расчет электрических нагрузок
4. Расчет осветительной установки
5. Компенсация реактивной мощности
6. Выбор трансформаторов
7. Выбор аппаратов защиты
8. Расчет заземляющего устройства
9. Расчет и выбор питающих распределительных цепей
10. Расчет токов короткого замыкания
11. Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов Предложены оптимальные варианты ТП, с оценкой стоимости и коэффициентом загрузки.
Характеристика цеха Комплекс томатного сока предназначен для производства томатного сока из исходного сырья (томатов).
Технологический процесс осуществляется последовательно на двух автоматизированных технологических линиях и заканчивается закрытием банок с готовой продукцией.
Данный комплекс является составной частью современного крупного предприятия по переработке плодов и овощей.
КТС имеет технологический участок, в котором установлены поточные линии, а так же вспомогательные и бытовые помещения.
Основные операции автоматизированы, а вспомогательные транспортные операции выполняются с помощью наземных электротележек и подъемников.
Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП) 10/0,4 кВ которая подключена к приемному пункту предприятия.
Все электроприемники по бесперебойности ЭСН- 2 категории Количество рабочих смен — 3 (круглосуточно) Грунт в районе здания — глина с температурой +120С. Каркас здания сооружен из блоков секций длиной 4,6 и 8 метров каждый Размеры цеха, А х В х Н = 52×30×9 м.
Все помещения, кроме технологического участка, двухэтажные высотой 4,2 м.
Перечень электрооборудования участка токарного цеха дан в таблице 1.
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Расположение основного электрооборудования показано на плане «расположение электрооборудования комплекса томатного сока».
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Характеристика цеха Комплекс томатного сока предназначен для производства томатного сока из исходного сырья (томатов).
Технологический процесс осуществляется последовательно на двух автоматизированных технологических линиях и заканчивается закрытием банок с готовой продукцией.
Данный комплекс является составной частью современного крупного предприятия по переработке плодов и овощей.
КТС имеет технологический участок, в котором установлены поточные линии, а так же вспомогательные и бытовые помещения.
Основные операции автоматизированы, а вспомогательные транспортные операции выполняются с помощью наземных электротележек и подъемников.
Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП) 10/0,4 кВ которая подключена к приемному пункту предприятия.
Все электроприемники по бесперебойности ЭСН- 2 категории Количество рабочих смен — 3 (круглосуточно) Грунт в районе зданияглина с температурой +120С. Каркас здания сооружен из блоков секций длиной 4,6 и 8 метров каждый Размеры цеха, А х В х Н = 52×30×9 м.
Все помещения, кроме технологического участка, двухэтажные высотой 4,2 м.
Перечень электрооборудования участка токарного цеха дан в таблице 1.
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Расположение основного электрооборудования показано на плане выполненного на чертеже: «план расположения электрооборудования комплекса томатного сока».
Таблица 1
Перечень электрооборудования участка токарного цеха
№ | Наименование электрооборудования | МощностьР, кВт | cosц | Примечание | |
1,24 | Конвейеры ленточные сортировочные | 0,75 | 0,75 | ||
2,3,25,26 | Унифицированные вентиляторные моечные машины | 4,1 | 0,75 | ||
4,27 | Конвейеры роликовые сортировочные | 0,6 | 0,75 | ||
Станок токарный | 0,4 | ||||
6,7 | Станок шлифовальный | 2,2 | 0,65 | ||
Станок сверлильный | 3,2 | 0,4 | 1-фазный | ||
9,10 | Вентиляторы | 3,8 | 0,8 | ||
11,17,23, 28 | Электрические подъемники передвижные | 4,5 | 0,75 | ||
12,18 | Элеваторы подачи томатов в дробилку | 0,75 | 0,75 | ||
13,19 | Установки дробления томатов | 4,5 | 0,75 | ||
14,20 | Подогреватели дробленой томатной пасты | 0,75 | |||
15,21 | Установки экстракторные | 0,75 | |||
16,22 | Установки разлива сока с подогревателем | 0,75 | |||
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В данном пункте мы группируем электроприемники по РП. При группировке электроприемников по распределительным подстанциям (РП) руководствуемся следующими условиями — электроприемники у которых одинаковый cosц входят в одну группу РП.
По результатам группировки составляем таблицу
3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
3.1 Определение m — критерий показаний нагрузки для всей группы электроприемников, т. е. для каждого РП
m=Pном.max /Pном.min,, (3.1) [1, с. 104]
где m — критерий показания нагрузки;
рном.max — номинальная максимальная мощность в РП;
рном.min— номинальная минимальная мощность в РП.
Производим расчет критерий показания нагрузки для каждого РП:
m1 = 4,1/0,6 = 6,8
m2 = 4,5 /0,7 = 6,4
m3 = 9 /3 = 3
m4 = 2,2/2,2 = 1
m5 = 3,8 /3,8 = 1
m6 = 12 /3,2 = 3,75
Таблица 2
Группировка электроприемников по РП
№ РП | № на плане | Мощность; кВт | cosц | |
РП1 | 1, 24 | 0,75 | 0,75 | |
2,3,25,26 | 4,1 | 0,75 | ||
4,27 | 0,6 | 0,75 | ||
РП2 | 11,17,23,28 | 4,5 | 0,75 | |
12,18 | 0,75 | 0,75 | ||
13,19 | 4,5 | 0,75 | ||
РП3 | 14,20 | 0,75 | ||
15,21 | 0,75 | |||
16,22 | 0,75 | |||
РП4 | 6,7 | 2,2 | 0,65 | |
РП5 | 9,10 | 3,8 | 0,8 | |
РП6 | 0,4 | |||
3,2 | 0,4 | |||
3.2 Определение tgц для каждого электроприемника в каждой группе
tgц = v 1- cos2ц /cos2ц (3.2)
РП1 tgц = v 1- 0,752 /0,752 = 0,8
РП2 tgц = v 1- 0,752 /0,752 = 0,8
РП3 tgц = v 1- 0,752 /0,752 = 0,8
РП4 tgц = v 1- 0,652 /0,652 = 1,17
РП5 tgц = v 1- 0,82 /0,82 = 0,75
РП6 tgц = v 1- 0,42 /0,42 = 2,3
Вывод: tgц как и cosц будет одинаковы для всех приёмников в группе т.к. в группах все электроприёмники с одинаковым cosц.
3.3 Вычисление активных и реактивных среднесменных мощностей для каждого электроприемника в группах Рсм = Ки*Рном, [ 3, с.98] (3.3)
где Ки — коэффициент использования.
Рном — номинальная мощность электроприемника.
Qсм= Рсм tgц, (3.4)
где Рсм — активная среднесменная мощность.
Qсм — реактивная среднесменная мощность.
РП1: Рсм1 = Ки*Рном =0,55*0,75 = 0,41 кВт
Qсм1= Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар Рсм 2 =Ки*Рном =0, 4*4,1 = 1,64 кВт
Qсм2=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар Рсм3=Ки*Рном =0, 4*4,1 = 1,64 кВт
Qсм3=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар Рсм4=Ки*Рном =0,55*0,6 =0,33 кВт
Qсм4=Рсм tgц = 0,33*0,8 = 0,26 кВар Рсм24=Ки*Рном =0,55*0,75 = 0,41 кВт
Qсм24=Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар Рсм25=Ки*Рном =0,4*4,1 =1,64 кВт
Qсм25=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар Рсм26=Ки*Рном =0,4*4,1 =1,64 кВт
Qсм26=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар Рсм27=Ки*Рном =0,55*0,6 =0,33 кВт
Qсм27=Рсм tgц = 0,33*0,8 = 0,26 кВар Результаты расчетов занесены в таблицу 3.
Таблица 3
Вычисление активных и реактивных среднесменных мощностей для РП1
№ ЭП | |||||||||
Рном кВт | 0,75 | 4,1 | 4,1 | 0,6 | 0,75 | 4,1 | 4,1 | 0,6 | |
tgц | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | |
Ки | 0,55 | 0,4 | 0,4 | 0,55 | 0,55 | 0,4 | 0,4 | 0,55 | |
Рсм кВт | 0,41 | 1,64 | 1,64 | 0,33 | 0,41 | 1,64 | 1,64 | 0,33 | |
Qсм кВар | 0,33 | 1,31 | 1,31 | 0,26 | 0,33 | 1,31 | 1,31 | 0,26 | |
РП2
Рсм11 = Ки*Рном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт
Qсм11= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВарзаглавные буквы Рсм17 = Ки*Рном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт
Qсм17= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар Рсм23 = Ки*Рном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт
Qсм23= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар Рсм28 = Ки*Рном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт
Qсм28= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар Рсм12 = Ки*Рном =0,55*0,75 = 0,41 кВт
Qсм12= Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар Рсм13 = Ки*Рном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт
Qсм13= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар Рсм23 = Ки*Рном =0,55*0,75 =0,41 кВт
Qсм23= Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар Рсм28 = Ки*Рном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт
Qсм28= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар Результаты расчетов занесены в таблицу 4.
Таблица 4
№ ЭП | |||||||||
Рном кВт | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 0,75 | 4,5 | 0,75 | 4,5 | |
tgц | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | |
Ки | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | |
Рсм кВт | 2,47 | 2,47 | 2,47 | 2,47 | 0,41 | 2,47 | 0,41 | 2,47 | |
Qсм кВар | 1,97 | 1,97 | 1,97 | 1,97 | 0,32 | 1,97 | 0,32 | 1,97 | |
РП3
Рсм14 = Ки*Рном =0,4*6 = 2,4 кВт
Qсм14= Рсм tgц = 2,4*0,8 = 1,92 кВар Рсм15= Ки*Рном =0,4*9 = 3,6 кВт
Qсм15= Рсм tgц = 3,6*0,8 = 2,88 кВар Рсм16 = Ки*Рном =0,4*3 = 1,2 кВт
Qсм16= Рсм tgц = 1,2*0,8 = 0,96 кВар Рсм20 = Ки*Рном =0,4*6 = 2,4 кВт
Qсм20= Рсм tgц = 2,4*0,8 = 1,97 кВар Рсм21 = Ки*Рном =0,4*9 = 3,6 кВт
Qсм21= Рсм tgц = 3,6*0,8 = 2,88 кВар Рсм22= Ки*Рном =0,4*3 = 1,2 кВт
Qсм22= Рсм tgц = 1,2*0,8 = 0,96 кВар Результаты расчетов занесены в таблицу 5.
Таблица 5
№ ЭП | |||||||
Рном кВт | |||||||
tgц | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | |
Ки | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | |
Рсм кВт | 2,4 | 3,6 | 1,2 | 2,4 | 3,6 | 1,2 | |
Qсм кВар | 1,92 | 2,88 | 0,96 | 1,92 | 2,88 | 0,96 | |
РП4
Рсм6 = Ки*Рном =0,17*2,2 = 0,37 кВт
Qсм6= Рсм tgц = 0,37*1,17 = 0,43 кВар Рсм7 = Ки*Рном =0,17*2,2 = 0,37 кВт
Qсм7= Рсм tgц = 0,37*1,17 = 0,43 кВар Результаты расчетов занесены в таблицу 6.
Таблица 6
№ ЭП | |||
Рном кВт | 2,2 | 2,2 | |
tgц | 1,17 | 1,17 | |
Ки | 0,17 | 0,17 | |
Рсм кВт | 0,38 | 0,38 | |
Qсм кВар | 0,43 | 0,43 | |
РП5
Рсм9 = Ки*Рном =0,6*3,8 = 2,28 кВт
Qсм9= Рсм tgц = 2,26*0,75 = 1,71 кВар Рсм10 = Ки*Рном =0,6*3,8 = 2,28 кВт
Qсм10= Рсм tgц = 2,26*0,75 = 1,71 кВар Результаты расчетов занесены в таблицу 7.
электроэнергия нагрузка осветительный трансформатор Таблица 7
№ ЭП | |||
Рном кВт | 3,8 | 3,8 | |
tgц | 0,75 | 0,75 | |
Ки | 0,6 | 0,6 | |
Рсм кВт | 2,28 | 2,28 | |
Qсм кВар | 1,17 | 1,17 | |
РП6
Рсм5 = Ки*Рном =0,12*12 = 1,44 кВт
Qсм5= Рсм tgц = 1,44*2,3 = 3,31 кВар Рсм8 = Ки*Рном =0,12*3,2 = 0,384 кВт
Qсм8= Рсм tgц = 0,384*2,3 = 0,88 кВар Результаты расчетов занесены в таблицу8
Таблица 8
№ ЭП | |||
Рном кВт | 3,2 | ||
tgц | 2,3 | 2,3 | |
Ки | 0,12 | 0,12 | |
Рсм кВт | 1,44 | 0,384 | |
Qсм кВар | 3,31 | 0,88 | |
3.4 Вычисление групповых активных и реактивных среднесменных мощностей, для каждого РП Рсм = Рсм1 + Рсм2 +…+ Рсм n [3, с. 98](3.5)
Qсм= Qсм1 + Qсм2+…+ Qсм n[3, с. 98](3.6)
РП1
Рсм РП-1 =0,41+1,64+1,64+0,33+0,41+1,64+1,64+0,33=8,04кВт
Qсм РП-1 =0,32+1,31+1,31+0,264+0,32+1,31+1,31+0,26=6,42квар РП2
Рсм РП-2=2,47+2,47+2,47+2,47+0,41+2,47+0,41+2,47=15,62кВт
Qсм РП-2=1,97+1,97+1,97+1,97+0,32+1,97+0,32+1,97=12,46квар РП3
Рсм РП-3=2,4+3,6+1,2+2,4+3,6+1,2=14,4кВт
Qсм РП-3=1,92+2,88+0,96+1,92+2,88+0,96=11,52квар РП4
Рсм РП-4=0,37+0,37=0,74кВт
Qсм РП-4=0,43+0,43=0,86квар РП5
Рсм РП-5=2,28+2,28=4,56кВт
Qсм РП-5=1,71+1,71=2,92квар РП5
Рсм РП-6=1,44+0,384=1,82кВт
Qсм РП-6=3,31+0,88=4,19квар Расчет выполнен по методике [3, с. 98]
3.5 Нахождение эффективного (приведенного) числа электроприемников
nэ = 2*?Pном /Pmax 1,[4, с. 111](3.7)
где ?Рном — суммарная номинальная мощность группы электроприемников Рmax — мощность самого мощного электроприемника группы
nэ — эффективное число
ng — количество электроприемников в РП
m — критерия показаний нагрузки РП1 nэ = 2•19,¼, 1 = 9,31
РП2 nэ = 2•28,5 /4,5 =12,6
РП3 nэ = 2•36 /9 = 9
РП4 nэ = 2 4,4 /2,2 = 4
РП5 nэ = 2•7,6 /3,8 = 4
РП6 nэ = 2 15,2 /12 = 2,5
Таблица 10
Эффективное число электроприемников
№ РП | ng | m | nэ | |
6,8 | 9,3 | |||
6,4 | 12,6 | |||
3,75 | 2,5 | |||
3.6 Определение коэффициента максимума Кmах
Таблица 11
Коэффициент максимума Кmах при коэффициенте использования Ки
№ РП | nэ | Ки | Кmax | |
9,3 | 0,42 | 1,47 | ||
12,6 | 0,54 | 1,28 | ||
0,4 | 1,52 | |||
0,16 | 3,11 | |||
0,6 | 1,46 | |||
2,5 | 0,1 | 3,43 | ||
Расчет выполнен по методике [3, с. 103]
3.7 Определение максимальных нагрузок в РП
Pmax = Kmax* ?Pсм ,[2, c.57](3.8)
где Pmax — максимальная, активная мощность
Kmax — коэффициент максимума
?Рсм — суммарная, активная, сменная мощность в РП
Qmax= Kmax* ?Qсм ,[2, c.57] (3.9)
где Qmax — максимальная, реактивная мощность
?Qсм — суммарная, реактивная, сменная мощность в РП
Smax = vPmax2 + Qmax2,[2, c.57](3.10)
где Smax — максимальная, полная мощность
I max = Smax /Uномv3, [2, c.57] (3.11)
где Imax — максимальный ток
Uном — номинальное напряжение
Pmax = Kmax ?Pсм Вт Таблица11
Kmax | ?Pсм | РП | |
1,47 | 8,04 | ||
1,28 | 15,62 | ||
1,52 | 14,4 | ||
3,11 | 0,74 | ||
1,46 | 4,56 | ||
3,43 | 1,82 | ||
Pmax1 = Kmax ?Pсм=1,47•8,04=11 818 Вт
Pmax2 = Kmax· ?Pсм=1,28•15,62=20 000 Вт
Pmax3 = Kmax· ?Pсм=1,52•14,4=22 000 Вт
Pmax4 = Kmax· ?Pсм=3,11•0,74=2300 Вт
Pmax5 = Kmax ?Pсм=1,46•4,56=6657 Вт
Pmax6 = Kmax ?Pсм=3,43•1,82=6242 Вт
Qmax= Kmax· ?Qсм Вар Таблица 12
Kmax | ?Qсм | РП | |
1,47 | 6,4 | ||
1,28 | 12,46 | ||
1,52 | 11,52 | ||
3,11 | 0,86 | ||
1,46 | 2,92 | ||
3,43 | 4,19 | ||
Qmax1= Kmax· ?Qсм=1,47•6,4=9400 Вар
Qmax2= Kmax· ?Qсм=1,28•12,46=16 000 Вар
Qmax3= Kmax· ?Qсм =1,52•11,52=17 500 Вар
Qmax4= Kmax· ?Qсм=3,11•0,86=2600 Вар
Qmax5= Kmax ?Qсм=1,46•2,92=4200 Вар
Qmax6= Kmax ?Qсм=3,43•4,19=14 300 Вар
Smax=vPmax2+Qmax2 ВА Таблица13
Pmax | Qmax | РП | |
Smax1=vPmax2+Qmax2=v118002+9400=15 086 ВА
Smax2=vPmax2+Qmax2=v200002+16 000=25612 ВА
Smax3=vPmax2+Qmax2=v220002+17 500=28111 ВА
Smax4=vPmax2+Qmax2=v23002+2600=3471 ВА
Smax5=vPmax2+Qmax2=v70002+4200=8163 ВА
Smax6=vPmax2+Qmax2=v62002+14 300=15586 ВА
I max = Smax /Uномv3 А Таблица 14
РП | Smax | Uном | |
I max1 = Smax /Uномv3=15 086/380•1,7=23,3А
I max2 = Smax /Uномv3=25 612/380•1,7=39А
I max3 = Smax /Uномv3=28 111/380•1,7=43А
I max4 = Smax /Uномv3=3471/380•1,7=5,3А
I max5 = Smax /Uномv3=8163/380•1,7=12,6А
I max6 = Smax /Uномv3=15 586/380•1,7=24А Результаты расчетов занесены в таблицу 15.
Таблица 15
Максимальные нагрузки в РП
Pmax | |||||||
Qmax | |||||||
Smax | |||||||
Imax | 23,3 | 5,3 | 12,6 | ||||
4. РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
4.1 Определение светового потока Для данного цеха предусмотрены потолочные светильники с двумя люминесцентными лампами ЛБ-40Х2 (выбор произведен по [2]).
Уровень рабочей поверхности 0,8 метров.
h = 0,8 м Н = 9 м Нh = 9 — 0,8=8,2 м Наивыгоднейшее отношение расположения светильников:
L = 1,4х Нh = 1,4×8,2 = 10
Расстояние между стеной и крайними рядами светильников:
? = 0,5хL = 0,5×10 = 5
Количество рядов светильников:
n = в/L = 30/11,48 = 30 000/4,48 = 3
Для данных производственных помещений установлена норма освещенности Ен = 400лк.
Комплексная характеристика помещения:
Индекс помещения:
i = А· В/Н·(А+В) [1, c.60] (4)
i = 40 · 30/9 · (40+30) = 2,1
Световой поток:
Ф = Еmin · (Р · Kз · Z)/n · з [1, c.60] (4.1)
где: з — коэффициент использования светового потока — 0,38
Еmin — минимальная освещенность 160лк
Z — коэффициент характеризующий неравномерность освещения — 1,11
S — установленная мощность ламп 40Вт К3 — коэффициент запаса — 1,48;
Ф = 160 · (40 · 1,48 · 1,11)/3 · 0,38 = 27 668 лм Количество светильников:
N = Е · (А·В)Косв·Кз/Ф·n·з [1, c.60] (4.2)
N = 400· 1560·1,11·1,48/27 668·0,38·3 = 66 светильников
4.2 Расчет осветительной сети от РП до ЩО а) Определяем мощность осветительной нагрузки Росв = n· Рл·nсв.ряд [1, c.60] (4.3)
где: n — количество светильников Росв — мощность осветительной нагрузки, кВт Рл — установленная мощность лампы, Вт Кпо -количество светильников в ряду Росв = 66· 40·3 = 3840 Вт = 7,9 кВт б) Вычисляем расчетный ток нагрузки:
Iосв = Pосв/Uном· cosц [1, c.60] (4.4)
Uном = 220 В
cos ц = 0,95
Iосв = 7920/380 · 0,95 = 20 А выбираем площадь сечения жилы провода s = 2,5 мм2 с IД0П = 21А Выбранное сечение провода проверяем по потере напряжения:
?U = Pосв· l · с · 100/Uном2· S [1, c.60] (4.5)
где: l — длина линии, м;
S — сечение жилы, мм2;
с — удельное сопротивление = 0,0175[Ом· м/мм2]5 Компенсация реактивной мощности Рассчитываем QK для всей сети:
[4, c.169] (5)
РП1 — cosц = 0,75 — коэффициент мощности компенсирующего устройства РП2 — cosц = 0,75
РП3 — cosц = 0,75
РП4 — cosц = 0,65
РП5 — cosц = 0,8
РП6 — cosц = 0,4
?QK = -1006+(-1638)+(-6041)+88+1050+94= -7453квар Расчетная оптимальная мощность БК на 220 В QK = -0,3 квар
6. ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ТИПА И ЧИСЛА ПОДСТАНЦИЙ
6.1 Нахождение суммарной нагрузки цеха:
?S = v? Pmax2 + (?Qmax — Qк)2 [3, с 281] (6)
где: Рmах — суммарная активная мощность всех РП за смену.
Qmax — суммарная реактивная мощность всех РП за смену.
Qk — мощность компенсирующей установки.
?Qmax=9400+16 000+17500+2600+4200+14 300=63800
? Pmax=1180+20 000+22000+2300+7000+6200=69 300
?S = v 69 3002+(63 800+(-7453))2= 89 316=89 кВ· А
6.2 Определение полного тока нагрузки всего цеха:
[3, с 281] (6.1)
по и I выбираем трансформатор [1]
6.3 Определение коэффициента загрузки трансформатора
[3, с 281] (6.2)
I вариант: Sном. = 100 кВА [2, с 120, т. 3,3]
II вариант: Sном. = 126 кВА Выбираем I вариант Технические данные трансформаторов:
1 вариант Таблица 16
Технические данные трансформатора
Тип | РномкВ*А | Uном кВ | Uкз% | Ixx% | ||
ВН | НН | |||||
ТМ-100/6−10 | 6;10 | 0,4 | 4,5 | 2,5 | ||
2 вариант Таблица 17
Технические данные трансформатора
Тип | РномкВ*А | Uном кВ | Uкз% | Ixx% | ||
ВН | НН | |||||
ТМ -160/6−10−66 | 0,23 — 0,4 | 2,4 | 4,5 | |||
Таблица 18
Технические данные трансформаторной подстанции
Тип | SтркВ*А | Тип трансформатора | Комплектующее оборудование | ||
Шкафы ВН | Шкафы НН | ||||
КТП 250/6 и 10/0,4 | ТМФ 250/10 | ||||
Расчет выполнен по методике расчета [3, с 281]
Таблица 19
Технические данные трансформаторной подстанции
Тип | SтркВ*А | Тип трансформатора | Комплектующее оборудование | ||
Шкафы ВН | Шкафы НН | ||||
КТП 250/6 и 10/0,4 | ТМФ 250/10 | ||||
Расчет выполнен по методике расчета [3, с. 281]
7. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ
Iном = Рном/Uном*?3 *з* cos ц,[4, c.189](7.1)
где Iном — номинальный ток
Iпуск = Iном. уст.*Кп,[4, c.189](7.2)
где Кп — кратность пускового тока Кп = 6,5
Iвставки? Iпуск/б,[4, c.189](7.3)
где б — коэффициент характеристики условия пуска б = 2,5 — легкий пуск Выбор АВ для каждого электроприемника так как все электроприемники имеют двигатели выбор аппаратов защиты для каждого электроприемника производим из условия Таблица 20
Выбор аппаратов защиты
Номер РП и наименование электрооборудования | Тип защитного аппарата | I ном защитного аппарата, А | Iпуск | IН0М плавкой вставки | |
РП1 | ВА51−31−1 | 292,5 | |||
1,24 | ВА 51Г-25 | 1,7 | 11,5 | 4,6 | |
2,3,25,26 | ВА 51−31−1 | 9,7 | 63,2 | 25,3 | |
4,27 | ВА 51Г-25 | 1,4 | 9,2 | 3,7 | |
РП2 | ВА 51Г-31 | 435,5 | 174,2 | ||
11,17,23,28,13,19 | ВА 51−31−1 | 10,6 | 27,6 | ||
12,18 | ВА 51Г-25 | 1,7 | 11,5 | 4,6 | |
РП3 | ВА 51−35 | 85,2 | 553,8 | 221,5 | |
14,20 | ВА 51−25 | 14,2 | 92,3 | ||
15,21 | ВА 51−25 | 21,3 | 138,4 | 55,36 | |
16,22 | ВА 51−31−1 | 7,1 | 46,1 | 18,4 | |
РП4 | ВА 51−25 | 12,5 | 81,9 | 32,7 | |
6,7 | ВА 51−31−1 | 6,3 | 16,4 | ||
РП5 | ВА 51−25 | 17,2 | 111,8 | 44,7 | |
9,10 | ВА 51−31−1 | 8,6 | 22,4 | ||
РП6 | ВА 51Г-31 | 67,5 | 438,7 | 175,5 | |
ВА 51Г-31 | 53,3 | 138,4 | |||
ВА 51−25 | 14,2 | 92,5 | |||
8. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ТП питается от энергосистемы 10 кВ с длиной питающей кабельной линии 10 км. Высокая сторона ТП имеет изоляционную нейтраль, а сторона низкая глухозаземленную нейтраль.
а) Из таблицы [4, 245] выбираем грунт — глина с удельным сопротивлением сизм =300 Ом• м. Периметр контура вокруг подстанции П=24м.
В электроустановках выше 1 кВ с изолированной нейтралью с малыми замыканиями на землю сопротивление должно удовлетворять условию:
[4, c.216] (8)
где: Iзам — расчетный ток замыкания на землю;
Uзам — расчетное напряжение замыкания на землю (до 1 кВ Uзам =10кВ) б) Определяем ток однофазного замыкания на землю в сети 10 кВ:
Iзаг = U (35
[4, c.216] (8.1)
где: U — напряжение в линии;
екаб — длина кабельной линии.
ев — длина воздушной линии Ом [4, c.216] (8.2)
где: Uз — расчетное напряжение замыкания на землю;
Йз — расчетный ток замыкания на землю.
Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 В с глухозамкнутой нейтралью должно быть не более 4 Ом. Это сопротивление принимаем и для стороны 10 кВ при общем заземлении.
Выбираем в качестве заземлителей прутковые электроды длиной 1,5 м, диаметром 12 мм расположенные по контуру.
L= [4, c.216] (8.3)
Nв = 0,49
Nг = 0,65
Rв = 117
[4, c.216] (8.4)
Ав=В/nв-1=10
Аа=А/na-1=6,5
Nв=5
Nа=10
Длина А=52м Ширина В=30м Составляем схему расположения заземлителей
9. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПИТАЮЩИХ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
9.1 Расчет и выбор электропроводки до 1000 В Таблица 21
Выбор питающих и распределительных сетей
Номер РП электроприемника | Длительно допустимая токовая нагрузка, А | Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Длительно допустимый ток данной жилы, А | Марка провода; кабеля | Вид электропроводки | |
до РП-1 | ||||||
РП1 | ||||||
1,24 | 1,7 | |||||
2,3,25,26 | 9,7 | |||||
4,27 | 1,4 | |||||
до РП-2 | ||||||
РП2 | ||||||
11,17,23,28, 13,19 | 10,6 | |||||
12,18 | 1,7 | |||||
до РП-3 | ||||||
РП3 | 85,2 | |||||
14,20 | 14,2 | |||||
15,21 | 21,3 | |||||
16,22 | 7,1 | |||||
До РП-4 | ||||||
РП4 | 12,5 | |||||
6,7 | 6,3 | |||||
До РП-5 | ||||||
РП5 | 17,2 | |||||
9,10 | 8,6 | |||||
До РП-6 | ||||||
РП6 | 67,5 | |||||
53,3 | ||||||
14,2 | ||||||
9.2 Расчет электрических сетей по потере напряжения
?U=(v3*100/Uном)*(r0*cosц*x0*sinц)*I*L, [3, с. 121](9.1)
где ?U — потери напряжения (%)
r0 — удельное активное сопротивление из [5, таблица 1.9.5]
x0 — удельное реактивное сопротивление из [5, таблица 1.9.5]
sinц — коэффициент реактивной мощности, определяется по cosц
I — сила тока (А)
L — длина линии (км)
Uном=380 В РП1
1, 24) ?U=(1,73*100/380)*(1,84*0,4*0,099*2,5)*43,71*0,7345=2,6%
2,3,25,26) ?U=(1,73*100/380)*(1,84*0,4*0,099*2,5)*34,97*0,7345=2,08%
4,27) ?U=(1,73*100/380)*(1,16*0,4*0,095*2,5)*65,57*0,7345=2,4%
РП2
11,17,23,28) ?U=(1,73*100/380)*(4,63*0,4*0,107*2,5)*27,97*0,7345=4,5
12,18) ?U=(1,73*100/380)*(0,74*0,4*0,091*2,5)*78,68*0,7345=1,6%
13,19) ?U=(1,73*100/380)*(0,74*0,4*0,091*2,5)*78,68*0,7345=2,2%
РП3
14,20) ?U=(1,73*100/380)*(1,84*0,4*0,099*2,5)*40,21*0,7345=2,4%
15,21) ?U=(1,73*100/380)*(0,37*0,4*0,085*2,5)*152,99*0,7345=1,5%
16,22) ?U=(1,73*100/380)*(0,37*0,4*0,085*2,5)*152,99*0,7345=1,5%
РП4
6,7) ?U=(1,73*100/380)*(1,16*0,4*0,095*2,5)*54,64*0,7345=1,9%
РП5
9,10) ?U=(1,73*100/380)*(4,63*0,5*0,107*2)*23,26*0,7345=3,7%
РП6
5) ?U=(1,73*100/380)*(7,4*0,85*0,116*1,17)*10,6*0,7345=2,9%
8) ?U=(1,73*100/380)*(7,4*0,85*0,116*1,17)*10,6*0,7345=2,9%
Расчет выполнен по методике [3, с. 121]
10. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Расчёт производим в следующей последовательности:
а) Составляем расчётную схему замещения б) Находим индуктивное сопротивление системы
Ом [4, c.257] (10)
Ом хтр — индуктивное сопротивление трансформатора, Ом
Uк.з.% — данные трансформатора, %
хл — индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом х0 — находим из [ 4 ]
Расчет принимаем для двух вариантов одинаковый т.к. Uк.з.% и длина кабельной линии равны.
в) Найдём ток К.З. в точке К
[4, c.257] (10.1)
11. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВЫБРАННЫХ ВАРИАНТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Сравниваем два варианта электроснабжения цеха:
Вариант I — электроснабжение цеха осуществляется одним трансформатором с номинальной мощностью 100 кВ•А — ТМ-100/6
[1 c.123] (11)
а) Количество потерь электроэнергии:
?W = ?Рмеди •(Кзаг)2 ?ф+ ?Рст•Т [4 c.45] (11.1)
?W = 2,6•0,892•1600 + 4,5•4500 = 21 852Вт где: Рмеди — потери в меди (паспортные данные трансформатора);
Рст — потери в стали;
Wколичество потерь электроэнергии в год;
Т — время работы трансформатора в год (зависит от категории электроснабжения) = 2250 ч. [4];
ф — время потерь в трансформаторе = 1600 ч. [4];
Кзаг — коэффициент загрузки трансформатора.
б) Стоимость потерянной электроэнергии:
С W = W•Ц= 21 852•3 = 65 556 руб. [4 c.45] (11.2)
где: Ц — стоимость 1 кВт =3 руб.;
С W — стоимость потерь электроэнергии.
в) Общая стоимость:
100кВА=220 000+65556=285 556 рублей
Вариант II — электроснабжение цеха осуществляется двумя трансформаторами с номинальной мощностью 160 кВ•А — ТМ-160/10
а) Количество потерь электроэнергии:
?W =(1,97•0,62•1050 + 0,365•2250)2 = 20 757Вт б) Стоимость потерянной электроэнергии:
С W = W•Ц= 20 757•3 = 62 271 руб.
в) Общая стоимость:
126кВА=314 000+62271=376 271 руб.
Выбираем Вариант I.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Курсовой проект выполнен на тему «электроснабжение комплекса томатного сока».
В процессе выполнения проекта производился расчет электрических нагрузок комплекса томатного сока, с полученной при расчёте полной максимальной мощности Sмах= 89 кВА, на основании которого выбран силовой трансформатор ТМ 100/6−10.
Итогом работы над проектов является:
— Написание краткой характеристики производства и потребителей электроэнергии
— Выбор рода тока, напряжения, частоты Выбрано переменное напряжение 380 В, с частотой 50Гц.
— Расчет электрических нагрузок В данном пункте рассчитаны:
1) Определение m — критерий показаний нагрузки для всей группы элетроприемников т. е. для каждого РП. Максимум m=6,8, минимум m=1.
2) Определение tgц для каждого электроприемника в каждой группе, максимум tgц=2,3, минимум tgц=0,75
3) Вычисление активных и реактивных среднесменных мощностей для каждого электроприемника в группах, активная среднесменная мощность? Рсм =45,63кВт, реактивных среднесменная мощность? Qсм=41,93кВар.
4) Нахождение эффективного (приведенного) числа электроприемников максимальное nэ=12,6, минимальное nэ=2,5.
5) Определение максимальных нагрузок в РП, Pmax=22 000Вт, Qmax=17 500Вар, Smax=28 111ВА, Imax=39А
— Расчет осветительной установки:
Для данного цеха предусмотрены потолочные светильники с двумя люминесцентными лампами ЛБ-40Х2, с установленной мощностью 40Вт, количество рядов светильников 3 количество светильников 66, количество светильников в 1 ряду 22, площадь сечения жилы провода s = 2,5 мм2 с IД0П = 21А.
— Расчет компенсации реактивной мощности:
Рассчитываем ?QK для всей сети? QK =-7453кВар СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алиев И. И. «Справочник по электротехнике и электрооборудованию. Высшая школа. 2000 г.
2. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. — М.: Издательство «Мастерство», 2002. -320 с: ил.
3. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для учащихся техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1981. — 376 с., ил.
4. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г. М. Кнорринга. Л. «Энергия», 1976. 384 с. с ил.
5. Шеховцов В. П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. — 214 с., ил — (Серия «Профессиональное образование»).
6. Шеховцов В. П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006 — 136 с. — (Профессиональное образование)