Расчет цехового электрооборудования

Содержание

              Приложения                                                                                                                21

 

Задание на выполнение курсовой работы  
по дисциплине “Теоретическая электротехника”

Требуется спроектировать и рассчитать основные элементы системы электроснабжения цеха пищевого предприятия. Для чего:

1. Рассчитать токи в цепях питания каждого электродвигателя, суммарные токи и сечения проводов кабелей, от распределительных пунктов к двигателям и  от трансформаторной подстанции к РП.
2. Вычертить план цеха и начертить на нем указанные в задании электродвигатели, трансформатор, два РП, и кабели идущие к электродвигателям и от трансформатора к РП.
3. Для каждого РП выбрать схему и рассчитать бесконтактные электронные коммутаторы на тиристорах, симисторах или транзисторах. Выбрать тип и рассчитать систему автоматической защиты обмоток электродвигателей от перегрева. Вычертить электрическую схему одного из РП.
4. Рассчитать общее освещение цеха. Выбрать тип светильников для общего и местного освещения рабочих мест. Вычертить схему размещения и подключения светильников к сети.
5. Рассчитать суммарную мощность электроэнергии, потребляемой цехом и выбрать тип трансформатора для цеха. Выбрать типы электронных высоковольтных коммутаторов, построить на вольтамперных характеристиках приборов рабочие точки, соответствующие закрытым и открытым состояниям электронных приборов. Рассчитать и выбрать место подключения устройства защиты от короткого замыкания. Выбрать и рассчитать схему батареи конденсаторов, обеспечивающих заданную величину коэффициента мощности. Начертить электрическую схему одного из электронных коммутаторов и систему защиты от короткого замыкания.
6. Вычертить электрическую схему трансформаторной подстанции.
7. Определить годовой расход и рассчитать стоимость электроэнергии потребляемой цехом.

Исходные данные

Площадь цеха	1500 м2
Типы электродвигателей	4А
Номинальное напряжение трёхфазной силовой  сети	380В
Трансформаторная подстанция	двухкамерная
Условия окружающей среды	нормальные
Число рабочих часов в году	2000 часов
Номера электродвигателей, установленных  в цеху	№1, №4, №9, №22, №23, №24, №32, №33, №34, №40, №46, №62, №63, №64
Коэффициент спроса	0,65
Коэффициент мощности	0,96
Тариф стоимости электроэнергии

 

Номер двигателя по плану	Номинальная мощность.   Рн, кВт
№24, №33, №22	4
№1, №23	5,5
№46, №64	7,5
№63 ,№4	11
№40	15
№62	18,5
№32, №34, №9	22

 

1.Размещение распределительных  пунктов и 
трансформатора на плане цеха.

Предприятия обычно подключены к высоковольтной сети с напряжением 10кВ или 6кВ. Понижение  напряжения осуществляется с помощью понизительной трансформаторной подстанции (ТП). Трансформаторные подстанции на пищевых предприятиях, имеющих взрывоопасные зоны (элеваторы, мукомольные заводы и др.) должны располагаться в отдельных помещениях, которые могут быть встроенными или пристроенными к помещению с взрывоопасной зоной.

В цеховых электрических сетях  ГОСТ предусматривает напряжение 660В, 380В, 220В. Основными напряжениями для  силовой сети являются 660В и 380В. Напряжение 220В рекомендуется в основном для осветительных приборов. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для стационарного местного освещения и переносного инструмента применяются напряжения 36В и 24В. Напряжение 12В используется для питания электрооборудования и освещения в условиях повышенной влажности.

Схемы цеховых сетей делятся  на радиальные и магистральные. Радиальные схемы применяются для питания  групп маломощных электродвигателей, расположенных в различных местах цеха. Магистральные шинопроводы  обеспечивают несколько пониженную по сравнению с радиальными схемами надёжность электроснабжения, так как при повреждении магистрали нарушается электропитание всех потребителей. Цеховые сети должны преимущественно выполняться по магистральным схемам, так как они дешевле, чем радиальные. Применение радиальных схем целесообразно в тех случаях, когда прокладка магистралей невозможна.

Начертим  радиальную схему размещения и подсоединения  оборудования к РП1 и РП2 .

 

 
         2. Расчёт номинальных токов электродвигателей.

Для каждого электродвигателя цеха найдём величину номинального тока    Iн по данным Приложения 1 в [1]:

где: Pн - номинальная мощность электродвигателя;

Uн -номинальное напряжение трёхфазной силовой сети;

cos j -сдвиг фаз в электродвигателе;

h- КПД электродвигателя.

Рассчитаем величину номинального тока для каждого электродвигателя установленного в цехе:

Номер  электродвигателя	Pн, Вт	Uн, В	cos j	h	Iн, А
24,33,22	4000	380	0,89	0,865	7,9
1,23	5500	380	0,91	0,875	10,5
46,64	7500	380	0,88	0,875	14,8
63,4	11000	380	0,9	0,88	21,1
40	15000	380	0,9	0,875	28,9
62	18500	380	0,92	0,885	34,5
32,34,9	22000	380	0,9	0,89	41,8

Рассчитаем величину пускового тока Iп для каждого электродвигателя установленного в цехе

Номер электродвигателя	Iн, А		Iп, А
24,33,22	7,9	7,5	59,25
1,23	10,5	7,5	78,75
46,64	14,8	7,5	111
63,4	21,1	7,5	158,25
40	28,9	7,5	216,75
62	34,5	7,5	258,75
32,34,9	41,8	7,5	313,5

 

Найдём максимальный ток в плавкой  ставке Iпр каждого электродвигателя, установленного в цехе по Приложению 2 в [1].

Он выбирается из условия 

где Iп - пусковой ток электродвигателя.

Рассчитаем величину максимального тока в плавкой вставке каждого электродвигателя установленного в цехе:

Номер  электродвигателя	Iп, А		Iпр, А
24,33,22	59,25		25
1,23	78,75		40
46,64	111		50
63,4	158,25		80
40	216,75		100
62	258,75		120
32,34,9		313,5	150

Данные проведённых выше расчётов сведём в таблицу:

№ двигателя	Pном.i Вт	КПД ηi	Cosφi	Iном.i  А	Iпуск.i/Iном	Iпуск.i  А	Iпред.i А	Iном.i вставки А	Сечение жилы провода кв.мм	Рном.i· Сosφi Вт
1	5500	0,875	0,91	10,5	7,5	78,75	31,5	40	2,5	5005
4	11000	0,88	0,9	21,1	7,5	158,25	63,3	80	4,0	9900
9	22000	0,89	0,9	41,8	7,5	313,5	125,4	150	10,0	19800
22	4000	0,865	0,89	7,9	7,5	59,25	23,7	25	2,5	3650
23	5500	0,875	0,91	10,5	7,5	78,75	31,5	40	2,5	5005
24	4000	0,865	0,89	7,9	7,5	59,25	23,7	25	2,5	3560
32	22000	0,89	0,9	41,8	7,5	313,5	125,4	150	10,0	19800
33	4000	0,865	0,89	7,9	7,5	59,25	23,7	25	2,5	3650
34	22000	0,89	0,9	41,8	7,5	313,5	125,4	150	10,0	19800
Всего РП1	100000			IномΣ1						90170
				191,2
40	15000	0,875	0,9	28,9	7,5	216,75	86,7	100	6,0	13500
46	7500	0,875	0,88	14,8	7,5	111	44,4	50	2,5	6600
62	18500	0,885	0,92	34,5	7,5	258,75	103,5	120	10,0	17020
63	11000	0,88	0,9	21,1	7,5	158,25	63,3	80	4,0	9900
64	7500	0,875	0,88	14,8	7,5	111	44,4	50	2,5	6600
Всего РП2	59500			IномΣ2						53620
				114,1
Σ РП1 + Σ РП2	159500			305,3						143790

 

Найдём величину суммарных токов, потребляемых от цехового трансформатора каждым распределительным пунктом:

где: Кспр - коэффициент спроса;

- сумма номинальных токов  всех электродвигателей, питаемых  от данного распределительного  пункта

 

 

потребитель	Pуст.дв. Вт.	Σ Iном.i А.	Кспр.дв	Iном ΣРП А.	Сечение жилы провода кв.мм
РП1	100000	191,2	0,65	124,3	70
РП2	59500	114,1	0,65	74,2	25
Σ(РП1+ РП2)	159500	305,3	-	-	-

 

3.Расчёт общего освещения цеха.

 

В производственных, вспомогательных  и других помещениях предприятий  помимо естественного освещения  используется искусственное.

          Рабочее  освещение на предприятиях пищевой  промышленности выполняется, как  правило, в виде общего освещения  с равномерным симметричным распределением  светильников под потолком. Сеть  общего освещения в большинстве случаев питается напряжением 220В. В осветительных установках внутреннего и наружного рабочего освещения применяют: лампы накаливания, люминесцентные лампы ЛБ и ртутно-кварцевые лампы типа ДРЛ. Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения. Их преимущества меньшая усталость глаз при длительной работе при искусственном освещении, компактность, простота включения, устойчивая работоспособность.

Люминесцентные лампы типа ЛБ имеют  большую световую отдачу и срок службы по сравнению с лампами накаливания и наиболее широко используются для освещения производственных помещений. Располагать люминесцентные лампы рекомендуется рядами, параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами.

Лампы ДРЛ рекомендуется применять  для общего освещения производственных помещений высотой 6 м и более, в тех случаях, когда по характеру работы не требуется точное различие цветов и оттенков, для освещения основных проходов и проездов с интенсивным движением транспорта и людей на территориях предприятий, а также для освещения участков открытых территорий, требующих повышенной освещенности.