Образовательное учреждение
Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение
«Нижегородский автомеханический техникум»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по курсовому проектированию
по специальности 13.02.11. « Техническое обслуживание и эксплуатация электрического и электромеханического оборудования»
ПМ.01. Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования
МДК. 01.03.Электроснабжение отрасли
Преподаватель:
Титов В. Н. _______________________
Рассмотрены и утверждены на заседании
комиссии электротехнических дисциплин
протокол № 4 от 08.11.16 г.
Председатель комиссии:
Смирнова О.Г.____________________
г. Нижний Новгород 2016
Содержание
Введение 2
1. Ведомость электрических нагрузок 2
2. Расчет распределительных шинопроводов 3
3. Выбор числа и мощности трансформаторов 12
подстанции.
4. Компенсация реактивной мощности 13
5. Расчет питающей сети цеха 17
6. Расчет токов короткого замыкания 21
7. Расчет высоковольтного кабеля на термическую 23
устойчивость к токам короткого замыкания
8. Выбор высоковольтного выключателя 24
9. Расчет токов короткого замыкания на низкой стороне 26
трансформатора КТП
10. Выбор защитных аппаратов 29
11. Выбор плавких предохранителей шкафов 32
распределительных
12. Расчет и выбор ответвлений к ЭП от ШРА и ШР 38
13. Расчет защитного заземления 41
14. Список используемых источников 43
Введение
1. В пояснительной записке к курсовому проекту даётся вначале введение (1. «Введение»), в котором отражаются в пределах одного листа, современные тенденции развития систем электроснабжения промышленных предприятий и установок. Необходимо дать также характеристику СЭС в отрасли автомобилестроения.
2. Затем, во 2-ом разделе – 2»Характеристика проектируемого цеха» даётся описание технологического процесса, основного технологического оборудования, характеристика цеха с точки зрения среды(с нормальной средой или сырое помещение, пожаро- или взрывоопасное). Даётся характеристика основным электроприёмникам цеха, виды тока, напряжение, частоты питающей сети. Указывается категория ЭП по надежности электроснабжения согласно ПУЭ, отмечается число смен работы цеха.
Отмечаются также при характеристике ЭП цеха особые группы приёмников, в частности однофазные ЭП, ЭП работающие с ПВ отличными от 100%, например сварочное оборудование, грузоподъёмное оборудование (краны, тельферы, кран-балки), приёмники работающие на высоком напряжении – 6,10 кВ.
3.
| Таблица 1 Ведомость электрических нагрузок цеха. |
Пример1
| №№ по плану | Наименование ЭП | Кол. | Мощн.на ед. КВт кВА | 
кВТ
| ПВ% | Примеч |
| Станок вертикально сверлильный | 7,5 | 22,5 | ||||
| Кран мостовой Q=10т | 12,5 | 12,5 | ||||
| И т.д |
4. Следующим этапом курсового проекта является выбор схемы цеховой распределительной сети, т.е. исходя из расположения оборудования и технологического цикла выбирается радиальная, магистральная или смешанная схемы электроснабжения ЭП, с учетом современных способов монтажа с использованием комплексных распределительных шинопроводов – ШРА и надёжности в снабжении ЭП.
Затем на план цеха наносятся линии распределительной сети, например ШРА, устанавливаются распределительные шкафы – РШ при радиальной схеме снабжения. При этом нужно внимательно и обстоятельно взять на учет каждый ЭП и определить место его подключения, а также число ЭП подключаемых к каждому ШРА или РШ. При прокладке ШРА и установке РШ нужно согласовать их установку с рабочими местами с проходами и проездами с тем, чтобы они не мешали ведению технологического процесса. Одновременно с этим определить способы прокладки ШРА ( на кронштейнах или на стойках, по стенам или колонам и т.д.). При установках ШРА определить способы прокладки кабельных линий. Решить также вопрос с ответвлениями к отдельным станкам, прессам, приёмникам движущимся при работе: кран-балки, тельферы и др., где проложить троллейные линии для питания мостовых кранов, как их подключить.
5. Расчет распределительных шинопроводов
5.1. Все ЭП подключенные к одному шинопроводу разбиваем на группы с однотипным режимом работы и составляем таблицу (2. . 81).
Таблица2
| №№ п/п | Группы ЭП | n | 
кВт
| 
кВА
| 
| cosj /tgj | ПВ % | 
кВт
| 
кВА
|
| Станки металлорежущие | 0.14 | 0.6/ 1.2 | |||||||
| Прессы | 0.6 | 0.3/ 0.8 | |||||||
| Сварочное оборудование | 0.35 | 0.4/ 2.1 | |||||||
| Грузоподъемное оборудование | 0.2 | 0.5/ 0.7 | |||||||
| Насосы | 0.7 | 0.42/ 0.6 | |||||||
Таблица 3Показатели электрических нагрузок
| Электроприемники | Ки | Кс | cos | tg |
| Металлорежущие станки мелкосерийного производства: мелкие токарные, строгальные, долбежные, фрезерные, сверильные, карусельные, точильные, т.п | 0.12 | 0.14 | 0.4 | 2.3 |
| То же, крупносерийного производства | 0.16 | 0.2 | 0.5 | 1.73 |
| Штамповочные прессы, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, строгальные, фрезерные, карусельные и расточные станки | 0.17 | 0.25 | 0.65 | 1.17 |
| Приводы молотов, ковочных машин, волочильных станков, бегунов, очисных барабанов. | 0.2 | 0.35 | 0.65 | 1.17 |
| Многоподшипниковые автоматы для изготовления деталей из прутков | 0.2 | 0.23 | 0.5 | 1.73 |
| Переносной электроинструмент | 0.06 | 0.1 | 0.5 | 1.73 |
| Насосы, компрессоры, двигатель-генераторы | 0.7 | 0.75 | 0.8 | 1.75 |
| Эксгаустеры,вентиляторы | 0.65 | 0.7 | 0.8 | 0.75 |
| Элеваторы, транспортеры, шнеки, конвееры несблокированные | 0.4 | 0.5 | 0.8 | 0.88 |
| Тоже, сблокированные | 0.55 | 0.65 | 0.75 | 0.88 |
| Краны, тельферы при ПВ=25% | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1.73 |
| Тоже, при ПВ=40% | 0.001 | 0.2 | 0.5 | 1.73 |
| Сварочные трансформаторы дуговой сварки | 0.3 | 0.35 | 0.35 | 2.58 |
| Сварочные машины шовные | 0.25 | 0.35 | 0.7 | |
| Тоже, стыковые и точечные | 0.35 | 0.6 | 0.6 | 1.39 |
| Однопостовой сварочный двигатель-генераторы | 0.3 | 0.35 | 0.6 | 1.39 |
| Многопостовые сварочный двигатель-генератор | 0.5 | 0.7 | 0.7 | |
| Печи сопротивления с непрерывной автоматической загрузкой изделий сушильные шкафы | 0.7 | 0.8 | 0.95 | 0.33 |
| То же, с переодической загрузкой | 0.5 | 0.6 | 0.85 | 0.62 |
| Мелкие нагревательные приборы | 0.6 | 0.7 | 1.0 | |
| Индукционные печи низкой частоты | 0.7 | 0.8 | 0.35 | 2.58 |
| Двигатель-генераторы индукционных печей высокой частоты | 0.7 | 0.8 | 0.8 | 0.75 |
| Электроосвещение | 0.8-0.9 | 1.00/0.96 | 0/0.33 | |
| Автоматические поточные линии обработки металлов | 0.7 | 0.5-0.6 | 0.7 | |
| Сварочные автоматы | 0.35 | 0.5 | 0.5 | 1.73 |
5.2. Расчёт нагрузки шинопровода ведём методом коэффициента максимума. Для каждой группы ЭП определяем средние активную и реактивную мощности за более нагруженную смену.
= 
, кВт; 
= tg 
, кВт.
Где 
– коэф. Использования для каждой группы ЭП – определяем по таблице 4.1.(1 с. 33)
- установленная мощность ЭП кВт
tg – определяем по таблице 4.1.(1 с.33)
Для ЭП с ПВ отличным от ПВ=100% паспортную мощность приводим к мощности длительного режима с ПВ=100%
= 
кВт , где ПВ берется в относительных единицах, например, если ПВ=25%, то = 
или: = 
где 
также берется для каждой группы ЭП по таблице 4.1.[1 с.33]
5.3. Определяем средневозвышенный (групповой) коэффициент использования (после определения 
и для всех групп ЭП в рамках данного ШРА)
[ 2.с.96]
- суммарная средняя мощность за наиболее загруженную смену всех групп ШРА
- суммарная установленная мощность всех групп ШРА с учетом пересчитанной мощности ЭП с ПВ 100%.
число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности.
а) Если m>3 и 
0.2 где m = 
= 
где 
- ЭП с максимальной установленной мощностью в рамках рассчитываемого шинопровода
- ЭП с минимальной установленной мощностью
эффективное число ЭП определяем по формуле
= 
- Суммарная установленная мощность всех групп ЭП данного шинопровода
- ЭП с максимальной установленной мощностью
б) При не выполнении условия m>3 и 
0.2 можно определить по формуле
- квадрат суммы установленных мощностей всех n приёмников данного шинопровода
- Сумма квадратов мощностей ЭП шинопровода
В) При m>3 и 
0.2
Эффективное число ЭП определяется с помощью относительного числа ЭП 
(2.с.86)
Сначала определяем
,
P*= 
Где 
- число наибольших ЭП подключенных к ШРА каждый из которых имеет мощность не менее половины наибольшего по мощности ЭП
n* - наибольшее число ЭП подключенных к ШРА
- суммарная установленная мощность ЭП
- суммарная установленная мощность ШРА
По найденным значениям n* и Р* по таблице 2.2.(2.с.86)
Определяют относительное эффективное число ЭП и затем находим 
5.5 Определяем коэффициент максимума 
по графику рис.2.6.(2.с.84) в зависимости от 
и т.е. 
5.6 Определяем максимальную расчетную активную и реактивную мощности (получасовой максимум)
, квар
= 1.1, если 
0.2 и 
а также если 
и 
Во всех случаях можно принять = 1
5.7. Определяем полную максимальную мощность шинопровода и расчетный ток
, кВА
, А
Выбираем распределительный шинопровод по Приложению 3 (1.с.336) Также рассчитываем остальные шинопроводы, после все расчётные данные по шинопроводам сводятся в таблицу.
Таблица 4
| №№ ШРА | Тип шинопровода | 
A
| 
А
| 
кВА
|
| U% | Примеч. |
| ШРА №1 | ШРА-400-32-43 | 0.8 | |||||
5.8. Затем производиться проверка выбранных ШРА по потере напряжения Для распределительных шинопроводов с равномерной нагрузкой потеря напряжения не должна превышать 2-2.5% и определяется по формуле:
- расчётный ток шинопровода, А
– линейное напряжение сети, В
| Тип | Сечение фразы мм | Допустимый длительный ток | Сопротивление фразы, Ом/км | Допустимый ударный ток, кА | |
| Активное | Индуктивное | ||||
| ШМА4-1250-44-IУЗ | 1(8х100) | 0.034 | 0.016 | ||
| ШМА4-1600-ЧЧ- IУЗ | 1(8х160) | 0.03 | 0.014 | ||
| ШМА4-2500-44- IУЗ | 2(10х120) | 0.02 | 0.02 | ||
| ШРА4-250-32- IУЗ | 35х5 | 0.21 | 0.1 | ||
| ШРА4-400-32- IУЗ | 50х5 | 0.15 | 0.13 | ||
| ШРА4-630-32- IУЗ | 80х5 | 0.17 | 0.085 | ||
| ШОС4-25-44УЗ | - | - | |||
| ШОС80-УЗ | 5.4 | 0.05 | |||
| ШТА75 Уз | 0.474 | 0.15 | |||
| ШТА75 УЗ | 0.217 | 0.17 | |||
| ШТР4-100-42- IУЗ | - | - | |||
| ШТМ-АУ2 | - | - | |||
| ШТМ-А0У2 | - | - |
R – активное сопротивление шинопровода, ОМ
X – реактивное сопротивление шинопровода, ОМ
, 
где
r, X - удельное активное и реактивное сопротивление ШРА в ОМ/км см. Приложение 3 (1.с.336)
L – длина шинопровода в км высчитывается по плану цеха.
При неравномерной нагрузке шинопровода потеря напряжения определяется через моменты нагрузке по формуле:
,
Где 
– сумма моментов нагрузки
i – ток участка ШРА, А
L – длина шинопровода (участка)