Проектування електропостачання цеху металорізальних верстатів

Провідники електромереж від минаючі по них струму відповідно до закону Джоуля-Ленца нагріваються. Кількість виділеної теплової енергії пропорційно квадрату струму, опору й часу протікання струм Q = I2Rt. Наростання температури провідника відбувається доти, поки не наступить теплова рівновага між теплом, виділюваним у провіднику зі струмом і віддачею в навколишнє середовище

Надмірно висока температура нагрівання провідника може привести до передчасного зношування ізоляції, погіршенню контактних сполук і пожежної небезпеки. Тому встановлюються допустимі значення температури нагрівання провідників залежно від марки й матеріалу ізоляції провідника в різних режимах.

Значення припустимих тривалих струмових навантажень становимо для нормальних умов прокладки провідників: температура повітря +25°С, температура землі +15°С и за умови, що в траншеї покладений тільки один кабель. Якщо умова прокладки провідників відрізняється від ідеальних, то припустимий струм навантаження визначається з виправленням на температуру (kп1) і кількість кабелів, що прокладаються, в одній траншеї (kп2)

 (23)

Визначаємо перетин кабелю для силової шафи №1.

1) Розрахунковий струм СШ1 дорівнює Iр = 32,5 А

За рекомендацією вибираємо кабель перетином S = 10 мм2 і припустимим струмом Iд = 85 А;

2) Перевіряємо обраний кабель за умовою нагрівання

За умовою Iд>= Iд/, отже, умова виконується;

3) Перевіряємо кабель по втраті напруги

 (24)

де l - довжина кабельної лінії, км;

r0 – активний опір кабелю, Ом/км (приймається залежно від перетину кабелю);

х0 – індуктивний опір кабелю, Ом/км.

До інших силових шаф розрахунок перетину кабелів ведеться аналогічно.

Розрахункові дані заносимо в таблицю 4.

Таблиця 4.

По розрахованих струмах для груп електроприймачів розподільні силові шафи

1) Для СШ1, Iр = 32,5 А вибираємо силова шафа серії СПУ62-5/1 з номінальним струмом 280 А, триполюсний, з 16 лініями, що відходять, із запобіжниками типу НПН-60.

2) для СШ2, Iр = 89 А вибираємо силова шафа серії СПУ62-5/1 з номінальним струмом 280 А, триполюсний, з 16 лініями, що відходять, із запобіжниками типу НПН-100.

3) для СШ3, Iр = 132 А вибираємо силова шафа серії ШРС1-53В3 з номінальним струмом 280 А, триполюсний, з 16 лініями, що відходять, із запобіжниками типу НПН-100.

1.5 Розрахунок струмів короткого замикання й перевірки елементів у характерній лінії електропостачання

1.5.1 Загальні відомості про КЗ

При проектуванні СЕС ураховуються не тільки нормальні, тривалі режими роботи ЕУ, але і їхні аварійні режими. Одним з аварійних режимів є коротке замикання.

Коротким замиканням (КЗ) називають усяким випадковим або навмисне, не передбачене нормальним режимом роботи, електричне сполука різних крапок ЕУ між собою або землею, при якому струми в галузях ЕУ різко зростають, перевищуючи найбільший припустимий струм тривалого режиму.

У системі трифазного змінного струму можуть виникати замикання між трьома фазами - трифазні КЗ, між двома фазами - двофазне КЗ. Найчастіше виникають однофазні КЗ (60 - 92 % від загального числа КЗ).

Як правило, трифазні КЗ викликають в ушкодженому ланцюзі найбільші струми, тому при виборі апаратури звичайно за розрахунковий струм КЗ приймають струм трифазного КЗ.

Причинами коротких замикань можуть бути механічні ушкодження ізоляції, падіння опор повітряних ліній, старіння ізоляції, зволоження ізоляції й ін.

Короткі замикання можуть бути стійка й нестійкими, якщо причина КЗ самоліквідується в плині струмової паузи комутаційного апарата.

Наслідком КЗ є різке збільшення струму в короткозамкненому ланцюзі й зниження напруги в окремих крапках системи. Дуга, що виникла в місці КЗ, приводить до часткового або повного руйнування апаратів, машин і інших пристроїв.

Збільшення струму в галузях електроустановки, що примикають до місця КЗ, приводить до значних механічних впливів на струмоведучі частини й ізолятори, на обмотки електричних машин. Проходження більших струмів викликає підвищене нагрівання струмоведучих частин і ізоляції, що може спричинити пожежу.

Зниження напруги приводить до порушення нормальної роботи механізмів, при напрузі нижче 70% номінальної напруги двигуна загальмовуються, робота механізмів припиняється.

Для зменшення наслідків КЗ необхідно якнайшвидше відключити ушкоджена ділянка, що досягається застосуванням швидкодіючих вимикачів і релейного захисту з мінімальною витримкою часу.

1.5.2 Розрахунок струмів КЗ

За розрахунковою схемою складається схема заміщення, у якій вказуються опори всіх елементів і намічаються крапки для розрахунку КЗ всі опори зазначені в іменованих одиницях.

Визначаємо опору елементів ланцюга розташованих на стороні високої напруги трансформатора

 (25)

 (26)

де Lc – довжина лінії до трансформатора, х0 – питомий індуктивний опір лінії, r0 – активний питомий опір.

Опори приводяться до НН:

4) Визначаємо опору для трансформатора

Rт=16,6 мОм, Хт=41,7 мОм

5) Визначаємо опору для автоматичних вимикачів

1SF   R1SF= 0,4 мОм, X1SF=0,17 мОм, Rп1SF=0,6 мОм

SF1   RSF1= 1,3 мОм, XSF1=1,2 мОм, RпSF1=0,75 мОм

6) Визначаємо опір кабельних ліній

КЛ1  r0/=3,12 мОм, x0=0,099 мОм

Тому що в схемі 3 паралельних кабелі, те

КЛ2  r0/=4,16 мОм, x0=0,08 мОм

7) Визначаємо опору ділянок ланцюга до кожної крапки КЗ

8) Визначаємо 3-фазні й 2-фазні струми КЗ

9) Визначаємо ударні струми КЗ

10) Визначаємо діюче значення ударного струму

де q - коефіцієнт діючого значення ударного струму

11) Результати розрахунків заносимо у зведену відомість струмів КЗ таблиця 5

Таблиця 5.

12) Визначаємо 1-фазні струми КЗ

1.6 Розрахунок заземлюючих пристроїв

Захисне заземлення - це навмисна електрична сполука або частини електроустановки із заземлюючим пристроєм для забезпечення електробезпечності. Завданням захисного заземлення є зниження до безпечної величини напруг заземлення, дотику й крокової напруги.

Заземлюючий пристрій складається із заземлення й заземлюючих провідників. Як заземлення використовуються природні заземлювачі: водопровідні труби, сталева броня й свинцеві оболонки силових кабелів, прокладених у землі, металеві конструкції будинків і споруджень. Якщо природних недостатньо, застосовують штучні заземлювачі: заглиблення в землю вертикальних електродів із труб, куточків або прутків стали й горизонтально прокладених у землі на глибину не менш 0,5 смуги.

В електроустановках до 1 кВ із ізольованої нейтралью опір заземлюючого пристрою повинний бути не більше 4 Ом.

Розрахунок заземлювачів виробляється по формулах.

1) Визначаємо розрахунковий опір одного електрода

де с – питомий опір ґрунту (для чорнозему 50 Ом·м), Ксез – коефіцієнт сезонності.

2) Граничний опір сполученого ЗУ. На низьку напругу

, приймаємо RЗУ = 4 Ом.

3) Визначаємо кількість вертикальних електродів

Приймаємо N/в.р = 5.

З урахуванням екранування

де ? - коефіцієнт використання вертикальних електродів

4) Визначаємо довжину смуги заземлюючого пристрою

Lп=2∙ 5=10 м

5) Визначаємо уточнені значення опорів вертикальних і горизонтальних електродів

де b - ширина смуги, для круглого горизонтального заземлювача b = 40, t - глибина закладення

5) Визначаємо фактичний опір заземлюючого пристрою

Фактичний опір заземлюючого пристрою (2,7 Ом) менше припустимі опори, значить заземлюючий пристрій буде ефективним.

1.6.2 Складання відомостей електроустаткування

Таблиця 6 - Відомостей електроустаткування

2 Організаційні й технічні заходи безпечного проведення робіт з електроустановками до 1 КВ

Забезпечення безпечних умов праці в нашій країні є загальнодержавним завданням.

В умовах розширення областей використання електричної енергії особливе значення в загальній системі заходів щодо охорони праці здобувають проблеми забезпечення електробезпечності.

У рішенні цих проблем беруть активну участь органи Енергонагляду, профспілкові господарські організації НДІ й КБ різних міністерств і відомств.

Роботи із забезпечення електробезпечності виконують із обліком накопиченого у світі досвіду по вдосконалюванню способів і засобів захисту, розробці керівних, нормативних і інструктивних документів, посиленню діяльності енергослужб підприємств і організацій.

Створено передумови для рішення питань електробезпечності у взаємозв'язку з елементами системи. Уведені в дію такі важливі для електробезпечності документи, як Система стандартів безпеки праці (ССБТ), методичні вказівки по розслідуванню виробничого травматизму.

При організації нових і технічному переозброєнні старих і електроремонтних цехів треба діючими нормами, інструкціями, державними стандартами й правилами по охороні праці, техніки безпеки й вибухової безпеці.

До основних заходів щодо охорони праці й техніку безпеки ставляться:

1. установка захисних огороджень в елементів, що рухаються, верстатів і пристосувань;

2. заземлення всього встаткування й металевих перегородок іспитових станцій і інших ділянок;

3. застосування зниженої напруги для місцевого висвітлення робочих місць;

4. укриття, герметизація й теплоізоляція встаткування, що виділяє ароматичні речовини й теплоту, а також пристрій місцевих підсосів для їхнього видалення;

5. застосування загальобмінної вентиляції й місцевих підсосів встаткування, що виділяє шкідливі речовини.

Висновок

У даній роботі зроблений розрахунок електропостачання цеху металорізальних верстатів, метою якого є вибір найбільш оптимального варіанта схеми, параметрів електромережі і її елементів, що дозволяють забезпечити необхідну надійність електроживлення й безперебійної роботи цеху.

У ході виконання курсового проекту ми зробили розрахунок електричних навантажень. Вибрали кількість і потужність трансформаторів з урахуванням оптимального коефіцієнта їхнього завантаження й категорії що харчуються електроприймачів. Вибрали найбільш надійний варіант перетину проводів і кабелів живильних і розподільних ліній. Зробили розрахунок струмів короткого замикання. Визначили потужність пристроїв, що компенсують. Зробили розрахунок оптимальної кількості й опір заземлюючих пристроїв.

На основі зроблених розрахунків можна зробити висновок, що обрано найбільш оптимальний і раціональний варіант електропостачання цеху металорізальних верстатів.

Список літератури

1. Правила пристрою електроустановок. - К, 2000.

2. Довідник по електропостачанню промислових підприємств. В 2 т. - Т.II/ Під ред. А.А.Федорова й Г.В.Сербиновського. – К., 2004

3. Довідник енергетика промислових підприємств. В 4 т. - / Під ред. А.А.Федорова, Г.В.Сербиновського Е.А. Конюхова – К., 2007

4. Електропостачання об'єктів. Посібник для вузів. – К., 2007

5. Електротехнічний довідник. В 3 т. - Т.III, Кн. 2/ Під заг. ред. В.Г.Герасимова. – К., 1982

6. Довідник електроенергетика підприємств кольорової металургії

7. Дяків В.І. Типові розрахунки по електроустаткуванню. – К., 1999

8. Коновалова Л.Л. Електропостачання промислових підприємств і установок. Навчальний посібник для вузів. – К., 1989.

Страницы: 1, 2