Курсовая работа: Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

Хнтр=0,01*Uк.з                                                                                 (14);

Хнтр=0,01*4,5=0,045 Ом

Определяем базисное сопротивление трансформатора по формуле:

Хб.тр =(Хн.тр*Sб)/Sн.тр                                                                                                                        (15);

Хб.тр =(0,045*508,08)/400=0,06 Ом

Хн.тр- номинальное реактивное сопротивление трансформатора

Sб- базисная мощность

Sн.тр- номинальная мощность трансформатора

Определяем трехфазный ток к.з:

Iк.з=Uср/(*Хб.тр)                                                                       (16);

Iк.з=0,4*103/*0,06=6666,7 А

Iк.з- ток короткого замыкания

Находим ударный ток по формуле:

Iу= * Iк.з*Ку                                                                             (17);

Iу-ударный ток

Ку- ударный коэффициент

Iу=*6666,7*1,8=16800,1 (А)

2.3 Выбор оборудования трансформаторной подстанции

2.3.1 Выбор трансформатора

Рассчитываем полную расчетную мощность:

Sp= 508,08 кВА

Sp- полная расчетная мощность.

Выбранную расчетную мощность делим на количество трансформаторов:

Sp1= Sp/2                                                                                         (18);

Sp1=508,08/2=254,01 Ква

Sp1- полная расчетная мощность 1-го трансформатора.

Определяем расчетную нагрузку одного трансформатора.

Выбираем мощность трансформатора по таблице [1] 5.2.1.:

Sтр.н=400 кВА

Sтр.н- номинальная полная расчетная мощность трансформатора.

Проверяем трансформатор на загрузочную способность.

Рассчитываем коэффициент загрузки:

Кз= Sp1/Sтр.н                                                                                                                                                             (19);

Кз=254,01/400=0,6

Следовательно, данная мощность трансформатора соответствует требованиям ГОСТ.

Проверяем трансформатор на перегрузочную способность в случае выхода из работы одного трансформатора. При двух и более трансформаторах мощность силового трансформатора выбирается по условию:

Spх≤1,4*Sтр.н                                                                                                                                            (20);

1,4Sтр.н=1,4*400=560 кВА

Spх≤1,4*Sтр.н

508,08≤560

По перегрузочной способности силовой трансформатор удовлетворяет условию.

Выбираем силовые трансформаторы для двух трансформаторных подстанций маркой:

ТМ-400/10

ТМ- трансформатор масляный, трехфазный.

Напряжение первичное-10; 6

Напряжение вторичное- 0,4; 0,69

Напряжение короткого замыкания, % от номинального 4,5

Мощность потерь холостого хода 1,05

Мощность потерь короткого замыкания 5,5

Ток холостого хода, % от номинального 2,1

Габариты, мм 1400/1080/1900

Масса, 1,9 т.

2.3.2 Выбор высоковольтного выключателя

Высоковольтные выключатели предназначены для включения, отключения и переключения электрической цепи под нагрузкой.

Выключатель должен включать и отключать токи, как в нормальном, так и в аварийном режиме работы электроустановки.

Выбираем высоковольтный выключатель по таблице [1] 10.1:

ВМГП-10

Номинальное напряжение 10кВ;

Номинальный ток 1000А;

4-секундная термическая стойкость 20кА;

Номинальный ток отключения- 20кА;

Собственное время включения с приводом- 0,3с;

Масса- 145кг;

Тип привода - ППВ-10.

В - выключатель; М - масляный; Г - горшковые исполнения полюсов.

Достоинства этого выключателя, это возможность создания выключателей на разное напряжение с применением унифицированных углов. А недостатками, в свою очередь взрыва - и пожароопасность, малая отключающая способность, постоянный контроль масла и его качества и ограниченное применение в установках с частым включениями и отключениями.

Проверим высоковольтный выключатель по номинальному напряжению:

Uном≤ Uном в

Uном- номинальное напряжение установки, 10 кВ

Uном в.- номинальное напряжение установки выключателя, 10кВ;

10кВ=10кВ;

По номинальному напряжению высоковольтный выключатель

удовлетворяет условию, значит выключатель выбран верно.

Проверим высоковольтный выключатель по номинальному току:

Iнорм<Iном

Iнорм- наибольший ток нормального режима;

Iном- номинальный ток выключателя;

786,4А<1000А

По номинальному току выключатель удовлетворяет условию, значит, выключатель проходит проверку на способность отключения токов К.З.

2.3.3 Выбор автоматического выключателя

По условию ПУЭ ток теплового расцепителя для группы электроприемников определяется из условия:

Iт.р. > 1.1 Iмакс.                                                                                      (21);

Iт.р. – ток теплового расцепителя, (А);

Iмакс. – максимальный расчетный ток, (А).

Находим ток теплового расцепителя по формуле (21):

Iт.р.=1.1*786,4=865,04(А)

Берём ближайшее табличное значение 900 (А).

Рассчитываем ток электромагнитного расцепителя

Iэм > 1.2(Iпуск+Iмакс), где                                                            (22);

Iэм- ток электромагнитного расцепителя (А);

Iпуск- пусковой ток (А).

Iпуск= (5-7) Iмакс.

Iпуск= 7*786,4=5504,8(А)

С учетом формулы (22) Iэм= 1.2(3932+786,4)=5662,08 (А).

По таблице [1] 2.23 выбираем ближайшие значение тока расцепителя и выбираем тип выключателя:

Э-10

Iн=1000 А

Коммутационные способности- 84 кА

Габариты 580х570х430

2.3.4 Выбор отделителя и короткозамыкателя.

Отделители предназначены для автоматического отключения повреждённого участка электрической цепи в момент отсутствия в ней тока, т. е. в период без токовой паузы.

Выберем отделитель:

Iуд=30кА;

Iдейств=10кА;

Tсраб=1с;

Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного короткого замыкания с целью вызвать отключение высоковольтного выключателя.

Выберем короткозамыкатель:

КЗ-10

Uном=10кВ

Iзам=30кА

Tсраб=0,4с

2.4 Выбор компенсирующего устройства

Для компенсации электрической энергии предприятия необходимо использовать компенсирующее устройство. Оно позволяет разгрузить электрические сети от реактивной составляющей тока и тем самым уменьшить сечение выбираемых проводов, шин, кабелей, уменьшить потери электрической энергии.

Выбор компенсирующего устройства производится на основании:

- расчетной мощности компенсирующего устройства;

- шин компенсирующего устройства;

- напряжения компенсирующего устройства.

Определяем расчетную реактивную мощность компенсирующего устройства по формуле:

                                                          (23);

α- коэффициент, учитывающий повышения cosφ.

α= 0,9

tgφ, tgφк- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности производят до получения значения cosφ= 0,92-0,95.

Пусть cosφ= 0,95, тогда tgφк=0,33 по таблице [2] 1.6.

Находим расчетную мощность компенсирующего устройства.

Из таблицы (1) Pp=378,01 кВт,Qр=315,26 кВар.

Определяем tgφ по формуле:

tgφ=Qр/Pр                                                                                                                                                  (24);

tgφ=315,26/378,01= 0,834

Рассчитываем расчетную мощность компенсирующего устройства по формуле (23):

QК.Р=0,9*378,01*(0,834-0,33) =171,5 кВар

По таблице [1] 10.5 выбираем два компенсирующих устройства марки:

ККУ 0,38-VcHD-2

Напряжение- 0,38 кВ;

Номинальная мощность- 280 кВар;

Масса- 1071 кг.

2.5 Выбор питающего кабеля для цеховой ТП

Определим питающий кабель для цеха обработки корпусных деталей методом экономической точности тока формуле:

                                                                                         (25);

S- экономическое сечение проводов мм2

I- расчетный ток А

jэк- нормированное значение экономической площади тока А/мм2

Расчетный ток определяется по формуле:

                                                                                      (26);

Sтр- номинальная мощность трансформатора

 А

Значение jэк находим по таблице 1.3.36 [4], jэк=1,6 А/мм2.

мм2

Выбираем питающий кабель марки МСЦ 1ĥ500

Кабель с медными жилами с бумажной пропитанной

маслоканифольной и нестикающей массами изоляцией в свинцовой

оболочке, прокладываемый в воздухе.

Токовые нагрузки 1020 А;

Сечение жилы 500 мм2.

По цеху кабель прокладываются в лотках и коробах. Повод кабелей к передвижным механизмам производится по воздуху.

2.6 Расчет молниезащиты трансформаторной подстанции

По формулам для двойного стержневого молниеотвода определяем параметры молниезащиты:

Задаемся высотой расчетными значениями:

h=36 м

hx=10 м

а=52 м

а -расстояние между молниеотводами

По формуле найдем длину защищаемой зоны двойным стержневым молниеотводом

rx=                                                                                   (27);

rx-длинна защищаемой зоны (м)

1,6-расчетный коэффициент

ha -активная высота молниеотвода (м)

hx -высота защищаемого здания (м)

h -высота молниеотвода (м)

Кр -расчетный коэффициент

ha = h- hx                                                                                         (28);

ha =36-10=26 м

Кр=                                                                                            (29);

Кр=

Tак как у меня двойной стержневой молниеотвод то граница их защиты будет равна сумме их границ:

rx= rx1 +rx2                                                                                       (30);

rx2 = rx1, так как молниеотводы одинаковые

rx=29,12+29,12=58,24 м

h0=h-                                                                                         (31);

h0 =

h0 -минимальная защищаемая высота

Два молниеотвода защищают зону расположенную между ними если выполняется следующее условие:

 (32);

а -расстояние между молниеотводами

hа –активная высота молниеотвода

Условие для взаимодействия молниеотводов между собой выполняется

2<7

Для определения bx найдем следующие отношение:

                                                                              (33);

Затем по кривым значений наименьшей ширины зоны защиты bx для двух стержневых молниеотводов находим отношение;

                                                                                       (34);

Из этого отношения выражаем bx

bx –минимальная ширина защищаемой зоны (м)

bx =2*26*0,9=46,8 м

Для проверки молниезащиты полученные значения ширины, длинны, высоты защищаемого участка с размерами защищаемого здания

Размеры защищаемого здания А*В*Н=50*36*10

А- длинна защищаемого здания

В- ширина защищаемого здания

Н- высота защищаемого здания

rx >А 58,24>50

bx >В 46,8>36

h0> Н 27,84>10

Так как все рассчитанные параметры больше размеров защищаемого здания молниезащита эффективна.

2.7 Расчет защитного заземления ТП

Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при повреждении изоляции применяется защитное заземление.

Защитное заземление- это преднамеренное соединение нетоковедущих частей электроустановки с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности.

Заземлители бывают двух видов: естественные и искусственные.

В данном случае будем использовать искусственные заземлители. В качестве них будем применять вертикально

забитые в землю отрезки круглой стали, длинной 5 метров и горизонтально положенные прямоугольные стальные полосы, которые необходимы для связи вертикальных заземлителей.

Расчётное удельное сопротивление грунта определяется по формуле:

                                                                                        (35);

где kсез – коэффициент сезонности

 - удельное сопротивление грунта

Берём значение  и kсез из [4] и таблицы 7.3 [4] соответственно 40 Ом/м и 1,36

Определим расчётное удельное сопротивление грунта по формуле (35):

Глубина заложения горизонтальных заземлителей составляет 0,5м.

Выбор электродов делаем в пользу стального грунта,

диаметр равен 12 мм, т.к. благодаря проникновению этих электродов в глубокие слои грунта с повышенной влажностью снижается удельное сопротивление. Углублённые прутковые заземлители снижают расход металла и затраты труда на работу по устройству заземления.

Общее сопротивление заземления определяем по формуле:

                                                                                               (36);

где  - расчётное удельное сопротивление грунта

Определим расчётный ток замыкания на землю.

I3 - ток замыкания на землю определяется по формуле:

Iз =125%∙Iн.р                                                                                 (37);

Iз =125∙786,4/100 =983 А

Определяем Rз - сопротивление заземляющего устройства, согласно ПУЭ Rз должно быть не более 4 Ом.

                                                                                           (38);

0,15 Ом < 4 Ом

Принимаем периметр цеха равный А = 50 м, В = 36 м. Т.к. контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длинна по периметру закладки равна:

                                                          (39);

где Lп - длина по периметру;

А - длина установки;

В - ширина установки.

Рассчитаем количество вертикальных заземлителей без учёта сопротивления горизонтальной полосы по формуле:

                                                                                (40);

где h - коэффициент экранирования

Мы выбираем коэффициент экранирования по таблице 7.1 [4], принимаем равным его 0,52.

Рассчитаем сопротивление горизонтальной полосы:

В качестве горизонтального электрода применяет стальную полосу размерами 40 х 4 и прокладываем её на глубине 0,5 м.

                                                                  (41);

где  - расчётное удельное сопротивление грунта

Ln - длина полосы по периметру

b - ширина полосы

t - глубина заложения

Рассчитаем сопротивление вертикальных заземлителей по формуле:

                                                                                       (42);

Рассчитаем количество вертикальных заземлителей с учётом горизонтальной полосы по формуле:

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается:

n=10;

аА=А/(nA-1)                                                                                    (43);

аА- расстояние между электродами по длине объекта

nA- количество электродов по длине объекта

Рассчитаем расстояние между электродами по длине объекта по формуле (43):

аА=52/(4-1)=16,7 м

aB=B/(nB-1)                                                                                     (44);

aB- расстояние между электродами по ширине объекта

nA- количество электродов по ширине объекта

Рассчитаем расстояние между электродами по ширине объекта по формуле (44):

aB=38/(3-1)=19 м

Тогда защитное заземление цеха по обработке корпусных

деталей будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 5 - Защитное заземление цеха обработки корпусных деталей

3. Техника безопасности

3.1 Управление охраной труда на предприятии

Руководство охраны труда обеспечивает здоровые и безопасные условия труда на производстве.

Его объектом управления является деятельность тех служб и подразделений, которые непосредственно обеспечивают безопасные и здоровые условия труд на рабочих местах, производственных участках, в цехах и на предприятии в целом.

Структура руководства охраной труда регламентируется «Типовым положение об отделе (бюро) охраны труда и техники безопасности», утвержденным государственным комитетом.

Отдел (бюро) охраны труда и техники безопасности (в дальнейшем отдел) является самостоятельным структурным подразделением предприятия и подчиняется непосредственно руководителю или главному инженеру. Отдел отвечает за организацию работы на предприятии по созданию здоровых и безопасных условий труда работающих, предупреждению несчастных случаев и профессиональных заболеваний на производстве.

Система управления охраной труда должна выполнять следующие функции:

- планирование и организацию проведения работ по охране труда; учет травматизма и анализ состояния охраны труда; воспитание кадров и укрепление производственной дисциплины. При этом реализуется задача обучения рабочих

- безопасности труда, обеспечение безопасности зданий, сооружений и производственных процессов, создание нормальных

санитарно-гигиенических условий труда; обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха; организации лечебно-профилактического и санитарно-бытового обеспечения рабочих.

Отдел производит анализ состояния и причин несчастных случаев на производстве и разрабатывает совместно с другими службами необходимые профилактические мероприятия, участвует в разработке соглашений по охране труда, являющихся составной частью коллективных договоров.

3.2 Организационные вопросы безопасности труда

За соответствием безопасности труда установлены строгие государственный, ведомственный и общественный надзор и контроль. Государственный надзор осуществляют специальные государственные органы и инспекции, которые в своей деятельности не зависят от администрации контролирующих предприятий.

Общий надзор за выполнением рассматриваемых законов возложен на Генерального прокурора РФ и местные органы прокуратуры. Надзор за соблюдением законодательства по безопасности труда возложен также на профсоюзы РФ, которые осуществляют контроль обеспечения безопасности на производстве через техническую инспекцию труда.

Контроль состояния условий труда на предприятиях осуществляют специально созданные службы охраны труда совместно с комитетом профсоюзов. Контроль состояния условий труда заключается в проверке состояния производственных условий для работающих, выявлении отклонений от требований безопасности, законодательство о труде, стандартов, правил и норм охраны труда, постановлений, директивных документов, а также проверки выполнения службами, подразделениями и отдельными группами своих обязанностей в области охраны труда. Этот контроль осуществляют должностные лица и специалисты, утвержденные приказом по административному подразделению. Ответственность за безопасность труда в целом по предприятию несут директор и главный инженер.

Ведомственные службы охраны труда совместно с комитетами профсоюзов разрабатывают инструкции по безопасности труда для различных профессий с учетом специфики работы, а также проводят инструктажи и обучение всех работающих правилам безопасной работы. Различают следующие виды инструктажа: вводный, первичный на рабочем месте, повторный внеплановый и текущий.

3.3 Требования к электротехническому персоналу

1.         Лица, не достигшие 18-летнего возраста не могут быть допущены к работам в электроустановках в качестве электромонтёров.

2.         Профессиональная подготовка персонала, повышение его квалификации, проверка знаний и инструктажи проводятся в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных правовых актов по организации охраны труда и безопасной работе персонала.

3.         Персонал обязан соблюдать требования Правил, инструкций по охране труда, указания, полученные при инструктаже.

4.         Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал.

5.         Работники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы.

6.         Проверка состояния здоровья работника проводится до приема его на работу, а также периодически, в порядке, предусмотренном Минздравом России. Совмещаемые профессии должны указываться администрацией организации в направлении на медицинский осмотр.

7.         Электротехнический персонал должен пройти проверку знаний нормативно-технических документов (правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности.

8.         Работнику, прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок, выдается удостоверение установленной формы, в которое вносятся результаты проверки знаний.

9.         Практиканты учебных заведений, не достигшие 18-летнего возраста, могут находиться в помещениях с электрооборудованием ограниченное время и под постоянным надзором опытного и квалифицированного электрика с группой по электробезопасности не ниже 3-ей в электроустановках

10.      напряжением до 1000В и не ниже 4-ой в электроустановках напряжением выше 1000В.

3.4 Технические мероприятия обеспечивающие безопасность работ

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть выполнены следующие технические мероприятия в следующем порядке

а)         произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

б)         на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;

в)         проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

г) установлено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);

д) вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжение

ж) токоведущие части, вывешены предупреждающие и токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.

Заключение

Курсовой проект по дисциплине «Электроснабжение отрасли» рассчитан согласно рекомендованным методикам. В процессе выполнения курсового проекта по теме «Электроснабжение цеха по обработке корпусных деталей» изучили техническую и справочную литературу, научились составлять одноименные и развернутые схемы электроснабжения. Рассчитали активные, реактивные и полные нагрузки электроприемников методом коэффициента использования.

С помощью расчетов выбрали: марку трансформатора ТМ-400/10; высоковольтный выключатель ВМГП-10; автоматический выключатель Э-10; отделитель и короткозамыкатель КЗ-10, так же выбрали компенсирующие устройство ККУ 0,38-VcHD-2, питающий кабель МСЦ 1ĥ500 и способ его прокладки.

Так же рассчитали молниезащиту и защитное заземление трансформаторной подстанции.

В технике безопасности рассмотрели вопросы управления охраной труда на предприятии и организационные вопросы безопасности труда.

Все коэффициенты выбрали из справочной литературы, с условием всех требований ПУЭ.

Список используемой литературы

1.         Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию [Текст]: И.И. Алиев, Учебное пособие для вузов. 4-е изд., стер.,- М.: Высшая школа, 2005.- 255 с.

2.         Конюхова, Е.А. «Электроснабжение объектов» [Текст]: Е.А. Конюхова, Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. – М.: Мастерство, 2001-320с.

3.         Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. Том 3, книга 1.[Текст]:В.Г. Герасимов, Справочное пособие-214 с.

4.         Липкин, Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» [Текст]: Б.Ю. Липкин, Учебник для учащихся электротехнических специальностей средних специальных учебных заведений. – 4-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Высшая школа, 1990-366с.

5.         Правила устройства электроустановок (ПУЭ) [Текст]: Учебник для учащихся электротехнических специальностей средних спец учебных заведений. 4-е издание, переработано и дополнено – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2004-648с.

6.         Гладких, Л.А., Савинов, Ю.А. Электроснабжение отрасли (тория расчетов и проектирования) [Текст]: Л.А Гладких, Ю.А. Савинов, учебное пособие/Старый Оскол;2009.

7.         Шеховцов, В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения [Текст]:В.П. Шеховцов, Методическое пособие для курсового проектирования ФОРУМ: ИНФРА–М, 2003-214с.

8.         Федотов, А.А. Справочник по электроснабжению предприятий. [Текст]: А.А. Федотов, Г.В. Сербиновский. - М.: Энергоиздат .1981-414 с.