МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ
«ЗАПІРІЗЬКИЙ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ «ЗАПОРІЗЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Циклова комісія спеціальності «141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» спеціалізації «Електроустаткування підприємств
та цивільних споруд»
Електропостачання й електроустутаткування механічної дільниці колісного цеху електровозоремонтного заводу
Пояснювальна записка до дипломного проєкту
141.44.01.01ПЗ
Викладач Яна СЕЛЕЦЬКА
Члени комісії Євген ІВАНЕНКО
Таїса ФАЩЕВСЬКА
Студент групи ЕПП 19 2/9 Максим САПА
2022
ЗАВДАННЯ
для дипломного проектування з предмету Електропостачання підприємств і цивільних споруд
студенту електротехнічного відділення ___4__курсу групи ЕПП-19 1/9
______________ВСП «ЗЕФК НУ « Запорізька політехніка »__________________
_________________________Сапа Максим Вітальйович______________
(прізвище, ім’я, по батькові)
Тема завдання Електропостачання й електроустутаткування механічної дільниці колісного цеху електровозоремонтного заводу
Дипломний проєкт на зазначену тему виконується студентом коледжу в такому обсязі:
Пояснювальна записка
Вступ
1 Загальна частина
1.1 Техніко-технологічна характеристика основних видів виробничих процесів
об`єкта, який проєктується
2 Спеціальна частина
2.1Розрахунок електричного навантаження
2.2 Компенсація реактивної потужності
2.3 Вибір кількості і потужності силових трансформаторів
2.4 Вибір раціональної напруги та перерізу лінії живлення
2.5 Розрахунок струмів короткого замикання
2.6 Вибір високовольтного устаткування
2.7 Релейний захист
2.8 Розрахунок низьковольтної мережі і елементів її захисту
2.9 Розрахунок захисного заземлення
Висновок
Список літератури
Графічна частина
1 План дільниці (цеху), що проєктується з розміщенням технологічного устаткування та трасами електромережі ф. А1
2 Однолінійна схема електропостачання дільниці (цеху), що проєктується ф. А.1
Дата видачі «22» лютого2023 р.
Строк закінчення «6» липня2023 р.
Керівники проєкту ____________ Яна СЕЛЕЦЬКА
____________ Євген ІВАНЕНКО
Голова ЦК ____________ Яна СЕЛЕЦЬКА
ЗМІСТ
Вступ 5
1 Загальна частина 6
1.1 Техніко-технологічна характеристика основних видів виробничих процесів
об`єкта, який проєктується 6
2 Спеціальна частина 8
2.1Розрахунок електричного навантаження 8
2.2 Компенсація реактивної потужності 13
2.3 Вибір кількості і потужності силових трансформаторів 16
2.4 Вибір раціональної напруги та перерізу лінії живлення 21
2.5 Розрахунок струмів короткого замикання 26
2.6 Вибір високовольтного устаткування 32
2.7 Релейний захист 37
2.8 Розрахунок низьковольтної мережі і елементів її захисту 40
2.9 Розрахунок захисного заземлення 46
Висновок 48
Список літератури 49
Додаток А 50
Додаток Б 51
ВСТУП
Електропостачання вивчає процеси виробництва, передачі, розподілу і споживання електричної енергії, а також обладнання за допомогою якого ці процеси відбуваються.
Електрична енергія отримала найбільше розповсюдження порівняно з іншими за рахунок своєї універсальності. Вона легко може бути перетворена в інші види: механічну, світлову, хімічну, теплову, інформацій – забезпечує інформаційний обіг (радіо, телебачення, Інтернет та ін.).
Електрична енергія виробляється централізовано на електричних станціях великої потужності.
Від цих електростанцій за допомогою електричних мереж високої напруги, електрична енергія розподіляється між потужними споживачами, які мають свої розподільчі мережі низької напруги. Від них живляться електричні приймачі.
Основними показниками електропостачання є: надійність і економічність.
Питання розробки схем електропостачання розглянуті в цьому курсовому проекті
1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 Техніко-технологічна характеристика основних видів виробничих процесів
Ремонтно-механічний цех (РМЦ) призначений для ремонту і настройки електромеханічних приладів, що вибувають з ладу.
Він є одним з цехів металургійного заводу, виплавляє і обробляє метал. РМЦ має дві ділянки, в яких встановлено необхідне для ремонту обладнання: токарні, фрезерні, свердлильні верстати та ін. У цеху передбачені приміщення для трансформаторної підстанції (ТП), вентиляційної, інструментальної, складів, зварювальних постів, адміністрації та ін.
РМЦ отримує живлення від головної знижувальної підстанції (ГЗП). Відстань від ГЗП до цехової ТП – 0,9 км, а від енергосистеми (ЕСТ) до ГЗП – 14 км. Напруга на ГЗП – 6 та 10кВ
Кількість робочих змін – 2. Споживачі мають 2 і 3категорію надійності з електропостачанням. Грунт в районі РМЦ – чорнозем з температурою +20 º С. Каркас будівлі цеху змонтовано з блоків-секцій довжиною 6 м кожен
Розміри цеху А х В х Н = 48 х 28 х 9 м.
Допоміжні приміщення двоповерхові висотою 4 м.
Перелік обладнання РМЦ наведено в таблиці.
Потужність електроспоживання (Рн) вказана для одного електроприймача.
Розташування основного обладнання показано в плані.
Таблиця 1 – Перелік споживачів ремонтно-механічного цеху
| № на плані | Найменування | Рн кВт | Примітка |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1,2 | Вентилятори | 55 | |
| 3,2.1,27 | Зварювальні агригати | 14 | ПВ = 60% |
| 4,5 | Токарні автомати | 10 | |
| 6,7,,15,16 | Зубофрезерні верстати | 20 | |
| 8 | Круглошлі фувальні верстати | 5 | |
| 9,12 | Заточні верстати | 1,5 | |
| 13,17,18 | Свердлильні верстати | 3,4 | |
| 14 | Токарні верстати | 12 | |
| 19 | Плоскошлифувальні верстати | 17,2 | |
| 20 | Стругальні верстати | 4,5 | |
| 22,23 | Фрезерні верстати | 7,5 | |
| 24,29,30 | Расточні верстати | 4 | |
| 25,26,28 | Крани мостові | 30 | |
2 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Розрахунок електричного навантаження
Визначення електричного навантаження є першим етапом проектування кожної системи електропостачання. Від правильної оцінки можливого навантаження залежать капітальні витрати в системі електропостачання, кількість кольорового металу, втрати електроенергії й експлуатаційні витрати. Помилки при визначенні електричного навантаження призводять до погіршення техніко-економічних показників промислового підприємства в цілому.
При проектуванні й експлуатації систем електропостачання промислових підприємств і цивільних споруд є три види навантаження: активна потужність Р, реактивна потужність Q і струм І.
У розрахунках систем електропостачання підприємств і цивільних споруд використовуються наступні навантаження:
а) середнє навантаження за найбільш навантажену зміну для визначення розрахункового навантаження та кількості електроенергії;
б) розрахунковий півгодинний максимум активної та реактивної енергії для вибору елементів системи електропостачання за нагрівом, відхилення напруги й економічності рішень;
в) піковий струм для визначення коливань напруги, вибору апаратів захисту та їх уставок.
2.1.1 Розрахунок середньозмінного навантаження за найбільш завантажену зміну. Розрахунок ведеться методом упорядкованих діаграм.
2.1.1.1 З довідника по кожній групі однакових споживачів, об'єднаних за технологічним принципом виписуємо коефіцієнти використання та коефіцієнти реактивної потужності.
2.1.1.2 Зводимо потужність споживачів повторно-короткочасного (ПВ) режиму до потужності довготривалого режиму за формулою, кВт:
, (1)де Рпасп – паспортна потужність споживача, кВт;
ТВпасп – паспортна тривалість вмикання споживача, (в.о.).
2.1.1.3 Об'єднуємо споживачі з однаковим коефіцієнтом використання kв у групи і заносимо в таблицю 2.
2.1.1.4 Розраховуємо активну потужність груп, кВт:
, (2)де пі – кількість споживачів у групі.
2.1.1.5 Реактивна потужність групи (наприклад першої), кBAр:
, (3)де tg
– коефіцієнт потужності, який відповідає cos .
2.1.1.6 Середньозмінна активна потужність, кВт:
, (4)
2.1.1.7 Середньозмінна реактивна потужність, кВАр:
, (5)
2.1.2 Максимальне навантаження
Максимальне навантаження цеху (дільниці) знаходиться через коефіцієнт максимуму kм і середньозмінне навантаження Рзм, кВт:
, (6)
2.1.2.1 Знаходимо допоміжну величину:
, (7)де Рном.макс – потужність найбільшого споживача;
Рном.мін – потужність найменшого споживача.
2.1.2.2 Коли m >3, розраховується середній коефіцієнт використання для цеху:
, (8)де
– встановлена потужність цеху.
2.1.2.3 Коли kвс≤ 0,2 ефективна кількість приймачів, шт:
, (9)nеф=36
2.1.2.4 Максимальна реактивна потужність, кВАр:
, при nеф> 10 (10)
2.1.2.5 Максимальна повна потужність, кВА:
, (11)
2.1.2.6 Потужність для освітлення, кВт:
, (12)де
– питома потужність, Вт/м2;kз – коефіцієнт запасу, (1,6);
kn – коефіцієнт попиту, (0,95);
Fцех – площа цеху, м2.
Таблиця 2 – Дані електричних навантажень
| № групи | Найменування | Кількість | Потужність при ТВ=100% | Сумарна потужність групи | cosφ | tgφ | Коефіцієнт kв | Середньо-змінна потужність групи | |||||||||||
| | | акт.  | реакт.  | | | | акт. Рзм | реакт. Qзм | |||||||||||
| шт. | кВт | кВт | кВАр | - | - | - | кВт | кВАр | |||||||||||
| 1 | Вентилятори | 5 | 88,5 | 1114,7 | 1304,2 | 0,65 | 1,17 | 0,17 | 189,5 | 221,7 | |||||||||
| Зварювальні агрегати | 5 | 45 | |||||||||||||||||
| Токарні автомати | 6 | 35 | |||||||||||||||||
| Зубофрезерні верстати | 8 | 18,4 | |||||||||||||||||
| Кргулошліфувальні верстати | 9 | 10 | |||||||||||||||||
| 2 | Заточні верстати | 1 | 46,5 | 46,5 | 80,4 | 0,5 | 1,73 | 0,05 | 2,32 | 4,02 | |||||||||
| 3 | Свердильні верстати | 1 | 28 | 58 | 43,5 | 0,8 | 0,75 | 0,6 | 33,6 | 26,1 | |||||||||
| Токарні верстати | 1 | 30 | |||||||||||||||||
| Разом по цеху: | 36 | 255,86 | 1219,2 | 1428,1 | - | - | - | 225,42 | 251,82 | ||||||||||
Висновок:
Електроприймачі були розділенні на групи, стосовно характеру їх навантаження та були виписані їхні коефіцієнти використання для виконання розрахунку електричних навантажень методом упорядкованих діаграм; визначено, що дана дільниця, маючи у своєму складі 36 одиниць електрообладнання, при повному завантаженні, споживає потужності за зміну 393,3 кВА, активна потужність складає 302,06 кВт, реактивна – 251,82 кВАр, на освітлення виробничих приміщень витрачається 30,64 кВт енергії.
1 2 3 4 5