Ім'я файлу: ЭСН и ЭО цеха механической обработки деталей.doc
Розширення: doc
Розмір: 523кб.
Дата: 24.05.2020
скачати
Розширення: doc
Розмір: 523кб.
Дата: 24.05.2020
скачати
Курсовая работа
по дисциплине
МДК 01.04. Техническое регулирование и контроль качества
электрического и электромеханического оборудования
Тема «ЭСН и ЭО цеха механической обработки деталей»
Специальность: 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
Содержание
Введение
Общая часть
Характеристика цеха механической обработки деталей ЭСН, электрических нагрузок и его технологического процесса …… 8
Расчетно-конструкторская часть .... 10
Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН …. 11
Расчет электрических Нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов …. 12
Расчет и выбор элементов ЭСН …. 19
Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств
Выбор линий ЭСН, характерной линии… 23
Расчет токов КЗ и проверки элементов в характерной линии ЭСН….26
Расчет заземляющего устройства электроустановок…. 35
Заключение … 40
Литература … 41
Введение
Создание энергосистем и объединение их между собой на огромных территориях стало основным направлением развития электроэнергетики мира в 20 веке. Это обусловлено отличительной особенностью отрасли, в которой производство и потребление продукции происходят практически одновременно. Невозможно накопление больших количеств электроэнергии, а устойчивая работа электростанции и сетей обеспечивается в очень узком диапазоне основных параметров режима. В этих условиях надежное электроснабжение от отдельных электростанций требует резервирование каждой станции, как по мощности, так и по распределительной сети.
Известно, что объединенная работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую установленную мощность в основном за счет разновременности наступления максимумов электрической нагрузки объединения, включая и поясной сдвиг во времени, сокращения необходимых резервов мощности вследствие малой вероятности одновременной крупной аварии во всех объединяемых системах.
Кроме того, удешевляется строительство электростанций за счет укрупнения их агрегатов и увеличения дешевой мощности на ГЭС, используемой только в переменной части суточного графика электрической нагрузки. В объединении может быть обеспечено рациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счет оптимизации режимов загрузки различных типов электростанций.
Но главным преимуществом энергообъединения является возможность широкого маневрирования мощностью и электроэнергией на огромных территориях в зависимости от реально складывающихся условий. Дополнительное электросетевое строительство, связанное с созданием энергообъединений, не требует больших затрат, так как при их формировании используются в основном линии электропередачи, необходимые для выдачи мощности электростанций, а затраты на них с лихвой окупаются удешевлением строительства крупной электростанции по сравнению с несколькими станциями меньшей мощности. И, следовательно, только объединенная работа энергосистем позволяет обеспечить более экономичное, надежное и качественное электроснабжение потребителей.
Однако параллельная работа энергосистем на одной частоте требует создания соответствующих систем управления их функционированием, включая и противоаварийное управление, а также координации развития энергосистем. Это обусловлено тем, что системные аварии в большом объединении охватывают огромные территории и при современной «глубине» электрификации жизни общества приводят к тяжелейшим последствиям и огромным ущербам.
Поскольку электроэнергия «не складируется», при возникновении дефицита она не может быть свободно куплена на мировом рынке и доставлена в любое место, как и другие продукты и товары. Поэтому обеспечение надежного и экономичного электроснабжения требует заблаговременного начала строительства новых генерируемых источников и электрических сетей, так как энергетические объекты весьма дороги и трудоемки. При этом необходимо обеспечить рациональный состав этих источников по используемым энергоресурсам, их основным техническим характеристикам; их регулировочным возможностям в суточном, недельном и годовом разрезе, а также их размещение.
Для этого необходима координация развития энергосистем и энергообъединений путем прогнозирования, как на долгосрочную, так и на краткосрочную перспективу, которое должно периодически повторяться. Последнее обусловлено тем, что все исходные данные для прогнозирования весьма неопределенны даже в условиях плановой экономики страны. Очевидно, что в условиях рыночной экономики эта неопределенность многократно возрастает.
1.1 Характеристика ЭСН и ЭО цеха механической обработки деталей
Цех механической обработки деталей (ЦМОД) предназначен для обработки коленчатых валов автомобильного двигателя.
В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения различного назначения.
Основное оборудование размещено в станочном и ремонтно-механическом отделениях.
ЦСОД получает ЭСН от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода, расположенной на расстоянии 8 км от энергосистемы (ЭВС). Напряжение на ПГФ – 6 или 10 кВ. Расстояние от ПГФ до цеха – 0,5 км.
Потребители ЭЭ по бесперебойности ЭСН имеют 2 категорию надежности.
Количество рабочих смен – 3.
Грунт в районе здания цеха – суглинок при +15 оС. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 8 и 4 м каждый.
Размеры цеха А х В х Р = 48 х 28 х 9 м.
Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.
Перечень ЭО ЦМОД дан в таблице 1.
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Расположение основного оборудования показано на плане
Таблица 1. Перечень ЭО цеха механической обработки деталей
Расчет электрических нагрузок цеха и выбор числа и мощности питающих трансформаторов.
По таблице 1 по номерам расматриваем нужные электроприемники и разбиваем их на группы: 3- Фазный ДР,
3-Фазный ПКР, 1-Фазный ПКР, ОУ
Выбираем виды РУ: РП
Исходя из понятия котегории ЭСН – 1, составляем схему ЭСН с четом распределения нагрузки.
Так как потребитель 1 категории ЭСН, то ТП – двухтрансформаторная а между секциями НН устанавливаем устройство АВР ( Автоматическое Включение Резерва ).
Так как трансформаторы должны быть одиннаковые, нагрузка распределятся по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаем следующие РУ: РП1, РП2, РП3, РП4
Такой выбор позволит уровнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН.
2.1. Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН.
Руководствуясь категорией надежности ЭСН автоматизированного цеха ( 2 категория по заданию), включающей в себя силовой выключатель ВН, автоматический выключатель НН, распределительный пункт, щит освещения ( рабочего), было выбрано количество источников (трансформаторов) – 1.
Распределив нагрузку по РУ, обеспечиваем достаточную надежность технологического процесса. Крупные потребители, резко отличающиеся по мощности и режиму работы, целесообразно делим все потребители поровну и присоединяем к четырем РП.
Руководствуясь 2 категорией надежности составляем схему ЭСН проектируемого объекта.
2.2 Расчет электрических нагрузок, компесирующего устройства и выбор трансформаторов.
Применив метод упорядоченных диаграмм (коэффициента максимума) в соответствии с распределением по РУ рассчитали нагрузки.
Робщ = 12 * 7 + 3,5 * 3 + 3,2 * 2 + 4 * 4 + 12 * 3 + 7,5 * 3 + 25 * 1 + 1,5 * 2 + 18 * 4 + 3,4 * 2 + 6 * 3 + 1,3 * 2 + 8,6 * 4 + 16,5 * 3 + 5 * 3 = 127,5 кВт;
Робщ = 127,5 кВт в час;
Зная общую мощность равную 127,5 в час определим мощность за одну смену:
127,5 * 8 = 1020 кВт
Тогда за 2 смены мощность будет равна 2040 кВт, а за 3 смены 3060 кВт;
Исходя из этого за активную мощность (Ракт) принимаем общую мощность (Робщ), тогда Ракт = 127,5 кВт в час;
Распределение нагрузки по Секциям.
| Секция № 1 | Нагрузка привиденная кВт | Секция № 2 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| РП1 | - | - | РП2 |
| Токарные специальные станки 12 x 7 | 84 | 16 | Сверлильные станки 4 x 4 |
| Алмазно-расточные станки 3.5 x 3 | 10.5 | 36 | Закалочные установки 12 x 3 |
| Заточные станки 3.2 x 2 | 6,4 | 22,5 | Круглошлифовальные станки 3 x 7,5 |
| - | - | 25 | Кран мостовой 25 x 1 |
| - | - | 3 | Наждачные станки 2 x 1.5 |
| РП3 | - | - | РП4 |
| Токарные полуавтоматы 4 x 18 | 72 | 34.4 | Вертикально-фрезерные станки |
| Балансировачные станки 2 x 3.4 | 6.8 | 49.5 | Агрегатные станки 3 x 16.5 |
| Вертикально-сверлильные станки 3 x 6 | 18 | 15 | Шпоночно-фрезерные станки 3 x 5 |
| Магнитный дефектоскоп 1,3 x 2 | 2.6 | - | - |
| Итог | 200.3 | 201.4 | Итог |
Далее рассчитываем электрические нагрузки и заполняем сводную ведомость
Нагрузка установленная:
Зная заданную нагрузку и число электроприемников найдем сумму номинальных нагрузок для каждого оборудования.
Pn∑ = n*Рэп
Токарные специальные станки Pn∑ = 84 кВт
Алмазно-расточные станки Pn∑ = 10,5 кВт
Заточные станки Pn∑ = 6,4 кВт
Сверлильные станки Pn∑ = 16 кВт
Закалочные установки Pn∑ = 36 кВт
Круглошлифовальные станки Pn∑ = 22,5 кВт
Кран мостовой Pn∑ = 25 кВт
Наждачные станки Pn∑ = 3 кВт
Токарные полуавтоматы Pn∑ = 72 кВт
Балансировочные станки Pn∑ = 6,8 кВт
Вертикально-сверлильные станки Pn∑ = 18 кВт
Магнитный дефектоскоп Pn∑ = 2,6 кВт
Вертикально-фрезерные станки Pn∑ = 34,4 кВт
Агрегатные станки Pn∑ = 49,5 кВт
Шпоночно-фрезерные станки Pn∑ = 15 кВт
Находим среднею реактивную мощность для каждого оборудования:
Qсм = Рсм*tg
Находим среднею полную нагрузку.
Находим эффективное число электроприёмников для каждого оборудования.
Находим среднею полную нагрузку для каждого оборудования.
Находим Км для каждого электроприёмника.
Нагрузка максимальная:
Находим максимальную активную, реактивную и полную нагрузку для каждого оборудования.
Рм =Км*Рм Qм=К´м*Qсм
Определяем ток для каждого электроприёмника
Затем распределяем оборудование по РП.
На РП1:
Токарные специальные станки Рэп = 84 кВт
Алмазно-расточные станки Рэп = 10,5 кВт
Заточные станки Рэп = 6,4 кВт
На РП2:
Сверлильные станки Рэп = 16 кВт
Закалочные установки Рэп = 36 кВт
Круглошлифовальные станки Рэп = 22,5 кВт
Кран мостовой Рэп = 25 кВ∙А ПВ=60%
Наждачные станки Рэп = 3 кВт
На РП3:
Токарные полуавтоматы Рэп = 72 кВт
Балансировочные станки Рэп = 6,8 кВт
Вертикально-сверлильные станки Рэп = 18 кВт
Магнитный дефектоскоп Рэп = 2,6 кВт
На РП4:
Вертикально-фрезерные станки Рэп = 34,4 кВт
Агрегатные станки Рэп = 49,5 кВт
Шпоночно-фрезерные станки Рэп = 15 кВт.
Сводная ведомость нагрузок
Выбираем трансформатор:
Определяем потери в трансформаторе:
∆Рт = 0,02 * Sм(нн) = 0,02 * 228,8 = 4,6 кВт
∆Qт = 0,1 * Sм(нн) = 0,1 * 228,8 = 22,9 кВт
∆Sт =
23,4 кВ∙АSВН = Sнн + ∆S = 228,8 + 22,9 = 251,7
По справочнику выбираем ТМ400 – 10/0,4
Расчет и выбор компенсирующего устройства.
Расчет и выбор компенсирующего устройства.
Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:
- расчетную реактивную мощность КУ;
- тип компенсирующего устройства;
- напряжение КУ.
По опыту эксплуатации расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:
исходя из этого можно определить Q1:
где Р1 общая активная нагрузка; Q2 – допустимая реактивная нагрузка; P2 – допустимая активная нагрузка;
Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ=0,92…0,98.
Задавшись cosφ из этого промежутка, определяют tgφ.
По моему примеру cos
= 0.5, тогда тогда tgφ=1,7Из таблицы компенсирующих устройств было выбрано КУ УК2 – 0,415 – 40 – 3УЗ, номинальная мощность 0,415, мощность 40 квар.
По расчетам всего на НН без компенсирующим устройством было получено, что максимальная активная нагрузка равна 228,8 кВт.
Определяются потери:
2.3 Расчет и выбор элементов ЭСН
2.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств.
Выключатели типа ВА серии 51,52,53,55 предназначены для отключений при коротком замыкании и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.
Выключатели ВА серии 51 и 52 имеют тепловое (ТР) и электромагнитный расцепители, иногда только ЭМР. ВА 52 имеют повышенную коммутационную способность. Уставка срабатывания в зоне перегрузки 1,25 1н.р. в течение времени не более 2 часов (с нагретого состояния).
Имеют двух- и трехполюсное исполнение на напряжение до 660 переменного и 440В постоянного тока.
Ток срабатывания в зоне перегрузки равен 1,25 от номинального рабочего тока для всех выключателей. Максимальные значения токов короткого замыкания выбирают, если на защищенном участке возможны большие броски тока, обусловленные технологическим процессом включением трансформатора или пуска электродвигателя.
При спокойном характере нагрузки токи короткого замыкания следует выбирать не более 5*Iн.р., при отсутствии бросков тока короткого замыкания 2*Iн.р.
В случае необходимости, кратность отсечки можно увеличить в период эксплуатации.
Уставку по времени срабатывания в зоне перегрузки более 4 следует принимать при тяжелых условиях пуска ЭД (большая кратность пускового тока, значительный момент инерции механизма) или при длительных пиках тока технологической перегрузки.
По условиям отстройки от пусковых токов (или пиков нагрузки) желательно, чтобы ток и время срабатывания превышали расчетные значения не менее чем, 1,5 раза
По условиям селективности выключатель,который ближе к источнику питания, должен иметь время действия не менее, чем в 1,5 раза больше (при том же токе) времени действия выключателя ниже лежащей ступени.
Для того, чтобы выбрать защитные устройства для автоматизированного цеха необходимо определить рабочий ток трансформатора по формуле:
Находим приблизительно расчётный ток для РУ по формуле:
Чтобы определить защитное устройство на двигатель необходимо рассчитать токи для каждого двигателя по формуле:
Просчитаем токи двигателя для каждого ЭО:
На РП1:
Токарные специальные станки Iд = 29,6 А
Алмазно-расточные станки Iд = 8,6 А
Заточные станки Iд =20,1 А
На РП2:
Сверлильные станки Iд = 20,3 А
Закалочные установки Iд = 80,3
Круглошлифовальные станки Iд = 4,8 А
Кран мостовой Iд = 3,2 А
Наждачные станки Iд = 12,8 А
На РП3:
Токарные полуавтоматы Iд = 44,5 А
Балансировачные станки Iд = 9,1 А
Вертикально-сверлильные станки Iд = 16,1 А
Магнитный дефектоскоп Iд = 16,1 А
На РП4:
Вертикально-фрезерные станки Iд = 10,3 А
Агрегатные станки Iд = 21,2 А
Шпоночно-фрезерные станки Iд = 53 А
После того как найден ток для двигателя находим номинальный ток
Iм =
, где – Uном принимается за 0,38 кВтIм =
АИсходя из расчетов номинального тока и тока двигателей, выбираем защитные устройства:
Для трансформатора ТМ400 – 10/0,4
∙ Автомат ВА 51 – 37
Для РП1 :
∙ Группа защищена автоматом ВА 52-31
∙ Предохранители на:
∙ Токарные специальные станки – ПР2-60
∙ Алмазно-расточные станки - ПР2-15
∙ Заточные станки - ПР2-15
Для РП2 :
∙ Группа защищена автоматом ВА 51-33
∙ Предохранители на:
∙ Сверлильные станки – ПР2-15
∙ Закалочные установки ПР2-60
∙ Круглошлифовальные станки – ПР2-60
∙ Кран мостовой - ПР2-100
∙ Наждачные станки – ПР2-15
Для РП3 :
∙ Группа защищена автоматом ВА 52-31
∙ Предохранители на:
∙ Токарные полуавтоматы – ПР2-60
∙ Балансировочные станки – ПР2-15
∙ Вертикально-сверлильные станки - ПР2-60
∙ Магнитный дефектоскоп – ПР2-15
Для РП4 :
∙ Группа защищена автоматом ВА 52-31
∙ Предохранители на:
∙ Вертикально-фрезерные станки – ПР2-60
∙ Агрегатные станки – ПР2-60
∙ Шпоночно-фрезерные станки – ПР2-6
2.3.2 Выбор линий ЭСН, характерной линии.
Кабельную продукцию в зависимости от конструкций подразделяют на кабели, провода, шнуры.
Кабель – одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в оболочку (металлическую, резиновую, пластмассовую), поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может накладываться броня с наружным покровом или без него.
Провод – одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может быть неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.
Шнур – две или более изолированных гибких или особо гибких жил сечением до 1,5 мм2 , скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий эксплуатации может быть неметаллическая оболочка и защитные покрытия.
Основными элементами всех типов кабельной продукции являются токопроводящие жилы, изоляция, экраны, оболочка, наружные покровы. В зависимости от назначения и условий эксплуатации экран и наружные покровы могут отсутствовать.
Кабели, провода и шнуры с резиновой изоляцией для предохранения изоляции от воздействия света и нефтяных продуктов оплетают хлопчатобумажной пряжей. Пряжу для оплетки применяют крученую суровую или окрашенную. Для усиленной механической защиты кабелей и проводов их оплетают хлопчатобумажной пряжей низкой номеров или льняной нитью. Гибкие шнуры оплетают швейной ниткой.
В зависимости от условий эксплуатации оплетка из хлопчатобумажной пряжи пропитывается атмосферостойкими или противоглинистыми составами.
Чтобы выбрать сечение кабеля и провода необходимо знать :
- Iн.а – номинальный ток автомата
- Iн.р. – номинальный тока расцепителя
- I дл – длительный ток в линии
- I пик – пиковый ток в линии
- I (y) кз – ток короткого замыкания
Выполним расчеты и определим тип и сечения кабеля и провода:
1. По условию известно, что номинальный ток равен току длительному, следовательно: Iн=Iдл Iн=335,5 А Iда = 335,5 А
2. Рассчитаем номинальный ток расцепителя: Iн.р ≥1,1*Iдл = 369,1 А; Получается, что Iн.а. ≥ Iн.р.
3. Из справочника выбираем автоматический выключатель ВА 51 – 37 , где Iа=400А , Iн.р= 400 А
4. По условию известно , что напряжение равно 380В, Iн.а=369,1 А, Iн.р.=369,1А, Iк.з.= 3*Iн.р., Iоткл=25кА, следовательно рассчитаем ток короткого замыкания: Iк.з.= 3*369,1=1107,3 А
5. Номинальный ток расцепителя будет регулироваться ступенчато : 0.63 Iн.а – 0.8 Iн.а – 1.0 Iн.а
6. Определим ток отсечки, если по заданию пиковый ток в линии равен 480 А (т.е. общий максимальный ток на всей нагрузке):
Io≥1.25 Iпик Io≥1.25*480 =600A
7.Рассчитаем ток всей нагрузки : Iн= 1,25*Iн.р. = 1,25*369,1=461,4 А
Вывод: из справочника выбираем кабель сечением 120мм2 – трехжильный кабель, прокладка в земле, до 385 А.
| | Марка провода | Трехжильный, мм2 |
| Все РП | АВВГ | 3 х 120 + 1 х 16 |
| РП1 | ПВХ | 3 х 10 + 1 х 2,5 |
| РП2 | ПВХ | 3 х 35 + 1 х 2,5 |
| РП3 | ПВХ | 3 х 16 + 1 х 2,5 |
| РП4 | ПВХ | 3 х 16 + 1 х 1,5 |
2.4. Расчет тока короткого замыкания. Выбор точек и расчет КЗ.
Исходя из того, что по условию надежности и бесперебойности ЭСН оборудование автоматизированного цеха относится к 2 категории, получаем схему следующего типа:
Схема ЭСН расчетная
Из расчетов мы выбрали трансформатор типа ТМ400 – 10/0,4,
где Р=400 кВ*А; Rт=5,5 мОм, Xт=17,1 мОм, Zт=18 мОм, Zт(1) =195 мОм.
Из таблицы значений сопротивлений автоматический выключателей, рубильников, разъединителей до 1кВт при номинальном токе автоматов получаем, что у автоматов:
1SF Ra=0,15 мОм, Xa=0,17 мОм, Rп=0,4 мOм;
SF1 Ra=2,4 мОм, Xa=2 мОм, Rп=1 мOм;
SF2 Ra=0,7 мОм, Xa=0,7 мОм, Rп=0,7 мOм;
SF3 Ra=1,3 мОм, Xa=1,2 мОм, Rп=0,75 мOм;
SF4 Ra=1,3 мОм, Xa=1,2 мОм, Rп=0,75 мOм;
Из таблицы значений удельных сопротивлений кабелей, проводов, выбираем:
КЛ1: r0=1,84 мОм/м; х0=0,099 мОм/м; L=5м;
RКЛ1= r0 * LКЛ1= 1,84*5=9,2 мОм;
ХКЛ1= х0 * LКЛ1= 0,099*5=0,5 мОм;
КЛ2: r0=0,53 мОм/м; х0=0,088 мОм/м; L=5м;
RКЛ2= r0 * LКЛ2= 1,84*5=2,7 мОм;
ХКЛ2= х0 * LКЛ2= 0,088*5=0,4 мОм;
КЛ3: r0=1,16 мОм/м; х0=0,095 мОм/м; L=5м;
RКЛ3= r0 * LКЛ3= 1,16*5=5,8 мОм;
ХКЛ3= х0 * LКЛ3= 0,095*5=0,5 мОм;
КЛ4: r0=11,6 мОм/м; х0=0,095 мОм/м; L=5м;
RКЛ3= r0 * LКЛ3= 1,16*5=5,8 мОм;
ХКЛ3= х0 * LКЛ3= 0,095*5=0,5 мОм.
Из таблицы значений удельных сопротивлений комплектных шинопроводов, выбираем:
ШРА 400: r0=0,15 мОм/м; х0=0,17 мОм/м; L=6м;
RШ= r0 * LКЛ3= 0,15*6=0,9 мОм;
ХШ= х0 * LКЛ3= 0,17*6=1,02 мОм.
Из таблицы значений переходных сопротивлений на ступенях распределения, выбираем:
Rc=20 мОм.
Упрощается схема замещения, вычисляется эквивалентные сопротивления на участках между точками К3 и наносятся на схему:
RЭ1 = RС + RT + R1SF + RП1SF + RC = 9,6 + 5,5 + 0,15 + 0,4 + 20 = 35,7 мОм;
ХЭ1 = ХС + ХТ + Х1SF = 1,9 + 17,1 + 0,17 = 19,2 мОм;
RЭ2 = RSF1 + RПSF1 + RКЛ1 + RШ + RC = 2,4 + 1 + 26,1 + 0,9 + 20 =50,4 мОм;
ХЭ2 = Х SF1 + Х КЛ1 + ХШ = 2 + 0,45 + 1,02 = 3,42 мОм;
RЭ3 = RSF2 + RПSF2 + RКЛ2 + RШ + RC = 0,7 + 0,7 + 26,1 + 0,9 +20 = 54,16 мОм;
ХЭ3 = Х SF2 + Х КЛ2 + ХШ = 0,7 + 0,45 + 1,02 = 6,21 мОм;
RЭ4 = RSF3 + RПSF3 + RКЛ3 + RШ + RC = 1,3 + 0,75 + 39,1 +0,9 +20 = 67,16 мОм;
ХЭ4 = Х SF3 + Х КЛ3 + ХШ = 1,2 + 0,48 + 1,02 = 6,24 мОм;
RЭ5 = RSF4 + RПSF4 + RКЛ4 + RШ + RC = 1,3 + 0,75 + 62,5 + 0,9 + 20 = 90,56 мОм;
ХЭ5 = Х SF4 + Х КЛ4 + ХШ = 1,2 + 0,52 + 1,02 = 2,74 мОм.
Где Rт – сопротивление трансформатора,
RSF – сопротивление выключателей и автоматов.
RШ – сопротивление шинопровода
Вычисляются сопротивления для каждой точки КЗ и заносятся в «сводную ведомость токов КЗ»
Для определения токов Кз используются следующие соотношения
3 фазного и 2 фазного
1. 3фазного
= 
Vк- линейное напряжение в точке КЗ, кВ
Zк- полное сопротивление до точки КЗ, Ом
Остальные токи КЗ находятся аналогично.
2.5 кАIк3
= 2,2 Iк
=2 кА Iк5 = 1,5 кАДействующее значение ударного тока, кА
Iук=q*
=5,7 кАОстальные значения ударного тока находятся аналогично
Iук2=2,5 кА
Iук3=2,2 кА
Iук4= 2 кА
Iук5= 1,5 кА
2.Ударного, кА
iук1=
8 кАКу - ударный коэффициент.
находятся аналогично
iук2=3,5 кА
iук3=3,1 кА iук4=2,8 кА iук5=2,1кА
3. 2-фазного.
I
мОмНаходится аналогично
I
= 2.2 мОм 
мОм 
мОм 
мОмОпределяем коэффициенты Ку
Ку1=1,0
Kу2=1,0
Ку3=1,0
Ку4=1,0
Ку5=1,0
q1=
=
q2=q3=q4=q5=1
q- коэффициент действующего значения ударного тока.
сопротивление для линий ЭСН кабельных.
Xпкл1=Xon*Lкл1=0.06*5=0.3 Мом
Rпкл1=2ro*Lкл1=2*1.84*5=18.4Мом
Для второй линии R находится аналогично
Xпкл2=0.75 Мом
Rпкл3=11.6 Мом
Rпш=
Lш=0.2*2=0,4 МомXпш=xоLш=0,15*2=0,3 Мом Zn=20 Мом
Rп2=Rc1+Rпкл1+Rпш+Rc2=20+18.4+0.4+20=58.8 Мом
Xп2=Xпкл1+Xпш=0.3+0.3=0.6 Мом
Zп2=мОм
Rп3=Rп2+Rпкл2=64,1 Мом
Rпз4=75,7 мОм
Rпз5=87,3 мОм
Хп3=Хп2+Хпкл2=1,4 Мом
Zп3=
Zп4=75,7 мОм
Zп5=87,3 мОм
I
=V
кАНаходятся аналогично
=1.2 кА I
=0.9 I
=0.6кА I
кА IК5=0,2 кАВычесление сопративление до каждой точки КЗ
Rэ1=Rк1=35,7 мОм
Хк1=Хэ1=19,2 мОм
Zк1=
Находится анологичноZк2=89 мОм
Zк3=98 мОм
Zк4=110,6 Zк5=147,6
Rк3=98,8 мОм
Rк4=110,5 мом
Хк2=Хэ1+Хэ2=19,2+3,42=22,6 мОм Находится анологично
Хк3=5,6 мОм
Хк4=4,9 мОм
Хк5=5,4 мОм
Находится анологично
Сводная ведомость токов КЗ
2.4.2. Расчет заземляющего устройства электроустановок.
Для того, чтобы рассчитать заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с изолированной нейтралью (ИН) необходимо:
- определить расчетный ток замыкания на землю Iз и сопротивление ЗУ Rз;
- определить расчетное сопротивление грунта ρр ;
- выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;
- уточнить количество вертикальных электродов и разместить их на плане.
Для этого определим расчетный ток замыкания на землю и сопротивление :
В любое время года согласно ПУЭ Rз≥
поскольку максимальный ток трансформатора Imax.тр.=246,15А, то расчетный ток замыкания на землю принимаем не более 400А, в нашем случае берем 400А, тогда 
Тогда в электроустановках до 1кВ
.Сопротивление заземления железобетонных фундаментов здания, связанных между собой металлическими конструкциями, определяется по формуле:
Где ρ = 100 Ом * м (глина);
S – площадь, ограниченная периметром здания, 1560м2.
Расчетный (емкостный) ток замыкания на землю определяется приближенно:
;
.При использование естественных заземлений
; 
Определим расчетное удельное сопротивление грунта по формуле:
Вокруг цеха лежит суглинок с температурой +15 ºС , тогда
ρр= 1.9*100=190 Ом вертикальный;
ρр= 5,8*100=580 Ом горизонтальный.
Выбор и расчет сопротивления электродов.
Выбираем электрод:
Вид электрода: Стальной уголок;
Размеры: 50х50х5;
L = 3м;
t = 0,6м.
Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземлителя определяется по формуле:
;
.Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется по формуле:
;
,Где Lп – длина полосы, 160м
b – ширина полосы, 0,04м; для круглого горизонтального заземлителя b=1,1d
t – глубина заложения, 0,6м
Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования определяется по формуле:
; 
.
; 
;
; 
.Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы определяется по формуле:
; 
.Уточнение числа вертикальных электродов.
Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:
(при использовании естественных и искусственных заземлителей);
Rзу1 ≤ 0.6 Ом; Rзу2 ≤ 0.3 Ом.
Определяем количество вертикальных электродов:
без учета экранирования (расчетное) :
Принимается 
с учетом экранирования:
Принимается 
После расчетов заземляющие расчеты размещаются на плане и уточняются расстояния, наносятся на план, так как контурное заземление закладывается на расстоянии 1 метра то по периметру будет :
Lп = (А + 2) * 2 + (В + 2) * 2 = (48 + 2) * 2 + (28 + 2) * 2 = 160м
Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливается по одному вертикальному электроду, а остальные распределяются между ними.
Окончательно принимается 36 электродов на длине, через каждые 3 метра, и 20 электродов на ширине через каждые 3 метра, т.е.
ав=В/Nвр=3м,
аа=А/Nвр=3м.
План распределения заземляющих электродов:
Определяем фактическое сопротивление заземляющего устройства:
Следовательно заземляющее устройство эффективно.
Заключение
В моем курсовом проекте на примере расчета и схем проектирования электроснабжения гранитной мастерской было рассмотрено:
1.Характеристика цеха механической обработки деталей.
2.Выполнен расчет нагрузок и КУ.
Цех механической обработки деталей имеет один трансформатор, нагрузка была распределена на 4 РП ( распределительных пункта).
3.Выбраны аппараты защиты и РУ.
Для правильной работы ЭО подобраны автоматические выключатели (ВА).
4.Выбраны линии ЭСН, характерной линии.
Для того что бы цех получал электроэнергию был произведен выбор силового кабеля, для распределения от трансформатора до РУ.
5.Произведен расчет токов короткого замыкания.
Произвели расчет токов КЗ, что позволило четко рассмотреть перегрузки в определенных точках, защитив их от КЗ.
6.Произведен расчет и выбор заземляющего устройства.
Каждая электроустановка должна иметь заземление. Был произведен выбор заземляющего устройства по периметру цеха, и для каждого электрооборудования в частности, что позволило защитить цех от чрезвычайных ситуаций.
Литература