Курсовая работа (т): Компрессорный цех

Электромеханический цех по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. В целях экономии и в связи с тем, что при ремонте не произойдет массовый недоотпуск продукции, выбираем трансформаторную подстанцию с одним трансформатором и магистральную схему электроснабжения согласно (2,5.7.):

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха. Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей.

Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются.

К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом.

К шинам низшего напряжения трансформаторной подстанции подключены через вводные выключатели РП-1, ШР-1, ШР-2, ШТР-1, ШТР-2 и ЩО.

2.2 Расчёт электрических нагрузок, компенсирующих устройств выбор трансформаторов

Установленная мощность силовых электроприемников:

=∑∙N, (2.1) [1]

где Р_н - номинальная мощность электродвигателей отдельной машины, кВт;- число одинаковых машин-электродвигателей.

Согласно коэффициента спроса величина расчетной активной мощности группы однородных по режиму работы силовых электроприемников определяется:

 =  ∙  (2.2) [1]

где К_{с -} коэффициент спроса группы электроприемников [1].

Р_м. _гр. = 0,6 ∙ 9560 = 5736 кВт

Расчетная реактивная мощность группы электроприемников определяется:

 = Р_м. _гр. ∙tgφ (2.3) [1]

где tgφ - принимаем равным 0,75. [1]

 = 5736 ∙ 0,75 = 4302 кВт

Расчетная активная мощность электроприемников определяется:

Р_{м =} Р_{м. гр. (}2.4) [1]

Р_м = 5736 кВт

Расчетная реактивная мощность всего предприятия определяется:

 (2.5) [1]

4302 кВт

Средневзвешенный tgφ, cosφ силовых электроприемников определяется:

 =  = cosφ (2.6) [1]

 =  = 0,75 (2.7) [1]

 =  = 0,75 (2.8) [1]

Коэффициент спроса электрических нагрузок по предприятию определятся:

 =  (2.9) [1]

 =  = 0,6.

Питание электроосвещения производится от щитка распределительного типа ШРЭ, расположенного на 1 этаже.

Управление освещением осуществляется выключателями и со щитков освещения.

Расчетная мощность освещения компрессорного цеха:

S = 966м²

Нормируемая освещенность компрессорного цеха:

Е = Е_норм ∙ К₃, (2.10) [1]

где Е_норм - нормальная нормируемая освещенность [1];

К₃ - коэффициент запаса, учитывающий фактор, ухудшающие работу светильников, К₃ = 1,5 [1]

Е = 200 ∙ 1,5 = 300 Лк

Расчетная мощность освещения:

P = W∙ S (2.11) [1]

где W - удельная мощность, Вт/м²

S - площадь помещения, м².

Р= 15 ∙ 966 = 14490 Вт

При номинальной мощности лампы светильника  ⁼ 250 Вт количество светильников составит:

N = , (2.12) [1]

N =  = 57,9 ≈ 58

Принимаем N = 58.

Фактическая установленная мощность светильников:

 = N ∙  (2.13) [1]

 = 72 ∙ 250 = 14490 Вт ≈ 14,5 кВт

Расчетная активная мощность осветительных нагрузок определяется:

 =  ∙  (2.14) [1]

где К_со - коэффициент спроса осветительных нагрузок.

 = 0,85 ∙ 14,5 = 12,3 кВт.

Принимаем светильники типа Светильник ГСП 11-250-002 з/стекло, крюк 250Вт ДРИ Е40 IP54/IP22 с лампами ДРЛ-250 <#"808008.files/image026.gif"> = 12,3 кВт

Автоматические выключатели на 16А в количестве 2шт Серии: Legrand LR (Польша)

2.2.2 Определение мощности и выбора компенсирующих устройств

Установки компенсации реактивной мощности регулируемые автоматические (УКРМ, УКРМ-Т, УКРМ-ФК, УКРМ-Т-ФК) предназначены для автоматического регулирования коэффициента мощности (cos ф) в распределительных сетях трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц. напряжением 0,4 кВ.

Установки компенсации реактивной мощности нерегулируемые УКЛ-56; УКЛ-57-6 (10); УКП-57-6 (10) и регулируемые автоматические УКРМ-6 (10); УКРМЛ (П) - 6 (10) предназначены для неавтоматического и автоматического соответственно регулирования коэффициента мощности (cos ф) в распределительных сетях трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц. напряжением 6 (10) кВ.  <#"808008.files/image027.gif"> =  ∙ () (2.15) [1]

где

 - коэффициент, учитывающий несовпадение во времени наибольшей активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки предприятия. Для предприятий компрессорного цеха К_{нс в} = 0,9 [1].

 = 0,9 ∙ 4302 = 3871,8 кВт

Величина реактивной мощности, которую предприятие может потреблять от энергосистемы, рассчитывается:

 = d ∙ (Р_м + ) (2.16) [1]

 = 0,27 ∙ (5736 + 12,3) = 1552,041 кВт

Расчетная мощность компенсирующих конденсаторов определяются:

 =  -  (2.17) [1]

 = 3871,8 - 1552,041 = 2319,759 кВар

Принимаем комплектующую конденсаторную установку УКРМ

2.2.3 Определение количества мощности трансформаторов

Расчетная мощность трансформаторов определяется по формуле:

S = K ∙  (2.18) [1]

где  и  - расчетная активная и реактивная мощность силовых электродвигателей;

 - расчетная реактивная мощность освещения;

 - фактическая мощность конденсаторов компенсирующего устройства;

К = 1,3 - коэффициент заноса, обусловленной погрешностью метода коэффициента спроса [1].

= 1,3 ∙  = 7740,4 кВт

Принимаем трансформатор с (масляным охлаждением типа ТМ) на напряжение 6-10/0,4кВ.

2.2.4 Расчет управления и защиты компрессора

С целью обеспечения оптимального управления и защиты электродвигателя необходимо разработать соответствующую схему.

При работе компрессора должно обеспечиваться выполнение технологических операций в оптимальном режиме. Поэтому в начале изучают технологические требования к выполнению операций по делению.

Таким образом, определяют режим работы и возможные способы управления компрессором.

В соответствии свыше изложенными задачами разрабатывают без расчета принципиальную схему энергоснабжения, управления и защиты электродвигателя.

2.3 Расчет токов короткого замыкания

При проектировании систем электроснабжения учитывают не только нормальные, продолжительные режимы работ электроустановок, но и аварийные режимы их. Одним из аварийный режимов является короткое замыкание.

Причинами коротких замыканий могут быть: механические повреждения изоляции, износ изоляции, увлажнение изоляции, перекрытие между фазами и т.д.

Последствиями коротких замыканий являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Увеличение тока в ветвях электроустановок, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Протекание больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару в распределительных устройствах, в кабельных сетях и других элементах электроснабжения.

При расчете токов короткого замыкания принимаются следующие допущения:

трехфазная система симметрична;

короткое замыкание считается металлическим.

В целях упрощения расчетов, для каждой электрической ступени в расчетной схеме вместо ее действительного напряжения на шинах указываем среде номинальное значение напряжения. Для расчета тока трехфазного короткого замыкания в сетях и установках выше 1кВ составляется расчетная схема для рассматриваемой системы электроснабжения. По ней выполняются электрическая схема замещения. Путем постепенных преобразований схема замещения приводится к наиболее простому виду так, чтобы каждый источник питания, характеризующийся определенным значением результирующий ЭДС, был связан с точкой КЗ одним результирующим сопротивлением. Зная результирующее значение ЭДС и результирующее сопротивление, по закону Ома определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ, затем вычисляется ударный ток и при необходимости апериодическая составляющая тока КЗ.