Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

Методические указания и задания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 5В071800 – Электроэнергетика

 

Алматы 2013

 

СОСТАВИТЕЛИ: И.В. Казанина, О.П. Живаева. Электроснабжение. Методические указания и задания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 5В071800 – Электроэнергетика.  – Алматы: АУЭС, 2013. – 33 с.

   

В методические указания  включены исходные данные в виде схем и таблиц, а также поэтапные рекомендации для решения курсовой работы  по курсу «Электроснабжение».

Ил. 21, библиогр. - 10 назв.

 

Рецензент: доцент Р.М. Кузембаева

 

Печатается по плану издания НАО «Алматинский университет энергетики и связи» на 2012 год.

                     

© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2013 г.

 

Содержание

 

Введение	4
1 Задание к курсовой работе	4
2 Методические указания по выполнению курсовой работы	25
Список литературы	32

 

Введение

 

Дисциплина «Электроснабжение» является важнейшей профилирующей дисциплиной, входящей в базовый компонент учебного плана специальности 5В071800 – Электроэнергетика.

          Целью преподавания дисциплины является подготовка специалиста способного решать задачи, связанные с обеспечением электроэнергией потребителей промышленных предприятий.

          Задачей изучения дисциплины является освоение методик расчетов электрических нагрузок и  составление схем цеховых сетей.

 

1 Задание к курсовой работе

 

Для одного из цехов промышленного предприятия произвести  следующие мероприятия:

 1) Наметить узлы питания электроприемников (силовые шкафы, распределительные шинопроводы).

2) Определить силовые нагрузки по узлам питания, осветительную нагрузку и расчетную нагрузку по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума.

3) Выбрать схему питающей и распределительной сетей цеха.

4) Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.

5) Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.

6) Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.

7) Начертить план силовой электрической сети цеха.

8) Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.

9) На расчетной однолинейной схеме питающей и распределительной сетей цеха до 1 кВ указать параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи.

10) Определить трех-, двух- и однофазные токи короткого замыкания в намеченных точках К1, К2 и К3. Принять условно мощность к.з. на высшей стороне цеховых трансформаторов в пределах 100¸150 МВА. Однофазные к.з. рассчитать дважды: при схеме трансформатора  D/U_о - 11 и схеме U/U_о - 12.

11) Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности.

Задания на курсовую работу разбиты на 100 вариантов. Вариант задания выбирается в зависимости от двух последних цифр шифра зачетной книжки студента. Исходными данными для выполнения курсовой работы является план цеха (см. рисунки 1-20) с расставленным технологическим оборудованием и ведомостью электроприемников (см. таблицы 1-20).

Таблица 1 – Ведомость электроприемников инструментального цеха

№ по плану	№ заданий	1	2	3	4	5
	Наименование оборудования	Установленная мощность элетроприемников (кВт)
1,22	Кран с ПВ-25 %	14	19	13	27	25
2,33	Обдирочно-точильный	7	5	4	3	8
3,6,30-32	Горизонтально-фрезерный	16	13	25	9	28
4,5	Распиловочный	4	7	5	8	6
7,9	Долбежный	11	13	16	9	20
8,10	Шлицешлифовальный	7	6	8	9	5
11,12,13	Электролизные ванны хромирования	6	8	4	6	8
14	Выпрямительный агрегат для ванн (кВА)	22	28	16	22	28
15-17	Электрические печи сопротивления	50	40	60	65	30
18,19	Электропечь колпаковая	35	65	50	40	35
20	Электродная соляная ванна	15	20	25	15	20
21,37,36	Вентилятор	22	18	30	37	22
23,28,29	Токарно-винторезный	38	30	48	25	41
24-27	Координатно-расточной	17	22	15	13	12
34	Плазмотрон с ПВ-60 % (кВА)	40	28	20	12	30
38, 40	Установка высокой частоты	80	80	75	100	80
35	Копировально-прошивочный	7	7	8	11	5
39	Лазерная установка	7	4	8	5	10

 

Рисунок 1 – План инструментального цеха к заданиям № 1-5

Таблица 2 – Ведомость электроприемников сборочного цеха

№№ по плану	№ заданий	6	7	8	8	10
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1, 31	Высокочастотная установка	80	75	85	95	90
2-5	Испытательные стенды, кВА	45	55	75	90	30
6,7	Гильотинные ножницы	8	6	7	11	4
8,9,23	Точильно-шлифовальные	3	4	4	5	7
10,22	Аппарат контактной сварки с ПВ-30 % (кВА)	100	75	80	80	100
11	Краны с ПВ-40 %	90	101	130	141	58
12,13	Вентиляторы калорифера	30	22	18	15	22
14,15	Продольно-строгальный	75	48	53	53	59
16,17	Токарно-револьверный	35	42	57	61	37
18-20	Пресс	5	7	11	4	15
21,24	Зубошлифовальный	12	8	13	12	9
25	Кран с ПВ-25 %	14	19	13	27	25
26-28	Сверлильные	7	11	15	6	5
29, 32	Ножовочная пила	3	4	5	3	8
30	Копировально-прошивочный	9	10	8	7	6

 

Рисунок 2 – План сборочного цеха к заданиям № 6-10

Таблица 3 – Ведомость электроприемников прессового цеха  

№№ по плану	№ заданий	11	12	13	14	15
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1-5,6,9	Пресс холодного выдавливания	11	18	22	17	15
7,8	Пресс	45	55	75	37	45
10,12,15	Пресс горячештамповочный	11	7	5	15	11
11,17,19	Пресс фрикционный	8	11	11	7	5
13,14,16,18	Электрические печи сопротивления	30	40	25	25	30
20,30	Кран с ПВ-25 %	14	19	13	27	25
21	Обдирочно-шлифовальный	3	2	3	4	5
22, 24	Штамповочный	12	15	18	16	19
23	Плазмотрон	28	37	24	30	28
25	Аппарат контактной сварки ПВ-50%  (кВА)	75	40	80	54	50
26-29	Продольно-фрезерный	11	8	12	9	7
31,32,33	Пресс горячештамповочный	75	90	85	90	110
34,35,36	Кузнечный индукционный нагреватель, кВА	70	60	65	50	55
37-39	Токарный	10	9	8	7	10
40,41	Вентилятор	37	37	45	45	30

 

Рисунок 3 – План прессового цеха к заданиям № 11-15

Таблица 4 – Ведомость электроприемников ремонтно-механического цеха

№№ по плану	№ заданий	16	17	18	19	20
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,31	Кран с ПВ-25 %	14	19	13	27	25
2,17	Заточной	12	15	9	10	13
3,5	Вертикально-фрезерный	3	4	5	2	3
4,6,7,8	Плоскошлифовальный	9	12	13	11	7
9,13,14	Зубофрезерный	13	11	7	13	9
10,11,12, 33	Токарно-револьверный	13	10	14	15	16
15,26,36,37	Токарно-винторезный	8	11	10	11	13
16	Индукционная печь, кВА	30	35	40	45	50
18,19,27,28,30	Горизонтально-фрезерный	7	9	16	6	11
20,21,23,24	Долбежный	4	5	7,5	11	3
22,25	Сверлильный	15	10	12	9	11
29	Внутришлифовальный	16	9	10	12	14
32,35	Аппарат контактной сварки, с ПВ-45% (кВА)	50	45	55	65	60
34	Продольно-строгальный	100	130	110	120	90
38,39,40	Электрические печи сопротивления	25	32	40	30	20
41,42	Электропечь колпаковая	60	40	50	40	30
43,44	Вентилятор	30	37	30	22	18

 

Рисунок 4 – План ремонтно-механического цеха к заданиям № 16-20

Таблица 5 – Ведомость электроприемников прессово-штамповочного цеха

№№ по плану	№ заданий	21	22	23	24	25
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
3,26	Краны с ПВ-25 %	19	13	14	27	25
1,2,4,6	Плазматрон с ПВ-40 % (кВА)	22	30	40	45	50
5	Ковочный пресс	8	11	6	7	4
16,17,24, 30	Камерная электропечь	40	50	60	65	80
7,8	Конвейерная электропечь, кВА	85	80	75	75	80
10,11	Электродная соляная ванна	16	18	20	25	28
9	Пресс	15	19	22	18	22
12,13,14	Электродная селитровая ванна	12	14	10	16	14
15,19,20,22,23	Вентилятор	30	22	37	30	22
18,21	Колпаковая электропечь	35	25	36	60	40
25,27,35	Пресс горячештамповочный	18	20	22	37	15
28,31,33	Пресс кривошипный	11	7	16	18	15
29,32	Гильотинные ножницы	30	22	18	37	15
34,36	Ковочный пресс	37	45	37	30	30
37,38	Высокочастотная установка	85	95	100	75	105
39	Плазмотрон	28	35	40	40	35
40	Насос	30	28	22	37	15

 

  Рисунок 5 – План прессово-штамповочного цеха к заданиям № 21-25

Таблица 6 – Ведомость электроприемников заготовительно-сварочного цеха

№№ по плану	№ заданий	26	27	28	29	30
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2	Стенд для резки труб	33	32	37	42	28
3	Листогибочный	15	18	22	30	22
4,5,6	Ножницы металлические	11	22	15	11	22
7,8	Ковочный пресс	12	15	18	12	10
9,10	Пресс	5	4	3	65	7
11,12	Круглошлифовальный	25	17	21	18	34
13,22	Кран с ПВ-40 %	28	31	58	36	58
14,15,18,19	Горизонтально-расточной	25	15	14	21	18
16,17	Сверлильный	5	4	2	7	3
20,21	Полуавтоматическая сварочная установка (кВА)	200	180	150	190	220
23,24	Долбежный	5	7	11	4	9
25,26,27	Сварочная установка с ПВ-40 % (кВА)	80	70	60	90	50
28,29,30	Продольно-фрезерный	28	25	30	36	53
31	Точильно-шлифовальный	3	4	5	2	1
32,33	Вентилятор	22	30	37	45	37
34	Электроимпульсный	4	10	7	11	5
35	Электроэрозионный	5	6	8	7	11
36	Ультразвуковой прошивочный	7	5	6	10	8

 

Рисунок 6 – План заготовительно-сварочного цеха к заданиям № 126-30

Таблица 7 – Ведомость электроприемников механического цеха

№№ по плану	№ заданий	31	32	33	34	35
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2	Зубошлифовальный	10	15	13	11	9
3,4	Радиально-сверлильный	18	10	11	12	8
6,7	Токарно-карусельный	23	21	25	34	24
5,8,9	Пресс	25	30	40	20	15
10,11,13,16	Токарно-винторезный	14	15	11	18	16
14,19,20	Обдирочно-точильный	4	5	7	6	3
17,22	Кран с ПВ-25 %	36	14	19	13	27
12,21,25	Распиловочный	24	27	19	22	32
23,24,27,28	Токарно-карусельный	21	26	34	16	36
15,30	Горизонтально-фрезерный	14	18	11	15	12
18,32,33	Вентилятор-калорифер	22	30	37	45	37
31	Машина шовной сварки с ПВ-25%	50	70	60	55	65
20	Аппарат контактной сварки (кВА)	60	40	50	30	70
32	Установка высокой частоты	100	90	80	85	100
26,29	Продольно-строгальный	45	51	61	45	63

 

Рисунок 7 – План механического цеха к заданиям № 31-35 

Таблица 8 – Ведомость электроприемников термического цеха

№№ по плану	№ заданий	36	37	38	39	40
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2	Установка ультразвуковой очистки	10	15	12	75	18
3,4,21,22,25	Камерная электропечь	25	55	60	60	35
5,23,24	Колпаковая электропечь	50	35	45	30	40
6,7	Ванна электролизная	7	8	10	12	15
10,11,18	Обдирочно-точильный	5	4	3	2	6
9,12,13,33	Токарно-винторезный	12	11	15	13	13
14,27	Дисковые ножницы	11	15	18	7	17
8,16,17	Кругло-шлифовальный	28	32	25	22	24
19,20	Кривошипный пресс	15	18	11	24	15
26	Выпрямитель (кВА)	35	40	45	50	55
28,29	Поперечно-строгальный	23	21	27	23	21
34,38	Радиально-сверлильный	2	3	4	5	7
31,32	Токарные автоматы	6	7	5	5	8
15,30	Кран с ПВ-40 %	17	21	23	26	22
35,36,37	Горизонтально-фрезерные	18	16	12	13	19
39	Установка плазменного нагрева	80	75	100	85	90
40	Машина стыковой сварки с ПВ-25 %  (кВА)	50	60	65	65	50
41	Вентилятор	37	30	22	30	18

 

 Рисунок 8 – План термического цеха к заданиям № 36-40

Таблица 9 – Ведомость электроприемников испытательного цеха

№№ по плану	№ заданий	41	42	43	44	45
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,4	Продольно-строгальный станок	15	15	25	20	8
3,26	Кран с ПВ-25 %	40	21	50	45	20
5,6,8	Точильный станок	28	30	18	14	22
7,16,17	Испытательные стенды	30	25	40	8	15
41,44,45	Вентилятор-калорифер	37	22	37	32	4
9,37	Сварочная установка с ПВ-40 % (кВА)	25	40	40	6	25
10,11,15	Фрезерный станок	14	36	4	4	80
12,13,14	Электроинструмент	6	2	8	10	5
18,19,20,21	Сверлильный станок	35	5	25	45	21
22,23,43	Распиловочный станок	37	17	37	75	60
28,31,33	Лабораторные приборы	80	10	80	38	18
25,27,29	Ковочный пресс	24	4	4	24	32
32,34,35,36	Токарные автоматы	40	60	40	40	5
24,30	Сварочный трансформатор	35	75	25	6	28
38,39,40	Машина шовной сварки с ПВ-25%	26	23	16	14	10

 

Рисунок 9 – План испытательного цеха к заданиям № 41-45

Таблица 10 – Ведомость электроприемников модельного цеха

№№ по плану	№ заданий	46	47	48	49	50
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
2,23	Строгальный станок	8	8	10	7	5
1,3,31	Шлифовальный станок	4	5	8	6	9
5	Кран с ПВ-60 %	38	48	58	35	30
22,24,10,11	Сверлильный станок	12	12	2	4	15
4,15,19	Универсальный станок	15	10	18	12	16
12,14	Сушильные барабаны	8	15	38	25	40
33,34	Агрегатный станок	6	30	16	18	36
16,17	Шкаф сушильный	17	25	7	8	32
8,25,27	Многопильный станок	20	2	10	60	5
9,26	Пресс	85	80	90	75	100
13,39,40	Лесопильные рамы	2	13	4	17	10
18,21,41,44	Вентиляторы	22	45	32	37	4
42,45	Дробилки	8	1	7	12	60
6,7,32,35,36	Токарные автоматы	26	20	16	24	75
37,38	Насосы	10	22	20	18	23
28,29,30	Гильотинные ножницы	32	30	30	6	2
20,43	Печи сопротивления (кВА)	40	60	50	45	55

 

Рисунок 10 – План модельного цеха к заданиям № 46-50

    Таблица 11 – Ведомость электроприемников механического цеха

№№ по плану	№ заданий	51	52	53	54	55
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,22	Кран с ПВ-25 %	50	50	60	16	8
16,38,39,40	Вентиляторы калорифера	20	45	30	22	4
18,20,24, 8,9,15	Продольно-строгальный станок	14	20	40	45	48
25,31,32	Токарно-револьверный станок	17	17	7	4	12
12,13,14,21,29,30	Испытательные стенды	24	4	14	6	10
35,36,37	Пресс	11	6	26	7	15
4,17,41	Гильотинные ножницы	30	2	5	15	30
2,3	Кривошипный пресс	90	100	80	90	275
10,11	Сверлильный станок	25	27	37	35	2
5,6,7	Сварочные машины ПВ-60% (кВА)	50	70	60	65	55
33,34	Расточный станок	22	40	40	15	13
43,45	Ковочные машины	15	7	2	4	45
26,27,28	Насосы	10	14	32	14	20
42,44	Высокочастотная установка (кВА)	42	55	5	24	20
19,23	Арматурный станок	29	12	30	36	22

 

Рисунок 11 – План механического цеха к заданиям № 51-55

Таблица 12 – Ведомость электроприемников деревообрабатывающего цеха

№№ по плану	№ заданий	56	57	58	59	60
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1	Краны с ПВ-40 %	37	37	47	47	50
2,3,5,6,7	Фрезерный станок	4	6	3	8	5
4,17,41	Лесопильная рама (кВА)	48	55	60	36	65
35,36,37	Заточный станок	15	5	25	4	17
40,42	Вентилятор вытяжной	20	55	30	22	40
10,11,22,23,	Высокочастотная установка ПВ-50 % (кВА)	45	50	35	55	60
16,38,39,44	Циркулярная пила	17	15	13	25	20
8,9,12	Сушильный шкаф	12	8	14	16	20
18,20,24	Кругло-шлифовальный станок	32	22	22	27	27
25,31,32, 33,43,45	Механический станок	8	31	12	28	20
13,14,15	Сверлильный станок	10	25	5	18	40
30,34	Электропечи	85	80	75	100	85
19,21,29	Полировальный станок	12	2	12	35	14
26,27,28	Электронагревательная пила	10	20	15	11	8

 

Рисунок 12 – План деревообрабатывающего цеха к заданиям № 56-60

Таблица 13 – Ведомость электроприемников токарного цеха

№№ по плану	№ заданий	61	62	63	64	65
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,25	Краны с ПВ-40 %	65	45	55	47	37
2,3	Выпрямительный агрегат для ванн (кВА)	20	40	30	25	14
4,5	Гильотинные ножницы	100	80	85	90	75
12,13,28	Индукционные печи	15	2	5	40	5
6,7,11	Штамповочный пресс	75	25	15	32	55
37,38,39	Печи сопротивления	44	14	24	18	32
8,40,22,33,34,42,43	Пресс горячештамповочный	40	45	50	40	35
9,10	Установка высокой частоты ПВ-60% (кВА)	55	65	45	70	60
35,36,41,44,45	Вентиляторы	37	44	24	40	22
14,15,21,23,24	Токарно-винторезный станок	13	20	10	14	31
16,17,31,32	Электроэрозионный станок	17	4	3	10	25
18,19,20	Сушильные камеры	12	15	35	8	15
26,27,29,30	Электролизные ванны	32	12	32	12	2

 

 

Рисунок 13 – План токарного цеха к заданиям № 61-65

Таблица 14 – Ведомость электроприемников штамповочного цеха

№№ по плану	№ заданий	66	67	68	69	70
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
19,25	Кран с ПВ-25 %	60	60	50	48	45
41,42,43,44	Электроимпульсный станок	47	25	37	52	40
17,23,27,35,45	Вентилятор	22	22	30                4                4	22	6
20,24,36,39	Гильотинные ножницы	30	37	30	11	20
29,31	Электропечь колпаковая	24	45	20	40	25
28,30,32,33,38	Ковочный пресс	16	4	6	8	14
26,34,40	Пресс холодного выдавливания	26	2	20	14	75
21,22	Пресс горячештамповочный	90	100	100	80	85
18,37	Установка высокой частоты (кВА)	50	45	55	60	65
1,11,16	Установка плазменного нагрева	38	30	40	85	20
3,9,13,14,15	Испытательные стенды	28	12	22	32	14
4,5,8,12	Фрезерный станок	8	8	18	18	15
2,6,7,10	Сверлильный станок	10	60	30	12	12

 

 

Рисунок 12 – План штамповочного цеха к заданиям № 66-70

Таблица 15 – Ведомость электроприемников кузнечного цеха          

№№ по плану	№ заданий	71	72	73	74	75
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,45	Кран с ПВ-40 %	42	50	40	45	60
3,4,5,9	Листогибочный станок	8	21	11	20	25
17,22	Стенд для резки труб	5	40	45	12	22
11,13,15	Ножницы металлические	16	4	6	4	17
2,7,20	Вентилятор	42	18	22	22	28
6,18	Пресс	75	80	85	80	75
19,21	Долбежный станок	35	25	15	30	12
10,14,16	Дисковые ножницы	28	8	18	20	10
8,44	Полуавтоматическая сварочная установка с ПВ-40 % (кВА)	44	14	24	25	17
12,27,29,30,32,37	Сверлильный станок	24	40	44	18	30
23,25	Насосы	20	15	29	16	12
31,33,34,36	Испытательные стенды	18	8	6	10	8
24,35	Сварочная установка с ПВ-40 % (кВА)	37	25	30	50	40
41,42,43	Электропечь	40	7	17	14	24
38,39,40	Пресс чеканочный	25	15	35	21	30
26,28	Ковочная машина	10	40	8	17	38

 

Рисунок 15 – План кузнечного цеха к заданиям № 71-75

Таблица 16 – Ведомость электроприемников гальванического цеха

№№ по плану	№ заданий	76	77	78	79	80
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,3,4	Пресс горячештамповочный	36	16	26	12	50
31,32	Шлифовальный станок	12	4	2	17	21
41,42	Штамповочный пресс	26	6	16	4	40
7,8	Электропечь-ванна	21	8	11	10	4
9,15,17,29	Фрезерный станок	4	12	32	25	18
18,23,27,36	Вентилятор	40	32	22	37	2
30,35	Электрические печи сопротивления	55	45	25	40	25
11	Кран с ПВ-25 %	42	52	60	50	8
10,12,13	Аппарат контактной сварки ПВ-50%  (кВА)	17	27	47	60	14
25,37,38	Сверлильный станок	36	33	6	35	40
5,6	Электронно-лучевая установка	80	75	85	100	90
34,39,43,44	Пресс	31	18	8	75	8
33,21,40	Насосы	14	12	24	42	18
20,22,28,45	Электропечь	55	45	25	32	7
14,24	Испытательные стенды	8	28	18	18	15
16,19,26	Плазмотрон (кВА)	50	60	45	55	65

 

Рисунок 16 – План гальванического цеха к заданиям № 76-80

Таблица 17 – Ведомость электроприемников сварочного цеха

№№ по плану	№ заданий	81	82	83	84	85
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,3,4	Электроимпульсный станок	28	8	18	18	16
11	Кран с ПВ-40 %	50	20	30	45	40
18,23,27,36	Вентилятор	30	22	40	32	6
12,25,37	Ультразвуковой прошивочный станок	15	15	5	22	18
16,26	Ножницы металлические	22	4	12	4	12
9,17,22,29	Электроэрозионный станок	45	25	35	2	32
7,8,38	Электрические печи сопротивления	35	40	25	10	45
14,31,32	Сварочная машина	20	35	25	24	52
30,35	Полуавтоматическая сварочная установка с ПВ-40 % (кВА)	21	21	11	36	27
28,41,42	Стенд для резки труб	10	60	50	10	33
10,13,21,44	Электропечь	42	18	28	40	30
15,20	Пресс	85	90	77	75	98
33,34,39,40,43	Фрезерный станок	14	5	4	55	12
5,6	Сварочная установка с ПВ-40 % (кВА)	30	28	30	60	45
19,24,45	Точильный станок	20	10	20	26	28

 

Рисунок 17 – План сварочного цеха к заданиям № 81-85

Таблица 18 – Ведомость электроприемников электроцеха

№№ по плану	№ заданий	86	87	88	89	90
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,3,4	Колпаковая электропечь	32	32	22	60	27
8,11,18,14	Фрезерный станок	18	18	8	24	12
5,6	Установка высокой частоты (кВА)	44	14	24	30	30
7,10,12	Кривошипный пресс	30	40	32	4	40
15,16	Сверлильный станок	20	35	30	80	22
17,20,21	Электронно-лучевая установка	37	17	27	60	35
23,24	Прокатный стан	80	75	85	90	95
31,32,34	Лазерная установка	35	32	40	32	4
38	Кран с ПВ-25 %	60	60	50	11	2
28,29,30,43,44,45	Токарный станок	12	4	2	55	18
13,19	Вентилятор	37	22	20	37	75
25,26,27	Испытательные стенды	10	42	20	10	22
40,41,42	Точильный станок	26	36	16	12	35
22,35,36,37	Ковочный пресс	75	45	35	18	17
9,33,39	Плазмотрон ПВ-40%  (кВА)	40	60	45	36	42

 

Рисунок 18 – План электроцеха к заданиям № 86-90

Таблица 19 – Ведомость электроприемников арматурного цеха

№№ по плану	№ заданий	91	92	93	94	95
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,3,4	Кузнечный пресс	20	4	10	42	12
5,23,36,37	Электролизные ванны	28	48	38	24	8
6,7,10,11	Фрезерный станок	37	17	27	18	24
8,9,42	Электрические печи сопротивления	21	21	11	32	75
24,25,26,27	Токарный станок	10	30	20	90	42
14,15,16,17	Горизонтально-фрезерный станок	7	47	57	45	22
12,13,29	Гильотинные ножницы	30	32	21	36	7
38,39	Вентилятор
36	Кран с ПВ-25 %	65	55	65	60	36
19,20,21,22	Испытательные стенды	8	8	18	10	32
40,41	Горячештамповочный пресс	80	100	90	85	75
18,43,28	Сварочные  машины ПВ-40% (кВА)	60	65	55	40	55
30,31,32,33	Выпрямительный агрегат для ванн (кВА)	28	28	38	32	30
34,35	Прокатный стан	50	60	40	11	40

 

Рисунок 19 – План арматурного цеха к заданиям № 91-95

Таблица 20 – Ведомость электроприемников аппаратного цеха

№№ по плану	№ заданий	96	97	98	99	100
	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемников (кВт)
1,2,3	Штамповочный пресс	24	4	14	8	40
8,38	Токарно-винторезный станок	35	15	25	12	32
6,7,10,11	Горизонтально-фрезерный станок	37	22	12	36	20
4,5	Плазматрон ПВ-60%  (кВА)	22	32	42	5	12
24,25	Сушильный шкаф	18	18	8	4	16
12,13,28,29	Вентилятор	20	37	22	30	47
26,27,45	Ковочные машины	14	6	4	14	24
40,41,39,43,44	Токарный полуавтомат (кВА)	25	16	10	12	18
37,42	Пресс	75	100	85	80	90
9,36	Кран с ПВ-60 %	50	67	57	70	22
23,34,35	Сверлильный станок	25	55	45	40	75
14,15,16,17,18	Испытательный стенд	10	2	3	2	60
19,20,21,22	Пресс	25	35	25	6	67
30,31,32,33	Продольно-строгальный станок	27	47	27	22	55

 

Рисунок 20 – План аппаратного цеха к заданиям № 96-100

2 Методические указания к курсовой работе

 

1 На плане цеха (см. рисунки 1-20) намечаются узлы питания: шкафы распределительные (ШР), силовые пункты (СП), распределительные шинопроводы (ШРА).

2 Все электроприемники цеха распределяются по узлам питания. При распределении необходимо учитывать:

а) расстояние от электроприемника до узла питания должно быть возможно минимальным в целях экономии цветных металлов и снижения потерь напряжения; 

б) электроприемники мощностью 75 кВт и выше необходимо запитывать радиально от шин ТП или РП;

в) не допускать обратных перетоков мощности по цеху.

3 Расчет электрических нагрузок производится в таблице 21. Эта таблица является сводной как для подсчета силовых нагрузок по отдельным узлам питания, так и для шин ТП.

 

Таблица21– Расчет нагрузок по цеху
№ п/п	Наиме-нование узлов питания и групп  ЭП	n	Установ-ленная мощность, кВт		m	ки	сosφ/ tgφ	Средние мощности		Определение nэ при Ки<0,2; m>3					nэ	км	Максимальная расчетная нагрузка			Iм, А
			Одного ЭП	∑Р				Рсм, кВт	Qсм, квар	n1	Рn1	Р*	n*	nэ*			Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21

 

4 Порядок расчета и заполнения таблицы:

1) В графе 1 проставляются номера технологического оборудования согласно плана цеха.

2) В графу 2 для каждого узла питания записывается:

а) наименование и номер узла питания, для которых производится определение электрических нагрузок;

б) все электроприемники делятся на  три характерные группы: первая – с легким режимом работы (мощностью до 10 кВт); вторая – с нормальным режимом работы (мощностью от 10 до 20 кВт); третья – с тяжелым режимом работы (мощностью с выше 20 кВт и независимо от мощности – краны, прессы, конвейеры);

в) для каждой характерной группы указываются количество и мощность входящих в нее электроприемников;

г) для электроприемников с повторно-кратковременным режимом работы записываются паспортное значение ПВ.

3) В графе 3 записывается количество рабочих электроприемников.

4) В графу 4 по каждой характерной группе электроприемников записываются: при одинаковой мощности электроприемников – номинальная установленная мощность в киловаттах одного электроприемника, при электроприемниках различной мощности – номинальная мощность наименьшего и через тире наибольшего по мощности электроприемника в группе.

5) В графу 5 записывается суммарная установленная мощность электроприемников данной характерной группы, приведенная к ПВ=100%, в киловаттах:

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВт с ПВ ¹ 100%:

 

;

(1)

 

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВА с ПВ ¹ 100%:

 

,

(2)

 

где ПВ – номинальная паспортная продолжительность включения, %;

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВА:

 

.

(3)

 

6) Графа 6 заполняется только в итоговой строке и используется для определения способа нахождения эффективного числа электроприемников n_э. Число m определяется по формуле:

 

,

(4)

 

где P_н.макс., P_н.мин.  –  номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе А.

Точное значение числа m не требуется, достаточно определить m>3 или m ≤3.

7) Графа 7 – значение коэффициента использования.

8) В графе 8 в числителе записывается значение коэффициента мощности cosφ для данной характерной подгруппы, а в знаменателе –соответствующий tgφ.

9) В графе 9 подсчитывается средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной подгруппы электроприемников по формуле:

 

.

(5)

 

10) В графе 10 подсчитывается средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной группы электроприемников по формуле:

 

.

(6)

 

11) Для определения итоговой нагрузки узла питания необходимо определить средневзвешенное значение коэффициента использования по данному расчетному узлу для электроприемников. Для этого:

а) в графе 2 записывается под чертой слово «Итого» и подводятся итоги по графам 5, 9 и 10;

б) по полученным данным определяется средневзвешенное значение коэффициента использования по данному расчетному узлу:

 

.

(7)

 

Полученный результат записывается в итоговую строку в графе 7.

12) Далее необходимо подсчитать эффективное число электроприемников n_э, для данного расчетного узла питания – графа 16 (графа 11,12,13, 14 и 15 являются вспомогательными для определения n_э).

Метод рекомендует следующие упрощенные способы определения n_э:

– при  m ≤ 3 эффективное число электроприемников принимается равным  их фактическому числу  n:  n_э= n;

– при m > 3 и групповом коэффициенте к_и > 0,2 эффективное число электроприемников определяется по формуле:

 

.

(8)

 

В тех случаях, когда найденное по этой формуле n_э оказывается большим, чем фактическое число электроприемников n (графа 3), то следует принять n_э= n:

– при m>3 и групповом коэффициенте к_и < 0,2 эффективное число электроприемников определяется в следующей последовательности:

а) выявляется наибольший по мощности электроприемник данного узла питания;

б) в графе 11 проставляется n₁ – число электроприемников, подключенных к данному узлу, номинальная мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего электроприемника;

в) определяется суммарная мощность Р_н1 этих n₁ электроприемников и записывается в графу 12;

г) в графе 13 записывается значение Р_*, рассчитанное по формуле:

;

(9)

 

д) в графе 14 записывается значение n_* , рассчитанное по формуле:

 

;

(10)

 

е) в графу 15 заносится относительное значение n_э*=n_э/n, определяемое по таблицам [7] в зависимости от Р_* (графа 13) и n_* (графа14);

ж) в графе 16 определяется искомое значение  эффективного числа электроприемников, которое равно:

 

nэ = nэ* · n.

(11)

 

13) Графа 17 – коэффициент максимума к_м определяется по таблицам [7,10] в зависимости от эффективного числа электроприемников n_э и средневзвешенного к_и.

14) Графа 18 – максимальная активная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла:

 

.

(12)

 

При фактическом числе электроприемников в группе n ≤ 3 активная мощность  Р_м=∑Р_н, реактивная мощность Q_м=0,75×SР_н – для ЭП длительного режима (cosφ=0,8), Q_м=0,87×SР_н  – для ЭП повторно-кратковременного режима (cosφ=0,75).

15) Графа 19 – максимальная реактивная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла принимается равной:

 

– при  nэ ≤ 10, – при nэ >10,

; .

(13)

 

2.5.16 Графа 20 – максимальная полная нагрузка расчетного узла питания определяется по формуле

 

.

(14)

 

2.5.17 Графа 21 – расчетный максимальный ток определяется по формуле для трехфазного тока

 

.

(15)

 

5 Расчет осветительной нагрузки цеха.

Расчет осветительной нагрузки выполняется по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса. По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формулам:

 

, кВт,

(16)

 

, квар,

(17)

 

где      к_со – коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого выбирается по справочнику зависимости от помещения;

F – площадь производственного помещения, м²;

r_о - удельная расчетная мощность, кВт/м², величина которого зависит от рода помещения и выбирается по справочнику.

tg j  – коэффициент реактивной мощности, определяется по известному ₀ осветительной установки;

6 Выбор цехового трансформатора.

Находится суммарная нагрузка по цеху с учетом силовой и осветительной нагрузки, по которой выбирается  силовой трансформатор и проверяется на соответствие коэффициенту загрузки, который должен находится в пределах 0,6 – 0,85.

7 Для электроприемников выбрать марку, сечение и способ прокладки проводов, защитную аппаратуру (предохранители, автоматы) в соответствии с расчетами. Для узлов нагрузки выбрать тип силового пункта,  марку  и  сечение кабелей к нему.

В сетях напряжением до 1 кВ защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Выбор предохранителей производится по следующим условиям:

 

а) I_{ном.пред.}  ³  I_дл.;

 

б) I_{ном.пл.вст..}³ I_{расч пл.вст.},

 

где I_дл – длительный расчетный ток, определяемый по формуле

 

;

(18)

 

I_{расч.пл.вст.} – расчетный ток плавкой вставки, находится по следующей формуле

 

,

(19)

 

где a – коэффициент снижения пускового тока, зависящий от режима пуска электроприемников.

Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям:

 

а) I_ном.ав.³ I_дл.;

 

б) I_{ном.расц.} ³ I_дл.;

 

в) I_{сраб.эл.расц.} ³ 1,25´ I_пуск.

 

Выбор проводов к электроприемникам и кабелей к узлам нагрузок производится по следующим условиям:

 

а) I_{доп.пров.}   ³ ;

б) I_{доп.пров.}³ ,

 

где К_защ  –  коэффициент защиты;

К_попр – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей;

I_защ = I_{ном.пл.вст.} – ток защиты предохранителя;

I_защ = I_{ном.расц.} – ток защиты автоматического выключателя.

 

Для узлов нагрузки их тип выбирается по справочным данным в зависимости от расчетного тока узла. Результаты расчетов по узлам нагрузок сводится в расчетно-монтажные таблицы.

 

8 После выбора предохранителей и автоматов необходимо убедиться, что плавкая вставка предохранителя и расцепитель автомата надежно защищают участок сети, на котором они установлены. В четырехпроводных сетях 380/220 В и 660/380 В  с глухозаземленной нейтралью однофазное замыкание на землю является к.з. и должно надежно отключаться защитой. В качестве примера для расчета принимается наиболее удаленный от шин ТП электроприемник. Расчетные точки для определения токов короткого замыкания приведены на рисунке 21.

 

 

         

 

                               

 

 

ТП – трансформаторная подстанция; А1 (П), А2, А3 - защитные аппараты; КЛ – кабельная линия; АПВ – провод для питания ЭП; СП - силовой пункт; ЭП – электроприемник; К1 – точка к.з. на зажимах электроприемника; К2 – точка к.з. на шинах узла питания; К3 - точка к.з. на шинах ТП.

Рисунок 21

 Кратность тока однофазного к.з. в наиболее удаленной точке сети должна быть:

 

I(1)к.мин. ³ 3 Iпл.вст.ном., I(1)к.мин. ³ 1,25 Iном.расц.

(20)

 

Ток однофазного к.з. определяется из выражения:

 

,

(21)

 

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

Z_тр – сопротивление трансформатора, Ом;          

 – полное сопротивление петли-фаза-нулевого провода линии, Ом.

 

Достаточная величина тока  однофазного к.з. обеспечивается за счет правильного выбора сечения нулевого провода, который по проводимости должен быть не менее 50 % проводимости фазного провода. В качестве нулевых проводников применяются: металлические кожухи шинопроводов, алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы электропроводок, специально предусмотренные для этой цели проводники. На всем участке сети от трансформатора до электроприемника нулевой провод выполняется специальной конструкции и из различного материала, поэтому определение его сопротивления вызывает определенные трудности. Для облегчения этой задачи в таблицах 3,4 приведены некоторые технические данные  нулевого провода, трансформаторов, удельные сопротивления петли фазы-нуль цепи и 1/3 Z трансформатора.

Если предохранитель или автомат защищает сеть только от к.з., то номинальный ток I_{пл.вст.ном.} и  I_{ном.расц.} не должен превышать допустимого тока (I_доп) защищаемого участка сети.

 

Iпл.вст.ном. ³  3 Iдоп; Iном.расц. ³ 4,5 Iдоп.

(22)

 

 Список литературы

 

1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов высших учебных заведений /Б.И. Кудрин. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005.

2. Киреева Э.А. Справочные материалы по электрооборудованию (цеховые электрические сети, электрические сети жилых и общественных зданий), 2004.

3. Киреева Э.А. и др. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. – М.: НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2003.

4. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для проф. Учебных заведений. – М.: Высшая школа, 2001.

5. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учебное пособие для сред. проф. образования. – М., 2001.

6. Правила устройства электроустановок Республики Казахстан. – Алматы, 2001.

7. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. /Под ред. Ю.Г. Барыбина. –  М.: Энергоатомиздат, 1991.

8. Миронов Ю.М., Миронова А.И. Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

9. Справочник по проектированию электроснабжения. Электроустановки промышленных предприятий. /Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. –  М.: Энергоатомиздат, 1990.

10. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. – 4 изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 

 

Сводный план 2012 г., поз. 16