|
№ на плане
|
Наименование ЭО
|
Рэп,
кВт
|
Примечание
|
|
1, 21
|
Краны мостовые
|
36 кВ*А
|
ПВ = 25%
|
|
2, 3, 22, 23
|
Манипуляторы
электрические
|
3,2
|
|
|
6, 28
|
Точильно -
шлифовальные станки
|
2
|
|
|
7, 8, 26, 27
|
Настольно-сверлильные
станки
|
2,2
|
|
|
9, 10, 29, 30
|
Токарные
полуавтоматы
|
10
|
|
|
11 … 14
|
Токарные станки
|
13
|
|
|
15…20, 33…37
|
Слиткообдирочные
станки
|
3
|
|
|
24, 25
|
Горизонтально-фрезерные
станки
|
7
|
|
|
31, 32
|
Продольно-строгальные
станки
|
10
|
|
|
38 … 40
|
Анодно-механические
станки
|
75
|
|
|
41
|
Тельфер
|
5
|
|
|
42, 43
|
Вентиляторы
|
4,5
|
|
1.2 Категории
надежности, выбор тока и напряжения электроприемников
Электроприемники по надежности электроснабжения разделяются
на три категории:
Электроприемники І категории - электроприемники, перерыв
электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей,
значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного
оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического
процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального
хозяйства. Из состава электроприемников І категории выделяется особая группа
электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного
останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов,
пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.
Электроприемники ІІ категории - электроприемники, перерыв
электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым
простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной
деятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной
ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения
аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток Кабельные вставки этой
линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по
наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников ІІ
категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей,
присоединенных к одному общему аппарату.
При наличии централизованного резерва трансформаторов и
возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток
допускается питание электроприемников ІІ категории от одного трансформатора.
Для электроприемников ІІ категории при нарушении
электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы
электроснабжения на ремя, необходимое для включения резервного питания
действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
Согласно ПУЭ, электроприемники ІІ категории рекомендуется
обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих
источников питания.
Электроприемники III категории - все остальные
электроприемники, не подходящие под определения І и ІІ категорий.
электроэнергия электромеханический цех ток
Для электроприемников III категории электроснабжение может
выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы
электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента
системы электроснабжения не превышают 1 суток. Электроприемники учебных
мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию
относятся к электроприемникам ІІ и III категорий.
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:
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.
ШТР-1 через линейные выключатель запитывает электроприемник №
1.
ШТР-2 через линейные выключатель запитывает электроприемник №
21.
ШР-1 через линейные выключатели запитывает электроприемники
№2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.
ШР-2 через линейные выключатели запитывает электроприемники №
22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41.
РП-1 через линейные выключатели запитывает электроприемники №
42,43.
2. Расчетный
раздел
2.1 Расчет
нагрузок
Расчеты ведутся методом коэффициента максимума (упорядоченных
диаграмм). Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится
к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) рассчитанных нагрузок группы электроприемников.
Рм. = Км Рсм.; Qм. = Км'
Qсм.; Sм. =
;
где Рм. - максимальная активная нагрузка, кВт;
Qм. - максимальная реактивная нагрузка, квар;
Sм. - максимальная полная нагрузка, кВА;
Км. - коэффициент максимума активной нагрузки зависит от
коэффициента использования и эффективного числа электроприемников;
Км' - коэффициент максимума реактивной нагрузки;
Рсм. - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену,
кВт;
Qсм. - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену,
квар.
;
Qсм. = Р см tgφ;
где Ки - коэффициент использования электроприемников, определяется
на основании опыта эксплуатации (8, табл.1.5.1);
Рн. - номинальная активная групповая мощность, приведенная к
длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;
tgφ - коэффициент реактивной мощности;
nэ = F (n, m, Ки ср, Рн) - эффективное число
электроприемников, может быть определено по упрощенным вариантам (8,
табл.1.5.2);
Ки ср - средний коэффициент использования группы
электроприемников,
Средний коэффициент мощности cosφ и средний коэффициент реактивной мощности
tgφ.
; 
показатель силовой сборки в группе
m = Рн. нб. / Рн. нм.,
где Рн нб, Рн нм - номанальные приведенные к длительному режиму
активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе.
В соответствии с практикой проектирования принимается Км' = 1,1
при nэ < 10; Км' = 1 при nэ > 10.
Производим расчет нагрузок и составляем сводную ведомость нагрузок
по электромеханическому цеху в табличной форме (табл.2.1).
В графу 1 записывается наименование групп электроприемников и
узлов питания.
В графу 2 записывается мощность электроприемников и узлов питания
(Рн).
В графу 3 записывается количество электроприемников для групп и
узла питания (n)
В графу 4 для групп приемников и узла питания заносятся суммарная
номинальная мощность (Рн∑)
∑Рн=. 
;
В графу 5 записывается коэффициент использования электроприемников
(Ки)
В графы 6 и 7 для групп приемников записываются tgφ. и cosφ. Определяется по (4, табл.1.5.1).
В графу 8 для групп приемников записываются показатель силовой
сборки в группе m>3
В графу 9 записывается средняя активная мощность за наиболее
загруженную смену (Рсм)
;
В графу 10 записывается средняя реактивная мощность за наиболее
загруженную смену (Qсм)
;
В графу 11 записывается средняя нагрузка за наиболее загруженную
смену (Sсм)
S
=
;
В графу 12 записывается эффективное число электроприемников, nэ= n
графу 13 записывается коэффициент максимума активной нагрузки.
В графу 14 записывается коэффициент максимума реактивной нагрузки.
Км'
В графу 15 записывается максимальная активная мощность Рм,
определяемая по формуле:
ΣРм=Км∙ΣРсм;
где
Pм -
максимальная активная нагрузка, (кВт)
Kм -
коэффициент максимума активной нагрузки
В графу 16, записывается максимальная реактивную мощность Qм,
В графе 17 записывается максимальная полная мощность Sм,
определяемая по формуле:
ΣSм=
В графе 18 записывается максимальный ток Iм,
определяемый по формуле:
Iм = Sм / √3 · Uн;
Произведем расчет нагрузок на ШТР - 1
Кран мостовой работает в повторно-кратковременном режиме, с ПВ =
25% приведем мощность электроприемника к длительному режиму:
Рн. = Рп. · 
Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену:
; Qсм = Рсм tgφ; S=;
Кран мостовой:
Ки = 0.1; Рсм. = 0.1 · 18 = 1.8 кВт;
Qсм. = 1.8 · 0.73 = 3.1 кВар;
Sсм. =
= 3.6 кВ · А;
Поскольку на ШТР один приемник, то максимальные активные,
реактивные и полные нагрузки равны сменным:
Рм. = 1.8 кВт; Qм. = 3.1 кВар; Sсм. = 3.6 кВ · А;
Iм. = Sм. (ШТР-1) / √3 · Uн. = 3.6/1.73 · 0.38 = 5.5 А.
Произведем расчет нагрузок на ШТР - 2
Кран мостовой работает в повторно-кратковременном режиме, с ПВ =
25% приведем мощность электроприемника к длительному режиму:
Рн. = Рп. ·
Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену:
; Qсм = Рсм tgφ; S=;
Кран мостовой: Ки = 0.1; Рсм. = 0.1 · 18 = 1.8 кВт;
Qсм. = 1.8 · 0.73 = 3.1 кВар;
Sсм. == 3.6 кВ · А;
Максимальные активные, реактивные и полные нагрузки равны сменным:
Рм. = 1.8 кВт; Qм. = 3.1 кВар; Sсм. = 3.6 кВ · А;
Iм. = Sм. (ШТР-2) / √3 · Uн. = 3.6/1.73 · 0.38 = 5.5 А.
Произведем расчет нагрузок на ШР - 1
Определяем показатель силовой сборки в группе:
m = Рн. нб. / Рн. нм.; m = 13/2
= 6.2; m > 3.
Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену:
; Qсм = Рсм · tgφ; S=
Манипулятор электрический:
Ки = 0.1; ∑ Рн. = 6.4 кВт; tgφ = 1.73;
Рсм. = 0.1 · 6.4 = 0.64 кВт;
Qсм. = 0.64 · 1.73 = 1.1 кВар;
Точильно шлифовочный станок:
Ки = 0.14; ∑ Рн. = 62 кВт; tgφ = 0.5;
Рсм. = 0.14 · 2 = 0.28 кВт;
Qсм. = 0.28 · 0.5 = 0.1 кВар;
Настольно сверлильный станок:
Ки = 0.16; ∑ Рн. = 4.4 кВт; tgφ = 1.33;
Рсм. = 0.16 · 4.4 = 0.7 кВт;
Qсм. = 0.7 · 1.33 = 0.9 кВар;
Токарный полуавтомат:
Ки = 0.17; ∑ Рн. = 20 кВт; tgφ = 0.5;
Рсм. = 0.17 · 20 = 0.28 кВт;
Qсм. = 0.28 · 0.5 = 0.1 кВар;
Токарный станок:
Ки = 0.16; ∑ Рн. = 52 кВт; tgφ = 1.33;
Рсм. = 0.16 · 52 = 8.3 кВт;
Qсм. = 8.3 · 1.33 = 11 кВар;
Слиткообдирочный станок:
Ки = 0.17; ∑ Рн = 18 кВт; tgφ = 1.17;
Рсм. = 0.17 · 18 = 3.1 кВт;
Qсм. = 3.1 · 1.17 = 3.6 кВар;
Определяем n всего по ШР-1:
n = 2 + 1 + 2 + 2 + 4 + 6 = 17;
Определяем ΣPн всего по ШР-1:
ΣPн = 6.4 + 2 + 4.4 + 20 + 52 + 18 = 102.8
кВт;
Определяем суммарную активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену по ШР-1. и определяем среднее значение Ku ср, cosφ и tgφ:
ΣРсм. = 0.64 + 0.28 + 0.7 + 3.4 + 8.3 + 3.1
= 16.4 кВт;
ΣQсм. = 1.1 + 0.1 + 0.9 + 4 + 11 + 3.6
=20.7кВар;
ΣSсм. =
= 26.4 кВ·А
Ku ср. = ΣРсм. / ΣРн. = 16.4/102.8 = 0.16;
cosφ = ΣРсм. / Sсм. = 16.4/26.4 = 0.62;
tg = Qсм. / Pсм = 20.7/16.4 = 1.26.
Определяем nэ эффективное
число электроприемников, находим по (8, табл.1.5.2.):
n = 17 >5; Ku ср = 0.16
< 0.2; m > 3, при этом nэ = n = 17.
Определяем Kм коэффициент максимума активной нагрузки находим по таблице
(8, табл.1.5.3.): Км = 1.61.
Определяем Kм коэффициент максимума реактивной нагрузки:
Км’ = 1, при n > 10.
Определяем максимальные активную, реактивную и полную
мощности (Рм, Qм,
Sм) расчетных нагрузок
группы электроприемников,
Рм. = Км. · Рсм.; Qм. = Км'
· Qсм; Sм =
Рм. = 1.61 · 16.4 = 26.4 кВт;
Qм. = 1 · 20.7 = 20.7 кВар;
Sм. = 
= 33.6 кВ · А;
Определяем максимальный ток:
Iм. = Sм. (ШТР-2) / √3 · Uн = 33.6/1.73 · 0.38 = 51.1 А.
Произведем расчет нагрузок на ШР - 2:
Определяем показатель силовой сборки в группе:
m = Рн. нб. / Рн. нм.;
m = 13/2 = 6.2; m > 3.
Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену:
; Qсм = Рсм · tgφ; S=
Манипулятор электрический:
Ки = 0.1; ∑ Рн. = 6.4 кВт; tgφ = 1.73;
Рсм. = 0.1 · 6.4 = 0.64 кВт;
Qсм. = 0.64 · 1.73 = 1.1 кВар;
Настольно сверлильный станок:
Ки = 0.16; ∑ Рн. = 4.4 кВт; tgφ = 1.33; Рсм. = 0.16 · 4.4 = 0.7 кВт;
Qсм. = 0.7 · 1.33 = 0.9 кВар;
Токарный полуавтомат:
Ки = 0.17; ∑ Рн. = 20 кВт; tgφ = 0.5;
Рсм. = 0.17 · 20 = 0.28 кВт;
Qсм. = 0.28 · 0.5 = 0.1 кВар;
Слиткообдирочный станок:
Ки = 0.17; ∑ Рн. = 18 кВт; tgφ = 1.17;
Рсм. = 0.17 · 18 = 3.1 кВт;
Qсм. = 3.1 · 1.17 = 3.6 кВар;
Горизонтально фрезерный станок:
Ки = 0.17; ∑ Рн. = 14 кВт; tgφ = 1.17;
Рсм. = 0.17 · 14 = 2.4 кВт;
Qсм. = 2.4 · 1.17 = 2.8 кВар;
Продольно строгальный станок:
Ки = 0.17; ∑ Рн. = 20 кВт; tgφ = 1.17;
Рсм. = 0.17 · 20 = 3.4 кВт;
Qсм. = 3.4 · 1.17 = 4 кВар;
Анодно механический станок:
Ки = 0.16; ∑ Рн. = 225 кВт; tgφ = 1.33;
Рсм. = 0.16 · 225 = 36 кВт;
Qсм. = 36 · 1.33 = 48 кВар;
Тельфер:
Ки = 0.1; ∑ Рн. = 5 кВт; tgφ = 1.73;
Рсм. = 0.1 · 5 = 0.5 кВт;
Qсм. = 0.5 · 1.73 = 0.9 кВар;
Определяем n всего по ШР-1:
n = 2 + 2 + 2 + 5 + 2 +2 + 3 + 1 = 19;
Определяем ΣPн всего по ШР-1:
ΣPн. = 6.4 + 4.4 + 20 + 15 + 14 + 20 + 225 +
5 = 309.8 кВт;
Определяем суммарную активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену по ШР - 1. и определяем среднее значение Ku ср, cosφ и tgφ:
ΣРсм. = 0.6 + 0.7 + 3.4 + 2.6 + 2.4 + 3.4 +
36 +0.5 = 49.6 кВт;
ΣQсм. = 1 + 1 + 4 + 3 + 2.8 + 4 + 48 + 0.9 =
64.7 кВар;
ΣSсм. =
= 81.5 кВ·А
Ku ср. = ΣРсм. / ΣРн. = 49.6/309.8 = 0.16;
cosφ = ΣРсм. / Sсм. = 49.6/91.5 = 0.6;
tg = Qсм. / Pсм = 64.7/49.6 = 1.3.
Определяем nэ эффективное
число электроприемников:
Так как n > 5, Ku ср. < 0.2, m > 3, то nэ = n = 19
Определяем коэффициент максимума активной нагрузки: Км = 1.55
Определяем коэффициент максимума реактивной нагрузки:
Км’ = 1, при n > 10
Определяем максимальные активную, реактивную и полную
мощности (Рм, Qм,
Sм) расчетных нагрузок
группы электроприемников,
Рм. = Км. · Рсм.; Qм. = Км'
· Qсм.; Sм. = 
Рм. = 1.55 · 49.6 = 76.9 кВт;
Qм. = 1 · 64.7 = 64.7 кВар;
Sм. = 
= 100.5кВ · А;
Определяем максимальный ток:
Iм. = Sм. (ШР-2) / √3 · Uн = 152.1/1.73 · 0.38 = 152.1 А.
Произведем расчет нагрузок на РП - 1
Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за
наиболее нагруженную смену:
; Qсм=Рсмtgφ; Sсм =
Вентилятор:
Ки = 0.6 5; ∑ Рн. = 9 кВт; tgφ = 1.75;
Рсм. = 0,65 · 9 = 5.85 кВт;
Qсм = 5.85 · 0.75 = 4.4 кВар;
Sсм. =
=7.3 кВ·А;
Поскольку на РП одинаковые приемники, то максимальные активные,
реактивные и полные нагрузки равны сменным:
Рм. = 5.85 кВт; Qм. = 4.4 кВар; Sсм. = 7.3 кВ·А;
Iм. = Sм. (РП-1) / √3 · Uн = 7.3/1.73 · 0.38 = 11.1 А.
Произведем расчет нагрузок на ЩО:
Ро. у. = Руд · S = 10 · 1440 = 14.4 кВт;
Рсм. = Ku · ΣPн. = 0.85 · 14.4 = 12.2 кВт;
Qсм. = Pсм. · tgφ = 12.2 · 0.33 = 4 кВар;
Sсм = 
кВ · А
Iм. = Sм. (ЩО) / √3 · Uн = 12.8/1.73 · 0.38 = 19.5 А.
Определяем потери в трансформаторе, результаты заносим в колонки
15, 16, 17.
Рт = 0.02 Sнн = 0.02 ·
160 = 3.2 кВт;
Qт = 0.1 Sнн = 0,1 · 160 = 16 кВар;
Sт = 
= 16.3 кВ · А.
2.2 Расчет
компенсирующих устройств
Передача значительного количества реактивной мощности из
энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают
дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы
электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и
дополнительные потери напряжения в питательных сетях.
Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь
в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/квар. В настоящее время
степень компенсации в период максимума составляет 0,25 квар/кВт, что
значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6квар/кВт.
При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах
электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по
функциональным признакам две группы промышленных сетей в зависимости от состава
их нагрузок: первая группа - сети общего назначения (сети с режимом прямой
последовательности основной частоты 50 Гц.); вторая группа - сети со
специфическими нелинейными, несимметричными и резко переменными нагрузками.
Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия,
принимаемая для определения мощности компенсирующей установки равна: QM1=KHCQP, где KHC - коэффициент
учитывающий несовпадения по времени наибольшей активной нагрузки энергосистемы
и реактивной нагрузки предприятия.
По входной реактивной мощности QЭ1 определяют суммарную
мощность компенсирующего устройства предприятия, а по назначению QЭ2 регулируемую часть
компенсирующего устройства.
Суммарную мощность компенсирующего устройства QЭ1 определяют по балансу
реактивной мощности на границе электрического раздела предприятия и
энергосистемы в период наибольшей активной нагрузки энергосистемы: QK1=QM1+QЭ2.
Для промышленных предприятий с присоединяемой суммарной
мощностью трансформаторов менее 750 кВ*А, значение мощности компенсирующего
устройства QЭ1 задается энергосистемой и является обязательным при выполнении проекта
электроснабжения предприятия.
По согласованию с энергосистемой, выдавшей технические
условия на присоединение потребителей, допускается принимать большую по
сравнению с QЭ1 суммарную мощность компенсирующего устройства, если это снижает
приведенные затраты на систему электроснабжения предприятия в целом.
Средствами компенсации реактивной мощности являются в сетях
общего назначения батареи конденсаторов (низшего напряжения - НБК и высшего
напряжения - ВБК) и синхронные двигатели в сетях со специфическими нагрузками,
дополнительно к указанным средствам, силовые резонансные фильтры (СРФ),
симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства, устройства динамической и
статической компенсации реактивной мощности с быстродействующими системами
управления (СТК) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК).
РсмΣ = 5.85 + 16.4 + 49.6 +
1.8 + 1.8 + 12.2 = 87.7 кВт;
QсмΣ = 4.4 + 20.7 + 64.7 +
3.1 + 3.1 + 4 = 100 кВар;
SсмΣ = 
= 133 кВ · А;
РмΣ = 5.85 +
26.4 + 76.9 + 1.8 + 1.8 + 12.2 = 124.95 кВт;
QмΣ = 4.4 +
20.7 + 64.7 + 3.1 + 3.1 + 4 = 100кВар;
SмΣ = 
= 160 кВ ·А;
cosφ = PсмΣ / SсмΣ =
87.7/133 = 0.66; tgφ = QсмΣ / PсмΣ = 1.14.
Исходные данные для выбора компенсирующего устройства приведены в
таблицу 2.
Таблица 2. Исходные данные
|
Параметр
|
Cosφ
|
tgφ
|
Pм, кВт
|
Qм, квар
|
Sм, кВ · А
|
|
Всего на НН без
КУ
|
0,67
|
1,09
|
191,5
|
144,45
|
239,9
|
Определяем расчетную мощность компенсирующего устройства:
Qкр = α · Рм · (tgφ - tgφк)
α = 0.9; Рм = 124.95 кВт;
Qкр = 0.9 · 124.95 (1.14 - 0.33) = 91.1 кВар;
Применяется cosφк = 0.95, тогда tgφк = 0.33;
Выбирается 5 х КС 0.38 - 18 - ЗУЗ (1УЗ);
Определяется фактическое значение tgφф и cosφф после компенсации
реактивной мощности:
Qкст = 5×18; Pм = 124.95;
cosφф =
0.75;
Результаты расчетов заносятся в сводную ведомость нагрузок таблицу
3.
|
Параметр
|
cosφ
|
tgφ
|
Рм, кВт
|
Qм, кВар
|
Sм, кВ · А
|
|
Всего на НН без
КУ
|
0.66
|
1.14
|
124.95
|
100
|
160
|
|
КУ
|
|
|
|
5 × 18
|
|
|
Всего на НН с
КУ
|
0.75
|
0.8
|
124.95
|
10
|
125.4
|
|
Потери
|
|
|
2.5
|
12.5
|
12.6
|
|
Всего на ВН с
КУ
|
|
|
127.5
|
22.5
|
129.5
|
2.3 Выбор
числа и мощности трансформатора
На подстанциях всех напряжений, как правило, применяется не
более двух трансформаторов по соображениям технической и экономической
целесообразности. В большинстве случаев это обеспечивает надежное питание
потребителей и в то же время дает возможность применять простейшие блочные
схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении, что резко упрощает их
конструктивные решения и уменьшает стоимость. Резервирование осуществляется при
помощи складского и передвижного резерва.
Однотрансформаторные цеховые подстанции напряжением 6.10 кВ
можно применять при наличии складского резерва для потребителей всех групп по
надежности, даже для потребителей первой категории, если величина их не
превышает 15.20% общей нагрузки и их быстрое резервирование обеспечено при
помощи автоматически включаемых резервных перемычек на вторичном напряжении.
Эти перемычки могут быть применены также для питания в периоды минимальных
режимов при отключении части подстанций.
Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются в тех
случаях, когда большинство электроприемников относится к первой или второй
категориям, которые не допускают перерыва в питании во время доставки и
установки резервного трансформатора со склада, на что требуется не менее 3.4 ч.
Двухтрансформаторные подстанции целесообразно применять также
независимо от категории питаемых потребителей при неравномерном графике
нагрузки, когда выгодно уменьшать число включенных трансформаторов при
длительных снижениях нагрузки в течение суток или года.
Применение цеховых подстанций с числом трансформаторов более
двух, как правило, экономически нецелесообразно. Более двух трансформаторов на
одной цеховой подстанции применяется в следующих случаях:
· при наличии крупных сосредоточенных
нагрузок;
· при отсутствии места в цехе для
рассредоточенного расположения подстанций по производственным условиям;
· при раздельных трансформаторах для
"силы" и "света", если установка этих трансформаторов
целесообразна на одной подстанции;
· при питании территориально совмещенных
силовых нагрузок на различных напряжениях;
· при необходимости выделения питания
нагрузок с резкими, часто повторяющимися толчками, например крупных сварочных
аппаратов и т.п.
Исполнение трансформаторов. На напряжении 6.10 кВ применяются
масляные, совтоловые и сухие трансформаторы. Но преимущественное применение
находят масляные трансформаторы. Применение совтоловых (совтол - негорючий
диэлектрик) трансформаторов мощностью до 1000.1600 кВ-А целесообразно в тех
случаях, когда по условиям среды нельзя устанавливать масляные трансформаторы и
недопустима установка сухих негерметизированных трансформаторов.
При выборе этих трансформаторов необходимо учитывать их
токсичность при наличии течи совтола, так как при этом выделяются вредные пары,
длительное вдыхание которых вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и
носа.
Сухие трансформаторы имеют ограниченное применение, так как они
дороже масляных и имеют следующие недостатки:
· боятся грозовых перенапряжений;
· создают при работе повышенный шум по
сравнению с масляными;
· требуют установки в сухих непыльных
помещениях с относительной влажностью не более 65%.
Применение сухих трансформаторов целесообразно при их
мощности от 10 до 400 кВА. В основном они применяются там, где недопустима
установка масляных трансформаторов из-за пожарной опасности, а трансформаторов
с негорючей жидкостью из-за их токсичности.
Номинальная мощность трансформатора.
Наивыгоднейшая мощность трансформатора зависит от многих
факторов:
величины и характера графика электрической нагрузки;
длительности нарастания нагрузки по годам;
числа часов работы объекта электроснабжения;
стоимости энергии и др.
Указанные факторы сочетаются различным образом и изменяются
во времени.
Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь
и компенсацией реактивной мощности.
Рт. = 0,02 Sнн = 0,02 ·
125.4 = 2.5 кВт;
Qт. = 0,1 Sнн = 0,1 ·125.4 = 12.5 кВар;
Sт. = 
= 12.6 кВА;
Выбираем трансформатор типа ТМ 250 - 10/04;U1н. = 10; 6 кВ; U2н. =
0.4; 0.69 кВ; Мощность потерь: Pх. х. = 0.82
кВт; Pкз. = 3.7 кВт; Lх. х. = 2.3%.
Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:
Кз = Sнн / Sт;
Кз = 125.4/250 = 0.5
Рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора 0.5 - 0.7.
2.4 Расчет и
выбор коммутационно-защитной аппаратуры
При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов
и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше
допустимой.
Это приводит к преждевременному износу их изоляции,
следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение
персонала.
Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты,
отключающий поврежденный участок.
Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели,
предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные
пускатели.
Автоматические выключатели являются наиболее совершенными
аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой
линии.
Чувствительными элементами автоматов являются расцепители:
тепловые, электромагнитные и полупроводниковые.
Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках,
электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при
КЗ.
Наиболее современные автоматические выключатели серии ВА
предназначены для замены устаревших A37, АЕ, АВМ и "Электрон".
Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные
узлы и элементы. Работают в сетях постоянного и переменного тока. В таблице А.6
предоставлены данные ВА, так как они наиболее современные и применяются в
комплектных распределительных устройствах в виде различных комбинаций.
Автоматические выключатели серии ВА
Выключатели серии ВА разработок 51, 52, 53, 55 предназначены
для отключений при КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при
недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и
отключений электрических цепей.
Выключатели серии ВА разработок 51 и 52 имеют тепловой (TP) и электромагнитный
расцепители, иногда только ЭМР.
ВА 51 имеют среднюю коммутационную способность.
ВА 52 - повышенную.
Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:
для линии без ЭД - Iн. а. ≥ Iн. р.; Iн. р. ≥ Iдл;
для линии с одним ЭД - Iн. а. ≥ Iн. р.; Iн. р. ≥ 1,25 Iдл;
для групповой линии с несколькими ЭД - Iн. а. ≥ Iн. р.; Iн. р. ≥ 1,1Iдл.
Производим расчет и выбор ШТР-1, ШТР-2, ШР-1, ШР-2, РП1и
вводных выключателей:
Исходные данные для расчетов аппаратов защиты берутся из
сводной ведомости нагрузок.
Линия Т - ШНН - 1SF (без ЭД):
Определяем ток в линии:
Sт. = 250 кВ · А; Iт. = Sт. / 
3 · Uн.;
Iт = 250/1.73 · 0.38 = 380.3 А;
Iн. р. > 380.3 А;
Выбираем автоматический выключатель:
ВА 51-37-3
Iн. а. = 400 А;
Iн. р. = 400 А;
Iт. р. = 1,25 · Iнр;
Iэмр = 10· Iнр;
Iоткл. = 25 кА.
Линия ШНН - ШТР 1 - SF1 (с одним ЭД)
(ШТР 2 - SF2):
Iнр ≥ 1.25 Iм; Iм = 5.5 А;
Iнр ≥ 1,25 · 5.5 = 6.88 А;
Выбираем автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3; Iн. а. = 25 А; Iн. р. =
8 А; Iт. р. = 1,35 · Iнр; Iэмр. = 10·
Iнр; Iоткл. = 2 кА.
Рассчитываем номинальный допустимый ток крана мостового как
наибольшего приемника в группе ШТР-1:
Pн. нб. = 18; cosφ = 0.5; Uн = 0.38 кВ; η = 0.9;
Iн. д. = Pн. нб. / √3
· Uн · cosφ · η;
Iн. д. = 18/1.73 · 0.38 · 0.5 · 0.9 = 60.85
А;Кп = 2;
Iпуск. = Кп. · Iн. д. = 2 · 60.85 = 121.7 А;
I0 ≥ 1.2 · Iпуск. = 1.2 · 121.7
= 146.04 А;
К0 = I0/Iн. р. = 146.04/8 = 18.3; принимаем К0 =
19;
Выбираем распределительный пункт ПР-8503; Uн. - 220/380; Ін.100 А.
Линия ШНН - ШР-1 - SF3 (с группой ЭД):
Iнр ≥ 1.1 Iм; Iм = 51 А;
Iнр ≥ 1,1 · 51 = 56 А;
Выбираем автоматический выключатель:ВА 51Г-31-3;
Iн. а. = 100А;
Iн. р. = 63 А;
Iт. р. = 1,35 · Iнр;
Iэмр. = 10· Iнр;
Iоткл. = 5 кА.
Рассчитываем номинальный допустимый ток токарного станка как
наибольшего приемника в группе ШР-1:
Pн. нб. = 13; cosφ = 0.6; Ки = 0.16; Uн = 0.38 кВ; η = 0.9;
Iн. д. = Pн. нб. / √3 · Uн · cosφ · η;
Iн. д. = 13/1.73 · 0.38 · 0.6 · 0.9 = 36.6
А;Кп. = 6.5;
Iпуск. = Кп. · Iн. д. = 6.5 · 36.6 = 237.9 А;
Iпик = Iн. нб. + Iм - Iн. нб. · Ки = 237.9 + 51.1 - 36.6 · 0.16 = 283.1 А;
I0 ≥ 1.2 · Iпик. = 1.2 · 283.1 =
339.7 А;
К0 = I0/Iн. р. = 339.7/63 = 5.4; принимаем К0 =
7;
Выбираем распределительный пункт ПР-8503; Uн. - 220/380; Ін.100 А.
В дальнейшем полученные данные записываем в таблицу 4.:
Таблица 4. Перечень выбранного ЭО (автом. выкл. и рапр. пункты)
линий ЭСН.
|
Наименование
линии
|
Выбранное
электрооборудование
|
|
Линия Т - ШНН -
1SF (без ЭД)
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51-37-3 Iн. а. = 400 А; Iн. р. = 400
А; Iт. р. = 1,25 · Iнр; Iэмр = 10· Iнр; Iоткл. = 25 кА.
|
|
Линия ШНН - ШТР
1 - SF1 (с одним ЭД) (ШТР 2 - SF2)
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3; Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 8 А; Iт. р. = 1,35 · Iнр; Iэмр. = 10· Iнр; Iоткл. = 2 кА. Выбираем распределительный
пункт ПР-8503; Uн. - 220/380; Ін.100 А.
|
|
Линия ШНН -
ШР-1 - SF3 (с группой ЭД)
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51Г-31-3; Iн. а. = 100А; Iн. р. = 63 А;
Iт. р. = 1,35 · Iнр; Iэмр. = 10· Iнр; Iоткл. = 5 кА. Выбираем распределительный
пункт ПР-8503; Uн. - 220/380; Ін.100 А.
|
|
Линия ШНН - ШР
- 2 - SF4 (с группой ЭД)
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 35 - 3; Iн. а. = 250 А; Iн. р. = 200 А;
Iт. р. = 1,25 · Iнр; Iэмр. = 12· Iнр; Iоткл. = 15 кА. Выбираем
распределительный пункт ПР-85 - 3 - 057−54 - УХЛ4; Uн. - 220/380; Iн.
а. = 250 А.
|
|
Линия ШНН - РП
- SF5 (с группой ЭД)
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3; Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 12.5 А;
Iт. р. = 1,35 · Iнр; Iэмр. = 10· Iнр; Iоткл. = 2.5 кА. Выбираем
распределительный пункт ПР-8503; Uн. - 220/380; Ін.100 А.
|
|
Линия ШНН - ЩО
- SF6 (без ЭД)
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3. Iна =25 А Iн. р. =0.3 А Iтр. =
1,2 Iнр Iэмр. = 14 Iнр Iоткл. = 3 кА Выбираем распределительный пункт
ПР-8503; Uн. - 220/380; Ін.100 А.
|
|
Линия ШТР 1 -
№1 (21) кран мостовой
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51Г - 31 - 3 Iн. а. = 100 А; Iн. р. = 80 А;
Iт. р. = 1.25 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 7 кА;
|
|
Линия ШР1-ЭД -
№2 (3,22,23.) манипулятор электрический
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3 Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 16 А; Iт.
р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 3 кА;
|
|
Линия ШР1-№6
(28) точильно-шлифовальный станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51Г - 31 - 3 Iн. а. = 100 А; Iн. р. = 31 А;
Iт. р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 5 кА;
|
|
Линия ШР1-№7
(8, 26, 27.) настольно-сверлильный станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3 Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 8 А; Iт.
р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 2 кА;
|
|
Линия ШР1-ЭД №9
(10, 29, 30.) токарный полуавтомат
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51Г - 31 - 3 Iн. а. = 100 А; Iн. р. = 40 А;
Iт. р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 5 кА;
|
|
Линия ШР1 - №11
(12, 13, 14.) токарный станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51Г - 31 - 3 Iн. а. = 100 А; Iн. р. = 50 А;
Iт. р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 5 кА;
|
|
Линия ШР1 - №15
(16, 17, 18, 19, 20, 33, 34, 35, 36, 37.) слиткообдирочный станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3 Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 10 А; Iт.
р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 2.5 кА;
|
|
Линия ШР2 - №24
(25) горизонтально-фрезерный станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3 Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 25 А; Iт.
р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 2.5 кА;
|
|
Линия ШР2 - №31
(32) продольно-строргальный станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51Г - 31 - 3 Iн. а. = 100 А; Iн. р. = 40 А;
Iт. р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 5 кА;
|
|
Линия ШР2-№38
(38,40.) анодно-механический станок
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 37 - 3 Iн. а. = 400 А; Iн. р. = 320 А;
Iт. р. = 1,25 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 25 кА;
|
|
Линия ШР2 - №41
тельфер
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3 Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 25 А; Iт.
р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 3 кА;
|
|
Линия РП1 - №42
(43) вентилятор
|
Выбираем
автоматический выключатель: ВА 51 - 25 - 3 Iн. а. = 25 А; Iн. р. = 12.5 А;
Iт. р. = 1,35 Iнр; Iэмр. = 10 Iнр; Iоткл. = 2.5 кА;
|
2.5 Выбор
сечения проводов питающей линии электропередачи
Цеховые электрические сети напряжением до 1кВ выполняют:
кабелями и изолированными проводами, прокладываемыми непосредственно на
строительных элементах и элементах технологического оборудования, в коробах, на
лотках и в трубах, а также тросовыми проводами;
Комплектными шинопроводами - магистральными,
распределительными и осветительными, устанавливаемыми на опорах конструкциях на
полу, стенах, колоннах, фермах и т.п.;
Комплектными троллеями, укрепленными на троллейных
кронштейнах, и комплектными троллейными шинопроводами, укрепленными на
специальных конструкциях.
Электропроводка должна соответствовать условиям окружающей
среды, назначению и ценности сооружений, их конструкции и архитектурным
особенностям. При выборе вида электропроводки и способа прокладки должны
учитываться требования электробезопасности и пожарной безопасности. Оболочка и
изоляция проводов должны соответствовать способу прокладки и условиям
окружающей среды.
Воздушные линии напряжением до 1 кВ на промышленных
предприятиях используют главным образом в качестве сетей наружного освещения и
для питания отдельных маломощных потребителей.
Электропроводки является распространенным видом сетей внутри
зданий и сооружений. Этот вид сетей широко применяется для питание
осветительных устройств, для цепей вторичной коммутации, защиты и управления,
для питания установок небольшой мощности. Жесткий токопровод напряжением до 1
кВ заводского изготовления, поставляемые комплектными секциями, называется
шинопроводом. Шинопроводы различных серий и типов комплектуются из отдельных
секций различной конфигурации и назначения. Секции могут быть прямые, угловые,
гибкие, вводные, ответильные, компенсационные, переходные, подгоночные.
Магистральный шинопровод предназначен для питания распределительных
шинопроводов и пунктов, отдельных крупных электроприемников. Линия ШНН - ШТР 1
- SF1 (с одним ЭД) (ШТР 2 - SF2):
Рассчитываем номинальный допустимый ток крана мостового как
наибольшего приемника в группе ШТР-1:
Pн. нб. = 18; cosφ = 0.5; Uн = 0.38 кВ; η = 0.9;
Iн. д. = Pн. нб. / √3 · Uн · cosφ · η;
Iн. д. = 18/1.73 · 0.38 · 0.5 · 0.9 = 60.85
А;Кп = 2;
Iпуск. = Кп. · Iн. д. = 2 · 60.85 = 121.7 А; I0 ≥ 1.2 ·
Iпуск. = 1.2 · 121.7 = 146.04 А;
К0 = I0/Iн. р. = 146.04/8 = 18.3; принимаем К0 =
19;
Рассчитываем допустимый ток кабеля:
Iдоп. = Кз. · Iн. р.;
Кз. = 1.25, для взрыво - и пожароопасных помещений;
Iдоп. = 1.25 · 8 = 10 А;
В соответствии со справочником кабелей марки АПРН выбираем
кабель для прокладки в земле АПРН 2х2.5; Iдоп. = 29 А.
Выбираем троллейный шинопровод ШТА - 76, Ін. = 100 А; Uн = 36 - 380 В, 17 - 60
Гц; Номинальный ток токосъемной каретки - 17, 25 А; Электродинамическая
стойкость ударному току КЗ - 5; Число шин - 4.
Линия ШНН - ШР-1 - SF3 (с группой ЭД):
Рассчитываем номинальный допустимый ток токарного станка как
наибольшего приемника в группе ШР-1:
Pн. нб. = 13; cosφ = 0.6; Ки = 0.16; Uн = 0.38 кВ; η = 0.9;
Iн. д. = Pн. нб. / √3 · Uн · cosφ · η;
Iн. д. = 13/1.73 · 0.38 · 0.6 · 0.9 = 36.6
А;Кп. = 6.5;
Iпуск. = Кп. · Iн. д. = 6.5 · 36.6 = 237.9 А;
Iпик = Iн. нб. + Iм - Iн. нб. · Ки = 237.9 + 51.1 - 36.6 · 0.16 = 283.1 А;
I0 ≥ 1.2 · Iпик. = 1.2 · 283.1 =
339.7 А;
К0 = I0/Iн. р. = 339.7/63 = 5.4; принимаем К0 =
7;
Рассчитываем допустимый ток кабеля:
Iдоп. = Кз. · Iн. р.;Кз. = 1.25;
Iдоп. = 1.25 · 63 = 78.75 А;
Выбираем кабель для прокладки в земле АПРН 3х16; Iдоп. = 90 А.
Выбираем распределительный шинопровод ШРМ - 75, Ін. = 100 А; Uн = 380/220 В; Активное
сопротивление на фазу - 0,15 Ом/км; Реактивное сопротивление на фазу - 0,20
Ом/км; Размеры шин на фазу - 35x5 мм; Максимальное расстояние между точками
крепления - 2000 мм.
В дальнейшем рассчитываем все остальные линии аналогично и
заносим выбранные кабели и шинопроводы в таблицу 5.:
Таблица 5. Перечень выбранного ЭО (кабели и шинопроводы)
линий ЭСН.
|
Наименование
линии
|
Выбранное
электрооборудование
|
|
Линия ШНН - ШТР
1 - SF1 (с одним ЭД) (ШТР 2 - SF2)
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 2х2.5; Iдоп. =
29 А. Выбираем троллейный шинопровод ШТА - 76, Ін. = 100 А; Uн = 36 - 380 В, 17 - 60 Гц; Номинальный
ток токосъемной каретки - 17, 25 А; Электродинамическая стойкость ударному
току КЗ - 5; Число шин - 4.
|
|
Линия ШНН -
ШР-1 - SF3 (с группой ЭД)
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х16; Iдоп. =
90 А. Выбираем распределительный шинопровод ШРМ - 75, Ін. = 100 А; Uн = 380/220 В; Активное сопротивление на
фазу - 0,15 Ом/км; Реактивное сопротивление на фазу - 0,20 Ом/км; Размеры шин
на фазу - 35x5 мм; Максимальное расстояние между точками крепления - 2000 мм.
|
|
Линия ШНН - ШР
- 2 - SF4 (с группой ЭД)
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х95; Iдоп. = 255 А. Выбираем распределительный шинопровод
ШРМ - 75, Ін. = 100 А; Uн = 380/220 В; Активное сопротивление на фазу - 0,15
Ом/км; Реактивное сопротивление на фазу - 0,20 Ом/км; Размеры шин на фазу - 35×5 мм; Максимальное расстояние между
точками крепления - 2000 мм.
|
|
Линия ШНН - РП
- SF5 (с группой ЭД)
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АППР 3х2.5; Iдоп. = 29 А.
|
|
Линия ШНН - ЩО
- SF6 (без ЭД)
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х2.5; Iдоп. = 29 А.
|
|
Линия ШТР 1 -
№1 (21) кран мостовой
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 2х25; Iдоп. = 115 А.
|
|
Линия ШР1-ЭД -
№2 (3,22,23.) манипулятор электрический
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х2.5; Iдоп. = 29 А.
|
|
Линия ШР1-№6
(28) точильно-шлифовальный станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х6; Iдоп. = 46 А.
|
|
Линия ШР1-№7
(8, 26, 27.) настольно-сверлильный станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х2.5; Iдоп. = 29 А.
|
|
Линия ШР1-ЭД №9
(10, 29, 30.) токарный полуавтомат
|
Выбираем
кабель для прокладки в земле АПРН 3х10; Iдоп. = 70 А.
|
|
Линия ШР1 - №11
(12, 13, 14.) токарный станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х10; Iдоп. = 70 А.
|
|
Линия ШР1 - №15
(16, 17, 18, 19, 20, 33, 34, 35, 36, 37.) слиткообдирочный станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х2.5; Iдоп. = 29 А.
|
|
Линия ШР2 - №24
(25) горизонтально-фрезерный станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АППР 3х6; Iдоп. = 32 А.
|
|
Линия ШР2 - №31
(32) продольно-строргальный станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х10; Iдоп. = 70 А.
|
|
Линия ШР2-№38
(38,40.) анодно-механический станок
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле 2× АПРН
3х70; Iдоп. = 210 А.
|
|
Линия ШР2 - №41
тельфер
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х4; Iдоп. = 38 А.
|
|
Линия РП1 - №42
(43) вентилятор
|
Выбираем кабель
для прокладки в земле АПРН 3х4; Iдоп. = 38 А.
|
2.6 Расчет
токов короткого замыкания для сети напряжением выше 1 кВ
Короткое замыкание - это нарушение нормальной работы
электроустановки вызванным замыканием фаз между собой, а также замыканием фаз
на землю в сетях с глухо заземленной нейтралью. Ниже перечислены основные виды
коротких замыканий в электрических сетях.
1. Трехфазное короткое, при котором все три фазы замыкаются
между собой в одной точке. Точка трехфазного короткого замыкания обозначается
.
. Двухфазное короткое замыкание, при котором происходит
замыкание двух фаз между собой. Точка двухфазного замыкания обозначается 
. Двухфазное которое замыкание на землю, при котором
замыкание двух фаз между собой сопровождается замыканием точки повреждения на
землю (в системах с заземленными нейтралями). Точка двухфазного короткого
замыкания обозначается 
. Однофазное короткое замыкание, при котором происходит
замыкание одной из фаз на нулевой провод или на землю. Точка однофазного
короткого замыкания обозначается 
Причины:
. Повреждение изоляции.
2. Неправильное действие персонала
. Схлестывание проводов
. Проезд под линиями не габаритных размеров
. Прямые удары молнии
. Перенапряжение
Короткое замыкание может сопровождаться:
) Прекращение питания потребителей присоединенных
линией в котором произошло короткое замыкание
2) Нарушение нормальное работы двух потребителей
) Нарушение работы энергетической системы
Для предотвращения короткого замыкания необходимо:
. Применять быстродействующие выключатели
2. Устранить причины вызывающие короткое замыкание
. Правильно вычислить токи короткого замыкания и по
ним выбрать необходимую высоковольтную аппаратуру.
Расчет токов короткого замыкания.
Составим расчетную схему
Составим схему замещения
Расчет токов короткого замыкания для точки К1
Выбираем базисную мощность и напряжение
Определяем базисный ток
где 
- полная базисная мощность
- базисное напряжение
Определяем сопротивление линии и провода к базисным условиям
где 
- протяженность линии принимаем 0,3м, 
- удельное индуктивное сопротивление, - для кабельных линий КЛ - 0,08 Ом/км, - для воздушных линий ВЛ - 0,04 Ом/км.
Принимаем для кабельных линий
где 
- удельное активное сопротивление
где 
- удельная проводимость материала
для меди - 53
для алюминия - 32
- сечение, определяется по номинальному току
Выбираем сечение 10мм
принимаем материал для алюминия
где 
где 
- полное удельное сопротивление
Определяем ток короткого замыкания
Определяем ударный ток
Соотношение: 
Определяем ударный коэффициент 
где 
- ударный коэффициент принимаем = 1,6
- ток короткого замыкания
Определяем действующее значение ударного тока
Определяем мощность короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания для точки К2
Выбираем базисную мощность и напряжение
Определяем базисный ток
Определяем сопротивление трансформаторов и приводим к базисным
условиям
если 
то
где 
- напряжение короткого замыкание
- активное сопротивление
, 
В данном разделе я произвела расчет тока короткого замыкания для
точки К1, где выбирала базисную мощность и напряжение, определение базисного
тока, определение сопротивление линии и провода к базисным условиям, где я принимала
удельное индуктивное сопротивление для кабельных линий, удельную проводимость
материала для алюминия.
Далее из расчетов выбирала сечение проводов и протяженность линии,
а также определила токи коротких замыканий.
Далее производила расчеты для точки К2 выбирала базисную мощность
и напряжение, определение базисного тока, определила сопротивление
трансформаторов и привела к базисным условиям.
2.7 Расчет
токов короткого замыкания для сети напряжением до 1 кВ
Составляем схему электроснабжения для расчета токов короткого
замыкания.
Определяем значения сопротивлений элементов и наносим на
схему замещения.
Для автоматических выключателей SF1,SF2,SF3,SF4:
1SF: 
SF2: 
SF3: 
SF4: 
Для кабельных линий КЛ1, КЛ2, КЛ3:
КЛ1: 
Так как в схеме три паралельных кабеля, то:
КЛ2: 
Так как в схеме два паралельных кабеля, то:
КЛ3: 
Для ступеней распределения:
распределительное устройство подстанции 
вторичный распределительный пункт 
Состовляем схему замещения и нумеруем точки короткого замыкания в
соответствии с расчетной схемой.
Упрощаем схему замещения, вычисляем эквивалентные сопротивления на
участках между точками коротокого замыкания и наносим на схему.
Точка 1:
Точка 2:
Точка 3:
Вычисляем сопротивления до каждой точки короткого замыкания и
заносим в сводную ведомость токов короткого замыкания (таблица 6).
Точка 1:
Точка 2:
Точка 3:
Определяем ударные коэффициенты: 
и 
( - определяется по кривым)
Определяем трехфазные и двухфазные токи короткого замыкания,
ударные токи и заносим в сводную ведомость токов короткого замыкания (таблица
6).
Таблица 6. Сводная ведомость токов короткого замыкания.
|
Точка К.З.
|
        
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К1
|
15,5
|
0,17
|
15,5
|
91,2
|
1,0
|
1
|
14,9
|
21
|
14,9
|
12,9
|
|
К2
|
14,3
|
3,37
|
14,7
|
4,2
|
1,0
|
1
|
14,5
|
20
|
14,5
|
12,6
|
|
К3
|
313
|
12,9
|
313
|
24,2
|
1,0
|
1
|
0,70
|
0,98
|
0,98
|
0,6
|
.8 Выбор
оборудования ТП 10/0,4 кВ
Вакуумный выключатель
В качестве дугогасящей способности используют вакуум который
имеет высокую электрическую способность поэтому у этих выключателей малые
габариты и высокая отключаемая способность.
Достоинства:
. Высокий коммутационны ресурс
2. Отключение номинальных токов
. Малые габарит
. Произвольное положение в пространстве
. Низкие эксплуатационные затраты
6. Широкий температурных диапазон 
до 
. Пожаро- и взрывобезопасен
. Отсутствие загрязнение окружающей среды
Недостатки:
. Дорогая камера
2. Отвод тепла производится через контакты
. Требования высокотехничного производства
Результаты расчетов для номинального режима и режимов
короткого замыкания сводим в таблицу 7.
Таблица 7. Расчеты для норм. режима и режимов КЗ.
По номинальному току и номинальному току отключения выбираем
вакуумный выключатель
Тип ВВЭ - 10-20-630УЗ; 
;
Предельная: 
; 
;
; 
Трансформатор тока
По номинальному току от трансформатора до ШНН выбираем
трансформатор тока марки ТТИ-40 400/5А 5ВА класс 0,5 ИЭК и характеристиками
указанными в таблице 8.:
Таблица 8. Характеристики трансформатора тока ТТИ-40 400/5А.
|
Наименование
параметра
|
ТТИ-40
|
|
Номинальное
напряжение,Uном, кВ
|
0,4
|
|
Наибольшее
рабочее напряжение, кВ
|
0,72
|
|
Номинальная
частота сети,fном, Гц
|
50
|
|
Номинальный
первичный ток трансформатора, I1ном, А
|
400
|
|
Номинальный
вторичный рабочий ток, I2ном, А
|
5
|
|
Номинальная
вторичная нагрузка, S2ном, с коэффициентом мощности cos φ=0,8, B·А
|
5
|
|
Класс точности
|
0,5
|
|
Номинальный
коэффициент трансформации nном, определяемый по формуле
|
nном=I1ном/I2ном
|
|
Номинальный
коэффициент безопасности вторичной обмотки, КБном
|
5
|
|
Испытательное
одноминутное напряжение частотой 50 Гц, кВ
|
3
|
|
Масса, кг, не
более
|
0,38
|
3.
Мероприятия по технике безопасности, противопожарной технике и охране труда
К работам по обслуживанию, монтажу электроснабжения и
электрооборудования электромеханического цеха допускаются лица не моложе 18
лет, прошедшие медицинское обследование, допущенные по состоянию здоровья, не
имеющие противопоказаний по состоянию здоровья и имеющие документы о
соответствующем образовании.
.1 Система
мероприятий по охране труда и технике безопасности
К организационным мероприятиям, обеспечивающим безопасность
работы в электроустановках, относятся: оформление работы нарядом-допуском
(далее нарядом), распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке
текущей эксплуатации; допуск к работе; надзор во время работы; оформление
перерыва в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.
К лицам ответственным за безопасность работ относятся: лицо,
выдающее наряд, отдающее распоряжение; допускающий - ответственное лицо из
оперативного персонала; ответственный руководитель работ (далее ответственный
руководитель); производитель работ; наблюдающий; члены бригады.
Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется лицам из
электротехнического персонала предприятия, имеющим группу V - в
электроустановках напряжением выше 1000 В и имеющим группу по
электробезопасности не ниже IV в установках напряжением до 1000 В,
уполномоченным на это распоряжением лица, ответственного за электрохозяйство
предприятия (организации). Право давать распоряжения на производство ряда
работ, предоставляется также лицам из оперативного персонала с группой не ниже
IV.
Для подготовки рабочего места при работах со снятием
напряжения должны быть выполнены в указанном порядке следующие технические
мероприятия: произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие
подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного
включения коммутационной аппаратуры; на приводах ручного и на ключах
дистанционного управления коммутационной аппаратурой вывешены запрещающие
плакаты; проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны
быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током; наложено
заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены
переносные заземления); вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты,
ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением
токоведущие части. В зависимости от местных условий токоведущие части
ограждаются до или после наложения заземлений.
При оперативном обслуживании электроустановки двумя и более
лицами в смену перечисленные в настоящем пункте мероприятия должны выполнять
двое. При единоличном обслуживании их может выполнять одно лицо, кроме
наложения переносных заземлений в электроустановках напряжением выше 1000 В (п.
Б2.3.37) и производства переключений, проводимых на двух и более присоединениях
в электроустановках напряжением выше 1000 В, не имеющих действующих устройств
блокировки разъединителей от неправильных действий.
Токоведущие части электроустановок не должны быть доступны
для случайного прикосновения, а доступные к прикосновению открытые и сторонние
токоведущие части не должны быть под напряжением представляющим опасность
поражения электрическим током как в нормальном режиме так и при повреждении
изоляции.
Силовые кабельные линии в электромеханическом цехе должны
располагаться таким образом чтобы исключить возможность механических
повреждений кабелей и обеспечить бесперебойное питание электроприемников.
Кабели в основном располагают в кабель-каналах, траншеях, туннелях, эстакадах и
галереях.
Расположение проводов и кабелей более подробно описано в ПУЭ.
3.2 Средства
защиты
Электрозащитные средства - это средства защиты людей от
поражения электрическим током. Средства защиты от тока делятся на две группы
основные и дополнительные средства. Основные средства защиты от тока это такие
средства, которыми прикасаются непосредственно к токоведущим частям в
электроустановках. Дополнительные средства защиты это все остальные те
средства, которыми не прикасаются непосредственно к токоведущим частям.
К основным средствам защиты, используемым в электроустановках
электромеханического цеха до 1000 В., относим инструмент с изолированными
ручками пассатижи, отвертка, бокорезы, нож и другие, а также перчатки
диэлектрические.
Дополнительные средства защиты, используемы в
электроустановках электромеханического цеха до 1000 Вольт, не применяем, так
как особой пользы от них нет, потому что основные средства защиты достаточно
хорошо защищают от поражения электрическим током. Ими являются коврики, боты,
подставки, лестницы диэлектрические и другие.
К основным средствам защиты, используемым в электроустановках
электромеханического цеха свыше 1000 В., например на подстанции (10/0,4 кВ),
относим различные штанги, для каждой операции в электроустановках свыше 1000
Вольт есть свои штанги. Это токоизмерительная штанга, штанга для установки
переносного заземления, штанга указатель напряжения, штанга включения-включения
разъединителя, штага для замены предохранителей и другие.
К дополнительным средствам защиты, используемым в
электроустановках электромеханического цеха свыше 1000 В., относятся боты,
коврики, подставки и другие. Что характерно Диэлектрические перчатки в
электроустановках свыше 1000 Вольт используются как дополнительные средства
защиты (ими нельзя прикасаться к токоведущим частям, хотя их испытывают
напряжением (9+0,4) кВ), а в электроустановках до 1000 Вольт они используются
как основные средства защиты ими можно прикасаться к токоведущим частям.
Так же для защиты людей при проведении работ используем знаки
и плакаты тем самым информируем людей об опасности. Знаки бывают
предупреждающие, предписывающие, запрещающие, указывающие.
3.3 Перечень
нормативной документации по охране труда и технике безопасности при монтаже и
эксплуатации электрооборудования и электроснабжения цеха
К основным нормативным документам необходимым для проведения
монтажа и эксплуатации относятся:
. СНиП 23-05-95 - Строительные нормы и правила: "Естественное
и искусственное освещение";
. Правила устройства электроустановок (ПУЭ);
. ПОТ РМ-016-2001 - Межотраслевые правила по охране труда
(правила безопасности) при эксплуатации электроустановок;
. СанПиН 2.2.4.723 - Физические факторы производительной среды.
Переменные магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в производственных
условиях. Санитарные правила и нормы;
. ГОСТ 12.4.154 - Устройства экранирующие для защиты от
электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования,
основные параметры и размеры;
. ГОСТ 12.4.026 - ССБТ "Цвета сигнальные и знаки
безопасности";
. ГОСТ 12.4.172 - ССБТ "Комплект индивидуальный
экранирующий для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие
технические требования и методы контроля";
. ГОСТ 12.1.051 - Электробезопасность. Расстояние
безопасности в охранной зоне линий электропередачи напряжением выше 1000 В;
. ГОСТ 12.1.013 - Строительство. Электробезопасность. Общие
требования;
. ГОСТ 12.1.019 - Электробезопасность. Общие требования;
. ГОСТ 12.1.038 - Электробезопасность. Предельно допустимые
значения напряжений прикосновения и токов;
. ПЭЭП - Правила эксплуатации электроустановок потребителей;
. Монтажная схема электрооборудования здания;
. Принципиальная схема здания.
Заключение
В данном курсовом проекте я обозначила цель проекта.
Проанализировала особенности технического процесса. Описала общие
характеристики потребителей электромеханического цеха. Выбрала категорию
электроснабжения, схему электроснабжения и напряжение электромеханического
цеха. Разработала принципиальную однолинейную схему электроснабжения,
рассчитала и выбрала электрооборудование электромеханического цеха. Рассчитала
и выбрала коммутационно-защитную аппаратуру и проводники линии электроснабжения
электромеханического цеха. Провела проверку элементов системы электроснабжения
по токам короткого замыкания. Выбрала электрооборудование ТП 10/0,4 кВ
электромеханического цеха. Разработала систему мероприятий по охране труда и
технике безопасности на электромеханическом цехе.
Список
литературы
1.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ);
.В.П.
Шеховцов, Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие
для курсового проектирования;
.
ГОСТ 31565-2012 "Кабельные изделия. Требования пожарной
безопасности";
.
Алиев И.И. Справочник по электротехническому и электрическому оборудованию.
2000;
.
Белявин К.Е., Кузнецов Б.В., Электробезопасность при эксплуатации
электроустановок. 2004;
.
Куценко Г.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок. 2003;
.
Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. 1990;
.
Липкин В.И., Князевский П.А. Электроснабжение промышленных предприятий.
Изд.3-е, 1986;
.
Сибикин Ю.Д., Барэмбо К.Н., Селятенко И.Т. Эксплуатация и ремонт
электрооборудования машиностроительных предприятий. 1971;
.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила
техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, 2005.