Электроснабжение и электрооборудование цеха механической обработки деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

электроснабжение цех оборудование издержки

• Введение
• 1. Расчет силовой нагрузки методом упорядоченных диаграмм
• 2. Расчет осветительной нагрузки
• 3. Выбор трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности
• 4. Выбор системы электроснабжения
• 4.1 Разработка вариантов системы электроснабжения
• 4.2 Расчет электрических нагрузок для выбора проводников и выключателей
• 5. Выбор оборудования
• 5.1 Выбор автоматических выключателей
• 5.2 Выбор предохранителей
• 6. Выбор сечений проводников
• 6.1 Выбор сечений
• 6.2 Проверка выбранных сечений по потере напряжения
• 7. Расчет токов короткого замыкания
• 7.1 Расчет токов трехфазного КЗ
• 7.2 Расчет токов однофазного КЗ
• 8. Проверка коммутационно-защитной аппаратуры и шинопроводов
• 8.1 Проверка шинопроводов
• 8.2 Проверка автоматических выключателей по токам КЗ
• 8.3 Проверка предохранителей по кратности токам КЗ
• 9. Технико-экономическое обоснование
• 10. Расчет осветительной сети
• Заключение
• Библиографический список
• Введение
• Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.
• Система распределения и потребления электроэнергии, получаемой от энергосистем, строится таким образом, чтобы удовлетворялись основные требования электроприемников, находящихся у потребителей.
• Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического включения резерва, контроля и сигнализации. Качество электроснабжения определяется поддержанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением в сети высших гармоник, несинусоидальности и несимметричности напряжения.
• Экономичность электроснабжения достигается путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств и компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.
• Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения, выполнение с высокими технико-экономическими показателями этой системы, надежное и качественное электроснабжение промышленных предприятий.
• 1. Расчет силовой нагрузки методом упорядоченных диаграмм
• Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок, где выбирают и проверяют электрооборудование, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.
• При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов её работы, потребителя электроэнергии рассматривают в качестве нагрузок. При этом необходимо учитывать, что режимы работы приемников электроэнергии разнообразны и меняются во времени.
• В практике проектирования систем электроснабжения применяют различные методы определения электрических нагрузок. Для расчета цеха воспользуемся методом упорядоченных диаграмм. По этому методу расчетную активную нагрузку приемников электроэнергии на всех ступенях питающей и распределительной сетей определяют по средней мощности и коэффициенту максимума. До этого все электроприемники разбивают на группы по расположению в цехе или по присоединениям к силовым пунктам или шинопроводам.
• В методе упорядоченных диаграмм принята допустимая для инженерных расчетов погрешность равная 10%. Однако, на практике применение этого метода обуславливает погрешность 20-40% и поэтому применение его требует тщательного анализа исходных данных и результатов расчета.
• Расчет производится в 2 этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка рассматриваемого участка цеха для выбора трансформаторов собственной КТП.
• На втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприемников для выбора низковольтного электрооборудования.
• Исходными данными к расчету являются номинальные мощности приемников. Перед определением расчетной нагрузки цеха необходимо привести нагрузку электроприемников с повторно-кратковременным режимом работы, а мощности однофазных - к условной трехфазной. Мощность электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме. приводится к длительному режиму по формуле [1, стр. 23]:
• (1.1)
• где Р_Н - мощность, приведенная к длительному режиму работы, кВт;
• Р_ЭП - паспортная мощность приемника, кВт;
• ПВ - продолжительность включения.
• Для приведения мощности однофазного оборудования к условной трехфазной распределяем однофазную нагрузку. Условная трехфазная мощность определяется по формуле [1, стр. 23]:
• (1.2)
• где - условная трехфазная мощность (приведенная), кВт;
• - мощность наиболее загруженной фазы, кВт.
• Расчет суммарной нагрузки цеха выполняется в следующем порядке.
• Для каждой группы одинаковых электроприемников определяются значения коэффициента использования [1, стр.24-25, табл. 1.5.1].
• Средние активная и реактивная мощности каждой группы электроприемников рассчитываются по формулам [1, стр. 22]:
• (1.3)
• (1.4)
• где Р_СМ -- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;
• Q_СМ - средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар;
• К_И -- коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации;
• Р_Н -- номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;
• -- коэффициент реактивной мощности;
• Средневзвешенные коэффициенты использования для цеховой нагрузки определяется по формуле [1, стр. 22]:
• (1.5)
• где , - суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт.
• Эффективное число электроприемников определяется по формуле [6, стр. 49]:
• (1.6)
• где - наибольшая мощность одного электроприемника цеха, кВт.
• Если n_э>n_ф, то принимается n_э=n_ф.
• Коэффициент максимума нагрузки (К_м) определяется по [6, стр.48, табл. 2.6] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования () и эффективного числа электроприемников (n_э)
•  (1.7)
• Максимальные расчетные нагрузки групп электроприемников определяются по формулам [1, стр. 22]:
• Р_м=К_мР_СМ (1.8)
• Q_м=К_мQ_CM (1.9)
• Пример расчета:
• - по (1.1) найдем мощность в длительном режиме для мостового крана (Р_ЭП=30кВА , ПВ=40%):
• Р_Н=30кВА18.97кВА.
• - по (1.2) найдем условную трехфазную для однофазных станков:
• =3*3.6кВт=10.8 кВт.
• - используя формулы (1.3), (1.4) и данные [1, табл. 1.5.1] найдем средние активную и реактивную мощности закалочных установок (Р_Н=15кВт, К_И=0.75, =0.73):
• Р_СМ=15кВт*0.75=11.25кВт
• Q_СМ=11.25кВт*0.73=8.21квар.
• - по (1.5) найдем средневзвешенный коэффициент использования (=85,48 кВт, = 381,27кВт):
• =85,48 кВт/381,27 кВт=0.22
• - по (1.6) найдем эффективное число электроприемников (=22кВт, = 381,27 кВт):
• n_э=2*381,27 кВт/22 кВт=34.66
• Примем n_э=35
• - по [6, стр.48, табл. 2.6] найдем коэффициент максимума нагрузки (n_э=35, =0.22):
• К_м=1.3
• - по (1.8), (1.9) найдем максимальные расчетные нагрузки (Р_СМ=82,71кВт,
• Q_CM =100,54 квар):
• Р_м=1.3*82.71кВт=107,52 кВт
• Q_м=1.3*100.54квар=129,69 квар.
• Аналогично определяются нагрузки для всего цеха. Результаты расчетов электрических нагрузок цеха приведены в таблице 1.1
• Таблица 1.1 Расчет электрических нагрузок

№ на плане	Наименование	Кол-во ЭП, nф	Номинальная нагрузка, кВт	КИ		РСМ, кВт	QCM, квар	nЭ	КМ	Рм, кВт	Qм, квар
			1 ЭП	общая
1,15,16,34,35,36	токарные станки	6	10	60	0,14	1,73	8,40	14,53	35	1.3	107.52	129,69
2,43,44	алмазно-расточные станки	3	2,2	6,6	0,14	1,73	0,92	1,60
3,24,25,26	вертикально-фрезерные станки	4	7,5	30	0,14	1,73	4,20	7,27
4, 7-9, 45, 46	1 фазные станки	1	10,8	10,8	0,14	1,73	1,51	2,61
5,6,17,18	сверлильные станки	4	8	32	0,14	1,73	4,48	7,75
10,11,12	закалочные установки	3	15	45	0,75	0,73	33,75	24,64
14,19,20	круглошлифовальные станки	3	6,5	19,5	0,14	1,73	2,73	4,72
21,37,38,39	токарные полуавтоматы	4	22	88	0,17	1,17	14,96	17,50
22, 23	балансировочные станки	2	2,7	5,4	0,14	1,17	0,76	0,88
27, 28	вертикально-сверлильные станки	2	4	8	0,14	1,73	1,12	1,94
30	кран мостовой (пв=40%)	1	18,97	18,97	0,1	1,73	1,90	3,28
31,32,33	агрегатные станки	3	12	36	0,14	1,73	5,04	8,72
40,41,42	шпоночно-фрезерные станки	3	7	21	0,14	1,73	2,94	5,09
Итого по цеху:	39		381,27			82,71	100,54

• 2. Расчет осветительной нагрузки
• На промышленных предприятиях около 10 % потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.
• Наряду с распространенными лампами накаливания и люминесцентными лампами в настоящее время применяют ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ, металлогалогенные типа ДРИ, ксеноновые и натриевые лампы.
• Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения, в осветительных установках аварийного освещения и некоторых других случаях.
• Люминесцентные лампы имеют более высокую световую отдачу и срок службы по сравнению с лампами накаливания. Это обстоятельство является одной из причин их предпочтительного использования для промышленного освещения. Однако все разновидности люминесцентных ламп имеют в своем спектре преобладание излучений в сине-фиолетовой и желтой частях и недостаток излучений в красной и сине-зеленой частях спектра, что заметно искажает цветопередачу.
• Лампы типа ДР применяют в следующих случаях:
• -для общего освещения производственных помещений высотой более 8 м, в которых не требуется правильной цветопередачи;
• -для освещения территорий промышленных предприятий (исключая дежурное освещение).
• Основным вопросом устройства осветительных установок является правильное расположение выбранных светильников. От его решения зависят экономичность, качество освещения и удобство эксплуатации.
• рис. 2.1 Схема размещения светильников в плане и в разрезе помещения
• Размещение светильников в плане и в разрезе помещения (рис. 2.1) определяется следующими размерами:
• - Н -- высотой помещения,
• - h_c -- расстоянием светильника от перекрытия,
• - h_П =H -- h_c -- высотой светильника над полом,
• - h_р -- высотой расчетной поверхности над полом,
• - h = h_П - h_р -- расчетной высотой,
• - L -- расстоянием между соседними светильниками или рядами ламп (если по длине и ширине расстояния различны, то они обозначаются соответственно L_a и L_B),
• - l -- расстоянием от крайних светильников или рядов светильников до стены.
• Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте =L/h уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживания, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.
• Рекомендации по выбору отношения приведены в [3, стр. 260, табл. 10.4]. Значение принимается по указанной таблице в зависимости от типа источника света и характера светораспределения светильника.
• При определении мощности ламп по методу коэффициента использования, световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности (норма освещенности -- Е_Н), определяется по формуле [3, стр. 261]:
• (2.1)
• где Ф - световой поток одного светильника, Лм;
• Е_Н - норма освещенности, Лк;
• К_ЗАП - коэффициент запаса ;
• - площадь помещения, м²;
• z - коэффициент неравномерности для ламп ( ДРЛ=1.15, люменисцентные=1.1);
• - коэффициент использования светового потока;
• N - число светильников.
• Норма освещенности Е_Н определяется по [4, стр. 91-108, табл. 4.4].
• Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, определяемого по формуле [4, стр. 125]:
• (2.2)
• где А - длина помещения, м;
• В - ширина помещения, м;
• h - расчетная высота, м.
• Кроме индекса помещения i , для нахождения коэффициента использования светового потока необходимо знать коэффициенты отражения стен, потолка и рабочей поверхности, которые определяются по [4, стр. 126, табл. 5.1].
• Тогда по [4, стр. 134, табл. 5.9] определяется .
• Согласно значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения Ф на 10 - 20 %. При невозможности выбора источника света с таким приближением корректируется число светильников.
• Установленная мощность ламп Р_уст равна:
• (2.3)
• где - номинальная мощность лампы, Вт;
• N - число ламп.
• Расчетная нагрузка Р_р.0 питающей осветительной сети определяется умножением установленной мощности Р_уст ламп на коэффициент спроса К_с, а для газоразрядных ламп -- еще и умножением на коэффициент К_пра, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) [3, стр. 271]:
• (2.4)
• (2.5)
• где К_С = 1 -- для групповой сети и всех звеньев сети аварийного освещения, длд мелких производственных зданий, торговых помещений, наружного освещения;
• К_С =0.95 -- для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов; К_С = 0.9 -- для библиотек, административных зданий и предприятий общественного питания;
• К_С =0.8 -- для производственных зданий, состоящих из большого числа отдельных помещений;
• К_С =0.6 -- для складских зданий и электростанций, состоящих из большого числа отдельных помещений;
• К_ПРА =1.1-- Для ламп типов ДРЛ и ДРИ;
• К_ПРА = 1.2 -- для люминесцентных ламп со стартерными схемами включения;
• К_ПРА = 1.3 - 1.35 -- для люминесцентных ламп с бесстартерными схемами включении;
• - для газоразрядных ламп.
• Расчет осветительной нагрузки:
• Станочное отделение:
• - Н = 9 м
• - h_c = 0.2 м,
• - h_П = Н - h_c = 8.8 м,
• - h_р = 1 м,
• - h = h_П - h_р = 7.8 м.
• По [3, стр. 260, табл. 10.4] для ламп ДРЛ примем = 1. Тогда:
• - L_А = 7.8 м
• - L_B= 6.1 м,
• - l = 0.6 м.
• Аналогично определяются расстояния для других помещений.
• Результаты приведены в таблице 2.1.
• Расположение светильников в цехе показано на рис. 2.2.
• Световой поток ламп в каждом светильнике:
• - Е_Н = 300 Люкс;
• - К_ЗАП = 1.5 ;
• - = 20 м * 24 м =480 м²;
• - z = 1.15,
• - N = 16,
• -
• По [4, стр. 126, табл. 5.1] коэффициенты отражения стен, потолка и рабочей поверхности равны:
• Тогда по [4, стр. 134, табл. 5.9] коэффициент использования светового потока равен:
• - = 0.66
• Тогда:
• Ф = 23523 Лм.
• По [4, стр. 28, табл. 2.15] выбираем лампу ДРЛ400 с Ф_НОМ = 19000 Лм и Р_НОМ = 400 Вт.
• Р_уст = 400*16=6400 Вт.
• Р_р.0 = 6400*0.95*1.1 = 6688 Вт
• = 6688*0.33 = 2207 квар.
• Аналогично определяются расчетные мощности в остальных помещениях. Результаты вычислений приведены в таблице 2.2.
• Размещение светильников
• таблица 2.1

Помещение	Н,м	hc,м	hП,м	hр,м	h,м		LА,м	LB,м	l,м
станочное отделение	9	0,2	8,8	1	7,8	1	7,8	6.1	0,6
ремонтно-механическое отделение	9	0,2	8,8	1	7,8	1	7,8	5.5	0,2
закалочная	9	0,2	8,8	1	7,8	1	7,8	-	0,2
склад заготовок	9	0,2	8,8	0	8,8	1	8,8	-	1,8
санузел	4	0,2	3,8	1	2,8	1	2,8	-	0,6
тп	9	0,2	8,8	0	8,8	0,6	5,3	3.8	1,36
щитовая	9	0,2	8,8	0	8,8	0,6	5,3	-	1,36
гардероб	4	0,2	3,8	1	2,8	1	2,8	-	1,2
буфет	4	0,4	3,6	1	2,6	2	5,2	-	1,4
инструментальная	4	0,2	3,8	1	2,8	1	2,8	-	1,2
склад готовой продукции	9	0,2	8,8	0	8,8	1	8,8	6	4
комната отдыха	4	0,4	3,6	1	2,6	2	5,2	5	1,4
лаборатория отк	9	0,2	8,8	1	7,8	1	7,8	-	0,1
начальник цеха	4	0,4	3,6	1	2,6	2	5,2	-	2
коридор	9	0,2	8,8	0	8,8	1	8,8	6,8	3

• Таблица 2.2 Выбор ламп

Помещение	ЕН,Лк	h,м	А,м	В,м	i	N		Ф,Лм	Лампа	ФНОМ,Лм	РНОМ,Вт	Руст,Вт	Кпра	РР.О,Вт	QP.O,вар
станочное отделение	300	7,8	24	20	1,40	16	0,66	23523	ДРЛ400	19000	400	6400	1,1	6688	2207,04
ремонтно-механическое отделение	200	7,8	16	8	0,68	6	0,53	13887	ДРЛ250	11000	250	1500	1,1	1567,5	517,28
закалочная	200	7,8	16	4	0,41	3	0,45	16356	ДРЛ400	19000	400	1200	1,1	1254	413,82
склад заготовок	75	8,8	12	4	0,34	2	0,45	6900	ДРЛ125	5600	125	250	1,1	261,25	86,21
санузел	75	2,8	4	4	0,71	2	0,53	1953	ДРЛ80	3200	80	160	1,1	167,2	55,18
тп	100	8,8	8	5	0,35	4	0,45	3833	ДРЛ80	3200	80	320	1,1	334,4	110,35
щитовая	150	8,8	8	3	0,25	2	0,45	6900	ДРЛ125	5600	125	250	1,1	261,25	86,21
гардероб	50	2,8	8	4	0,95	3	0,59	1559	ДРЛ80	3200	80	240	1,1	250,8	82,76
буфет	200	2,6	8	4	1,03	2	0,36	14667	2*ЛХБ150	16000	300	600	1,2	684	225,72
инструментальная	300	2,8	8	4	0,95	3	0,59	9356	ДРЛ250	11000	250	750	1,1	783,75	258,64
склад готовой продукции	75	8,8	8	8	0,45	2	0,45	9200	ДРЛ250	11000	250	500	1,1	522,5	172,43
комната отдыха	150	2,6	8	8	1,54	4	0,45	8800	ЛХБ150	8000	150	600	1,2	684	225,72
лаборатория отк	300	7,8	8	4	0,34	2	0,45	18400	ДРЛ400	19000	400	800	1,1	836	275,88
начальник цеха	300	2,6	4	4	0,77	1	0,28	28286	4*ЛХБ150	32000	600	600	1,2	684	225,72
коридор	75	8,8	24	8	0,68	9	0,53	5208	ДРЛ125	5600	125	1125	1,1	1175,6	387,96
Итого														16154	5330,91

• 3. Выбор трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности
• Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов:
• - категории надежности электроснабжения потребителей;
• - компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ;
• - перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийных режимах;
• - шага стандартных мощностей;
• - экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.
• Количество цеховых ТП непосредственно влияет на затраты на распределительные устройства напряжением 6-- 20 кВ и внутризаводские и цеховые электрические сети. Так, при уменьшении числа ТП (т. е. при увеличении их единичной номинальной мощности) уменьшается число ячеек РУ, суммарная длина линий и потери электроэнергии и напряжения в сетях 6--20 кВ, но возрастает стоимость сетей напряжением 0,4 кВ и потери в них. Увеличение числа ТП, наоборот, снижает затраты на цеховые сети, но увеличивает число ячеек РУ 6--20 кВ и затраты на сети напряжением 6--20 кВ. При некотором количестве трансформаторов с номинальной мощностью S_НОМ.Т можно добиться минимума приведенных затрат при обеспечении заданной степени надежности электроснабжения. Такой вариант будет являться оптимальным, и его следует рассматривать как окончательный.
• Выбор мощности трансформаторов производится исходя из рациональной их загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. При этом номинальная мощность трансформаторов S_НОМ.Т определяется по средней нагрузке Р_СР.М за максимально загруженную смену [3, стр.103]:
• (3.1)
• где N -- число трансформаторов;
• К₃ -- коэффициент загрузки трансформатора.
• При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.
• Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяют расчетами по минимуму приведенных затрат в два этапа:
• - выбирают экономически оптимальное число цеховых трансформаторов;
• - определяют дополнительную мощность НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6--10 кВ предприятия.
• Суммарная расчетная мощность Q_HКУ НБК составит [3, стр. 104]:
• Q_HКУ ⁼ Q_HКУ1 + Q_HКУ2 (3.2)
• где Q_HКУ1 и Q_HКУ2 -- суммарные мощности НБК, определенные на двух указанных этапах расчета, квар
• Реактивная мощность, найденная по (3.2), распределяется между трансформаторами цеха пропорционально их реактивным нагрузкам.
• Наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяют по формуле [3, стр. 106]:
• (3.3)
• Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1 кВ составит [3, стр. 106]:
• Q_HКУ1 ⁼ Q_CP.M - Q_T (3.4)
• где Q_CP.M -- суммарная средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену на напряжение до 1 кВ, квар.
• Если в расчетах окажется, что Q_HКУ1<0, то установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформаторов не требуется (составляющая Q_HКУ1 в (3.2) будет равна нулю).
• Дополнительная мощность Q_HКУ2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле [3, стр. 106]:
• (3.5)
• где -- расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров К_р1 и К_р2 и схемы питания цеховой ТП [3, стр. 108-109, табл. 4.6, 4.7].
• Если в расчетах окажется, что Q_HКУ2<0, то для данной группы трансформаторов Q_HКУ2 = 0.
• По суммарной расчетной мощности Q_HКУ выбираются НБК [6, стр. 400].
• Выбор трансформаторов:
• Р_СР.М = Р_Р.О + Р_м = 16154,28 + 107520 = 123674,28 Вт.
• Q_СР.М = Q_Р.О + Q_м = 5330,91 + 129690 = 135020,91 квар.
• Т.к в цехе потребители II категории, то N = 2.
• кВА
• По [6, стр. 222, табл. 2.110] выберем трансформатор ТСЗ-160/10 с = 160 кВА.
• квар.
• Q_HКУ1 ⁼ 135.02 - 184.9 = -49.88 квар.
• Т.к Q_HКУ1<0, то Q_HКУ1 = 0.
• По [3, стр. 108-109, табл. 4.6, 4.7] найдем параметры К_р1 и К_р2.
• К_р1 = 24 К_р2 = 2
• Тогда по [3, стр.107, рис. 4.9 а] найдем :
• = 0.85
• квар.
• Т.к Q_HКУ2<0, то Q_HКУ2 = 0
• Q_HКУ = 0.
• Т.о установка НБК не требуется.
• 4. Выбор системы электроснабжения
• 4.1 Разработка вариантов системы электроснабжения
• Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно- защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения.
• С целью создания рациональной схемы распределения электроэнергии требуется всесторонний учет многих факторов, таких как конструктивное исполнение сетевых узлов схемы, способ канализации" электроэнергии, токи КЗ при разных вариантах и др.
• При проектировании схемы важное значение приобретает правильное решение вопросов питания силовых и осветительных нагрузок в ночное время, в выходные и праздничные дни, Для взаимного резервирования рекомендуется использовать шинные и кабельные перемычки между ближайшими подстанциями, а также между концами сетей низшего напряжения, питаемых от разных трансформаторов.
• В общем случае схемы внутризаводского распределения электроэнергии имеют ступенчатое построение. Считается нецелесообразным применение схем с числом ступеней более двух-трех, так как в этом случае усложняется коммутация и защита сети. На небольших по мощности предприятиях рекомендуется применять одноступенчатые схемы.
• Схемы низковольтных цеховых сетей делятся на магистральные и радиальные. Линию электрической сети, отходящей от распределительного устройства низшего напряжения (КТП) и предназначенной для питания наиболее мощных приемников электрической энергии и распределительной сети, называют главной магистральной линией. Главные магистрали рассчитывают на большие токи (6300 А). Они имеют небольшое количество присоединений. Рекомендуется применять магистральные схемы с числом отходящих от ТП магистралей не превышающим числа трансформаторов. Распределительные магистрали предназначены для питания электроприемников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали. Такие схемы выполняются с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630 А. Питание их осуществляется от главных магистралей или распределительного устройства низшего напряжения цеховой подстанции. Магистральные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладая универсальностью и гибкостью (позволяет заменять техническое оборудование без особых изменений электрической сети), поэтому их рекомендуют всегда, если этому не препятствует территориальное расположение нагрузок, условия среды и технико-экономические показатели.
• Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети отходящих от распределительного устройства низшего напряжения и предназначенных для питания небольших групп электроприемников, расположенных в различных местах цеха. Радиальная схема применяется в тех случаях, когда невозможно применить магистральную. Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляется самостоятельными линиями от силовых пунктов, расположенных в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Радиальные схемы обеспечивают более высокую надежность электроснабжения однако требуют больше затрат на электрооборудование и монтаж.
• Варианты схемы электроснабжения
• Представлены на рис. 4.1 и 4.2
• 4.2 Расчет электрических нагрузок для выбора проводников и выключателей
• Расчет выполняется согласно п.1. Разница том, что электроприемники распределяются по шинопроводам и силовым пунктам, к которым они подключены. Коэффициент расчетной нагрузки находится по [6, стр.48, табл. 2.6] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования () и эффективного числа электроприемников (n_э). В данном случае расчетная реактивная нагрузка рассчитывается в зависимости от эффективного числа электроприемников [3, стр. 33]:
• (4.1)
• Расчет электрических нагрузок
• Результаты расчетов нагрузок для двух схем электроснабжения выбранных в пункте 4.1 представлены в таблице 4.1 и 4.2.
• Таблица 4.1 Расчет электрических нагрузок

№ на плане	Наименование	Количество ЭП, nф	Номинальная нагрузка, кВт	КИ		РСМ, кВт	QCM, квар	nЭ	КМ	Рм, кВт	Qм, квар
			1 ЭП	общая
1	токарные станки	1	10,00	10,00	0,14	1,73	1,40	2,42	6	2,62	3,08	2,66
2	алмазно-расточные станки	1	2,20	2,20	0,14	1,73	0,31	0,53			0,68	0,59
3	вертикально-фрезеровочные станки	1	7,50	7,50	0,14	1,73	1,05	1,82			2,31	2,00
4,7-9	1 фазные станки	1	10,8	10,8	0,14	1,73	1,51	2,62			3,96	2,88
5,6	сверлильные станки	2	8,00	16,00	0,14	1,73	2,24	3,88			4,93	4,26
итого по ШРА 1	6		46,5			6,51	11,26			17,06	12,39
24,25,26	вертикально-фрезеровочные станки	3	7,50	22,50	0,14	1,73	3,15	5,45	9	2,20	6,93	5,99
17,18	сверлильные станки	2	8,00	16,00	0,14	1,73	2,24	3,88			4,93	4,26
15,16	токарные станки	2	1,00	2,00	0,14	1,73	0,28	0,48			0,62	0,53
14,19,20	круглошлифовальные станки	3	6,50	19,50	0,14	1,73	2,73	4,72			6,01	5,20
21	токарные полуавтоматы	1	22,00	22,00	0,17	1,17	3,74	4,38			8,23	4,81
22, 23	балансировочные станки	2	2,70	5,40	0,14	1,17	0,76	0,88			1,66	0,97
27, 28	вертикально-сверлильные станки	2	4,00	8,00	0,14	1,73	1,12	1,94			2,46	2,13
итого по ШРА 2	15		95,40			14,02	21,73			30,84	23,90
30	кран мостовой (пв=40%)	1	18,97	18,97	0,10	1,73	1,90	3,28	1	-	1,90	3,61
итого по СП 1	1		18,97			1,90	3,28			1,90	3,61
10,11,12	закалочные установки	3	15	45	0,75	0,73	33,75	24,6375	3	-	33,75	27,10
итого по СП 2	3		45			33,75	24,6375			33,75	27,10
34,35,36	токарные станки	3	10,00	30,00	0,14	1,73	4,20	7,27	15	1,81	13,15	7,27
43,44	алмазно-расточные станки	2	2,20	4,40	0,14	1,73	0,62	1,07			1,93	1,07
37,38,39	токарные полуавтоматы	3	22,00	66,00	0,17	1,17	11,22	13,13			23,76	13,13
31,32,33	агрегатные станки	3	12,00	36,00	0,14	1,73	5,04	8,72			15,78	8,72
40,41,42	шпоночно-фрезерные станки	3	7,00	21,00	0,14	1,73	2,94	5,09			9,21	5,09
45,46	1 фазные станки	1	10,8	10,8	0,14	1,73	1,51	2,62			4,73	2,62
итого по ШРА 3	15		168,20			25,53	37,88			68,56	37,88
итого по цеху	40		367			81	98			156	104

• Таблица 4.2

№ на плане	Наименование	Количество ЭП, nф	Номинальная нагрузка, кВт	КИ		РСМ, кВт	QCM, квар	nЭ	КМ	Рм, кВт	Qм, квар
			1 ЭП	общая
1	токарные станки	1	10,00	10,00	0,14	1,73	1,40	2,42	6	2,62	3,08	2,66
2	алмазно-расточные станки	1	2,20	2,20	0,14	1,73	0,31	0,53			0,68	0,59
3	вертикально-фрезеровочные станки	1	7,50	7,50	0,14	1,73	1,05	1,82			2,31	2,00
4,7-9	1 фазные станки	1	10,8	10,8	0,14	1,73	1,51	2,62			3,96	2,88
5,6	сверлильные станки	2	8,00	16,00	0,14	1,73	2,24	3,88			4,93	4,26
итого по СП 3	6		46,5			6,51	11,26			17,06	12,39
24,25,26	вертикально-фрезеровочные станки	3	7,50	22,50	0,14	1,73	3,15	5,45	9	2,20	6,93	5,99
17,18	сверлильные станки	2	8,00	16,00	0,14	1,73	2,24	3,88			4,93	4,26
15,16	токарные станки	2	1,00	2,00	0,14	1,73	0,28	0,48			0,62	0,53
14,19,20	круглошлифовальные станки	3	6,50	19,50	0,14	1,73	2,73	4,72			6,01	5,20
21	токарные полуавтоматы	1	22,00	22,00	0,17	1,17	3,74	4,38			8,23	4,81
22, 23	балансировочные станки	2	2,70	5,40	0,14	1,17	0,76	0,88			1,66	0,97
27, 28	вертикально-сверлильные станки	2	4,00	8,00	0,14	1,73	1,12	1,94			2,46	2,13
итого по ШРА 2	15		95,40			14,02	21,73			30,84	23,90
30	кран мостовой (пв=40%)	1	18,97	18,97	0,10	1,73	1,90	3,28	1	-	1,90	3,61
итого по СП 1	1		18,97			1,90	3,28			1,90	3,61
10,11,12	закалочные установки	3	15,00	45,00	0,75	0,73	33,75	24,64	3	-	33,75	27,10
итого по СП 4	3		45,00			33,75	24,64			33,75	27,10
43	алмазно-расточные станки	1	2,20	2,20	0,14	1,73	0,31	0,53	9	2,20	0,68	0,59
37,38,39	токарные полуавтоматы	3	22,00	66,00	0,17	1,17	11,22	13,13			24,68	14,44
31,32,33	агрегатные станки	3	12,00	36,00	0,14	1,73	5,04	8,72			11,09	9,59
41,42	шпоночно-фрезерные станки	2	7,00	14,00	0,14	1,73	1,96	3,39			4,31	3,73
итого по ШРА 1	9		118,20			18,53	25,77			40,76	28,35
34,35,36	токарные станки	3	10,00	30,00	0,14	1,73	4,20	7,27	6	2,62	11,00	7,99
45,46	1 фазные станки	1	10,80	10,80	0,14	1,73	1,51	2,62			3,96	2,88
40	шпоночно-фрезерные станки	1	7,00	7,00	0,14	1,73	0,98	1,70			2,57	1,86
44	алмазно-расточные станки	1	2,20	2,20	0,14	1,73	0,31	0,53			0,81	0,59
итого по СП 2	6		50			7,00	12,11			18,34	13,32
итого по цеху	40		367			81	98			147	107

• 5. Выбор оборудования
• 5.1 Выбор автоматических выключателей
• В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на землю. В электрических машинах и трансформаторах наряду с междуфазными КЗ и замыканиями на землю имеют место витковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия.
• При протекании тока КЗ элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключение поврежденного элемента или сети.
• Основные требования, предъявляемые к релейной защите, следующие:
• - надежное отключение всех видов повреждений,
• - чувствительность защиты,
• - избирательность (селективность) -- отключение только поврежденных участков,
• - простота схем,
• - быстродействие,
• - наличие сигнализации о повреждениях.
• В сетях до 1 кВ защиту выполняют плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.
• Автоматические выключатели снабжают специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле. Эти реле называют расцепителями.
• При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:
• - номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;
• - отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу;
• - номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу [3, стр. 289]:
• (5.1)
• - автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию [3, стр. 289]:
• (5.2)
• [для автоматических выключателей с нерегулируемым тепловым расцепителем достаточно выполнение условия (5.1)]
• - при допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать; это достигается выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя по условию [3, стр. 291]:
• (5.3)
• где i_п - пусковой ток одного двигателя, А. Определяется по [3, стр. 284]:
• (5.4)
• где - кратность пускового тока;
• - номинальный ток двигателя, А.
• [для группы двигателей вместо пускового тока принимают пиковый ток, определяемый по [3, стр. 38]:
• (5.5)
• где - наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников, определяемый по паспортным данным, А;
• - расчетный ток группы приемников, А;
• - коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;
• - номинальный ток двигателя (приведенный к ПВ=1) с наибольшим пусковым током, А.]
• Для обеспечения избирательного действия последовательно установленных автоматических выключателей их защитные характеристики на карте селективности не должны пересекаться, причем уставки тока расцепителей замедленного и мгновенного действия у выключателя, расположенного ближе к источнику питания, должны быть больше в 1,5 раза, чем у более удаленного выключателя.
• Расчетные токи шинопроводов, питающих их кабелей и кабелей к распределительным шкафам определяется по:
• (5.6)
• где - полученные расчетные нагрузки по таблицам 4.1 - 4.2.
• Выбор автоматических выключателей
• 1 схема электроснабжения:
• Для ШРА 1:
• А
• Для наиболее мощного электроприемника найдем :
• А.
• Тогда:
• А
• А
• А.
• По [7, стр.39-40, табл. 2.1.1] выбираем автоматический выключатель ВА 51Г-31 со следующими характеристиками:
• А
• А
• Аналогично выбираются автоматические выключатели для остальных ШРА и СП. Результаты вычислений и выбранные выключатели для 1 схемы электроснабжения приведены в таблице 5.1, для 2 схемы - в таблице 5.2.
• Автоматические выключатели для вводов 0.4 кВ трансформаторов ТП и для секционированных шин 0.4 кВ выбираются по наибольшему току в цепи силового трансформатора:
• 323.3 А
• А
• А
• А
• Выбираем автоматический выключатель ВА 53-39 следующими характеристиками:
• А
• А
• Выбор АВ.
• Таблица 5.1

Защищаемый элемент	,А	1.3,А	,А	1,35,А	Выключатель	,А	,А	А
ШРА 1	30,42	39,5	71,79	96,91	ВА 51Г-31	100	40	300
ШРА 2	56,30	73,19	123,86	167,21	ВА 51Г-31	100	80	300
ШРА 3	113	146,9	342,1	461,83	ВА 53-37	160	160	480
СП 1	5,88	7,65	88,01	118,81	ВА 51-25	25	8	175
СП 2	62,46	81,20	200,03	270,03	ВА 51Г-31	100	100	300

• Таблица 5.2

Защищаемый элемент	,А	1.3,А	,А	1,35,А	Выключатель	,А	,А	А
ШРА 1	71,64	93,14	302,01	407,71	ВА 51Г-31	100	100	700
ШРА 2	56,30	73,19	123,86	167,21	ВА 51Г-31	100	80	300
СП 3	30,42	39,5	71,79	96,91	ВА 51Г-31	100	40	300
СП 1	5,88	7,65	88,01	118,81	ВА 51-25	25	8	175
СП 2	32,7	42,51	69,73	94,13	ВА 51Г-31	100	50	300
СП 4	62,46	81,20	200,03	270,03	ВА 51Г-31	100	100	300

• 5.2 Выбор предохранителей
• Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрических установок от токов КЗ и перегрузок. Основными его характеристиками являются:
• - номинальный ток плавкой вставки ,
• - номинальный ток предохранителя ;
• - номинальное напряжение предохранителя ,
• - номинальный ток отключения предохранителя .
• Номинальным током плавкой вставки называют ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы в нормальном режиме. Номинальный ток предохранителя -- это ток, при длительном протекании которого не наблюдается перегрева предохранителя в делом. Необходимо иметь в виду, что в предохранителе может использоваться плавкая вставка с номинальным током, меньшим номинального тока предохранителя. Номинальное напряжение предохранителя определяет конструкцию предохранителя и длину плавкой вставки. Отключающая способность предохранителя характеризуется номинальным током отключения, являющимся наибольшим током КЗ, при котором предохранитель разрывает цепь без каких-либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой .вставки.
• Наибольшее распространение в сетях напряжением до 1 кВ получили предохранители типа НПН (насыпной неразборный) и типа ПН2 (насыпной разборный).
• Различают плавкие предохранители инерционные (типа ИП), способные выдерживать значительные кратковременные перегрузки, и безынерционные (типов НПН, ПН2) с ограниченной способностью к перегрузкам. Выбор предохранителей производят по условиям [3, стр. 283]:
• (5.7)
• Плавкую вставку для инерционных предохранителей выбирают по длительно допустимому току линии [3, стр. 283]:
• , (5.8)
• а для безынерционных предохранителей с учетом следующих условий [3, стр. 283]:
• (5.9)
• где К_ПЕР - коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя.
• К_ПЕР = 1,6 - 2 - для тяжелых условий пуска
• К_ПЕР = 2,5 - для легких условий пуска
• - выбирается как для автоматических выключателей.
• Кроме указанных условий, токи плавких вставок должны соответствовать кратностям допустимых длительных токов и кратностям токов однофазных КЗ в сетях с
• заземленной нейтралью [3, стр. 284]:
• (5.10)
• где-- ток однофазного КЗ,
• -- кратность тока замыкания,
• =3 -- в помещениях с нормальной средой и =4 -- в помещениях со взрывоопасной средой.
• Ток плавкой вставки предохранителя, защищающего конденсаторную батарею, выбирают с учетом отстройки or токов включения и разряда конденсаторов [3, стр. 284]:
• (5.11)
• где n -- общее количество конденсаторов в батарее во всех фазах, шт.;
• -- номинальная мощность одного конденсатора, квар;
• U_л -- линейное напряжение сети, кВ.
• Выбор предохранителей
• Для токарных станков:
• А
• А
• А
• По [5, стр.371, табл. 6.4] выбираем предохранитель типа ПН2 со следующими характеристиками:
• А
• А
• Аналогично выбираем предохранители для остального оборудования. Результаты вычислений и выбранные предохранители представлены в таблице 5.3.
• Таблица 5.3

№ на плане	Наименование	, А	,А	Предохранитель	,А	,А
1,15,16,34,35,36	токарные станки	48,10	96,20	ПН2	100	100
2,43,44	алмазно-расточные станки	8,14	16,28	НПН2	63	20
3,24,25,26	вертикально-фрезерные станки	36,08	72,15	ПН2	100	80
4, 7-9, 45, 46	1 фазные станки	27,82	55,64	ПН2	100	63
5,6,17,18	сверлильные станки	38,48	76,96	ПН2	100	80
10,11,12	закалочные установки	37,97	45,57	НПН2	63	63
14,19,20	круглошлифовальные станки	31,27	62,53	НПН2	63	63
21,37,38,39	токарные полуавтоматы	81,40	162,80	ПН2	250	200
22, 23	балансировочные станки	12,99	25,97	НПН2	63	32
27, 28	вертикально-сверлильные станки	19,24	38,48	НПН2	63	40
30	кран мостовой (пв=40%)	91,25	91,25	ПН2	100	100
31,32,33	агрегатные станки	57,72	115,44	ПН2	250	125
40,41,42	шпоночно-фрезерные станки	33,67	67,34	ПН2	100	80

• 6. Выбор сечений проводников
• 6.1 Выбор сечений
• В зависимости от принятой схемы электроснабжения и условий окружающей среды цеховые электрические сети выполняют шинопроводами, кабельными линиями и проводами.
• Магистральные сети выполняют открытыми, защищенными или закрытыми шинопроводами.
• Крепление шинопроводов типа ШРА выполняют на стойках на высоте 1,5 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам, на тросах к фермам здания.
• Кабели применяют в основном в радиальных сетях для питания мощных сосредоточенных нагрузок или узлов нагрузок. При прокладке кабелей внутри зданий их располагают открытым способом по стенам, колоннам, фермам и перекрытиям, в трубах, проложенных в полу и перекрытиях, каналах и блоках.
• Открытую прокладку кабелей внутри зданий выполняют бронированными и чаще небронированными кабелями без наружного джутово-битумного покрова (из условий пожароопасности). Трасса кабелей должна быть по возможности прямолинейной и удаленной от различных трубопроводов. Если прокладывают одиночный кабель по стенам и перекрытиям, то его крепят при помощи скоб. При прокладке нескольких кабелей применяют опорные конструкции заводского изготовления, собираемые из отдельных деталей -- стоек и полок.
• Наиболее распространенной в производственных помещениях является прокладка кабелей в специальных каналах, если в одном направлении прокладывают большое число кабелей. В этом случае в полу цеха сооружают канал из железобетона или кирпича, который перекрывают железобетонными плитами или стальными рифлеными листами. Кабели внутри канала укладывают на типовые сборные конструкции, установленные на боковых стенах.
• Преимущества такой прокладки кабелей заключаются в защите их от механических повреждений, удобстве осмотра и ревизии в процессе эксплуатации, а недостатки -- в значительных капитальных затратах.
• Шинопроводы и сечения жил кабелей выбирают по нагреву длительным расчетным током и по условию соответствия выбранному ЗУ [3, стр.184-185] :
• где - длительно допустимый ток для шинопровода или кабеля, А [7, стр.96, табл. 4.2.2] или [3, стр.179, табл. 7.4], [7, стр.79, табл. 3.4.2];
• - коэффициент защиты для сетей, где предусмотрена защита от перегрузок
• [3, стр.186, табл. 7.6];
• - параметр ЗУ, А.
• Выбор сечений проводов к электроприемникам аналогичен за исключением того, что:
• (6.3)
• где - параметр ЗУ, А.
• Выбор сечений
• Для 1 схемы электроснабжения:
• Для ШРА 1:
• А
• В цепи стоит автоматический выключатель ВА 51Г-31 с А. Значит
• По наибольшему условию выбираем по [7, стр. 96, табл. 4.2.2] ШРА4 - 100 - 44 - У3 с . Также выбираем [7, стр.79, табл. 3.4.2] кабель с резиновой изоляцией
• АВРГ 316 с .
• Аналогично выберем сечения для остальных ШРА и СП. Результаты приведены в
• таблице 6.1 для 1 схемы электроснабжения и в таблице 6.2 для 2 схемы.
• Результаты выбора сечений проводов к электроприемникам приведены в таблице 6.3.
• Выбор шинопроводов и питающих кабелей
• Таблица 6.1

Проводник			ШРА (кабель)
ШРА 1	30.42	50	ШРА4-100-44-У3	100
от КТП к ШРА 1			АВРГ 3*16	60
ШРА 2	56,3	80	ШРА4-100-44-У3	100
от КТП к ШРА 2			АВРГ 3*35	90
ШРА 3	113	160	ШРА73У3	250
от КТП к ШРА 3			АВРГ 3*95	170
от КТП к СП 1	5,88	8	АВРГ 3*2,5	19
от КТП к СП 2	62,46	100	АВРГ 3*50	110

• Таблица 6.2

Проводник			ШРА (кабель)
ШРА 1	71,64	100	ШРА4-100-44-У3	100
от КТП к ШРА 1			АВРГ 3*50	110
ШРА 2	56,3	80	ШРА4-100-44-У3	100
от КТП к ШРА 2			АВРГ 3*35	90
от КТП к СП 3	30.42	50	АВРГ 3*16	60
от КТП к СП 1	5,88	8	АВРГ 3*2,5	19
от КТП к СП 2	32,7	40	АВРГ 3*10	42
от КТП к СП 4	62,46	100	АВРГ 3*50	110

• Выбор сечений проводов к электроприемникам
• Таблица 6.3

Наименование	№ на плане		, А	Провод
токарные станки	1,15,16,34,35,36	48,10	100	АВРГ 3*50	110
алмазно-расточные станки	2,43,44	8,14	20	АВРГ 3*4	27
вертикально-фрезерные станки	3,24,25,26	36,08	80	АВРГ 3*35	90
1 фазные станки	4, 7-9, 45, 46	27,82	63	АВРГ 3*25	75
сверлильные станки	5,6,17,18	38,48	80	АВРГ 3*35	90
закалочные установки	10,11,12	37,97	63	АВРГ 3*25	75
круглошлифовальные станки	14,19,20	31,27	63	АВРГ 3*25	75
токарные полуавтоматы	21,37,38,39	81,40	200	АВРГ 3*120	200
балансировочные станки	22, 23	12,99	32	АВРГ 3*6	32
вертикально-сверлильные станки	27, 28	19,24	40	АВРГ 3*10	42
кран мостовой (пв=40%)	30	91,25	100	АВРГ 3*50	110
агрегатные станки	31,32,33	57,72	125	АВРГ 3*70	140
шпоночно-фрезерные станки	40,41,42	33,67	80	АВРГ 3*35	90

• 6.2 Проверка выбранных сечений по потере напряжения
• Потери напряжения определяются по формуле [3, стр. 184]:
• (6.4)
• где - потери напряжения в проводнике, %;
• - расчетный ток проводника, А;
• - соответственно удельное активное и реактивное сопротивление проводника, Ом/км
• [1, стр. 62, табл. 1.9.5], [1, стр. 63, табл. 1.9.7], [3, стр. 179, табл. 7.4];
• L - длина проводника, км;
• При расположении вводной коробки в середине шинопровода потерю напряжения определяют с учетом половины длины шинопровода.
• Потери напряжения не должны превышать 5%.
• Проверка сечений
• Для 1 схемы электроснабжения.
• Для СП 2:
• = 62.46 А
• (для одной жилы кабеля по [1, стр. 62, табл. 1.9.5])
• L = 0,01691 км
• тогда
• Т.о. для данного проводника потери напряжения находятся в пределах нормы.
• Аналогично проверяются выбранные сечения для остальных ШРА и СП. Результаты приведены в таблице 6.4 для 1 схемы электроснабжения и в таблице 6.5 для 2 схемы.
• Потери напряжения в шинопроводах и питающих кабелях
• Таблица 6.4

Проводник		, Ом/км	, Ом/км	L , км	, %
ШРА 1	30.42	-	-	0,01249	-
от КТП к ШРА 1		1,95	0,095	0,02205	1,69
ШРА 2	56,3	-	-	0,01852	-
от КТП к ШРА 2		0,894	0,088	0,0047	0,28
ШРА 3	113	0,21	0,21	0,0199	0,29
от КТП к ШРА 3		0,329	0,081	0,00867	0,41
от КТП к СП 1	5,88	12,5	0,116	0,002	0,16
от КТП к СП 2	62,46	0,625	0,085	0,01691	0,81

• Таблица 6.5

Проводник		, Ом/км	, Ом/км	L , км	, %
ШРА 1	71,64	-	-	0,01013	-
от КТП к ШРА 1		0,625	0,085	0,0185	1
ШРА 2	56,3	-	-	0,01852	-
от КТП к ШРА 2		0,894	0,088	0,0047	0,28
от КТП к СП 3	30.42	1,95	0,095	0,02723	2,03
от КТП к СП 1	5,88	12,5	0,116	0,002	0,16
от КТП к СП 2	32,7	3,12	0,099	0,01147	1,22
от КТП к СП 4	62,46	0,625	0,085	0,01691	0,81

• 7. Расчет токов короткого замыкания
• 7.1 Расчет токов трехфазного КЗ
• Расчет обычно производится по полному сопротивлению цепи КЗ. В этом случае суммарное активное сопротивление оказывается соизмеримым с индуктивным и должно быть учтено. Необходимо в некоторых случаях учитывать сопротивление трансформаторов тока, катушек максимального тока автоматических выключателей и их контактов, рубильников, пакетных выключателей. В большинстве случаев сопротивление вышеперечисленных элементов цепи не превышает 1 - 3% от полного сопротивления этой цепи. Расчет сопротивлений элементов цепи КЗ обычно сводится к определению сопротивления силовых трансформаторов и линий электропередач.
• Сопротивление трансформаторов приведено в [1, стр. 61, табл. 1.9.1]. Сопротивление линий электропередач зависит от материала и сечения фазы линии, номинального напряжения и протяженности. Определяется по [1, стр. 59]:
• (7.1)
• (7.2)
• где и - удельное активное и индуктивное сопротивление линии, мОм/км [1, стр. 62, табл. 1.9.5], [1, стр. 63, табл. 1.9.7];
• Сопротивления автоматических выключателей [1, стр. 61, табл. 1.9.3]. Переходное сопротивление контактных соединений [1, стр. 62, табл. 1.9.4].
• Далее суммируются отдельно активные и реактивные составляющие сопротивлений, определяются активное, индуктивное и полное сопротивление цепи КЗ. Затем определяются действующие значения токов КЗ [1, стр. 58]:
• (7.3)
• где Z - полное сопротивление цепи КЗ, мОм.
• Значения ударного тока определяются по [1, стр. 58]:
• (7.4)
• где Х и R - суммарное активное и индуктивное сопротивление цепи КЗ, мОм.
• Расчет токов КЗ
• Для 1 схемы:
• Для ШРА 1:
• Сопротивление сети:
• мОм.
• Для выбранного трансформатора по [1, стр. 61, табл. 1.9.1]:
• мОм , мОм и мОм.
• Для автоматического выключателя ВА 53-37 на вводах ТП по [1, стр. 61, табл. 1.9.3]:
• мОм , мОм, мОм
• Переходное сопротивление на распределительном устройстве ТП [1, стр. 62, табл. 1.9.4]:
• мОм.
• Для автоматического выключателя ВА 53-37, защищающего ШРА 1 по [1, стр. 61, табл. 1.9.3]: мОм , мОм, мОм
• Для кабеля АВРГ 3х16 (L = 22.05 м) по [1, стр. 62, табл. 1.9.5]:
• мОм/м и мОм/м
• Для кабеля АВРГ 3х50 (L = 1.71 м) по [1, стр. 62, табл. 1.9.5]:
• мОм/м и мОм/м
• Суммарные сопротивления цепи КЗ до самого дальнего электроприемника:
• мОм
• мОм
• мОм
• Ток КЗ:
• кА
• Ударный ток:
• кА
• Аналогично находятся токи КЗ для других точек КЗ. Результаты приведены в таблице 7.1 для 1 схемы электроснабжения и в таблице 7.2 для 2 схемы.
• Таблица 7.1 Токи трехфазного КЗ

Точка КЗ	Z, мОм	, кА	, кА
Шины ТП	42,97+j42.12	3,84	5,60
Ввод ШРА 1	87.55+j44.41	2,33	3,28
Наиболее удаленный ЭП ШРА 1	89.09+j45.56	2,31	3,24
Ввод ШРА 2	76.63+j43.5	3,51	5,07
Наиболее удаленный ЭП ШРА 2	79,4+j43.2

Страница:

•  1 
•  2 
курсовая работа "Электроснабжение и электрооборудование цеха механической обработки деталей" скачать



Подобные документы

• Электроснабжение участка механического цеха №19

  Краткая характеристика электроприемников цеха. Выбор и обоснование схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок участка. Выбор марки и сечения токоведущих частей (проводов, кабелей, шинопроводов). Конструктивное выполнение цеховой сети.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.03.2015
  

• Проектирование электроснабжения и электрического освещения механического цеха тяжелого машиностроения

  Определение центра электрических нагрузок цеха. Расчёт системы электроснабжения цеха методом упорядоченных диаграмм. Определение параметров систем искусственного освещения цеха по методу светового потока. Схема электроснабжения цеха. Выбор трансформатора.
  
  курсовая работа [369,1 K], добавлен 05.11.2015
  

• Разработка внутрицехового электроснабжения цеха нестандартного оборудования

  Разработка схемы цехового электроснабжения. Выбор коммутационно-защитной и пусковой аппаратуры, питающих кабелей и проводов, распределительных шинопроводов и шкафов, вводно-распределительного устройства. Расчет электрических нагрузок потребителей цеха.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 18.11.2014
  

• Электроснабжение механического цеха серийного производства

  Проектирование электроснабжения отдельного участка механического цеха серийного производства, предназначенного для серийного выпуска продукции для завода тяжелого машиностроения. Исходные данные, выбор схемы электроснабжения и расчёт питающих сетей.
  
  курсовая работа [401,0 K], добавлен 18.06.2013
  

• Электроснабжение и электрооборудование механического цеха завода среднего машиностроения

  Выбор элементов электроснабжения и электрооборудования механического цеха завода среднего машиностроения. Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и трансформатора. Классификация помещений по пожаро-, взрыво-, электробезопасности.
  
  курсовая работа [319,4 K], добавлен 29.01.2011
  

• Проектирование электроснабжения механического цеха серийного производства

  Рассмотрение характеристик системы электроснабжения цеха. Расчёт передачи, распределение и потребление электроэнергии. Выбор кабелей, проводов для элекроприёмников, компенсирующих устройств, трансформаторов. Расчет рабочего и аварийного освещения.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.02.2015
  

• Электроснабжение и электрооборудование цеха металлорежущих станков

  Краткая характеристика цеха, описание технологического процесса, определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения и схемы электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, выбор компенсирующего устройства, трансформаторов.
  
  курсовая работа [38,5 K], добавлен 10.01.2010
  

• Электроснабжение электромеханического цеха

  Характеристика механического цеха тяжелого машиностроения: потребители электроэнергии, технологический процесс. Категория надёжности электроснабжения и выбор схем ЭСН. Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов.
  
  курсовая работа [72,5 K], добавлен 23.05.2014
  

• Разработка системы электроснабжения механического цеха тяжелого машиностроения

  Характеристика производства и потребителей электроэнергии. Составление радиальной схемы электроснабжения. Определение количества распределительных пунктов. Выбор трансформатора, высоковольтного оборудования. Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
  
  курсовая работа [745,4 K], добавлен 07.06.2015
  

• Разработка электроснабжения ремонтно-механического цеха

  Проектирование ремонтно-механического цеха. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций, сбор электрических нагрузок цеха. Компенсация реактивной мощности. Расчет параметров, выбор кабелей марки ВВГ и проводов марки АПВ распределительной сети.
  
  курсовая работа [281,7 K], добавлен 19.08.2016
  

Другие документы, подобные "Электроснабжение и электрооборудование цеха механической обработки деталей"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам