Таблица 1.2

Технические характеристики асинхронных электродвигателей серии АИР (U_н=220,380,660 В, n = 1500 об/мин)

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. С их помощью также осуществляется нулевая защита. Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ без теплового реле. Условие выбора магнитного пускателя

где I_НП - номинальный ток пускателя, А;

I_Р - расчетный ток электроприемника, A.

Электрические сети и электроприемники необходимо защищать от токов короткого замыкания и от длительных токовых перегрузок.

В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий следует широко применять плавкие предохранители. Автоматы должны устанавливаться только в следующих случаях:

необходимость автоматизации управления;

необходимость обеспечения более скорого по сравнению с предохранителями восстановления питания, если при этом не имеют решающего значения вероятность неселективных отключений и отсутствие эффекта ограничения тока короткого замыкания;

частые аварийные отключения.

Проанализировав все выше изложенное, принимаем решение выполнить защиту электродвигателей автоматическими выключателями серии ВА с комбинированным расцепителем, которые выбираются по следующим условиям:

где I_НА - номинальный ток автомата, А;

I_НР - номинальный ток расцепителя, А.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя I_{СР Э} проверяется по максимальному кратковременному току линии I_КР

Для подключения электроприемников к распределительным шинопроводам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которая осуществляется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.

Номинальный ток плавкой вставки I_ВС предохранителя определяется:

1) по величине длительного расчетного тока I_Р

2) по условию перегрузок пусковыми токами

где I_КР - максимальный кратковременный (пиковый) ток, A;

коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска принимается равным 2,5, при тяжелых - 1,6 …2,0, для ответственных потребителей - 1,6.

При выборе предохранителя для одного электродвигателя в качестве I_Р принимается его номинальный ток I_Н, а в качестве I_КР - пусковой ток I_ПУСК.

При числе электроприемников в группе больше одного расчетный ток I_Р может быть определен по методу расчетных коэффициентов. Исходной информацией для выполнения расчетов по данному методу является перечень электроприемников с указанием их номинальных мощностей P_Н. Для каждого электроприемника по справочной литературе подбираются средние значения коэффициентов использования к_и, активной (cos и реактивной (tg мощности. При наличии интервальных значений к_и рекомендуется принимать большее.

Расчетная активная нагрузка группы электроприемников определяется по выражению

По формуле (2.12) определяем эффективное число электроприемников

Принимаем n_Э = 4.

Коэффициент расчётной нагрузки группы электроприёмников А1 k_р определяем по табл. П3.5 2 при n_э = 4 и К_иА1 = 0, 34 К_р = 1,27.

Принимаем k_Р = 1,27.

По выражению (2.11) определяем расчетную активную нагрузку

кВт

По выражению (2.14) определяем расчетную реактивную нагрузку

Расчетный ток группы электроприемников по (2.15)

Расчет нагрузки для остальных групп электроприемников и всего цеха в целом аналогичен результаты представлены соответственно в таблице 2.1

Произведём расчёт нагрузки для цеха в целом. Расчёт выполняется также по методу расчётной нагрузки.

В данном цехе установлено N = 61 станок.

Определяем эффективное число электроприёмников по (2.12)

Принимаем n_э = 69.

Определяем групповой коэффициент использования по (2.13)

Коэффициент расчётной нагрузки цеха К_р определяем по табл. П3.6 2 при n_э = 69 и К_и = 0,161 К_р = 0,65.

Таблица 2.1

Группы электроприемников цеха

электроснабжение цех коммутационный защитный

Определяем активную мощность расчётной нагрузки цеха по (2.11)

Определяем реактивную мощность расчётной нагрузки цеха по (2.14)

Определяем полную мощность расчётной нагрузки цеха :

Определяем расчётный ток по цеху по (3.6)

Различают два вида освещения: рабочее и аварийное. Рабочее освещение служит для обеспечения нормальной освещенности на рабочих местах. Аварийное служит для временного продолжения работы или эвакуации людей при аварийном отключении рабочего освещения. Аварийное освещение для безопасной эвакуации предусматривается в помещениях с числом работающих более 50 человек, в местах опасных для прохода в темноте.

Определим расчетную осветительную нагрузку цеха. Расчетная нагрузка освещения отдельных помещений, для которых не производится полный светотехнический расчет, может быть приближенно определена (в киловаттах) по выражению:

= • • F • 10^-3 (3.1)

- коэффициент спроса осветительной нагрузки. = 1;

- удельная мощность общего равномерного освещения, ;

F - площадь помещения, м²;

Удельная мощность освещения принимается в зависимости от типа и номинальной мощности применяемых ламп, расчетной высоты, площади помещения, освещенности, кривой силы света и других показателей.

Значение удельной мощности в каждом конкретном случае находят пропорциональным пересчетом по формуле:

= (3.2)

- табличное значение удельной мощности освещения;

и - фактический и табличный коэффициент запаса. Из таблиц принимаем = 1,4; = 1,5;

- величина нормальной освещенности;

- коэффициент полезного действия выбранного светильника в относительный единицах.

Расчетная высота от условной рабочей поверхности до светильника рассчитывается по формуле:

= H - - (3.3)

H - высота помещения. Для заданного цеха высота равна 8,4 метра;

- расстояние от светильника до перекрытия (свес) в метрах, принимается в диапазоне 0-1,5 м;

- высота расчетной поверхности над полом, м (если неизвестна, принимается высота условной рабочей поверхности 0,8 м).

= 8,4 - 0,8- 1 = 6,6 м

Для электрощитовой высота помещения принимается равной 4,2 метра.

= 4,2 - 0,8 - 1 = 2,4 м

Произведем выбор светильников и их размещение:

Расчетная высота подвеса светильников:

Hр =H - hс - hр

H - высота помещения, м

hс - расстояние от точки крепления до светильника, м

hс = (0-1,5) м

hр - высота рабочей поверхности над полом, м

hр = (0,8-1) м

Произведём расчёт осветительной нагрузки помещения ремонтно-механического цеха. По табл. П5.1 определяем р_у = 6 Вт/м² при F = 1296 м²; E_ф = 300 лк. По (3.1) получим

По (3.2) получим

Р_р.ос.=К_с.о.•Р_ном.ос.=0,95•23,328=22,16 кВт

По (3.3) получим

Q _р.ос= Р_р.ос.•tgц=22,16•1,73=38,34 кВар

Где cosц=0,5 следовательно tgц=1,73

По табл. П5.5 выбираем лампы ДРЛ 2000, количество N = 16 шт, мощность лампы - 2000Вт.

3. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети

Внутрицеховые сети условно делят на питающие и распределительные. К первым относят провода и кабели, отходящие непосредственно от распределительных устройств трансформаторных подстанций к первичным силовым пунктам и щитам, ко вторым - отходящие от пунктов, щитов, или шинопроводов к электроприемникам. Питающие сети могут выполняться по радиальным или магистральным схемам. Распределительные сети чаще всего бывают радиальными.

Для питания значительного числа электроприемников небольшой мощности, расположенных компактно по площади цеха, следует применять распределительные шинопроводы серии ШРА 4, присоединяемые к шинам до 1 кВ ТП с помощью аппаратов защиты и управления.

Радиальные схемы распределительных сетей с силовыми пунктами следует предусматривать в тех случаях, когда применению распределительных шинопроводов препятствуют условия среды, территориальное размещение электроприемников, наличие кранов и другие местные условия. При этом рекомендуется использовать силовые распределительные шкафы серии ШР1, ШРС1, СПУ62, а также ШР11 с трехфазными группами плавких предохранителей ПН2 и НПН2 для защиты отходящих линий.

При построении схем необходимо стремиться к тому, чтобы длина линий была минимальной. Следует также исключать или сводить к минимуму случаи обратных перетоков мощности.

Приняв во внимание все вышеуказанное, принимаем решение о питании групп №4,5 электроприемников цеха от распределительных шинопроводов.

Питание групп № 1,2,3будем осуществлять от распределительных шкафов серии ШР 11.

Распределительные шинопроводы выбираются по условию

где I_Н - номинальный ток шинопровода, А;

I_Р - расчетный ток группы электроприемников, A.

Произведём выбор распределительных шинопроводов, силовых ящиков и распределительных шкафов по условию, так чтобы номинальный ток распределительного оборудования был не менее расчётного тока, т.е.

. (4.2)

Если распределительный шинопровод подключается не в начале (как в случае с шинопроводом A1) ,то он выбирается по расчётному току наиболее нагруженного плеча от точки присоединения питающей линии до конца шинопровода. Для этого предварительно вычисляется ток нагрузки на 1м шинопровода по выражению

,

где S_ШР - полная мощность расчётной нагрузки группы электроприёмников, питающихся от шинопровода;

l_Ш - длина распределительного шинопровода.(63м)

Расчётный ток плеча шинопровода, имеющего длину l_Р(46,5м), определяется как I_P=i_РШ• l_Р

Произведём выбор распределительного шинопровода А5 согласно (4.2). Номинальный ток шинопровода А3 согласно табл. 2.1

По табл. П2.12 2 выбираем шинопровод А5 типа ШРА4-250 с I_ном = 250 А. Шинопровод А5 имеет ответвительные коробки типа У2031 с предохранителями ПН2-250.

Выберем силовой ящик для подключения шинопровода А5 согласно (4.1). По табл. П2.10 2 выбираем силовой ящик А7 типа ЯВЗ-32-1 с I_ном = 250 А.

Произведём выбор распределительного шкафа А2 согласно (4.2). Номинальный ток шкафа А2 согласно табл.2.1

По табл. П2.9 2 выбираем шкаф А2 типа ШР11-73701 с I_ном = 250 А.

Аналогичный выбор произведём для остальных шинопроводов, силовых ящиков, распределительных шкафов данного цеха и результаты сводим в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Выбор шинопроводов, силовых ящиков и распределительных шкафов

Выберем линейные панели распределительного устройства. По табл. П15 1 выбираем линейные панели А9, А10 типа ЩО70-02 с номинальным током (А) и количеством присоединений 250х4, с коммутационными аппаратами - предохранителями ПН2-250.

Произведём выбор предохранителя для защиты шинопровода А4 по условиям (2.10) и (2.11). Здесь I_дл = I_р = 104,5 А;

I_пик = I_{пуск.мах} + (I_р - k_иI_{ном.мах}) =277,5 +( 104,5 - 0,1542,69) = 398,5 А

По табл. П2.2 выбираем предохранитель типа ПН2-250/250 с I_ном = 250 А.

Аналогичный выбор произведём для защиты остальных шинопроводов и шкафов, и результаты сводим в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Выбор предохранителей

Для ввода в распределительное устройство А8 по табл. П15 1 выбираем вводную панель по условию (3.1):

Выбираем вводную панель типа ЩО70М-19 с I_ном = 400 А.

Теперь необходимо выбрать сечение жил и марку силовых кабелей, питающих распределительные шинопроводы и шкафы.

Произведём выбор кабеля, питающего шинопровод А5 по условию (3.1):

Здесь I_дл = I_расч = 104,5 А.

По табл. П21 1 выбираем сечение жил 95 мм² с I_доп = 170 А (кабель трёхжильный, проложенный в воздухе).

По условию (3.2) проверяем сечение по условию максимально-токовой защиты:

Окончательно выбираем кабель АВВГ-3х95+2х50, I_доп = 170 А.

Аналогично выбираем сечение жил кабелей, питающих остальные шинопроводы и шкафы, и результаты сводим в табл. 4.5.

Таблица 3.3

Выбор кабелей

Для питания распределительного устройства от трансформаторной подстанции выбор кабеля производим по условию (3.1):

Здесь I_дл = I_расч.ц = 232,6 А.

По условию (4.2) проверяем сечение по условию максимально-токовой защиты:

По табл. П21 1 выбираем кабель с сечением жил 185 мм² с I_доп = 270 А. В результате имеем кабель АВВГ-3х185+1х95.

Для питания кран-балки А5 принимаем троллейный шинопровод типа ШМТ-АУ2 с I_н=250 А по табл. П2.14 стр.101. Для коммутации троллеи выберем силовой ящик ЯВЗ-32-1 с номинальным током 250 А.

4. Светотехнический расчет цеха

Различают два вида освещения: рабочее и аварийное. Рабочее освещение служит для обеспечения нормальной освещенности на рабочих местах. Аварийное служит для временного продолжения работы или эвакуации людей при аварийном отключении рабочего освещения. Аварийное освещение для безопасной эвакуации предусматривается в помещениях с числом работающих более 50 человек, в местах опасных для прохода в темноте.

Произведем выбор светильников и их размещение:

Расчетная высота подвеса светильников:

H_р =H - h_с - h_р

H - высота помещения, м

h_с - расстояние от точки крепления до светильника, м

h_с = (0-1,5) м

h_р - высота рабочей поверхности над полом, м

h_р = (0,8-1) м

При нормальном равномерном освещении отношение расстояний между соседними светильниками или рядами светильников L к высоте их установки Hр над освещаемой поверхностью в зависимости от кривой силы света светильников берем из табл. П 5,1.

Расстояние от крайних рядов светильников до стен принимается в пределах ? =(0,3-0.5) L , в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест.

Число рядов светильников R определяется по формуле:

R=+1;

B - ширина помещения, м

Скорректируем расстояние между рядами:

L_В=;

Число светильников в ряду:

N_R=+1, (4.4)

A - длина помещения, м

Фактическое расстояние между светильниками:

LА=; (4.5)

Найденные значения R и NR округляются до ближайшего стандартного.

Для расчета освещенности применим метод коэффициента использования светового потока.

Световой поток одной лампы определяется по формуле:

Ф=; (4.6)

Е - нормируемая наименьшая освещенность, лк

F - освещаемая площадь, м²

kз - коэффициент запаса, в зависимости от загрязнения окружающей среды: для ламп накаливания kз = (1,3-1,7) ,

для люминисцентных ламп kз = (1,5-2)

Z - отношение средней освещенности к минимальной

Z = 1,1-1,15

N - количество светильников, шт.

з - коэффициент использования светового потока

Коэффициент использования светового потока для каждого типа светильника определяют в зависимости от коэффициентов отражения: потолка с_п, стен с_с, рабочей поверхности с_р, а также в зависимости от индекса помещения Я (табл. П 4,2).

Индекс помещения находится по формуле:

I = ; (5.7)

По найденной величине светового потока Ф подбирают мощность лампы.

При освещении выполненном рядами люминисцентных светильников, для расчета освещенности следует задаться числом рядов, а также мощностью и типом лампы, что определит ее световой поток. Требуемое число светильников в ряду определяют по формуле:

N_R=;(5.8)

m - число ламп в светильнике

R - число рядов

а) Основное рабочее помещение.

Расчёт для основного рабочего помещения будем производить исходя из всей площади цеха с последующим вычитанием светильников, приходящихся на другие не основные помещения.

Расчётная высота подвеса светильников Цех:

А = 72м; В = 18 м; Н = 6 м

Примем: h_с = 1 м; h_р = 1 м

H_р =H - hс - hр = 6 - 1 - 1 = 4 м

L = 1 · 4 = 4 м

? = 0,4 ·4 = 1,6 м

Число рядов светильников:

R =

Число светильников в ряду:

N_R=; принимаем N_R=18.

Действительное расстояние между рядами светильников:

L_B=м,

Между лампами в ряду:

L_A =

Световой поток одной лампы:

Ф=лм,

Где Е=300лк - наименьшая освещённость;

S=1296м² - общая площадь цеха.

Я =

Для _п=0.5;_ст=0.3;_р=0.1 и i=2.26 =75%.

Выбираем лампу ДРЛ-250, Ф_ном=13000 лм; Р=250кВт; тип цоколя Е40/45.

Для основного помещения принимаем количество светильников, за вычетом светильников приходящихся на другие помещения: N_св=34 шт.

Отклонение расчётного потока одной лампы от номинального потока лампы:

=0.1%, что допустимо.

б) Помещение №2.

Принимаем минимальную освещённость E=300 лк.

Общая площадь S=611=66 м².

Освещение будем выполнять рядами люминесцентных светильников.

Принимаем число рядов R=1, число ламп в светильнике m=2.

i=.

Для _п=0.5;_ст=0.3;_р=0.1 и i=0.98 =44%.

N_R= = 4.3, принимаем N_R=5.

Для ЛБ Р=80 Вт, =5400 лм

Ф_p==5598 лм.

=-4, что допускается.

Для остальных помещений результаты расчётов рабочего освещения сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Светотехнический расчёт

Для остальных помещений результаты расчётов рабочего освещения сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

5. Определение уровня напряжения на зажимах электрически наиболее удалённого электроприёмника

Электрические сети до 1 кВ, рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения. В нормальном режиме допускаются отклонения напряжения от номинального на зажимах электродвигателей в пределах от -5 до +10%.

Определим уровень напряжения на зажимах электрически наиболее удалённых электроприёмников в каждой группе. В первой группе таким электроприёмником является калорифер (позиция 1).

Определим коэффициент мощности нагрузки линий:

Для определения напряжения на зажимах электроприёмников необходимо найти потери напряжения в питающем трансформаторе, линиях.

Потеря напряжения в трансформаторе в процентах рассчитывается по выражению

(5.1)

где в_т - коэффициент загрузки трансформатора, который задан по проекту в_т = 0,9;

U_ка, U_кр - активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания U_к; сosц_т - коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

Значения U_ка, U_кр в процентах определяются по формулам

(5.2)

где Р_к - потери короткого замыкания трансформатора, кВт;

S_н.т. - номинальная мощность трансформатора, кВА.

По (5.2) получим

По (5.1) имеем

Потери напряжения в линии электропередачи в процентах вычисляется по формуле

(5.3)

где l - длина линии, км;

r₀, x₀ - удельное активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км, определяемые по табл. П6.1 [2];

cosц_л - коэффициент мощности нагрузки линии.

По табл.П6.1 2 удельное активное и реактивное сопротивления кабеля

АВВГ-3x185+1х95 равны

По (5.3) получим

По табл.П6.1 2 удельное активное и реактивное сопротивления кабеля

АВВГ-5(1x50) равны

По (5.3) получим

По табл.П6.1 2 удельное активное и реактивное сопротивления провода

АПВ-5(1х8) равны

По (5.3) получим

Напряжение на зажимах электроприёмника в % определяется по выражению

(4.4)

где U_хх - напряжение холостого хода трансформатора, %;

n - число участков на пути от шин вторичного напряжения ТП до точки, в которой определяется U_э.

По (5.4) получим

В нормальных режимах на зажимах электроприёмников величина U_э должна быть в диапазоне 95-105%. Следовательно, проверенный по потери напряжения участок удовлетворяет данному условию.

Во второй группе таким электроприёмником является кран-балка (позиция 5).

Аналогично рассчитываем остальные группы, результаты сводим в таблицу 5.1

Таблица 5.1

Литература

1. Королев О.П., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно-методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГПА, 1998. - 140 с.

2. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

3. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 640 с.

Размещено на Allbest.ru