Силовое элекрооборудование цеха промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет энергетический

Кафедра «Электроснабжение»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

По дисциплине: «Потребители электроэнергии»

Тема: «Силовое элекрооборудование цеха промышленного предприятия»

Исполнитель: студент 3 курса группы 10603220

Буйвол Антон Павлович

Руководитель проекта: старший преподаватель

Ярошевич Тамара Михайловна

Минск 2022

Содержание

электродвигатель электроприемник ток предохранитель

Введение

1. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

1.1 Исходные данные

1.2 Выбор электродвигателей

1.3 Выбор коммутационных и защитных аппаратов

2. Определение электрических нагрузок цеха

2.1 Расчет нагрузки групп электроприемников

2.2 Расчёт силовой нагрузки для цеха

2.3 Расчёт осветительной нагрузки

3. Выбор схемы электрической сети цеха

3.1 Выбор шинопроводов

3.2 Выбор распределительных шкафов

3.3 Выбор силовых ящиков

3.4 Выбор вводной и линейных панелей и предохранителей установленных в них

3.5 Выбор кабелей

3.6 Выбор трансформатора и автоматических выключателей, установленных в РП и линейных панелях ТП

4. Расчет токов короткого замыкания и внутрицеховой электрической сети

5. Определение величины напряжения на зажимах электроприемников

Заключение

Список использованных источников



Введение

Системы электроснабжения сооружаются для обеспечения электроприёмников электроэнергией в необходимом количестве требуемого качества.

Электроприёмник (ЭП), как составляющая часть электрического хозяйства предприятия, организации, любого электрифицированного объекта представляет собой аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Электроприёмник или группа электроприёмников, объединённых технологическим процессом и размещенных на определённой территории, например, станок, цех, предприятие, называют потребителем электрической энергии.

Расположение потребителей (электроприёмников) на генплане (плане) предприятия или города, величина и характер их электрических нагрузок, характеристика электроприёмников с точки зрения надёжности обеспечения являются основными исходными данными, определяющими выбор соответствующей системы электроснабжения.

Под системой электроснабжения понимается совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Осветительная установка _ комплексное светотехническое устройство, предназначенное для искусственного и (или) естественного освещения и состоящая из источника оптического излучения, осветительного прибора или светопропускающего устройства, освещаемого объекта или группы объектов, приемника излучения и вспомогательных элементов, обеспечивающих работу установки (проводов и кабелей, пускорегулирующих и управляющих устройств, конструктивных узлов, средств обслуживания)

Целью данного курсового проекта является разработка система электроснабжения отдельных установок цеха. Выполняются расчеты по выбору электродвигателей и их коммутационных и защитных аппаратов, расчет и выбор внутрицеховой электрической сети, определение электрических нагрузок, потерь напряжения на зажимах электроприемников.



1. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

1.1 Исходные данные

В таблице 1.1 приведены исходные данные к курсовому проекту.

Таблица 1.1

Исходные данные

№	Наименование	Кол-во	Мощность, кВт
1	Токарно-карусельный станок	1	10
2,3,4,8	Токарно-винторезный станок	6	10
5	Токарно-винторезный станок	1	28
6,7,13	Токарно-винторезный станок	3	2,8
9	Токарно-винторезный станок	1	4,5
10	Токарно-винторезный станок	1	2
11	Токарно-винторезный станок	1	8
12	Токарно-винторезный станок	1	1,7
14	Токарный станок по дереву	1	1,7
15	Настольно-токарный станок	1	2,8
16	Поперечно-строгальный станок	6	4,5
17	Поперечно-строгальный станок	1	2
18,20	Поперечно-строгальный станок	23	10
19	Поперечно-строгальный станок	1	22
21	Вертикально-фрезерный станок	1	10
22	Вертикально-фрезерный станок	1	2,8
23	Горизонтально-фрезерный станок	3	2,8
24	Горизонтально-фрезерный станок	2	4,5
25	Продольно-фрезерный станок	2	10
26	Продольно-фрезерный станок	2	2,8
27	Универсально-фрезерный станок	1	10
28	Электрокранбалка ПВ=40%	1	1,6
29	Пресс кривошипный односторонний	1	2,8
30	Пресс механический	1	2,8
31	Пресс-ножницы комбинированные	2	2,8
32	Молот пневматический	1	2,8
33	Молот пневматический	1	4,5
34	Станок для изготовления клиньев	1	7
35	Оплеточная машина	1	4,5
36	Обмоточный барабан	3	7
37	Фуговальный станок	3	2,8
38	Смешивающий бегун	1	7
39	Зубофрезерный станок	1	7
40	Зубодолбежный станок	1	2,8
41	Точильный станок	1	2
42	Горизонтально-расточный станок	2	4,5
43	Радиально-сверлильный станок	2	4,5
44	Болторезный станок	1	3,5
45	Шлифовальная установка	1	1
46	Вертикально-сверлильный станок	1	2,8
47	Отрезочный станок	1	1,7
48	Суш. шкаф свент. для стержней	1	10 кВА
49	Преобразователь сборочный	1	1,4
50	Душьевой вентилятор	1	4,5
51	Вентилятор	1	1,7
52	Вертикально-сверлильный станок	1	10
53	Душьевой вентилятор	1	2,8
54	Аппарат точечный для контрсварки ПВ=60%	1	10
55	Внутришлифовальный станок	1	4
56	Точильный станок	1	5
57	Фуговальный станок	1	2,8
58	Ленточнопильный станок	1	4,5
59	Круглошлифовальный станок	1	1,7
60	Токарно-фрезерный станок	1	10
61	Сверлильный станок	1	1,7
62	Точильный станок	1	1,7
63	Плоскошлифовальный станок	1	2,8
64,65	Вентилятор	3	0,5
66	Электропечь-ванна	1	10 кВА
67	Вертикально-фрезерный станок	1	10
68	Поперечно-строгальный станок	1	10
69	Шлифовальная установка	2	4,5
70	Сверлильный станок	1	4,5
71	Точильный станок	2	1,7
72	Вентилятор	1	1
73	Заточный станок	1	0,6
74	Заточный станок	1	1,5
75	Точильно-двухстержневой станок	1	1,7
76	Универсально-заточный станок	2	1,75
77	Сварочный трансформатор	1	30 кВА

1.2 Выбор электродвигателей

Электродвигатели для приводов станков выбираются по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды. Номинальная мощность двигателя должна соответствовать мощности приводного механизма , т.е.

, (1.1)

где: - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

- заданная по проекту механическая мощность производственного станка, кВт.

Электродвигатели выбираются по табл. П1.1 [2]. При этом номинальная мощность электродвигателей повторно-кратковременного режима работы (краны, подъемники и т.п.) определяется по формуле:

,

где: - паспортная мощность электродвигателя, кВт;

- продолжительность включения в относительных единицах.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:

, (1.2)

где: - номинальная мощность двигателя, кВт;

- номинальное напряжение, кВ;

- КПД при номинальной нагрузке;

- номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток двигателя:

, (1.3)

где: - кратность пускового тока по отношению к .

В данном курсовом проекте применяются электродвигатели переменного тока асинхронные с короткозамкнутым ротором серии АИР U_н = 400 В, n=1500 об/мин. Выбранные двигатели приведены в таблице 1.2.

Электроснабжение электропривода производственных механизмов будет осуществляться по одной из схем, показанных на рисунке 1.1 (а, б, в).

a - однодвигательный потребитель; б - двухдвигательный потребитель; в - трехдвигательный потребитель.

Рисунок 1.1 Схемы электроснабжения приводов

Произведём расчёт номинального тока трёхфазного электродвигателя по (1.1) токарно-винторезный станок (позиция № 9):

.

По (1.2) определим пусковой ток двигателя токарно-винторезного станка:

.

Аналогичный расчёт номинальных и пусковых токов производится для всех остальных электродвигателей технологического оборудования. Результаты расчёта сводим в таблицу 1.2.

№ по плану	Тип	Номинальная мощность, кВт	КПД,%	cosцн	Кпуск	Iном,А	Iпуск,А
1	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
2,3,4,8	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
5	АИР160M4	18,5	90	0,89	7	33,336	233,355
	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
6,7,13	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
9	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
10	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
11	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
12	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
14	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
15	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
16	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
17	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
18,20	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
19	АИР160S4	15	89,5	0,89	7	27,181	190,264
	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
21	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
22	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
23	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
24	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
25	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
26	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
27	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
28	MTKF 112-6	5	74	0,74	3,8	13,8	53
	MTKF 011-6	1,4	61,5	0,66	2,9	5,2	15
29	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
30	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
31	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
32	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
33	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
34	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
35	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
36	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
37	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
38	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
39	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
40	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
41	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
42	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
43	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
44	АИР100L4	4	85	0,84	7	8,086	56,603
45	АИР80А4	1,1	75	0,81	5,5	2,614	14,374
46	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
47	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
49	АИР80В4	1,5	78	0,83	5,5	3,344	18,393
50	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
51	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
52	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
53	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
55	АИР100L4	4	85	0,84	7	8,086	56,603
56	АИР100L4	4	85	0,84	7	8,086	56,603
57	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
58	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
59	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
60	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
61	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
62	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
63	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
64,65	АИР71А4	0,55	70,5	0,7	5	1,609	8,043
67	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
68	АИР132S4	7,5	87,5	0,86	7,5	14,386	107,894
	АИР100S4	3	82	0,83	7	6,362	44,536
69	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
70	АИР112M4	5,5	87,5	0,88	7	10,310	72,169
71	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
72	АИР80А4	1,1	75	0,81	5,5	2,614	14,374
73	АИР71В4	0,75	73,3	0,73	5	2,023	10,115
74	АИР80В4	1,5	78	0,83	5,5	3,344	18,393
75	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701
76	АИР90L4	2,2	81	0,83	6,5	4,723	30,701



1.3 Выбор коммутационных и защитных аппаратов

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. С их помощью также осуществляется нулевая защита. Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ.

Условие выбора магнитного пускателя:

, (1.4)

где: - номинальный ток пускателя, А;

- номинальный ток электродвигателя, A.

При выборе реле на магнитный пускатель, учитываем, что наш номинальный ток должен входить в пределы регулирования тока несрабатывания.

В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий применяем автоматические выключатели серии ВА с комбинированным расцепителем, которые выбираются по следующим условиям:

; (1.5)

, (1.6)

где: - номинальный ток автомата, А;

- номинальный ток расцепителя, A;

- длительный расчетный ток, А.

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному току линии :

. (1.7)

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя устанавливается изготовителем в зависимости от :

, (1.8)

где: - кратность тока отсечки.

С учетом (1.6) расчетное значение кратности тока отсечки может быть найдено по выражению:

. (1.9)

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

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяется:

1) по величине длительного расчетного тока :

(1.10)

2) по току кратковременной допустимой перегрузке:

, (1.11)

где: - пиковый ток линии или ответвления, 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.

Для каждого электроприемника по справочной литературе подбираются средние значения коэффициентов использования , активной () и реактивной () мощности.

Расчетная активная нагрузка группы электроприемников определяется по выражению:

, (1.12)

где: - коэффициент расчетной нагрузки;

принимается в зависимости от эффективного числа электроприемников и группового коэффициента использования .

Эффективное число электроприемников определяется по формуле:

, (1.13)

где: - номинальная мощность i-го электроприемника, кВт;

- действительное число электроприемников в группе.

Найденное значение округляется до ближайшего меньшего целого числа.

Для группы электроприемников различных категорий, т.е. с разными , средневзвешенный коэффициент использования находится по формуле:

. (1.14)

Расчетная реактивная нагрузка группы электроприемников определяется следующим образом:

, если ; (1.15)

, если . (1.16)

Полная мощность расчётной нагрузки вычисляется по формуле, кВА:

. (1.17)

Тогда расчетный ток для группы электроприемников:

, (1.18)

где: - номинальное напряжение сети, В.

Пиковый ток группы определяется по формуле:

, (1.19)

где: - наибольший из пусковых токов приемников в группе, А;

- номинальный ток электроприемника, имеющего максимальный пусковой ток, А;

Сечение проводов, питающих электроприемник, определяется по следующим условиям:

1) по допустимому току нагрева:

, (1.20)

где: - допустимый ток по нагреву, А;

К_п - поправочный коэффициент по условиям прокладки. К_п = 1 (для нормальных условий прокладки).

Покажем выбор электрооборудования на примерах:

1) Однодвигательный потребитель (рисунок 1.1 а) - Токарно-винторезный станок (позиция № 9) с кВт.

По таблице 9.6 [6] выбираем электродвигатель АИР112М4 с кВт; ; ; ; n=1500 об/мин.

По формуле (1.1):

По формуле (1.2):

Принимаем:

и .

В соответствии с условием (1.3) по табл. П 6 [2] выбираем магнитный пускатель ПМЛ 221002 с А и реле РТЛ 101604 с А (с пределом регулирования 9,5-14 А):

A.

По условиям (1.4) и (1.5) по табл. П 5 [2] выбираем автоматический

выключатель ВА51-25, А, А, ,

.

А;

А.

Проверяем выбранный автоматический выключатель на основе (1.7) и по условию (1.6):

A.

По условиям (1.9) и (1.10) по табл. П 4 [2] выбираем предохранитель ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки А:

10,31А;

.

По условиям (1.19) и (1.20) по табл. П 8 [2] провод, питающий электроприёмник (рис.1) выбираем АПВ-5(12,5) с А:

.

2) Двухдвигательный потребитель (рисунок 1.1 б) - вертикально-фрезерный станок (позиция № 11) с кВт.

По табл. 9.6 [6] выбираем электродвигатели АИР112М4 c кВт; ; ; ; n=1500 об/мин и АИР100S4 c кВт; ; ; , n=1500 об/мин.

По формулам (1.1) и (1.2) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника.

А;

А;

В соответствии с условием (1.3) по таблице П 6 [2] выбираем следующие магнитные пускатели: ПМЛ 221002 с А и реле РТЛ 101604 с А (с пределом регулирования 9,5 - 14 А) для первого электродвигателя и ПМЛ 121002 с А и реле РТЛ 101204 с А (с пределом регулирования 5,5 - 8 А) для второго электродвигателя.

По условиям (1.4) и (1.5) по табл. П 5 [2] выбираем автоматические выключатели:

- для первого электродвигателя ВА51-25 с А, А, , :

,

,

- для второго электродвигателя ВА51-25 с А, А, ,:

,

,

Проверяем выбранные автоматические выключатели на основе (1.7) и по условию (1.8):

По таблице П5 [1] для станка определяем средневзвешенный коэффициент использования , коэффициент активной мощности , коэффициент реактивной мощности .

Эффективное число электроприемников:

Принимаем n_э=1.

По таблице П 1[2] определяем коэффициент расчетной нагрузки:

По выражению (1.11) определяем расчетную активную нагрузку:

.

По выражению (1.14) определяем расчетную реактивную нагрузку:

.

Полная мощность расчётной нагрузки вычисляется по выражению (1.16), кВА:

кВ·А.

Расчетный ток группы электроприемников по выражению (1.17):

Определим кратковременный пиковый ток по выражению (1.18):

.

По условиям (1.9) и (1.10) по таблице П 4 [2] выбираем плавкий предохранитель ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки А.

По условиям (1.19) и (1.20) по табл. П 9 [2] провод, питающий электроприёмник выбираем АПВ-5(12,5) с А:

.

3) Трехдвигательный потребитель (рисунок 1.1 в) - токарно-винторезный станок (позиция № 5) с кВт.

По табл. 9.6 [6] выбираем электродвигатели АИР160M4 c кВт; ; ; ; n=1500 об/мин, АИР112М4 c кВт; ; ; ; n=1500 об/мин и АИР100S4 c кВт; ; ; , n=1500 об/мин.

В соответствии с условием (1.1):

По формулам (1.2) и (1.3) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника.

А;

А;

А;

;

В соответствии с условием (1.4) по табл.П 2.1 [2] выбираем следующие магнитные пускатели: ПМЛ 321002 с А, РТЛ 205504, пределы регулирования тока несрабатывания 30-41 А для первого, ПМЛ 221002 с А и реле РТЛ 101604 с А (с пределом регулирования 9,5 - 14 А) для второго электродвигателя и ПМЛ 121002 с А и реле РТЛ 101204 с А (с пределом регулирования 5,5 - 8 А) для третьего.

По условиям (1.5) и (1.6) по табл. П 2.3 [2] выбираем автоматические выключатели:

- для первого электродвигателя ВА51-31 с А, А,, :

;

.

- для второго электродвигателя ВА51-25 с А, А, , :

,

,

- для третьего электродвигателя ВА51-25 с А, А, ,:

,

,

Проверяем их по условию (1.9):

По таблице П5 [1] для станка определяем средневзвешенный коэффициент использования , коэффициент активной мощности , коэффициент реактивной мощности .

По формуле (1.13) определяем эффективное число электроприемников:

.

Принимаем .

По выражению (1.12) определяем расчетную активную нагрузку:

.

По выражению (1.15) определяем расчетную реактивную нагрузку:

.

Полная мощность расчётной нагрузки вычисляется по выражению (1.16), кВА:

кВА

Расчетный ток группы электроприемников по выражению (1.17):

Определим кратковременный ток по выражению (1.18):

А.

По условиям (1.10) и (1.11) по табл. П 2.2 [2] выбираем плавкий предохранитель ПН2-250 с номинальным током плавкой вставки .

;

.

По условиям (1.19) и (1.20) по табл. П 4.2 [2] провод, питающий электроприёмник выбираем АПВ-5(15) с А:

.

4) Кран-балка с кВт (позиция № 28).



Рисунок 1.2 Схема питания кран-балки

МТКF 011-6, PН=1,4 кВт;

МТКF 112-6, PН=5 кВт;

ПВ=40%.

Определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника из справочной литературы [6]:

, ,

, .

Определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника из справочной литературы [2], приводим их к значениям при 400В:

А;

В соответствии с условием (4) по [1] выбираем следующие магнитные пускатели: ПМЛ 121002 с , РТЛ 100804 для первого электродвигателя и ПМЛ 121002 с , РТЛ 101404 для второго электродвигателя.

По условиям (5) и (6) выбираем выключатель:

- для первого электродвигателя - ВА51-25 с А, А, ,

;

- для второго электродвигателя - ВА51-25 с А, А,

По формуле (19) определяем активную мощность кран-балки:

кВт.

Определяем расчетный ток по формуле:

Определим кратковременный (пиковый) ток по формуле:

.

Для данной троллейной линии и силового ящика этой линии подходит предохранитель ПН2-100/31,5.

;

Сечение проводов, питающих электроприемник (по допустимому нагреву):

А.

По [3] К_П = 1 (для нормальных условий прокладки).

Принимаем провод КГ 5(1х2,5) с А.

5) Сварочный трансформатор (рисунок 1.3) - с S_П = 30 кВА, , ПВ=60%, К_И = 0,3, обозначенный на плане № 77.

Рисунок 1.3 Схема сварочного трансформатора

Паспортный ток:

А

Номинальный ток:

А

По по табл. П 2.2 [2] выбираем плавкий предохранитель ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки .

Ток вставки:

;

По условиям (1.19) по [1] выбираем кабель КГ 5(1х16) с I_ДОП = 60 А.

;

Таблица 1.3

Результаты расчета электродвигателей

№		УPi, кВт	nэ	Ки	сos ц	tg ц	Кр	Рр, кВт	Qр, квар	Iр, А	Iпик, А
1		10,5	1	0,17	0,65	1,169	4,798	8,564	2,296	12,798	118,246
2,3,4,8		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
5		29	2	0,14	0,5	1,732	4,708	17,137	7,735	27,138	255,826
6,7,13		3	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
9		5,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	10,310	72,169
10		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
11		8,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	6,978	2,267	10,890	81,316
12		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
14		2,2	-	0,2	0,7	1,020	-	-	-	4,723	30,701
15		3	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
16		5,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	10,310	72,169
17		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
18,20		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
19		22,7	1	1	0,5	1,732	5,864	16,829	6,055	25,816	212,275
21		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
22		3	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
23		3	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
24		5,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	10,310	72,169
25		10,5	1	0,14	0,5	1,732	-	8,62	2,801	13,082	118,962
26		3	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
27		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
28		6,4	-	0,1	0,5	1,732	-	-	-	11,685	35,362
29		3	-	0,17	0,65	1,169	-	-	-	6,352	44,536
30		3	-	0,17	0,65	1,169	-	-	-	6,352	44,536
31		3	-	0,17	0,65	1,169	-	-	-	6,352	44,536
32		3	-	0,24	0,65	1,169	-	-	-	6,352	44,536
33		5,5	-	0,24	0,65	1,169	-	-	-	10,310	72,169
34		7,7	1	0,14	0,5	1,732	5,864	6,321	2,054	9,594	80,319
35		5,5	-	0,24	0,65	1,169	-	-	-	10,310	72,169
36		7,7	1	0,5	0,65	1,169	1,6	6,16	4,951	11,407	78,421
37		3	-	0,5	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
38		7,7	1	0,24	0,65	1,169	3,468	6,409	2,377	9,866	79,56
39		7,7	1	0,17	0,69	1,049	4,798	6,281	1,683	9,385	79,801
40		3	-	0,17	0,65	1,169	-	-	-	6,352	44,536
41		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
42		5,5	-	0,17	0,65	1,169	-	-	-	10,310	72,169
43		5,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	10,310	72,169
44		4	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	8,086	56,603
45		1,1	-	0,45	0,6	1,333	-	-	-	2,614	14,374
46		3	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
47		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
48		10		0,3	1	0	2,67	10	-	14,433	14,433
49		1,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	3,344	48
50		5,5	-	0,8	0,8	0,750	-	-	-	10,310	72,169
51		2,2	-	0,8	0,8	0,750	-	-	-	4,723	18,393
52		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
53		3	-	0,8	0,8	0,750	-	-	-	6,362	44,536
54		10	-	0,3	0,6	1,333	2,67	-	-	53,791	53,791
55		3	-	0,35	0,65	1,169	-	-	-	8,086	56,603
56		4	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	8,086	56,603
57		3	-	0,5	0,5	1,732	-	-	-	6,362	44,536
58		5,5	-	0,4	0,65	1,169	-	-	-	10,310	72,169
59		2,2	-	0,35	0,65	1,169	-	-	-	4,723	30,701
60		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
61		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
62		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
63		3	-	0,35	0,65	1,169	-	-	-	6,362	44,536
64,65		0,55	-	0,8	0,8	0,750	-	-	-	1,609	8,043
66		10	-	0,8	1	0	-	10	-	14,433	14,433
67		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
68		10,5	1	0,14	0,5	1,732	5,864	8,62	2,801	13,082	118,962
69		5,5	-	0,35	0,65	1,169	-	-	-	10,310	72,169
70		5,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	10,31	72,169
71		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
72		1,1	-	0,8	0,8	0,750	-	-	-	2,614	14,374
73		0,75	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	2,023	10,115
74		1,5	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	3,344	18,393
75		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
76		2,2	-	0,14	0,5	1,732	-	-	-	4,723	30,701
77		15	-	0,3	0,5	1,732	2,67	-	-	75	75

Таблица 1.4

Результаты выбора защитных аппаратов

№	Iн, А	Магнитный пускатель	АВВ	Предохранитель		Провод (кабель)
		Тип/ Iнп, А	Реле/ Iр, А	Тип / Iна, А	Iнр, А	Кто	Тип	Iпв, А	Марка и сечение, мм2	Iдоп, А
1	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
2,3,4,8	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
5	33,336	ПМЛ 321002/36	205504/80	ВА 51-31/100	40	10	ПН2-250	250	АПВ 5 (1х6)	32
	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
6,7,13	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
9	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
10	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
11	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	40	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
12	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
14	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
15	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
16	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
17	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
18,20	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
19	27,181	ПМЛ 321002/36	205304/80	ВА 51-31/100	31,5	10	ПН2-100	100	АПВ 5 (1х6)	32
	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10
	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7
21	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
22	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
23	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
24	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
25	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
26	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
27	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
28	8,335	ПМЛ 121002/10	101404/25	ВА 51-25/25	10	7	ПН2-100	31,5	КГ 5х2,5	19
	3,149	ПМЛ 121002/10	100804/25	ВА 51-25/25	6,3	7
29	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
30	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
31	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
32	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
33	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
34	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	40	АПВ 5 (1х2,5)	19
	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7
35	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
36	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7
37	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
38	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	40	АПВ 5 (1х2,5)	19
	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7
39	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	40	АПВ 5 (1х2,5)	19
	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7
40	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
41	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
42	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
43	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
44	8,086	ПМЛ 121002/10	101404/25	ВА 51-25/25	10	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
45	2,614	ПМЛ 121002/10	100804/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
46	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
47	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
48	3,344	-	-	-	-	-	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
49	14,433	ПМЛ 121002/10	100804	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
50	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
51	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
52	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
53	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
54	8,086	-	-	-	-	-	ПН2-100	80	КГ 5 (1х16)	60
55	53,791	ПМЛ 121002/10	101404/25	ВА 51-25/25	63	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
56	8,086	ПМЛ 121002/10	101404/25	ВА 51-25/25	10	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
57	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
58	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
59	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
60	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
61	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
62	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
63	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
64,65	1,609	ПМЛ 121002/10	100704/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
66	14,433	-	-	-	-	-	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
67	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
68	14,386	ПМЛ 221002/22	102104/25	ВА 51-25/25	16	10	ПН2-100	50	АПВ 5 (1х2,5)	19
	6,362	ПМЛ 121002/10	101204/25	ВА 51-25/25	8	7
69	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
70	10,310	ПМЛ 221002/22	101604/25	ВА 51-25/25	12,5	10	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
71	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
72	2,614	ПМЛ 121002/10	100804/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
73	2,023	ПМЛ 121002/10	100704/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
74	3,344	ПМЛ 121002/10	100804/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
75	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
76	4,723	ПМЛ 121002/10	101004/25	ВА 51-25/25	6,3	7	ПН2-100	31,5	АПВ 5 (1х2,5)	19
77	75	-	-	-	-	-	ПН2-100	80	КГ 5х25	75



2. Определение электрических нагрузок цеха

Определяем силовые нагрузки по методу расчётных коэффициентов. Исходной информацией для выполнения расчётов является перечень электроприёмников с указанием их номинальных мощностей. Для каждого электроприёмника электроэнергии по справочной литературе 1 по табл. П5 подбираются средние значения коэффициентов использования и активной
() мощности. При наличии в справочных таблицах интервальных значений рекомендуется брать большее.

2.1 Расчет нагрузки групп электроприемников

Разбиваем электроприемники цеха на группы, обозначим группу станков 1-10, покажем это в виде таблицы 2.1.

Таблица 2.1

Разбиение электроприемников цеха на группы

Группа	Номер станка	Мощность станка, кВт	Ки	tan?
1	20x13	10,5	0,14	1,732
2	10	2,2	0,14	1,732
	11	8,5	0,14	1,732
	12	2,2	0,14	1,732
	13	3	0,14	1,732
	14	2,2	0,14	1,020
	15	3	0,14	1,732
	16	5,5	0,14	1,732
	18x6	10,5	0,14	1,732
3	16x5	5,5	0,14	1,732
	17	2,2	0,14	1,732
	18x4	10,5	0,14	1,732
	19	22,7	0,14	1,732
	42x2	5,5	0,17	1,169
4	1	10,5	0,17	1,169
	2	10,5	0,14	1,732
	3x2	10,5	0,14	1,732
	4	10,5	0,14	1,732
5	21	10,5	0,14	1,732
	22	3	0,14	1,732
	23x3	3	0,14	1,732
	24x2	5,5	0,14	1,732
	25x2	10,5	0,14	1,732
	26x2	3	0,14	1,732
	27	10,5	0,14	1,732
6	29	3	0,17	1,169
	30	3	0,17	1,169
	31x2	3	0,17	1,169
	32	3	0,24	1,169
	33	5,5	0,24	1,169
7	60	10,5	0,14	1,732
	61	2,2	0,14	1,732
	62	2,2	0,14	1,732
	63	3	0,35	1,169
	64	0,55	0,8	0,750
8	70	5,5	0,14	1,732
	71	2,2	0,14	1,732
	72	1,1	0,8	0,750
	73	0,75	0,14	1,732
	74	1,5	0,14	1,732
	75	2,2	0,14	1,732
	76x2	2,2	0,14	1,732
9	52	10,5	0,14	1,732
	53	3	0,8	0,750
	54	10	0,3	1,732
	55	4	0,35	1,169
	56	4	0,14	1,732
	57	3	0,5	1,732
	58	5,5	0,4	1,169
	59	2,2	0,35	1,169
10	5	29	0,14	1,732
	6	3	0,14	1,732
	7	3	0,14	1,732
	8x2	10,5	0,14	1,732
	9	5,5	0,14	1,732
11	34	7,7	0,14	1,732
	35	5,5	0,24	1,169
	36x3	7,7	0,5	1,169
12	37x3	3	0,5	1,732
	38	7,7	0,24	1,169
	39	7,7	0,17	1,169
	40	3	0,17	1,169
	41	2,2	0,14	1,732
13	43x2	5,5	0,14	1,732
	44	4	0,14	1,732
	45	1,1	0,45	1,333
	46	3	0,14	1,732
	47	2,2	0,14	1,732
	48	10 кВА	0,3	1,333
14	65x2	0,55	0,8	0,750
	66	10 кВА	0,8	0,000
	67	10,5	0,14	1,732
	68	10,5	0,14	1,732
	69x2	5,5	0,35	1,169
	71	2,2	0,14	1,732
15	49	1,5	0,14	1,732
	50	5,5	0,8	0,750
	51	2,2	0,8	0,750
16	28	6,4	0,1	1,732

В качестве примера произведем расчет электрических нагрузок для
1-ой группы электроприемников. Данные об электроприемниках, входящих в данную группу, приведены в таблице 2.1.

По формуле (1.14) определяем групповой коэффициент использования:

.

По формуле (1.13) определяем эффективное число электроприемников:

Принимаем

По [2] определяем коэффициент расчетной нагрузки:

По выражению (1.12) определяем расчетную активную нагрузку:

По выражению (1.15) определяем расчетную реактивную нагрузку:

Полная мощность для группы электроприемников по (1.16) равна:

Расчетный ток для группы электроприемников по (1.17) будет равен:

Определим кратковременный (пиковый) ток по (1.18):

Расчет нагрузки для остальных групп электроприемников и всего цеха в целом аналогичен, результаты расчета электрических нагрузок представлены в таблице 2.2.

2.2 Расчёт силовой нагрузки для цеха

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

В данном цехе установлено N=54 станков. Рассчитаем средневзвешенный К_и по формуле (1.14).

Определим эффективное число электроприёмников по (1.13):

Найденное значение n_э округляется до меньшего ближайшего целого числа n_э=51.

Определим коэффициент расчётной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприёмников группы n_э и группового коэффициента использования _и, причём при расчете распределительных шкафов, пунктов, шинопроводов, троллеев, и др. устройств, питающихся с помощью проводов и кабелей, значения К_р берутся из [1] табл. П3.5.

При n_э= 51, К_и = 0,226, Кр = 1.

Согласно (1.12) активная расчетная нагрузка:

Реактивная расчетная нагрузка:

По (1.16) полная мощность расчётной нагрузки, кВА.

Расчётный ток по данному цеху, А, по (1.17):

Пиковый ток по данному цеху, А, по (1.18):

2.3 Расчёт осветительной нагрузки

Произведем расчёт осветительной нагрузки (выберем лампы ДРИ).

По справочнику выберем P_уд.т=2,7 Вт.

Площадь цеха равна F=1748

,

где , ; =400 лк; =65%.

.

Расчётная нагрузка вычисляется по формуле:

где ? коэффициент спроса осветительной нагрузки ( = 1 для производственных зданий);

.

Реактивная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле:

;

Полная мощность осветительной нагрузки для двигателей вычисляется по формуле, кВА:

Выберем предохранитель ПН2-100/31,5 и кабель АВВГ 5x16 с I_доп=60А.



Таблица 2.2

Электрические нагрузки групп электроприемников

№ гр.	nЭ	КИ	КР	РР, кВт	QР, квар	SР, кВ•А	IР, А	Iпик, А
1	21	0,14	1,43	26,792	25,461	43,310	62,512	179,642
2	15	0,14	1,46	18,929	22,906	29,715	42,890	160,020
3	15	0,14	1,46	22,026	25,589	33,763	48,732	257,393
4	8	0,15	1,78	13,644	13,498	19,193	27,702	144,833
5	13	0,14	1,6	15,904	17,217	23,438	33,830	150,960
6	4	0,26	1,69	14,500	13,821	20,032	28,913	98,608
7	4	0,19	1,91	6,830	5,688	8,888	12,829	129,959
8	6	0,18	1,79	5,723	5,140	7,692	11,103	81,828
9	6	0,32	1,3	17,290	18,726	25,487	36,787	153,918
10	6	0,14	1,96	16,876	16,404	23,535	33,970	285,996
11	7	0,38	1,12	15,622	18,605	24,294	35,065	107,783
12	7	0,29	1,23	10,424	13,876	17,356	25,051	102,243
13	5	0,20	1,72	10,876	6,114	12,476	18,008	88,733
14	7	0,35	1,17	18,694	11,866	22,142	31,959	149,089
15	2	0,69	1,14	7,262	5,482	9,099	13,133	77,054
16	1	0,10	8	4,048	-	-	11,685	35,362
Цех	51	0,23	1	93,758	132,67	162,46	234,48	424,29
Освещение	-	-	-	16,615	21,75	36,25	52,322	-



3. Выбор схемы электрической сети цеха

Схемы электрических сетей должны обеспечивать необходимую надёжность питания потребителей, быть удобными в эксплуатации и при этом затраты на сооружение линий, расход проводникового материала и потери электрической энергии должны быть минимальными.

Цеховые сети делятся на питающие, которые соединяют с ТП цеховые РУ (распределительные панели, щиты, шкафы, шинопроводы, пункты и т.п.), и распределительные, которые служат для питания силовых электроприёмников.

Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например, от распределительного щита трансформаторной подстанции, отходят линии, питающие мощные электроприёмники или групповые распределительные пункты, от которых в свою очередь отходят линии, питающие электроприёмники малой мощности. При такой схеме увеличивается количество аппаратов защиты и управления, а также протяжённость сети, что требует больших затрат. Однако эта схема проста и надёжна в эксплуатации, обеспечивает высокую надёжность питания.

Магистральные схемы применяются при равномерном расположении нагрузки по площади цеха. Эта схема может быть выполнена без распределительного щита на подстанции, что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. При таких схемах перемещение технологического оборудования не вызывает особых переделок сети. Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает требуемую надёжность электроснабжения при минимальных затратах. Такое резервирование обеспечивает надежность электроснабжения электроприёмников второй и третьей категории. Недостатком данной схемы является то, что повреждение магистрали приводит к отключению всех электроприёмников, подключенных к ней.

Учитывая достоинства и недостатки радиальных и магистральных схем, особенности их эксплуатации, применяются смешанные схемы электроснабжения, которые включают элементы той и иной схемы.

На основании вышеизложенного, учитывая расположение технологического оборудования и для надёжного электроснабжения данного цеха механического завода, при минимальных затратах на сооружение сети и минимальных затратах проводникового материала, целесообразно применить смешанную схему электроснабжения.

Запитка технологического оборудования, расположенного по производственной площади равномерно и рядами, осуществляется с помощью шинопроводов, которые представляют собой комплектные электротехнические устройства для внутрицеховой сети. Так как условия окружающей среды в цехах нормальные, то применяются комплектные магистральные шинопроводы типа ШМА, распределительные сети выполнены шинопроводами типа ШРА. Питание электродвигателей подъёмно-транспортных механизмов осуществляется с помощью троллей типа ШМТ.

3.1 Выбор шинопроводов

Для питания значительного числа электроприемников небольшой мощности, расположенных компактно по площади цеха, следует применять распределительные шинопроводы серии ШРА5, присоединяемые к шинам до 1 кВ ТП с помощью аппаратов защиты и управления.

Распределительные шинопроводы выбираются по условию

,

где - номинальный ток шинопровода, А;

- расчетный ток группы электроприемников, A.

По таблице П2.19 [1] выбираем распределительный шинопровод типа ШРА5-250.

Проверим шинопровод по условию для группы 1:

250 А 62,512 А.

Остальные шинопроводы выбираем аналогично, результаты заносим в таблицу.

Таблица 3.1

Результаты выбора шинопроводов

№ группы	Тип шинопровода	Номинальный ток, А	Ip, А
1	ШРА5-250	250	62,512
2	ШРА5-250	250	42,890
3	ШРА5-250	250	48,732
4	ШРА5-250	250	27,702
5	ШРА5-250	250	33,830
6	ШРА5-250	250	28,913
10	ШРА5-250	250	33,970
11	ШРА5-250	250	35,065
12	ШРА5-250	250	25,051
13	ШРА5-250	250	18,008
16	ШТМ-76	100	11,685

3.2 Выбор распределительных шкафов

Произведём выбор распределительных шкафов, с учётом условия, что номинальный ток шкафа был не менее расчётного тока, т.е.

,

где - номинальный ток распределительного шкафа, А;

- расчетный ток группы электроприемников, A.

Также выбор производится по количеству присоединений и типов предохранителей, которыми комплектуется распределительный шкаф.

Произведём выбор распределительного шкафа 1. Номинальный ток распределительного шкафа 1 согласно П16 [2]:

А.

Выбираем распределительный шкаф серии ШР11-73505( А) c 8-ю предохранителями типа ПН2-100 и рубильником Р18.

Аналогичный выбор произведём для остальных распределительных шкафов данного цеха и результаты сведём в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Результаты выбора распределительных шкафов

№ группы	Тип	Iн, А	Iр, А	Число предохранителей на отходящих линиях, Iном, А
7	ШР11-73702	250	12,829	5Ч100
8	ШР11-73705	400	11,103	8Ч100
9	ШР11-73705	400	36,787	8Ч100
14	ШР11-73705	400	31,959	8Ч100
15	ШР11-73702	250	13,133	5Ч100

3.3 Выбор силовых ящиков

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

.

Произведём выбор на примере силового ящика согласно . По таблице П18 [2] для группы №1 выбираем силовой ящик типа ЯРП11-311 с А.

А.

Аналогичный выбор произведём для остальных, силовых ящиков данного цеха и результаты сводим в табл. 3.3.

Таблица 3.3.1

Результаты выбора силовых ящиков

№ группы	Тип ящика	Номинальный ток аппарата Iн, А	Номинальный ток предохранителя, Iн, А	Ip, А
А21	ЯРП11-311	100	100	62,512
А22	ЯРП11-311	100	100	42,89
А23	ЯРП11-311	250	125	48,732
А24	ЯРП11-311	100	100	27,702
А25	ЯРП11-311	100	100	33,83
А26	ЯРП11-311	250	125	28,913
А27	ЯРП11-311	250	160	33,97
А28	ЯРП11-311	100	100	35,065
А29	ЯРП11-311	100	100	25,051
А30	ЯРП11-311	100	100	18,008
А31	ЯРП11-311	100	100	11,685

Таблица 3.3.2

Результаты выбора силовых ящиков

№ приемника	Тип ящика	Номинальный ток аппарата, Iн, А	Номинальный ток предохранителя, Iн, А	, А
48	ЯРП11-311	100	100	14,434
54	ЯРП11-311	100	100	53,791
66	ЯРП11-311	100	100	14,434
77	ЯРП11-311	100	100	75



3.4 Выбор вводной и линейных панелей и предохранителей установленных в них

Выбор панелей производим исходя из допустимого количества присоединений и номинального тока присоединений. Количество групп электроприемников и их расчетных токов. Исходя из этих условий выбираем одну вводную и три линейных панели серии (ЩО 70), из таблицы П7 [2]. Технические данные панелей представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Технические данные панелей

Тип панели	Номинальный ток, Iн [А] и кол-во присоединений	Коммутационные и защитные аппараты
Вводная панель
ЩО70-32	630	Рубильник, ПН2-630
Линейные панели
ЩО70-02 (1)	250 Ч 4	Рубильник с предохранителями ПН2-250
ЩО70-01 (2)	100 Ч 2 + 250 Ч 2	Рубильник с предохранителями ПН2-100 и ПН2-250
ЩО70-01 (3)	100 Ч 2 + 250 Ч 2	Рубильник с предохранителями ПН2-100 и ПН2-250
ЩО70-01 (4)	100 Ч 2 + 250 Ч 2	Рубильник с предохранителями ПН2-100 и ПН2-250

Произведем выбор предохранителей, защищающих распределительные устройства и расположенные в линейной панели распределительного устройства (РУ), а также кабелей, питающих РУ от СП и шинопроводов. Выбор производится согласно условиям селективности .

Например, для 1:

расчётный ток для группы электроприёмников 1: I_p=62,512 А, ПН2-100/50 (предохранитель с наибольшей плавкой вставкой), следовательно, следующий предохранитель для группы ПН2-100/80.

Аналогично производится расчёт для остальных предохранителей в линейных панелях серии ЩО и результаты сведём в таблицу 3.5.

В вводную панель устанавливаем предохранитель ПН2-630/630 с током предохранителя равным 630 А и током вставки 500 А.

Таблица 3.5

Результаты выбора предохранителей

№ группы	Тип предохранителя	Ток предохранителя , А	Ток вставки , А
1	ПН2-250	250	125
2	ПН2-250	250	125
3	ПН2-250	250	200
4	ПН2-100	100	100
5	ПН2-100	100	100
6	ПН2-250	250	250
7	ПН2-250	250	100
8	ПН2-100	100	63
9	ПН2-250	250	125
10	ПН2-250	250	250
11	ПН2-100	100	100
12	ПН2-100	100	100
13	ПН2-250	250	100
14	ПН2-250	250	100
15	ПН2-250	250	80
16	ПН2-100	100	50
Освещение	ПН2-100	100	31,5

3.5 Выбор кабелей

Для участка шинопровод (распределительный шкаф) - линейная панель выбираем кабели серии АВВГ в соответствии с условиями . Произведём выбор кабелей для группы потребителей 1:

67,948 А.

В результате выбираем кабель АВВГ 5Ч25.

Аналогично выбираем и остальные кабели, отходящие от линейной панели, а также по этим же условиям выбираем кабель, соединяющий вводную панель и ТП. Данные по выбранным кабелям сводим в таблицу 3.6.

Таблица 3.6

Выбор кабелей

№ группы	Iр/Кп	Марка и сечение кабеля	Iдоп, А
1	67,948	АВВГ 5х25	75
2	46,620	АВВГ 5х16	60
3	52,970	АВВГ 5х16	60
4	30,111	АВВГ 5х6	32
5	36,772	АВВГ 5х10	42
6	31,427	АВВГ 5х4	27
7	13,945	АВВГ 5х2,5	19
8	12,069	АВВГ 5х2,5	19
9	39,986	АВВГ 5х10	42
10	36,923	АВВГ 5х10	42
11	38,114	АВВГ 5х10	42
12	27,229	АВВГ 5х6	32
13	19,574	АВВГ 5х4	27
14	34,738	АВВГ 5х10	42
15	14,275	АВВГ 5х2,5	19
16	12,701	КГ 5х2,5	19
Освещение	56,872	АВВГ 5х16	60
Ввод (в земле)	254,869	АВБбШв 5Ч95	255

3.6 Выбор трансформатора и автоматических выключателей, установленных в РП и линейных панелях ТП

По заданной мощности трансформатора (кВ?А) выбираем трансформатор ТМГ33. Технические характеристики выбранного трехфазного силового трансформатора с высшим напряжением 10 кВ представлены в таблице 3.7.



Таблица 3.7

Технические характеристики ТМГ33

Тип	Номинальная мощность, кВ?А	Потери, кВт	Напряжение КЗ, %	Ток ХХ, %
		ХХ	КЗ
ТМГ33-1600/10	1600	1,46	14	6	1

Номинальный ток на выводах НН трансформатора:

А.

Автоматический выключатель, установленный на РП ТП выбираем по условию:

А;

А.

Выбираем автоматический выключатель типа ВА55-43. Технические характеристики выбранного автомата представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8

Технические характеристики ВА55-43

Тип выключателя	Номинальный ток выключателя, А	Уставка тока расцепителя в зоне КЗ, кратная номинальному току расцепителя	, А
ВА55-43	2500	2	5000

Проверка выбранного автоматического выключателя на основе условий:

А,

А,

.

Автоматический выключатель, установленный в линейной панели ТП выбираем по условию при А:

А;

А.

Выбираем автоматический выключатель типа ВА55-37. Технические характеристики выбранного автомата представлены в таблице 3.9.

Таблица 3.9

Технические характеристики ВА55-37

Тип выключателя	Номинальный ток выключателя, А	Уставка тока расцепителя в зоне КЗ, кратная номинальному току расцепителя	, А
ВА55-37	160	2	320

Проверка выбранного автоматического выключателя на основе условий

А,

А,



4. Расчет токов короткого замыкания и внутрицеховой электрической сети

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках напряжением до 1 кВ производится для выбора электрооборудования по термической и электродинамической стойкости, а также с целью проверки функционирования защиты и действенности системы заземления.

Характерной особенностью расчета токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ является необходимость учета активных и реактивных сопротивлений элементов цепи КЗ: силовых трансформаторов, проводов, кабелей и шин длиной 10 м и более, катушек расцепителей автоматов, первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока, а также переходных контактов и электрической дуги, возникающей в месте КЗ.

Сопротивление системы в мОм до понижающего трансформатора определяется по формуле:

где - среднее номинальное напряжение сети высшего напряжения, кВ;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ на выводах высшего напряжения трансформатора, кА.

Активное сопротивление трансформатора в мОм вычисляем по формуле:

где - потери КЗ в трансформаторе, кВт

- номинальная мощность трансформатора, кВА

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Удельные активные и индуктивные сопротивления кабелей берем из справочных данных. Сопротивление катушек автоматов принимаем из таблицы П6.4 [2].

Преобразование схемы для определения токов КЗ сводиться к сложению последовательно соединенных активных и индуктивных сопротивлений:

где n- число элементов в цепи КЗ.

Ток трехфазного КЗ в точке цепи вычисляется по выражению:

,кА

Ударный ток КЗ определяется по формуле:

При расчете токов КЗ с учетом сопротивлений переходных контактов, значение ударного коэффициента можно принять, как K_y=1.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания:

кА

где и - суммарные активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности

и - суммарные активные и индуктивные сопротивления обратной последовательности

и - суммарные активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности

Сопротивления обратной последовательности однофазных электрических аппаратов равны их сопротивлениям прямой последовательности.

Расчётная схема для определения токов КЗ приведена на Рис. 4.1

Рис. 4.1 Расчётная схема для определения токов КЗ

Короткое замыкание в точке К1:

Ток короткого замыкания на выводах высшего напряжения трансформатора, кА (из ТЗ курсового проекта):

кА

Короткое замыкание в точке К2:

В данном курсовом проекте мы не выбирали трансформаторы тока, поэтому выберем любой из справочной литературы.

ТА1 пренебрегаем в расчетах, т.к. ток превышает 500А.

ТА2: Коэффициент трансформации: 500/5; класс точности 1,0.

Определим индуктивное сопротивление системы,

мОм.

Приведем сопротивление схемы к ступени напряжения 0,4 кВ:

,

мОм.

Определим активное сопротивление трансформатора,

мОм.

Индуктивное сопротивление трансформатора:

мОм.

Активное и индуктивное сопротивление катушки автомата ВА55-43 (по таблице П6.4[1]):

R_a1=0,13 мОм,

X_a1=0,06 мОм.

При КЗ в точке К2 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер = 15 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ:

Ток трехфазного КЗ в точке К2:

При расчете токов КЗ с учетом переходных контактов можно принять Ky=1:

Сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей цепи до точки К2:

Ток однофазного КЗ в точке К2:

Короткое замыкание в точке К3:

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВБбШв (5х95), длина которого L=260 м.:

При КЗ в точке К3 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер=20 мОм.

Сопротивления трансформатора тока ТА2:

R_TA2=0,2

X_TA2=0,3

Активное и индуктивное сопротивление катушки автомата ВА52-33 с I_нр = 160 А (по таблице П6.4[1]):

R_a2=0,96 мОм,

Х_a2=0,28 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ:

Ток трехфазного КЗ в точке К3 по (5.7):

Ударный ток КЗ:

Сопротивления прямой, обратной, нулевой последовательностей цепи до точки К3:

Ток однофазного КЗ в точке К3:

Короткое замыкание в точке К4:

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 5х25:

При КЗ в точке К4 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер=25 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ

Ток трехфазного КЗ в точке К4:

Ударный ток КЗ, по (4.8):

Сопротивление прямой и обратной последовательностей до точки К4:

Суммарное сопротивление нулевой последовательности:

Ток однофазного КЗ в точке К4 с учетом переходного сопротивления и сопротивления системы, по (4.9):

Короткое замыкание в точке К5:

Активное и индуктивное сопротивление кабеля провода шинопровода ШРА5-250:

При КЗ в точке К5 совокупное сопротивление переходных контактов:

R_пер=30 мОм.

Суммарное сопротивление цепи КЗ

Ток трехфазного КЗ в точке К5:

Ударный ток КЗ, по (4.8):

Сопротивление прямой и обратной последовательностей до точки К5:

Суммарное сопротивление нулевой последовательности:

Ток однофазного КЗ в точке К5 с учетом переходного сопротивления и сопротивления системы, по (4.9):

Результаты расчётов токов КЗ в различных точках сведём в табл.4.1.

Таблица 4.2

Результаты расчётов токов КЗ

Точка	Трёхфазное КЗ, кА	Однофазное КЗ, кА
1	5,4	-
2	12,937	13,161
3	2,069	0,628
4	1,283	0,368
5	1,186	0, 346

Произведём расчёт сечений проводов по термической стойкости, используя формулу:

(4.10)

для алюминевых жил с ПВХ изоляцией

t-время отключения, берется из время-токовой характеристики защитного аппарата.

Для АПвБбШв 5х95 с приА:

Для АВВГ 5х25 с приА

Проверка автоматических выключателей по току КЗ

По своей предельной отключающей способности I_пра автоматический выключатель должен соответствовать току КЗ в начале защищаемого участка линии:

. (4.21)

Проверку надежности отключения автоматом аварийного участка сети при КЗ в конце линии следует производить по условию:

(4.22)

Ток КЗ по отношению к уставке срабатывания автомата при КЗ должен соответствовать условию (для автоматов с номинальным током более 100 А):

(4.23)

Проверим надежность отключения линии ВА55-43 при трехфазном КЗ (т.к. I_к2⁽¹⁾ > I_к2⁽³⁾) по (4.21):

.

Надежность срабатывания теплового расцепителя проверяем по условию (4.22):

;

;

Электромагнитный расцепитель проверяется по условию (4.23):

;

.

Условия проверки выполняются, автомат выбран верно.

Проверим надежность отключения линии ВА55-37 при трехфазном КЗ (т.к. I_к3⁽¹⁾ > I_к3⁽³⁾) по (4.21):

.

Надежность срабатывания теплового расцепителя проверяем по условию (4.22):