Электроснабжение потребителей цеха

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

1.1 Выбор электродвигателей

1.2 Выбор коммутационных и защитных аппаратов

1.3 Выбор сечения жил провода

2. Определение электрических нагрузок цеха

3. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети

4. Определение величины напряжения на зажимах электроприемников

5 Литература ВВЕДЕНИЕ Электроприемник — это аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Потребитель — электроприемник или группа электроприемников, обьединенных технологическим процессом и размещенных на оперделенной территории. Потребителями электроэнергии являются предприятия, организации, учреждения, территориально обособленные цеха и т. д., присоединенные к электрическим сетям электроснабжения организации и использующие электроэнергию с помощью электроприемников.

Особенностью промышленного предприятия как потребителя электроэнергии является то, что для осуществления технологического процесса используется большое число разнообразных электроприемников различных мощностей и номинальных напряжений, однофазного и трехфазного переменного тока различной частоты, а также электроприемников постоянного тока.

Система электроснабжения промышленных предприятий, представляет собой совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения электроэнергией промышленных предприятий. Они оказывают значительное влияние на работу электроприемников и на производственный процесс в целом.

Надежное и экономичное снабжение потребителей электроэнергией требуемого качества — необходимое условие функционирования любого промышленного предприятия.

В данной курсовом проекте разрабатывается 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. Исходными данными для курсовой работы является, номинальная мощность питающего трансформатора, коэффициент загрузки трансформатора, расстояние от цехового РП до ТП.

1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, ИХ КОММУТАЦИОННЫХ И ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

1.1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Исходные данные о количестве станков и их потребляемой мощности представлены в таблице 1.1

Выбор электродвигателей для привода производственных механизмов производим с соблюдением следующих условий:

наиболее полное соответствие электродвигателя механизму по механическим свойствам;

соответствие электродвигателя параметрам питающей сети;

соответствие электродвигателя условиям окружающей среды (по конструктивному исполнению);

максимальное использование мощности электродвигателя в процессе работы.

Выбор электродвигателя по мощности в однодвигательном потребителе производим по условию:

Рном? Рмех.

где Рном номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Рмех мощность на приводном валу исполнительного механизма, кВт.

В случае многодвигательного потребителя выбор электродвигателей производим по условию:

где n количество электродвигателей в станке;

Рном номинальная мощность i электродвигателя в многодвигательном потребителе, кВт.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:

где Рном номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Uном номинальное напряжение электродвигателя, В;

cos ц — номинальный коэффициент мощности электродвигателя;

зКПД электродвигателя при номинальной нагрузке.

Пусковой ток электродвигателя Iпуск определяем по выражению:

Iпуск = Кпуск? Iном.

где Кпуск — кратность пускового тока по отношению к номинальному;

Iном — номинальный ток электродвигателя, А.

Технологическое оборудование цеха

1.2 ВЫБОР КОММУТАЦИОННЫХ И ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Магнитные пускатели предназначены для пуска, остановки, реверсирования и тепловой защиты главным образом асинхронных двигателей. Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ. Пускатели электромагнитные серии ПМЛ предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжении до 660 В переменного тока частотой 50 Гц.

Выбор магнитного пускателя производим по условию:

Iнп? Iн.

где Iнп — номинальный ток пускателя, А;

Iн — номинальный ток электродвигателя, А.

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. Автоматические выключатели 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

IномА? IР;

IномР? IР,

где IномА — номинальный ток автоматического выключателя, А;

IномР — номинальный ток расцепителя, А.

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя Iср. рпроверяется по току кратковременной допустимой перегрузки Iпик (пиковому току) по условию:

Iср.р? 1,25Iпик.

Ток срабатывания расцепителя устанавливается изготовителем в зависимости от Iном:

Iср.р = Кто.

где Кто — кратность тока отсечки, его величина принимается по справочным данным автоматических выключателей.

Для подключения электроприемников к распределительным шинопроводам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которую осуществляем плавкими предохранителями.

Значение номинального тока плавкой вставки предохранителя Iн определяется по величине длительного расчетного тока Iр:

Iн? Iр и по току кратковременной допустимой перегрузки:

Iв? Iпик/б где Iпик — пиковый ток (ток кратковременной допустимой перегрузки), А;

бкоэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска двигателей принимается равным 2,5, при тяжелых — 1,6−2,0, для ответственных электроприемников — 1,6.

При выборе предохранителя для одиночных электродвигателей в качестве Iр принимается номинальный ток электродвигателя Iном, а в качестве б — пусковой ток Iпик.

При числе электроприемников в группе больше одного расчетный ток Iр может быть определен по методу расчетных коэффициентов. Исходной информацией для выполнения расчетов по данному методу является перечень электроприемников в группе с указанием их номинальных мощностей.

Для каждого электроприемника по справочной литературе подбираются средние значения коэффициентов использования Ки, активной (cosц) и реактивной (tgц) мощности. При наличии интервальных значений Ки рекомендуется принимать большее.

Его величина принимается по справочным данным [1, таблица П6] в зависимости от эффективного числа электроприемников nэ и группового коэффициента использования Ки.

Если величина Рр окажется меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы Рнmax, следует принять Рр= Рнmax

Эффективное число электроприемников определяется по формуле:

где n — действительное число электроприемников в группе;

— номинальная мощность i электроприемника в группе, кВт.

Найденное значение округляется до ближайшего меньшего целого числа. Если значение Pнmax не более чем в три раза превышает номинальную мощность наименее мощного электроприемника группы, то можно принять. Для группы электроприемников с различным значением коэффициента использования средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

Расчетная реактивная мощность электроприемников определяется по следующей формуле:

где — расчетный коэффициент, который равен:

— при ;

— при .

Полная мощность для группы электроприемников равна:

Тогда расчетный ток для группы электроприемников будет равен Пиковый ток группы электроприемников определяется по формуле:

где — наибольший пусковой ток электроприемника в группе, А;

— расчетный ток группы электроприемников, А;

— коэффициент использования, характерный для электроприемника с наибольшим пусковым током ;

— номинальный ток электроприемника с максимальным пусковым током .

1.3 ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ЖИЛ ПРОВОДОВ

Сечение провода, питающего электроприемник от распределительного пункта, определяется по следующим условиям:

по допустимому нагреву длительным расчетным током по условию:

где — поправочный коэффициент на фактические условия прокладки провода, согласно ПУЭ принимаем =1 (для нормальных условий прокладки провода);

по соответствию его защитному аппарату где — кратность длительно допустимого тока провода по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата; согласно ПУЭ для номинального тока плавкой вставки предохранителя, для номинального тока расцепителя автоматического выключателя типа с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой =1.

— номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А.

Покажем выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов на примерах.

Пример1.Однодвигательный потребитель Обдирочноточильный станок типа 4163 с мощностью на приводном валу Рмех кВт, обозначенный на плане цеха под № 7. Электроснабжение электропривода вертикальносверлильного станка будет осуществляться по схеме, указанной на рисунке — 1.1.

Рисунок 1.1- Схема электроснабжения электропривода однодвигательного потребителя Согласно условию Рном ?2,8 кВт По выбираем электродвигатель АИР100S4 с Рном=3,0кВт; cosц=0,83; з=82%; Kпуск=7.

По выражению (1.3) определяем номинальный ток электродвигателя А.

По выражению (1.4) определяем пусковой ток электродвигателя Согласно условию (1.5) выбираем магнитный пускатель:

I нп ?6,36А.

По справочным данным [1, табл. П11] выбираем магнитный пускатель ПМЛ 110 004 с номинальным током Iнп =10 А:

10 А>6,36 А.

По условиям (1.6) и (1.7) выбираем автоматический выключатель для защиты электродвигателя:

I нА ?6,36А А;

I нР ?6,36А А.

По справочным данным [1, табл. П13] выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя IномА =25 А и расцепителя IномА =8 А и кратностью тока отсечки Кто=14:

25 А>6,36 А;

8 А>6,36 А.

По выражению (1.9) определяем ток срабатывания расцепителя выбранного автоматического выключателя и проверяем его по условию (1.8):

Iср.р = 14?8=112 A

112 А > 1,25· 44,54=55,67 А По условиям (1.10) и (1.11) по [1, табл. П12] выбираем предохранитель для защиты станка ПН2−100/31,5 с номинальным током плавкой вставки Iв = 31,5 А:

31,5 А > 6,36 А;

31,5 А > 44,54/2,5

31,5 А > 17,81

По условиям (1.19) и (1.20) выбираем сечение провода, питающего станок от распределительного пункта:

по допустимому нагреву длительным расчетным током по условию (1.19)

А;

по соответствию его защитному аппарату (1.20)

А.

По справочным данным [1, табл. П20] принимаем провод АПВ-5(1?2,5) с Iдоп=19 А:

19 А > 6,36 А;

19 А > 10,4 А.

Пример 2. Двухдвигательный потребитель Внутришлифовальный универсальный станок типа 31 229 с мощностью на приводном валу:

Рмех= 4,5 кВт, обозначенный на плане цеха под № 1. Электроснабжение электропривода внутришлифовального универсального станка типа 31 229 будет осуществляться по схеме, указанной на рис. 1.2.

Рис. 1.2 Схема электроснабжения электропривода двухдвигательного потребителя Согласно условию Рном1 + Рном2? 4,5 кВт.

По справочным данным выбираем электродвигатели:

1) АИР100L4 с кВт; cosц=0,84; з=85%; Kпуск=7;

2) АИР71А4 с кВт; cosц=0,73; з=73%; Kпуск=5;

Проверим выполнение условия (1.2):

4+0,55=4,55 кВт.

По выражениям (1.3) и (1.4) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей:

1) АИР100L4:

А;

А;

2) АИР71А

А;

А Согласно условию (1.5) по справочным данным [1, табл. П11] выбираем следующие магнитные пускатели:

для первого электродвигателя (АИР100L4):

I нп ?8,09А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 210 004 с номинальным током

I нп=10А:

10 А? 8,09 А;

для второго электродвигателя (АИР71А):

I нп ?1,5 А;

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 110 004 с номинальным током

Iнп=10А:

10 А > 1,5 А.

По условиям (1.6) и (1.7) по справочным данным [1, табл. П13] выбираем следующие автоматические выключатели для защиты электродвигателей:

для первого электродвигателя (АИР100L4):

IнА ?8,09 А;

IнР ?8,09 А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя IнА=25А и расцепителя IнР=10 А и кратностью тока отсечки Кто=14:

25 А>8,09 А;

10 А>8,09 А.

По выражению (1.9) определяем ток срабатывания расцепителя выбранного автоматического выключателя и проверяем его по условию (1.8):

Iср.р=14?10=140А;

140 А>1,25· 56,6=70,75 А.

для второго электродвигателя (АИР71А):

IнА ?1,5 А;

IнР ?1,5 А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя IнА=25А и расцепителя IнР=1,6А и кратностью тока отсечки Кто=14:

25 А>1,5 А;

1,6 А>1,5 А.

По выражению (1.9) определяем ток срабатывания расцепителя выбранного автоматического выключателя и проверяем его по условию (1.8):

Iср.р=14?1,6=22,4А;

22,4 А>1,25· 7,45=9,31 А.

По [1, табл. П5] для токарного станка определяем среднее значение коэффициента использования Ки=0,13, коэффициент активной мощности cosц=0,45 и коэффициент реактивной мощности tgц=1,98.

По формуле (1.13) определяем эффективное число электроприемников

.

Принимаем nэ=1.

По [1, табл. П6] определяем коэффициент расчетной нагрузки методом линейной интерполяции:

.

По выражению (1.12) определяем расчетную активную нагрузку кВт.

Так как величина Рр оказалась меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы Рнmax, следует принять Рр= Рнmax

4кВт По выражению (1.15) определяем расчетную реактивную нагрузку:

квар.

Тогда полная мощность и расчетный ток для группы электродвигателей по выражениям (1.16) и (1.17) соответственно будут равны кВ· А;

А.

Пиковый ток группы электродвигателей по выражению (1.18) будет равен

А.

По условиям (1.10) и (1.11) выбираем плавкий предохранитель для защиты станка:

Iв? 6,07 A

Iв? 24,64 А.

По справочным данным [1, табл. П12] выбираем плавкий предохранитель ПН2−100/31,5 с номинальным током плавкой вставки Iв= 31,5 А:

31,5 А > 6,07 А;

31,5 А > 24,64 А.

По условиям (1.19) и (1.20) выбираем сечение провода, питающего станок от распределительного пункта:

по допустимому нагреву длительным расчетным током по условию (1.19):

Iдоп ?6,07 А;

по соответствию его защитному аппарату (1.20):

Iдоп ?0,33?31,5=10,4 А;

По справочным данным [1, табл. П20] принимаем провод АПВ-5(1?2,5) сIдоп=19 А:

19А > 6,07 А;

19А > 10,4 А.

Пример 3. Трехдвигательный потребитель Круглошлифовальный станок с мощностью на приводном валу Рмех= 14 кВт, обозначенный на плане цеха под № 4. Электроснабжение электропривода токарно-винторезного станка будет осуществляться по схеме, указанной на рис. 1.3.

Рис. 1.3 Схема электроснабжения электропривода трехдвигательного потребителя Согласно условию

Р_Н1+ Р_Н2+ Р_Н3 Р_МЕХ

По справочным данным выбираем электродвигатели:

1) АИР132М4 с кВт; cosц=0,87; з=87,5%; Kпуск=7,6;

2) АИР90L4 с кВт; cosц=0,83; з=81%; Kпуск=6,5;

3) АИР80A4 с кВт; cosц=0,81; з=75%; Kпуск=5,5.

Проверим выполнение условия:

11+2,2+1,1=14,3 кВт По выражениям (1.3) и (1.4) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей:

1) АИР132М4

А;

А;

2) АИР90L4

А;

А;

3) АИР80A4

A;

А;

Согласно условию (1.5) по справочным данным [1, табл. П11] выбираем следующие магнитные пускатели:

для первого электродвигателя (АИР132М4):

I нп ?20,85А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 210 004 с номинальным током

I нп=25А:

25 А > 20,85А;

для второго электродвигателей (АИР90L4):

I нп ?20,85А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 110 004 с номинальным током

I нп=10А:

10 А > 4,72 А.

для третьего электродвигателей (АИР80A4):

I нп ?2,61А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 110 004 с номинальным током

I нп=10А:

10 А > 2,61 А.

По условиям (1.6) и (1.7) по справочным данным [1, табл. П13] выбираем следующие автоматические выключатели для защиты электродвигателей:

для первого электродвигателя (АИР132М4):

IнА ?20,85А;

IнР ?20,85А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя IнА=25А и расцепителя IнР=25А и кратностью тока отсечки Кто=14:

25А>20,85А;

25А>20,85А.

По выражению (1.9) определяем ток срабатывания расцепителя выбранного автоматического выключателя и проверяем его по условию (1.8):

Iср.р=14?20,85=291,9А;

291,9А >1,25· 158,52=198,15 А.

для второго электродвигателя (АИР90L4):

IнА ?4,72А;

IнР ?4,72А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя IнА=25А и расцепителя IнР=5А и кратностью тока отсечки Кто=14:

25 А>4,72А;

5 А>4,72А.

По выражению (1.9) определяем ток срабатывания расцепителя выбранного автоматического выключателя и проверяем его по условию (1.8):

Iср.р=14?5=70А;

70А>1,25· 30,68=38,35А

для третьего электродвигателя (АИР90L4):

IнА ?2,61А;

IнР ?2,61А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя IнА=25А и расцепителя IнР=3,15А и кратностью тока отсечки Кто=14:

25А>2,61А;

3,15А>2,61А.

По выражению (1.9) определяем ток срабатывания расцепителя выбранного автоматического выключателя и проверяем его по условию (1.8):

Iср.р=14?3,15=44,1А;

44,1А>1,25· 14,36=17,95А.

По [1, табл. П5] для токарно-винторезного станка определяем среднее значение коэффициента использования Ки=0,14, коэффициент активной мощности cosц=0,5 и коэффициент реактивной мощности tgц=1,73.

По формуле определяем эффективное число электроприемников

.

Принимаем nэ =1.

Определяем коэффициент расчетной нагрузки методом линейной интерполяции:

По выражению определяем расчетную активную нагрузку кВт.

По выражению определяем расчетную реактивную нагрузку

квар.

Тогда полная мощность и расчетный ток для группы электродвигателей соответственно будут равны кВ· А;

А.

Пиковый ток группы электродвигателей будет равен А.

По условиям выбираем плавкий предохранитель для защиты станка:

Iв?22,2 A

Iв? 177,8/2,5 = 71,12 А.

По справочным данным [1, табл. П12] выбираем плавкий предохранитель ПН2−100/80 с номинальным током плавкой вставки Iв=80 А:

80А > 22,2А;

80А > 71,12 А.

По условиям (1.19) и (1.20) выбираем сечение провода, питающего станок от распределительного пункта:

по допустимому нагреву длительным расчетным током по условию (1.19):

Iдоп? 22,2 А;

по соответствию его защитному аппарату (1.20):

Iдоп ?0,33?80=26,4 А.

По справочным данным [1, табл. П20] принимаем провод АПВ-5(1?4) с Iдоп =60 А:

60А > 22,2 А;

60А > 26,4 А.

Выбранные предохранители

Выбранные сечение проводов питающие станок от распределительного пункта

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЦЕХА Расчет электрических нагрузок для группы электроприемников произведем методом расчетных коэффициентов.

Для начала разобьем электроприемники цеха на группы так, как показано в таблице 2.1.

Исходные данные для расчета электрических нагрузок

Пример расчета электрических нагрузок группы электроприемников. В качестве примера произведем расчет электрических нагрузок для первой группы электроприемников. Данные об электроприемниках, входящих в группу A8, приведены в таблице 2.1.

По выражению определяем групповой коэффициент использования:

По выражению определяем эффективное число электроприемников:

.

Принимаем .

Определяем коэффициент расчетной нагрузки методом линейной интерполяции:

.

По выражению определяем расчетную активную нагрузку:

'=1, так как ()

По выражению (1.15) определяем расчетную реактивную нагрузку:

Тогда полная мощность и расчетный ток группы электроприемников по выражениям соответственно будут равны:

кВ· А;

А.

Пиковый ток группы электроприемников определяем по выражению Аналогично рассчитываем электрические нагрузки для остальных групп электроприемников и всего цеха в целом, результаты расчетов электрических нагрузок сводим в таблицу 2.2.

Однако, при расчете электрической нагрузки по цеху следует также учитывать расчетную мощность осветительной нагрузки, которая будет определяться по формуле:

где P_уд — удельная мощность общего равномерного освещения на 1 м² ;

S — площадь освещаемого помещения;

k_c — коэффициент спроса (k_c=0,9 для производственных зданий _, состоящих из отдельных помещений);

k_п — коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующих аппаратах (k_п =1,1 для ламп типа ДРЛ).

Рассчитаем нагрузку по цеху.

Силовая нагрузка цеха.

Определяем средневзевешенный коэффициент использования по (1.14):

Определяем эффективное число электроприемников по (1.13)

Определяем коэффициент расчетной нагрузки K_р=1,0.

Расчетная активная мощность силовой нагрузки цеха:

кВт.

Расчетная мощность силовой нагрузки цеха при n_ЭФ>10:

квар.

Расчетная полная мощность группы

кВА.

Расчетный ток группы

А.

Осветительная нагрузка цеха.

Так как в цеху есть кран-балка, расчетная высота подвеса светильников будет более 6 метров. На такой высоте целесообразно устанавливать светильники с лампами ДРЛ.

Рассчитываем площадь помещения цеха:

Тогда, расчетная мощность осветительной нагрузки по цеху Расчетная нагрузка по цеху равна Расчетный ток Результаты расчета электрических нагрузок представлены в таблице 2.2

Результаты расчета электрических нагрузок

3 ВЫБОР СХЕМЫ И РАСЧЕТ ВНУТРИЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 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 напряжением до 1 кВ, предназначенные для обеспечения электроэнергией силовых электроприемников, условно делятся на питающие и распределительные. Питающая сеть соединяет с ТП цеховые РУ (распределительные панели, щиты, шкафы, шинопроводы, пункты и т. п.), распределительная служит для питания силовых электроприемников.

Внутрицеховые сети могут быть построены по радиальным и магистральным схемам. Но на практике проектирования для электроснабжения цеховых потребителей редко применяются радиальные или магистральные схемы в чистом виде. Наибольшее распространение получили смешанные схемы, в максимальной степени удовлетворяющие требованиям экономичности, надежности и простоты эксплуатации электрических сетей.

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 распределительные сети выполнены шинопроводами типа ШРА4.

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

Произведём выбор распределительного шинопровода А1, который запитывает первую группу электроприемников, расчетный ток которой по таблице 2.1 составляет А. Номинальный ток шинопровода А1

А.

Выбираем шинопровод А1 типа ШРА4−100 с, А и силовой ящик А11 типа ЯВЗБ-31−1 с А.

Произведём выбор распределительного шкафа A5, который запитывает пятую группу электроприемников, расчетный ток которой по таблице 2.1 составляет А. Номинальный ток распределительного шкафа A1

А.

Выбираем распределительный шкаф A5 серии ШР11−73 705 c номинальным током вводного рубильника Р18 А и плавкими предохранителями типа ПН2 на отходящих линиях.

Аналогично выбираем остальные распределительные шинопроводы, распределительные шкафы и силовые ящики данного цеха и результаты сводим в таблицу 3.1.

Для крана величина расчетного тока рассчитывается:

Рп — потребляемая активная мощность крановой установки при номинальной нагрузке;

К₃₀ — коэффициент спроса для крановой установки;

tgц — среднее значение коэффициента реактивной мощности.

Р_ном, з_i — номинальная мощность и КПД i-ого двигателя;

n — число электродвигателей крановой установки.

Для примера рассчитаем кран электрический, составляющий группу А1

Потребляемая активная мощность кран-балки Расчетный ток для троллейной линии К₃₀ = 0,4 при n_эф = 2 (стр. 208 [1]);tgц=1,01 по табл. 2.1 данной курсовой работы.

Условие выбора шинопровода:

Для питания кран-балки принимаем троллейный шинопровод типа ШМТ-АУ2 с I _н = 250А. Для коммутации троллея выбираем силовой ящик ЯРП11−351 с номинальным током 250 А И и номинальным током предохранителя 250А. Результаты выбора распределительного оборудования внутрицеховой электрической сети.

Произведем выбор предохранителей, защищающих распределительные устройства, которые расположены в линейной панели распределительного пункта (РП), и кабелей, питающих РУ от РП. Выбор производится согласно условиям (1.10), (1.11) для предохранителей и (1.19), (1.20) для кабелей. По условию селективности выбираем предохранитель для защиты группы, ток плавкой вставки которого больше на две ступени тока плавкой вставки предохранителя для защиты станка.

Для примера выберем предохранитель и кабель для распределительного шинопровода А1. Предохранитель выбираем

А,

А, где А.

Выбираем предохранитель ПН2−100/100:

Кабель выбираем

А,

А.

Выбираем кабель АВВГ-5(1?25) с А:

Предохранители и кабели распределительных устройств

Устанавливаем 4 линейные панели ЩО70М - 01 с рубильником и предохранителями 2100 + 2250 А.

В качестве вводной панели выбираем панель ЩО70−31 (по условию 1000А>591,93A) с рубильником, и автоматическим выключателем, установленный на РУ ТП — ВА51−39 с А, А и

;

;

.

Выберем кабель, питающий наш цех от трансформаторной подстанции (ТП). Выбор осуществляем

А, По этим условиям выбираем два кабеля АВВГ-1(5?150), проложенных параллельно в земле, с, А каждого. Для двух кабелей АВВГ-1(5?150), проложенных параллельно в земле, А:

670 А > 591,93 А;

670 А > 562,5 А.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗАЖИМАХ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ Электрические сети до 1 кВ, рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения за исключением силовых сетей, питающихся от пристроенных, встроенных и внутрицеховых комплектных ТП. В нормальном режиме допускаются отклонения напряжения от номинального на зажимах электродвигателей в пределах от -5 до +10%, осветительных приборов — от -2,5 до +5%, печей сопротивления и дуговых печей — от -5 до +5%.

Для определения напряжения на зажимах электроприемников необходимо найти потери напряжения в питающем трансформаторе, линиях и шинопроводах.

Для примера рассмотрим расчет падения напряжения на самом удаленном электроприемнике (порядковый номер 8) группы А2 .

Расчетная схема представлена на рисунке. 4.1

Рисунок 4.2 — Расчетная схема для расчета уровня напряжения Потеря напряжения в трансформаторе в процентах определяется по выражению где _Т — коэффициент загрузки трансформатора, _Т=0,74;

U_А и U_Р — активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора, %.

Значения U_А и U_Р в процентах определяются по формулам:

Тогда потери напряжения в нашем трансформаторе будут равны:

Потери напряжения в линиях электропередачи в процентах определяются по формуле:

где I_Р — расчетный ток линии, А;

l — длина линии, км;

r₀ и x₀ — удельные активное и реактивное сопротивления линии, Ом/км;

cos — коэффициент мощности нагрузки линии.

Определим потери напряжения в кабельной линии на участке «ТП — ЩО-70»:

Два кабеля АВВГ 1(5150) имеем: r₀ =0,104 Ом/км и x₀ = 0,037 Ом/км, длина l = 190 м (по заданию).

— КЛ1

Значения cosц и sinц найдем из тригонометрии Определим потери напряжения в кабельной линии на участке «ЩО-70- ШРА4−250»:

Для кабеля АВВГ (550) имеем: r₀ =0,625 Ом/км и x₀ = 0,083 Ом/км, длина l = 40 м (определяем по плану цеха).

КЛ2:

Определим потери напряжения в шинопроводе:

Найдем значения cosц и sinц Определим потери напряжения в линии на участке «ШРА4−250 — Д»:

Для провода АПВ-5(12,5) имеем: r₀ =12,5 Ом/км и x₀ = 0,104 Ом/км, длина l = 2 м (определяем по плану цеха).

— Л3:

Тогда напряжение на зажимах электроприемника в процентах определяется как где U_ХХ — напряжение холостого хода трансформатора, %. U_ХХ=105%;

U_i — потеря напряжения на i-ом элементе сети;

n — число элементов на пути от ТП до точки, в которой определяется U_Э.

.

Вывод: уровень напряжения на зажимах наиболее удаленного электроприемника, равный 97,27%, находится в допустимых пределах 95 110%.Значит принимаем сечение кабеля на участке «ТП — ЩО-70"> 2АВВГ (5150).

Повторим расчет уровня напряжения на зажимах наиболее удаленного электроприемника для каждой группы, результаты расчета сведены в таблицу 4.2.

Уровни напряжений находятся в допустимых пределах 95−100%.

5 ЛИТЕРАТУРА

1. Радкевич В. Н. — Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. — Мн.: НПООО «Пион», 2001. — 292 с.

2. 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.

3. Правила устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 640