Электрические нагрузки моторного завода

-

Используем в проектируемом цехе модульнуюпрокладку. Применение модульной сети делает электротехническую часть производства независимой от размещения технологического оборудования. В такой сети кабели прокладываются под полом в трубах с ответвительными коробками для присоединения ЭП с шагом (модулем) 1,5 - 6 метров зависимости от характера производства и габаритов технологического оборудования.Для питания передвижного ЭП (мостового крана) применяем кабель гибкий КГ4х10.3.4. Выбор силового электрооборудования напряжением до 1000 В3.4.1. Выбор и проверка комплектных шинопроводовСечение шин выбирают по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным током нагрузки по условию:Iр ≤Iн,где Iн – номинальный ток шинопровода, А.Для оценки уровня напряжения, подводимого к ЭП, запитанным от шинопроводов, необходимо учитывать потери напряжения в шинопроводах.Потери напряжения в шинопроводах определяем по формуле:где r0, x0 – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, Ом/км; cosφср – средневзвешенный коэффициент мощности нагрузки шинопровода;Ipi – ток расчётный i-той нагрузки,А; li – длина шинопровода от ввода до точки подключения i-той нагрузки, км.При токе нагрузки, близком к номинальному току шинопровода, потери напряжения допускается определять по линейной потере напряжения на 100 м шинопровода по формуле:где ΔUлш – линейная потеря напряжения шинопровода, В;lш –длина шинопровода до точки подключения нагрузки, м;Uн – номинальное напряжение, В.После расчета токов короткого замыкания необходимо сделать проверку выбранных сечений шинопроводов по термической и электродинамической стойкости. Для этого ток трехфазного КЗ (Iк(3)), рассчитанный в начале шинопровода следует сравнить с термической стойкостью шинопровода, а ударный ток – с электродинамической стойкостью по условиям:где iтс – термическая стойкость шинопровода, кА;iуд доп. – электродинамическая стойкость шинопровода, кА, взятые из технических характеристик.3.4.2. Выбор силовых распределительных пунктовВ качестве силовых распределительных пунктов (РП) выбираемтиповыеПР8501-015 (приложение В). Распределительные пункты выбирают по степени защиты, по номинальному току ввода, по количеству отходящих линий, типу защитного аппарата (с автоматическими выключателями) и номинальному току аппаратов для присоединений. 3.5. Выбор сечений силовых линийСечения силовых линий выбираются по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным током нагрузки, по потере напряжения и по условию соответствия выбранному аппарату защиты.3.5.1. Выбор сечений по допустимому нагревуСиловые линии разделяют на распределительные, непосредственно питающие один или несколько ЭП, и питающие, которые питают группу электроприемников, но непосредственно к ним не подключаются.Сечения по допустимому нагреву выбирают по условию:Iр ≤IдKп,где Iр – максимальный рабочий (расчетный) ток нагрузки, А;Iд– длительно допустимый ток, А;Kп – поправочный коэффициент, учитывающий реальные условия охлаждения проводника и зависящий от температуры окружающей среды и способа прокладки.За расчетный ток нагрузки линии, питающей одиночный электроприемник, принимается номинальный ток нагрузки этого ЭП:Iр =Iн , А. Для линии, питающей многодвигательный агрегат с одновременным пуском электродвигателей, расчетный ток нагрузки равен сумме номинальных токов двигателей:Для магистралей и питающих линий определяется расчетная нагрузка группы ЭП по методу коэффициента активной расчетной мощности, а затем рассчитывается ток нагрузки.Поправочный коэффициент необходимо учитывать при прокладке линий в жарких помещениях, а также при прокладке кабелей в коробах. Значения поправочных коэффициентов в зависимости от температуры окружающей среды для разных видов изоляции жил приведены в таблице 15 (МУ); в зависимости от способа прокладки кабелей в коробах – в таблице 16 (МУ).В остальных случаях Kп =1.Для электроприемников с повторно-кратковременным режимом работы для медных проводников сечением более 6 мм2 и алюминиевых сечением более 10 мм2 ток ЭП приводится к длительному режиму работы умножением Iн на коэффициент КПВ =1,14 √ПВ :где ПВ – относительная продолжительность включения в относительных единицах;1,14 – коэффициент запаса.3.4.2. Проверка сечений по потере напряженияСогласно ПУЭ, для силовых электроприемников отклонение напряжения от номинального должно составлять не более ±5 %. Выбранные по допустимому нагреву сечения силовых линий проверяют по потере напряжения по условию:где ΔUтр – потери напряжения во вторичной обмотке цехового трансформатора, %; ΔUпл – потери напряжения в питающей линии, %; ΔUрл – потери напряжения в распределительной линии, %; ΔUдоп – допустимые потери напряжения, равные 10 % для силовых электроприемников.Потери напряжения в распределительных линиях определяются по формулам:-при питании одиночного ЭП- для магистрали:Потери напряжения в питающей линии:где Iр – расчетный ток линии, А; Iрi – расчетный ток i-ой нагрузки магистральной линии, А; r0 , x0 – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления линий, Ом/км;l – длина линии, км;li – длина линии до точки подключения i-ой нагрузки к магистрали, км; cosφср – средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников. Значения удельных сопротивлений кабелей принимаем по таблице 17 (МУ).Если ЭП, запитанные от одного РП или ШРА, имеют одинаковую мощность, то проверку сечений по потере напряжения проводим для наиболее удаленного электроприемника.3.4.3. Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защитыДанная проверка производится после выбора защитной аппаратуры. Для выбора защитных аппаратов необходимо рассчитать пиковые нагрузки линий, которые возникают при пуске электроприемников. Для распределительной линии, питающей одиночный электроприемник, пиковый ток равен пусковому току этого ЭП:Iпик =Iп , А,где Iп – пиковый ток электроприемника, определяемый по паспортным данным ЭП.При отсутствии паспортных данных пусковой ток может быть принят равным:-для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных – 5-кратному значению номинального тока;-для асинхронных электродвигателей с фазным ротором и двигателей постоянного тока – 2,5Iн;-для печных и сварочных трансформаторов – 3Iн (без приведения к ПВ = 100 %).Для распределительной линии, питающей группу одновременно запускаемых ЭП:где Iпi – пусковой ток i-ого ЭП.Для магистрали пиковой нагрузкой является пуск электроприемника с самым большим пусковым током в то время, когда все остальные ЭП нормально работают:где Iнi – номинальный ток i-ого нормально работающего ЭП.Для питающей линиигде Iп max – наибольший пусковой ток ЭП в группе;Iр – расчетный максимальный ток всех ЭП, питающихся от данной линии; Kи – коэффициент использования запускаемого ЭП;Iн max – номинальный ток ЭП с наибольшим пусковым током.Для того чтобы протекание токов перегрузки и токов короткого замыкания по проводникам не приводило к их перегреву, выбранное сечение проводника должно быть согласовано с аппаратом защиты этого проводника по условию:где Iд – длительно допустимый ток проводника, А; Iз – ток аппарата защиты, А; Kзащ – коэффициент защиты.Данные по выбору сечений силовых линий сводим в таблицу7.Сечение нулевых защитных проводников (PE) проводников при их наличии должно равняться сечению фазных проводников при сечении последних до 16 мм2, иметь сечение 16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2.Таблица 7 - Выбор сечений силовых линий3.5. Выбор защитной аппаратурыАвтоматические выключатели, в основном, предназначены для защиты электроустановок напряжением до 1000 В от коротких замыканий и перегрузок.Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:где Uна – номинальное напряжение автоматического выключателя (АВ); Iна – номинальный ток АВ; Iнтр – номинальный ток теплового расцепителя; Iнэр – номинальный ток (ток уставки) электромагнитного расцепителя; Uс – напряжение сети; Iр – максимальный рабочий ток линии; Iпик – пиковый ток линии.Номинальные токи расцепителей соседних автоматических выключателей, последовательно включенных в сеть, должны различаться не менее чем на одну ступень. Номинальные токи расцепителей у автоматического выключателя, ближайшего к источнику питания (вводного в ТП), должны быть не менее чем в 1,5 раза больше, чем у наиболее удаленного. Выполнение этих условий обеспечивает селективность срабатывания тепловых расцепителей.При коротких замыканиях селективность защиты обеспечиваться не будет, так как электромагнитные расцепители при токах, равных или больших их токов уставки, срабатывают практически мгновенно. Для гарантированного обеспечения селективности следует выбирать АВ с регулируемой характеристикой срабатывания, у которых возможно задавать (выставлять) время срабатывания.Результаты выбора защитных аппаратов сведены в таблицу 8.Таблица 8 - Выбор защитных аппаратов цеховых электрических сетей(силовых и осветительных)Номер линииОбозначение ЭП или узлаТип автоматического выключателя Номинальное напряжение аппарата защиты, Uн, ВРасчетный ток линии, Iр, АПиковый ток линии, Iпик, АНоминальный ток аппарата защиты, Iна, АНоминальный ток теплового расцепителя, Iнтр, АНоминальный ток электромагнитного расцепителя, Iнэр, А12345678911 ВА51-25380107,52322,5716012516022 ВА51-25380107,52322,5716012516033 ВА51-25380107,52322,5716012516044 ВА51-25380107,52322,5716012516055 ВА51-2538089,73269,181009010066 ВА51-2538089,73269,181009010077 ВА51-253804,8914,681651688 ВА51-2538088,98266,951009010099 ВА51-2538088,98266,95100901001010 ВА51-253801,634,89161,75161111 ВА51-2538066,74200,21100701001212 ВА51-253804,8914,68155151313 ВА51-2538066,74200,21100701001414 ВА51-2538066,74200,211007010015РП1 ВА 99/125А EKF 380999,142997,431250 1250Продолжение таблицы 81234567891615 ВА51-253804,8914,68155151716 ВА51-2538093,92281,761251001251817 ВА51-2538093,92281,761251001251918 ВА51-2538023,6070,792525252019 ВА51-2538023,6070,7925252521РП2 ВА 99/125А EKF 380239,93719,78250 2502220 ВА51-2538070,36211,07100751002321 ВА51-2538070,36211,07100751002422 ВА51-2538070,36211,07100751002523 ВА51-2538032,4197,224035402624 ВА51-2538032,4197,224035402725 ВА51-2538032,4197,224035402826 ВА51-2538069,38208,13100701002927 ВА51-2538069,38208,13100701003028 ВА51-2538039,64118,936040603129 ВА51-2538039,64118,936040603230 ВА51-2538018,5655,692520253331 ВА51-2538018,5655,692520253432 ВА51-2538032,5697,694035403533 ВА51-253803,5910,761541536РП3 ВА 99/125А EKF 380599,601798,80750 75037ОсвВА47-29 4Р2206,1118,33107,51038ОсвВА47-29 4Р22011,0033,002512,52539ОсвВА47-29 4Р2201,534,5822240ОсвВА47-29 4Р2206,1118,336,36,36,341ОсвВА47-29 4Р22011,0033,002512,52542ОсвВА47-29 4Р2200,611,8310,75143ОсвВА47-29 4Р2200,922,7511144ОсвВА47-29 4Р2200,611,8310,75145ОсвВА47-29 4Р2200,922,7511146ОсвВА47-29 4Р2201,534,582,51,62,547ЩРНВА47-29 4Р22040,33121,0063 63ЗаключениеВ курсовом проекте была разработана схема цехового электроснабжения и схема осветительных установок, произведены расчёты защитной аппаратуры и питающих и распределительных линий, выбрана цеховая подстанция.Также была произведена планировка разводки силовых и осветительных линий.При проектировании внутрицехового электроснабжения учтены необходимо некоторые характеристики силовых электроприемников (ЭП): режим работы, коэффициент мощности, количество фаз, род тока.Одним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности и снижения затрат на освещение является использование экономичных источников света с наибольшей световой отдачей. Поэтому для обеспечения рационального использования электроэнергии, расходуемой на освещение, были выбраны современные промышленные светодиодные светильники.Список использованных источниковПроектирование внутрицехового электроснабжения. Часть I. Проектирование осветительных установок. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы электроснабжения» для студентов всех форм обучения специальности 140211 .Электроснабжение. Составитель Т. Л. Долгопол.Проектирование внутрицехового электроснабжения. Часть II. Проектирование электроснабжениясиловых электроприемников цеха. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Системы электроснабжения» для студентов всех форм обучения специальности 140211 .Электроснабжение. Составитель Т. Л. Долгопол.Кабышев А.В.Электроснабжение объектов. Ч.1. Расчет электрических нагруок, нагрев проводников и электрооборудования: учебное пособие А.В. Кабышев. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета. 2007. - 185с.Кабышев А.В. Электроснабжение объектов. Ч. 2. Расчет токов короткого замыкания в электроустановках до 1000 В: учебное пособие / А.В. Кабышев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. 2009 - 168с.Нормы освещенности по СНиП 23-05-95 (Редакция СП 52.13330.2011)Астарта. Производство промышленных светильников. Уральский завод электротехнологий. Каталог светодиодных светильников.Приложение АПриложение БПриложение В