Реконструкция электроснабжения и электрооборудование цеха технологического оборудования

I_фэ =2,5³a×I_ро=1×1,86=1,86

Принимаем двухполюсный автоматический выключатель ВА 47-29(1) с Iср=7,5 А и Iнр=2,5

Методика расчета для  других групп аналогична. Результаты  расчета в

таблице 3.2.4.

Таблица 3.2.4−Выбор аппаратов защиты для ЩОР1,ЩОР2,ЩОА.

Линия		Расчетные данные			Автоматический Выключатель				Тип выключа-теля(число полюсов)
		Iном , А	αIкр, А	α	Iном.а., А	Iном.р., А.	Iсрэ.р А
ЩОР1
Пл1		41,2	57,68	1.4	160	80	800		ВА 88-33(3)
1.1		1,86	24,08	1.0	63	2,5	7,5*		ВА 47-29(1)
1.2		10,5	14,7	1.4	63	13	39*		ВА 47-29(3)
1.3		12,3	17,22	1.4	63	13	39*		ВА 47-29(3)
1.4		12,3	17,22	1.4	63	13	39*		ВА 47-29(3)
1,5		12,3	17,22	1.4	63	13	39*		ВА 47-29(3)
ЩОР1
Пл2	22,1		30,94	1.4	160	80		800	ВА 88-33(3)
2.1	4,97		4,97	1.0	63	6		18*	ВА 47-29(1)
2.2	4,11		4,11	1.0	63	6		18*	ВА 47-29(1)
2.3	12,3		17,22	1.4	63	13		39*	ВА 47-29(3)
2.4	12,3		17,22	1.4	63	13		39*	ВА 47-29(3)
ЩОА
1А		13,5	18,9	1.4	63	16	48*		ВА 47-29(1)
2А		2,27	3,08	1.4	63	3	9*		ВА 47-29(1)
Пл1А		6,5	9,1	1.4	63	8	24*		ВА 47-29(3)

 

*-Принимаем аппараты  с защитной характеристикой В

 

 

 

 

 

 

 

4 Электроснабжение цеха

4.1 Выбор схемы электроснабжения цеха

 

Схемы электроснабжения должны обеспечивать надежность питания  потребителей электроэнергии, быть удобными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными. Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными, магистральными и смешенными.

Радиальные схемы электроснабжения представляют собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от распределительного устройства низшего напряжения и предназначенных для питания небольших групп электроприёмников, расположенных в различных местах цеха. Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляем самостоятельными линиями от силовых пунктов. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, однако они требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы  в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они не требуют установки распределительного щита на подстанции, что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. Магистральные схемы обеспечивают надёжность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменить оборудование без особых изменений электрической сети), поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если этому не препятствует территориальное расположение нагрузок. К недостаткам магистральных сетей следует отнести то, что при повреждении магистральной сети отключаются все потребители, питаемые от нее.

Смешанная схема электроснабжения обладает преимуществами как магистральной, так и радиальной схем и пригодна для любой категории электроснабжения.

 

В данном дипломном проекте применяется  смешанная схема

электроснабжения. Для питания электроприемников, расположенных компактно по площади цеха, применяем распределительные шинопроводы серии ШРА4 , троллеи, выполненные из угловой стали, служащие для питания мостового крана. Шинопроводы выполняются комплектно и прокладываются на стойках и кронштейнах прикрепленных к колонам соответственно. В случаях, где применению распределительных шинопроводов препятствуют территориальное размещение электрооборудования, используются распределительные шкафы серии ШР 11. Все распределительные устройства цеха получают питание от комплектного магистрального шинопровода типа ШМА.

 Линии питающей сети  от  магистрального шинопровода до распределительных пунктов прокладываем кабелями в по колонам и фермам здания. От силовых шкафов, распределительных шинопроводов к электрооборудованию прокладываем провода скрыто в трубах в подготовке пола. Выполним расчет сечения питающих и распределительных проводов                                                                                                   и кабелей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Расчёт электрических нагрузок

 

Самым главным этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильности оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надёжность работы электрооборудования.

При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов работы, потребители электроэнергии, (отдельный приёмник электроэнергии, группа приёмников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активную мощность Р, реактивную мощность Q, полную мощность S и ток I.

Расчёт  электрической нагрузки цеха произведём по форме Ф636-92.

Исходные данные для  расчёта заполняем на основании  задания (таблицы 1.1 и 2.2.4) и согласно справочным материалам.

В качестве примера определим  расчетную нагрузку узла питания ШС-3.

В графе 1 указываются наименования ЭП (универсальный станок, сверлильный станок).

В графе 2 записывается количество ЭП одинаковой мощности (универсальный станок– 6 штук, сверлильный станок – 6 штуки).

В графе 3 - номинальная установленная  мощность одного (единичного) ЭП (для ШС-3 это: универсальный станок – 15 кВт, сверлильный станок – 7,5 кВт).

В графе 4 - рассчитывается суммарная номинальная мощность

 

                                    P_н= n * p_н,                     (4.2.1)

 

P_н= 6∙15 = 90 кВт (универсальный станок)

 

P_н= 6∙7,5 = 45 кВт (сверлильный станок)

 

Находим суммарное значение номинальных мощностей ЭП

 

           ∑Р_н= 236+76 = 135 кВт

 

       В  графе 5, 6 - указываются соответствующие данные группе ЭП - K_и;cosφ\ tgφ (универсальный станок – 0,35; 0,5\ 1,732, сверлильный станок – 0,14;

0,5\ 1,732).

В итоговой строке в графе 5 - указывается значения группового коэффициента использования

 

               К_{и гр} = ∑К_и∙Р_н/ ∑Р_н,                                                                                                 (4.2.2)

 

              К_{и гр} = 0,38/135 = 0,28 кВт

 

В графах 7 - соответственно значения К_и∙Р_н, , в итоговых строках приводятся суммы этих значений

 

К_и∙Р_н= 0,35∙90 = 31,5(универсальный станок)

 

К_и∙Р_н= 0,14∙45 = 6,3 (сверлильный станок)

 

Находим суммарное значение ∑К_и∙Р_н

 

                 ∑К_и∙Р_н= 31,5+6,3 = 37,8 кВт

 

В графах 8 - соответственно значения Ки ∙Рн ∙tgφ, в итоговых строках приводятся суммы этих значений

 

             Ки ∙Рн ∙tgφ = 0,35∙31,5∙1,732 = 81,14

 

             Ки ∙Рн ∙tgφ = 0,14∙6,3∙1,732 = 10,9

 

Находим суммарное значение ∑Ки ∙Рн ∙tgφ

 

                      ∑Ки ∙Рн ∙tgφ = 81,14+10,9 = 92,04

 

В графу 9 - построчно записывают  значение n∙P²_н = 1687,5.

В графах 10,11,12,13,14,15 заполняется  только итоговая строка.

Определим n_э (эффективное число электра приёмников)

                               n_э = ( ∑P_н ) ²/ ∑n ∙P²_нi,                                                                      (4.2.3)

 

                           n_э = 135²/ 12∙22,5² =10 единиц.

 

В тех случаях, где  получается число с десятичной частью, округляем его в сторону меньшего значения.

Определяем К_рисходя из значения эффективного числа электра приемников(n_э) и коэффициента использования (Ки) (К_р=1,2).

Активная расчётная  мощность ЭП подключенных к узлу питания (графа 12)  определяется по формуле

 

                                  Р_р = К_р∙∑К_и∙Р_н,                                             (4.2.4)

 

Р_р= 1,2∙37,8 = 42,7 кВт 

 

Реактивная расчётная мощность ЭП (графа 13)  определяется по формуле

 

                          Q_P = ∑К_и∙Р_н∙tgφ, при n_э > 10                                       (4.2.5)     

 

                      Q_P = 101,2кВар

 

Найдем полную мощность группы ЭП

 

                      S_P = √ Q²_p+ P²_p(4.2.6)

 

                          S_P = √101,2²+42,7² = 109,8кВ∙А

 

 

Значение расчётного тока определим по выражению 

                           Ip = Sp/ √3∙Uн                                                             (4.2.7)

 

                           Ip = 109,8/ √3∙0,38 = 165 А

 

Для электродвигателей с повторно-кратковременным  режимом работы их

полная мощность приводится к длительному режиму

 

                                 Р_н= Р_пЛ/ ПВ                                              (4.2.8)

 

где Р_п- паспортная мощность электродвигателя, кВт;

Расчёт электрических  нагрузок оставшихся узлов питания  производим аналогично. Результаты расчётов заносим в таблицу 4.2.1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iр

15	156	151,3
Sр		14	103,2	98,36
Qр		13	75,66	71,82
Рр		12	59,98   70,32	67,21
Кр		11	1,6	1,1
nэ		10	18	16
n∙Pнi2		9	3872 450 900 64 5268	1089 506,25 506,25 968 4,5 0,259 3074,2
Ки∙Рн∙tgφ		8	42,677 14,549 14,549 3,879 75,656	24,01 16,36 16,36 24,38 1,66 0,39 83,169
Ки∙Рн		7	24,6 8,4 8,4 2,24 43,7	13,8 9,45 9,45 14,1 0,96 0,23 109
Коэффициент реактивноймощнос- ти cosφ/ tgφ		6	0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73	0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73 0,5/1,73
Коэффициент использования Ки		5	0,14 0,14 0,14 0,14 0,14	0,14 0,14 0,14 0,16 0,16 0,16 0,145       0,3
Номинальная мощность, кВт	Общая Рн	4	176 60 60 16 312	99 67,5 67,5 88 6 1,44 329,44
	Одного ЭП Рнi	3	22 7,5 15 4 48,5	11 7,5 7,5 11 0,75 0,18 37,93
Количество ЭП в шт, N		2	8   4   12	9     8     17
Наименование ЭП		1	ШC1: Токарный  Фрезерный станок Итог	ШC2: Токарно-револьверный Токарно-расточной     Итог: