Реконструкция токарной мастерской

Для проверки правильности выбранного кабеля произведем расчет потери напряжения по формуле:

 

 

                                                       

Суммарная потеря напряжения в аварийной сети составляет 0,01+0,11=0,12%. Потеря напряжения не превышает максимально допустимую составляющую 10 %.

Сечения кабелей, выбранные для питания освещения  подходят по условиям выбора.

 

 

 

 

 

3. РАСЧЕТ СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

 

3.1. Расчет электрических нагрузок

Развитие и  усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности  и надежности их работы в сочетании  с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники.

Номинальная (установленная) активная мощность приёмника электроэнергии – это мощность, указанная на заводской табличке или паспорте приёмника электроэнергии, при которой приёмник электроэнергии должен работать. Для электроприемников, работающих в длительном режиме работы – это паспортная мощность. Для ЭП в повторно-кратковременном режиме  – это мощность, приведённая к номинальной длительной мощности.

Электроприемники  делятся на характерные группы. К  характерной группе относятся ЭП находящиеся в одной группе и распределяются по координатам.

Определяется  суммарная номинальная мощность по каждой характерной группе активная и реактивная.

Определение средних  мощностей по каждой характерной  категории

 

 

Определяется  суммарная средняя мощность всех ЭП:

 

 

 

Определяем  средневзвешенный Ки

 

 

  Определим эффективное число ЭП

 

,

Эффективное число  ЭП – это такое число ЭП одинаковой мощности с однородным режимом работы, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа ЭП различной мощности.

Если п_эф определенное по формуле окажется больше фактического, то  принимают п_эф = п_факт .

Для определения  расчетной мощности находим коэффициент  расчетной нагрузки который является функцией от п_эф и Ки.ср

 

Pp=Kp∙ Pср

 

Qp=1,1Qср  при п_эф <10

 

Qp=Qср  при п_эф >10

 

Для низковольтной распределительной сети

 

Qp=Kp∙ Qср.

 

Полная расчетная  нагрузка определяется  по следующему выражению:

 

             

 

Токовая нагрузка необходимая для выбора сечения  питающей линии по допустимому нагреву находиться по формуле:

 

 

_{Распределим нагрузку по характерным  категориям на 4 категории  согласно компоновке станков на плане, результаты расчетов указаны в таблице.}

 

 

Исходные данные						Средняя мощность группа ЭП		Эффек- тивное число ЭП nэ	Коэффи- циент расчетной нагрузки Kp	Расчетная мощность			Рас- четный ток I, А
по заданию  технологов				по справочным данным		Pc, кВт	Qc, кВАр			Pp, кВт	Qp, кВАр	Sp, кВА
Характер- ные категории ЭП, подклю- чаемых к узлу питания	Количес тво ЭП (рабо- чих/резе рвных) n, шт.	Номинальная (установленная) мощность, кВт		Коэффи- циент ис- пользова- ния Kи	Коэффи- циент реак- тивной мощности cosj / tgj
		одного ЭП Pном min/ Pном max	Общая (рабо- чих/ резер- вных) Pном
1	1	18		0,8	0,9/0,75	14,4	10,8
2	1	4		0,8	0,9/0,75	3,2	2,4
3	1	20		0,8	0,9/0,75	16	12
4	1	30		0,8	0,9/0,75	24	18
5	1	8		0,8	0,9/0,75	6,4	4,8
Итого 1 группа	5	80		0,8	0,9/0,75	64	48	4	1	64	48	80	115,5
6	1	8,8		0,5	0,9/0,75	4,4	3,3
7	1	23		0,5	0,9/0,75	11,5	8,23
8	1	29		0,5	0,9/0,75	14,5	10,88
9	1	10		0,5	0,9/0,75	5	3,75
10	1	21		0,5	0,9/0,75	10,5	7,88
Итого 2 группа	5	91,8		0,5	0,9/0,75	45,93	34,43	5	1,2	55,08	41,31	68,85	99,38
11	1	28		0,7	0,9/0,75	19,6	14,7
12	1	9,2		0,7	0,9/0,75	6,4	4,83
16	1	12		0,7	0,9/0,75	8,4	6,3
17	1	7		0,7	0,9/0,75	4,9	3,68
Итого 3 группа	4	56,2		0,7	0,9/0,75	39,34	29,51	3	1,2	47,21	35,41	59,01	85,2
13	1	3,8		0,8	0,9/0,75	3,04	2,28
14	1	6		0,8	0,9/0,75	4,8	3,6
15	1	26		0,8	0,9/0,75	20,8	15,6
18	1	22		0,8	0,9/0,75	17,6	13,2
19	1	18		0,8	0,9/0,75	14,4	10,8
Итого 4 группа	5	75,8		0,8	0,9/0,75	60,64	45,5	4	1	60,64	45,5	75,8	109,41
Освещение										7,68	0	7,68	11,1
ИТОГО:										234,61	170,2	289,8	418,4

 

3.2. Разработка однолинейной схемы.

 

Для надежного функционирования цеха необходимо определиться с его  схемой электроснабжения.

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные.

Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ). От которого отходят 4 питающих линии на распределительные щиты ЩО70.

 

Схема электроснабжения цеха

Для прокладки выбранных кабелей питающих распределительные пункты выбран способ прокладки в трубах. Подводка питающих кабелей от распределительных пунктов непосредственно к станкам также выполняется трубным способом.  Соединения и присоединения труб к коробкам, аппаратам и электроприемникам выполняют без специального уплотнения (когда они применяются для защиты проводов от механических повреждений), уплотненными (для защиты труб от попадания в них пыли, влаги, едких паров и газов) и взрывобезопасными для исключения возможности попадания внутрь труб, аппаратов и электроприемников взрывоопасных смесей. Перед монтажом внутреннюю поверхность труб очищают от окалины и грата и производят окраску внутренней и наружной поверхностей асфальтовым лаком. Трубы, прокладываемые в бетоне, снаружи не окрашивают для лучшего сцепления с бетоном. 

 

3.3. Выбор троллейных линий.

 

Троллейные  линии служат для питания мостовых кранов, кран-балок, электроталей (тельферов) и других передвижных механизмов.

Крановые троллеи  разделяют на: главные — для продольного перемещения мостового крана, вспомогательные— для перемещения по ферме крана тележки с

Электропроводки на кранах должны быть доступны для  обслуживания и защищены трубами, коробами в местах возможных повреждений или попадания на них смазочных масел. На кранах, работающих в помещениях с неагрессивной средой, допускают открытые электропроводки изолированными проводами, кроме проводов с пластмассовой изоляцией.

Одна кран балка. Питание на главную троллею осуществляется от распределительного шкафа. Напряжение питания 380 В.Режим повторно-кратковременный, длина троллей составляет 42 м. по длине мастерской. Расстояние между фазами троллеев 250 мм. Коэффициент мощности крана 0,7. Троллеи выполняются из угловой стали 50х50х5.

Механизм крана	Мощность двигателя, кВт	Номинальный ток, А
Главный подъем	6	13,04
Механизм передвижения моста	2х3	2х6,52
тележка	2,4	5,22
итого	14,4	31,3

 

Определим расчетную  нагрузку двигателей крана при числе  электроприемников в группе больше 3-х.

 

 

Определим эффективное  число электроприемников:

 

 

При коэффициент использования равном 0,15 и эффективном числе электроприемников равном 5 расчетный коэффициент равен 2,1.

Средняя нагрузка крана:

 

 

Расчетная мощность крана составляет:

 

 

Реактивная  мощность крановой установки равна:

 

 

Полная мощность крановой установки составляет:

 

 

Максимальный  расчетный ток:

 

 

Пиковый ток  равен:

 

 

Действительная  потеря напряжения в троллейной линии:

 

 

Потеря напряжения в троллейной линии удовлетворяет  допустимым потерям напряжения равным 5%.

 

3.4. Выбор числа силовых трансформаторов.

 

Выбор числа  и мощности силовых трансформаторов  не требуется в связи с тем, что характеристики КТП заданы заданием. Это двухтрансформаторная подстанция 2х1000 кВА с коэффициентом загрузки 0,85.

 

Произведем  проверку установленных силовых трансформаторов по коэффициенту загрузки в аварийном режиме при повреждении одного из трансформаторов для нагрузки цеха:

 

.

 

В аварийном  режиме одного трансформатора достаточно для питаний цеха.

 

3.5. Расчет токов короткого замыкания.

 

Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает  существенное влияние на ток КЗ. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи.

При отсутствии достоверных данных о контактах  и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВА, учитывать их сопротивление следующим образом:

- 0,015 Ом – для распределительных устройств на станциях и подстанциях;

- 0,02 Ом – для первичных цеховых ТП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей;

- 0,025 Ом – для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП;

- 0,03 Ом – для аппаратуры, установленной непосредственно у приемников электроэнергии, получающих питание от вторичных ТП.

 

Определяем  ток автомата на входе:

 

 

Сопротивления цехового трансформатора определяются по формулам:

 

,     

,  

 

Для трансформатора ТМ-1000/10:

 кВт,  кВт и %.

 

 

 

 

Сопротивления линии и кабелей определяются по формуле:

 

,     

где

 и  - удельные сопротивления линий, мОм/м;

- длина линии, м.

Ток трехфазного  КЗ определяется по формуле:

 

 

Рассчитаем  для точки короткого замыкания на кабеля ток трехфазного КЗ (металлическое КЗ).

 

 

С учетом переходного  сопротивления контактов:

  мОм;

 

 

 

 

Проверяем срабатывание электромагнитного расцепителя (токовой  отсечки) автомата:

 

 

Условие срабатывания выполняется.

Расчет однофазных токов КЗ.

В сетях 0,4 кВ, работающих с заземлённой нейтралью, необходимо рассчитывать токи КЗ не только при трёхфазном, но также и при однофазных КЗ на землю. Значения этих последних зависят не только от параметров питающего трансформатора, но и от схемы соединения его обмоток. Для трансформаторов со схемой соединения обмоток Д/У_О значение тока в месте однофазного КЗ за трансформатором практически равно току трёхфазного КЗ в этой же точке.

Ток однофазного  КЗ определяется по формуле:

 

,  

где 

  , , - суммарные активные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности соответственно;

, , - суммарные реактивные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности соответственно.

Для трансформаторов  с обмоткой соединения / -11 активные и реактивные сопротивления нулевой последовательности определяются по таблице Z=0.027 Ом. Для остальных элементов при отсутствии заводских данных можно принимать: для шинопроводов r_0ш = 10^. r_1ш, , х_0ш = 10^. х_1ш, ; для трехжильных кабелей r_0к = 10^. r_1к, , х_0к = 4^. х_1к, /2, с. 141/.