Проектирование электроснабжения цеха

- защита двигателя от перегрузки  малодопустимой продолжительности

 

осуществляется тепловыми реле серий РТЛ в блоках с пускателями  ПМЛ и РТТ – в блоках с  пускателями ПМА, на большие токи применяются реле РТЛ;

- защита цепей управления от  коротких замыканий предусмотрена  плавкими малогабаритными предохранителями  ПТ–10, ПРС–25, ТК–20.

Результаты выбора сносим в таблицу  4.1.

Для электропечей сопротивления и  индукционных печей устанавливаются  блоки Б5000.

Машины дуговой сварки питаются через блоки БПВ-2У3, расшифровка и технические характеристики:

Б – блок;

П – предохранитель;

В – выключатель;

2 – номинальный ток, 2 – 250 А;

У3 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Питание крановых троллей осуществляется через ящики Я5000.

В автоматических линиях и мостовых кранах, имеющих несколько двигателей, для которых выбирается один автоматический выключатель, при этом номинальный  и пусковой токи равны сумме этих токов двигателей, входящих в автоматическую линию. Электромагнитные пускатели  для каждого двигателя, входящего  в автоматическую линию, выбираются отдельно.

Номинальный ток машины дуговой сварки рассчитывается по формуле:

(4.7)

где S_ном – полная номинальная мощность машины дуговой сварки, кВ·А.

Пример: рассчитаем пусковую и защитную аппаратуру для машины дуговой сварки с ПВ = 60 %.

Рассчитываем по выражению (4.7) номинальный ток для машин дуговой сварки:

Для управления машинами дуговой сварки выбираем тиристорный контактор  ТК-3П. Выбор аппаратов защиты для  других агрегатов приведен в таблице 4.2.

Номинальный ток индукционной печи рассчитывается по формуле:

(4.8)

где S_ном – полная номинальная мощность индукционной печи, кВ·А.

 

Рассчитываем по выражению (4.8) номинальный ток для индукционной печи:

 

Номинальный ток печи сопротивления рассчитывается по формуле:

(4.9)

где P_ном – активная номинальная мощность печи сопротивления, кВт;

cosφ – коэффициент мощности печи сопротивления мощностью 76 кВт.

Рассчитываем по выражению (4.9) номинальный ток для печи сопротивления:

 

Таблица 4.1 – Технические данные двигателей

№ по плану	Наименование ЭП	Заданная мощность, кВт	Тип двигателя	Мощность  ЭД Pном, кВт	КПД η, %	Коэффициент мощности cos φ	Номинальный ток ЭД Iном ЭД, А	Кратность пускового тока, kп
1	Станок  токарный	4	АИР100S4	4	87	0,88	9,74	7,5
2	Станок  фрезерный	18	АИР160S2	18	85,5	0,9	27,6	7
3	Автоматическая  линия	52	4×АИР160S2	56	85,5	0,9	4×27,6	7
4	Вентилятор	15	АИР160S4	15	89,5	0,89	28,61	7
5	Насос	15	АИР160S4	15	89,5	0,89	28,61	7
6	Автоматическая  линия	70	4×АИР160M4	74	90	0,89	4×35,09	7
10	Мостовой  кран (25 т)	30	–	–	–	–	–	–
	подъемный механизм		MTF 312-6	15	82	0,73	24,08	7,5
	тележка для продольного перемещения		MTF 211-6	7,5	77	0,7	13,37	7,5
	тележка для поперечного перемещения		MTF 211-6	7,5	77	0,7	13,37	7,5
11	Транспортер	11	АИР132S4	11	86,5	0,87	22,2	7,5

 

 

 

 

5. Расчёт  электроосвещения

 

В данном разделе производится расчет рабочего и аварийного электроосвещения для всего цеха методом коэффициента использования светового потока.

5.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха

 

Работа со станками относится к  работам высокой точности – разряд IIIв. Минимальная освещённость при комбинированном освещении для разряда зрительных работ IIIв составляет 750 лк. При этом освещённость от общего освещения в системе комбинированного равна 300 лк. [5].

Также в цехе предусмотрена система  аварийного освещения. Наименьшая освещённость рабочих поверхностей производственных помещений к территории предприятий, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна составить 5 ÷ 10 % от освещённости рабочего освещения при системе общего освещения. Аварийное освещение выполняем лампами накаливания.

5.2 Выбор типа и мощности источников света

 

Исходные данные:

• длина цеха А = 84 м;
• ширина цеха В = 48 м;
• высота цеха h = 10 м;
• напряжение системы освещения 220 В;
• коэффициенты отражения согласно [5]: ρ_пот = 0,5; ρ_ст = 0,3; ρ_пол = 0,1;
• минимальная освещенность согласно [5]: E_РАБ. = 300 лм; E_АВ. = 30 лм.

5.2.1 Расчёт рабочего освещения

 

Т.к. высота цеха 10 м, целесообразно использовать лампы типа ДРИ со светильниками ГСП50-400-011 [5]. Маркировка степени защиты светильников IP20.

Располагаем светильники в шахматном  порядке, при этом с целью снижения пульсаций светового потока, характерных  при использовании этого типа ламп, в каждой точке устанавливаем  по 2 светильника, подключенных к разным фазам. Количество источников света  при этом будет равно 112 шт.

Расчетная высота подвеса светильников:

(5.1)

где h_с – расстояние от светильников до перекрытия, равная 1 м;

h_р.п. – высота расчетной поверхности над полом, равная 0,8 м.

 

 

 

Отношение потока, падающего на освещаемую поверхность ко всему потоку ламп, называется коэффициентом использования η. Зависимость η от площади помещения, высоты и формы учитывается индексом помещения i.

Индекс помещения:

(5.2)

где S_ц – площадь цеха, равная 4032 м².

Индекс помещения округляется  до ближайшего табличного значения i = 3 [5].

При принятых коэффициентах отражения  и индексе помещения i = 3 коэффициент использования η = 0,72 [5].

Определяем световой поток одной  лампы:

(5.3)

где  z – коэффициент, характеризующий неравномерность освещения, равный 1,15;

n – количество источников света, n = 112;

k_з – коэффициент запаса для газоразрядных ламп k_з = 1,8 [5].

Данному световому потоку соответствуют лампы ДРИ400, номинальный световой поток которых Ф_л.ст = 32000 лм. Мощность ламп ДРИ400 равна 400 Вт.

Определим среднюю фактическую  освещённость:

	(5.4)

Количество  светильников в цехе:

	(5.5)

Окончательно принимаем 94 светильника ГСП50-400-011 с одной лампой ДРИ400.

Общая установленная мощность рабочего освещения:

(5.6)

где P_л – мощность одной лампы, Вт.

 

5.2.2 Расчёт аварийного освещения

 

Аварийное освещение выполняется  лампами накаливания и должно обеспечивать освещенность 5 % от освещенности, создаваемой рабочим освещением.

Для аварийного освещения будут  использованы лампы накаливания  Г 215-225-500-2 со световым потоком 8400 лм и мощностью 500 Вт, устанавливаемые в светильниках типа НСП17-500-325 с одной лампой. Маркировка степени защиты светильников IP54.

Е_АВ = 15 лк; коэффициент запаса k_з = 1,5 [5]; коэффициент использования η = 0,64 [5].

	(5.7)

Принимаем 20 светильников для более равномерного распределения по цеху.

Определим среднюю фактическую  освещённость по (5.4):

 

5.3 Выбор схемы питания осветительной установки

 

Питание электрического освещения  производится от общих для осветительных  и силовых нагрузок трансформаторов  с низшим напряжением 0,4 кВ (напряжение сети 380/220 В). Щиты рабочего и аварийного освещения получают питание от разных трансформаторов КТП кабелями через автоматические выключатели.

Для распределения электроэнергии рабочего и аварийного освещения  приняты распределительные шкафы  серии ЩО. Групповые линии, отходящие  от распределительных щитов, выполняются четырёхпроводными, которые защищены трёхполюсными автоматическими выключателями.

В качестве питающих осветительных  линий приняты шинопроводы осветительные  серии ШОС со степенью защиты IP44.

Схема питания электрического освещения  приведена на рисунке 5.1.

Групповые линии, отходящие от распределительного щитка, выполняются четырехпроводными кабелями, защищаемые однополюсными автоматическими выключателями. Выбор однополюсных автоматических выключателей для защиты групповых линий связан с отключением только части светильников при возникновении коротких замыканий в сети. 

В случае аварийного прекращения действия рабочего освещения предусмотрено  аварийное освещение, обеспечивающее возможность безопасной эвакуации  людей из цеха.

Светильники аварийного освещения  автоматически включаются при аварийном  отключении рабочего освещения.

Управление рабочим освещением осуществляется автоматическими выключателями, установленными на групповом щитке.

 

Рисунок 5.1 – Схема питания рабочего и аварийного освещения

5.4 Выбор питающей сети

 

Условие выбора сечения кабелей  имеет вид:

(5.8)

где I_дд – допустимая длительная токовая нагрузка на кабель, А;

k – поправочный коэффициент на допустимый ток кабеля, зависящий от температуры воздуха;

I_р – расчётный ток, А.

5.4.1 Выбор питающей сети рабочего освещения

 

Выбираем кабель, питающий щиток  рабочего освещения помещения механосборочного цеха.

Суммарная установленная мощность рабочего освещения с учетом потерь в пускорегулирующих аппаратах  газоразрядных ламп (10 %):

(5.9)

где n – количество ламп, шт;

Р_л – номинальная мощность лампы, Вт.