Расчеты электроснабжения кузнечно-прессового цеха

Расчеты электроснабжения кузнечно-прессового цеха

 

1. m – отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника к номинальной мощности наименьшего

m =

ШРА – 1

m = = = 8 (>3)

ШРА – 2

m = = = 7,4 (>3)

СП – 1

m = = = 7,7 (>3)

СП – 2

m = = = 6 (>3)

 

 

II. tgφ электроприемников

tgφ =

Электроприемники с одинаковыми cosφ = 0,3

tgφ = = 1,98

 

III. Средневзвешенное значение коэффициента использования (для группы электроприемников с разными режимами работы):

К_И =

ШРА – 1

К_И = = = 0,16

ШРА – 2

К_И = = = 0,18

СП – 1

К_И = = = 0,24

СП – 2

К_И = = = 0,2

 

IV. Определение средней активной и реактивной нагрузки за наиболее нагруженную смену группы электроприемников.

 

ШРА – 1

1. Пресс кривошипный: К_И=0,11; ΣP_у=22,5 кВт; tgφ = 1,98

P_см = К_И ΣP_у = 0,11•22,5 = 2,48 кВт

Q_см = P_см tgφ = 2,48•1,98 = 4,91 квар

 

ШРА – 2

1. Обдирочно-шлифовальный: К_И=0,17; ΣP_у=52 кВт; tgφ = 1,05

P_см = К_И ΣP_у = 0,17•52 =8,84 кВт

Q_см = P_см tgφ = 8,84•1,05 = 9,28 квар

 

СП – 1

1.    Молот-штамповочный: К_И=0,12; ΣP_у=27 кВт; tgφ = 1,98

P_см = К_И ΣP_у = 0,12•27 = 3,24 кВт

Q_см = P_см tgφ = 3,24•1,98 = 6,42 квар

 

СП – 2 

1. Пресс эксцентриковый: К_И=0,15; ΣP_у=18,5 кВт; tgφ = 1,73

P_см = К_И ΣP_у = 0,15•18,5 = 2,78 кВт

Q_см = P_см tgφ = 2,78•1,73 = 4,81 квар

 

Остальные значения занесены в таблицу 1.

 

V. Эффективное (приведенное) число электроприемников n_эф – это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума P_макс, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы:

 

n_эф =

В соответствии с практикой проектирования систем электроснабжения установлено, что:

а) При m>3 и К_И ≥0,2 эффективное число электроприемников

n_эф =

б) При m<3 и К_И >0,2 эффективное число электроприемников

n_эф = n

в) При m>3 и К_И<0,2 эффективное число электроприемников определяется по следующим выражениям

n_эф = n_эф*n

где n_эф* - относительное число электроприемников

Значение n_эф* находят в зависимости от двух вспомогательных величин:

n_* = n₁/n;   P_* = P_ном1/ΣP_ном,

где n₁ – число крупных электроприемников в группе, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего электроприемника;

P_ном1 – суммарная номинальная мощность этих крупных электроприемников ;

P_ном – суммарная номинальная мощность всей группы.

 

ШРА – 1

К_И = 0,14 (<0,2) m>3, в соответствии с данными условиями n_эф определяют по пункту (в):

n_эф = n_эф*n

P_ном = 60 кВт – мощность крупного электроприемника

= = 30 кВт

Суммируем число  электроприемников мощность которых (≥30 кВт)

n₁ = 1+1+1+4+1=8

n_* = n₁/n = 8/13 = 0,62

Суммируем мощность этих крупных электроприемников

P_ном1 = 40+30+35+(50*4)+60=365 кВт

 

P_* = P_ном1/ΣP_ном = 365/416= 0,88

n_э* - относительное число ЭП приведенное в таблице 2

                                                                                                          таблица 2

nэ*		0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	1
P*	0,1	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,15	0,92	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,2	0,85	0,93	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,25	0,76	0,88	0,93	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,3	0,66	0,8	0,89	0,93	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,35	0,56	0,72	0,83	0,9	0,94	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,4	0,47	0,67	0,76	0,85	0,9	0,94	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,45	0,4	0,56	0,69	0,78	0,86	0,91	0,93	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,5	0,34	0,48	0,64	0,71	0,8	0,86	0,91	0,93	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,55	0,29	0,42	0,54	0,64	0,73	0,81	0,86	0,91	0,94	0,95	-	-	-	-	-	-	-	-
	0,6	0,25	0,37	0,47	0,57	0,66	0,74	0,81	0,87	0,91	0,94	0,95	-	-	-	-	-	-	-
	0,65	0,22	0,32	0,42	0,51	0,6	0,68	0,75	0,81	0,87	0,91	0,94	0,95	-	-	-	-	-	-
	0,7	0,19	0,28	0,37	0,45	0,53	0,62	0,69	0,76	0,82	0,87	0,91	0,94	0,95	-	-	-	-	-
	0,75	0,17	0,25	0,33	0,41	0,48	0,56	0,63	0,7	0,76	0,82	0,87	0,91	0,94	0,95	-	-	-	-
	0,8	0,15	0,23	0,29	0,36	0,43	0,5	0,57	0,64	0,7	0,75	0,81	0,86	0,9	0,93	0,95	-	-	-
	0,85	0,13	0,2	0,26	0,32	0,39	0,45	0,52	0,58	0,64	0,69	0,75	0,81	0,86	0,9	0,94	0,95	-	-
	0,9	0,12	0,17	0,23	0,29	0,35	0,41	0,47	0,52	0,58	0,63	0,69	0,74	0,8	0,85	0,89	0,93	0,95	-
	0,95	0,1	0,16	0,21	0,26	0,32	0,37	0,42	0,47	0,53	0,57	0,63	0,68	0,73	0,78	0,83	0,88	0,92	-
	1	0,09	0,14	0,19	0,24	0,29	0,33	0,38	0,43	0,48	0,52	0,57	0,62	0,66	0,71	0,76	0,8	0,85	0,95

 

n_э* = 0,69 (таблица 2)

n_эф = n_э*n = 0,69•13 =8,97≈9

 

 

ШРА – 2

К_И = 0,18 (<0,2) m>3, n_эф определяется в соответствии с (в):

P_ном = 48 кВт – мощность крупного электроприемника

= = 24 кВт

 

Суммируем число  электроприемников мощность которых (≥16,25 кВт)

 

n₁ = 2+1+1+1=5    n_* = n₁/n = 5/15 = 0,33

 

Суммируем мощность этих крупных электроприемников

 

P_ном1 = (2•24,4)+40+48+40=176,8 кВт

 

P_* = P_ном1/ΣP_ном = 176,8/310,3= 0,57

 

n_э* - относительное число ЭП приведенное в таблице 2

n_э* = 0,66

n_эф = n_э*n = 0,66•15 = 9,9≈10

 

СП – 1

К_И = 0,24 (>0,2) m>3, эффективное число ЭП соответствует пункту (а)

 

n_эф = = =6,8≈7

 

СП – 2

К_И = 0,2 (≥0,2) m>3, эффективное число ЭП соответствует пункту (а)

 

n_эф = = =6,7≈7

 

        К_макс – коэффициент максимума активной мощности определяют по таблице 3 в зависимости от эффективного числа электроприемников группы n_эф или по диаграмме, в зависимости от группового коэффициента использования К_и и n_эф.

Таблица 3

nэф	Коэффициент максимума Кмакс при Ки
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
1	-	-	-	3	2,5	2	1,65	1,56	1,25	1,1
2	-	-	2,9	2,6	2,1	1,85	1,6	1,5	1,28	1,1
4	3,43	3,11	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29	1,14	1,05
5	3,23	2,87	2,42	2	1,76	1,57	1,41	1,26	1,12	1,04
6	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23	1,1	1,04
7	2,88	2,48	2,1	1,8	1,58	1,45	1,33	1,21	1,09	1,04
8	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,4	1,3	1,2	1,08	1,04
9	2,56	2,2	1,9	1,65	1,47	1,37	1,28	1,18	1,08	1,03
10	2,42	2,1	1,84	1,6	1,43	1,34	1,26	1,16	1,07	1,03
12	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15	1,07	1,03
16	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12	1,07	1,03
20	1,84	1,65	1,5	1,34	1,24	1,2	1,15	1,11	1,06	1,03
25	1,17	1,55	1,4	1,28	1,21	1,17	1,14	1,1	1,06	1,03
30	1,62	1,46	1,34	1,24	1,19	1,16	1,13	1,1	1,05	1,02
40	1,5	1,37	1,27	1,19	1,15	1,13	1,12	1,09	1,05	1,02
50	1,4	1,3	1,23	1,16	1,14	1,11	1,1	1,08	1,04	1,02
60	1,32	1,25	1,19	1,14	1,12	1,11	1,09	1,07	1,03	1,02
80	1,25	1,2	1,15	1,11	1,1	1,1	1,08	1,06	1,03	1,02

 

VI. Максимальная активная (и реактивная) получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла:

 

P_м = K_м P_см,

 

а) При фактическом числе электроприемников у групп n≤3 активная мощность P_м = ΣP_н, реактивная мощность Q_м = 0,75ΣP_н – для ЭП длительного режима, Q_м = 0,87ΣP_н – для ЭП повторно-кратковременного режима.

б) При n_эф≤10, Q_м = 1,1•Q_см;

в) При n_эф>10, Q_м = Q_см.

 

ШРА – 1 n_эф=9 (<10) пункт (б)

 

P_м = K_м•P_см = 2,2•67,96 = 149,51кВт

 

Q_м = 1,1•Q_см = 1,1•99,32 = 109,25 квар

 

S_м = = 185,17 кВА

 

ШРА – 2 n_эф=10 (≤10) пункт (в)

 

P_м = K_м•P_см = 1,84•54,69 = 100,63 кВт

 

Q_м = 1,1•Q_см = 1,1•66,06 = 72,67 квар

 

S_м = = 124,13 кВА

 

СП – 1 n=7 (≤10) по пункту (б)

 

P_м = K_м•P_см = 2,1•48,01 = 100,82кВт

 

Q_м = 1,1•Q_см = 1,1•33,35 = 36,69 квар

 

S_м = = 107,29 кВА

 

СП – 2  n=7 (≤10) по пункту (б)

 

P_м = K_м•P_см = 2,1•39,91 = 83,81кВт

 

Q_м = 1,1•Q_см = 1,1•22,81 = 25,09 квар

 

S_м = = 87,48 кВА

 

VII. Определение максимально расчетного тока:

 

I_м = ;

 

ШРА – 1

 

I_м = = = 281,34 А

 

ШРА – 2

 

I_м = = = 188,6 А

 

СП – 1

 

I_м = = = 163,01 А

 

СП – 2 

 

I_м = = = 132,91 А

 

VIII. Выбор защитной аппаратуры. Выбор проводов к ЭП и кабелей к узлам нагрузок.

Расчет длительного  тока нагрузки:

 

I_дл = ;

 

ШРА – 1

1. Одностоеч. эксцентр. пресс: P_у = 40 кВт; cosφ = 0,3

 

I_дл = = = 202,82 А

 

Данные длительного  тока нагрузки остальных электроприемников   ШРА – 1 указаны на таблице 4.

  Таблица 4

№ по плану	Наименование ЭП ШРА – 1	Iдл , А
41	Одностоеч. эксцентр. пресс	202,82
42	Чеканочный пресс	152,11
6	Нагрев. печь (к 0,63 т. молоту)	56,04
25,24,26	Пресс кривошипный	114,09
43,21,22,23	Пресс однокривошипный	608,46
7	Установка индукц. нагр.	304,23
20	Пресс эксцентриковый	56,28
28	Обдирочно-шлифовальный	21,73

 

ШРА – 2

1. Манипулятор ковочный: P_у = 48 кВт; cosφ = 0,5

 

I_дл = = = 146,03 А

 

Данные длительного  тока нагрузки остальных электроприемников   ШРА – 2 указаны в таблице 5.

Таблица 5

№ по плану	Наименование ЭП ШРА – 2	Iдл , А
17,34	Вертикально-сверлильный	120,68
38,32	Токарно-винторезный	247,44
39,29,35,31	Обдирочно-шлифовальный	112,99
37	Плоско-шлифовальный	202,82
9	Молот ков. паровозд.	23,87
10	Манипулятор ковочный	146,03
5	Нагрев. печь (к 2 т. молоту)	64,05
33	Настольно-сверлильный	19,77
36	Горизонтально-фрезерный	60,85
30	Станок довод. для резцов	63,89

 

СП – 1

1. Отжигаемая печь с выкат. подом: P_у = 50 кВт; cosφ = 0,95

 

I_дл = = = 80,06 А

 

Данные  длительного тока нагрузки остальных  электроприемников      СП – 1 указаны в таблице 6.

Таблица 6

№ по плану	Наименование ЭП СП – 1	Iдл , А
1	Отжигаемая печь с выкат. подом	80,06
2	Нагрев. печь (шаров.)	79,1
8, 14	Молот штамповочный	136,9
15	Молот пневматический	35,1
16	Нагрев. печь (к 0,25 т. молоту)	48,04
27	Ножницы аллисаторные	81,13
40	Настольно-сверлильный	19,77

 

СП – 2

1. Пресс кривошипный: P_у = 7,5 кВт; cosφ = 0,3

 

I_дл = = = 38,03 А

 

Данные длительного  тока нагрузки остальных электроприемников      СП – 2 указаны на таблице 7.

Таблица 7

№ по плану	Наименование ЭП СП – 2	Iдл , А
3, 4	Нагрев. печь (к 3 т. молоту)	144,11
11	Молот штамповочный	68,45
12, 13	Молот ков. паровозд.	38,79
18	Пресс эксцентриковый	56,28
19	Пресс кривошипный	38,03