Проектирование системы электроснабжения кузнечно-прессового цеха

4.  Послеаварийная –  согласно ПУЭ для масленых  трансформаторов в послеаварийном  режиме допускается перегрузка  на 40 % в течении 6 часов 5 суток  подряд.

Требуемая мощность трансформатора определяется из выражения

Sтр-ра >S см  /N k загр, кВА,  где

S см , кВА –средняя нагрузка  цеха за наиболее загружаемую  смену,

N – число трансформаторов,

k загр – коэффициент  загрузки, принимаемый 0,7

После выбора трансформатора согласно расчетов из стандартного ряда пересчитывают коэффициент загрузки.

k загр = S см / N х Sтр-ра

расчетный коэффициент загрузки должен быть для двух трансформаторной подстанции 1 категории 0,65 – 0,7, для  двух трансформаторной подстанции 2 категории 0,7 – 0,85, для одной подстанции 0,85 – 0,9.

 

                                

 

                                 

 

 

                                                     Расчет освещения  

 

В курсовом проекте необходимо выбрать питающий силовой трансформатор  для заданного оборудования. С  учетом, что он будет питать и  освещение. Для того, чтобы рассчитать освещение.

1.  Выбирают минимальную  освещенность для внутреннего  или наружного освещения. В  зависимости от размера объекта  различения (крупный, малый), контраста  объекта с фоном и отражающие  свойства фона (рабочей поверхности  Pп потолка, Pc стен, Pp пол). Освещенность  энергии измеряется в ЛК (люкс) нормирующая освещенность в справочниках  связывают с удельной плотностью  нагрузки освещения или удельная  мощность общего равномерного  освещения W [Вт / м2 ].

2.  Выбирают тип светильника  и тип лампы освещения.

3.  Намечают на плане  план размещения светильников.

Лампы ДРЛ и ДРИ размещают  в помещении на высоте не ниже 6 метров из-за стробоскопического эффекта (мерцания) и в цехах их располагают так, чтобы они были запитаны с разных фаз (желательно по 3 штуки).

После выбора типа ламп их расположение в рассматриваемом помещении  необходимо опробовать мощность отдельных  ламп и все осветительные установки  в целом, имея ввиду, что они однофазные электроприемники.

Существует несколько  способов, расчетов освещения: самый  простейший метод удельной мощности и самый распространенный. Для  того , чтобы найти удельную мощность из таблиц для данного светильника  и лампы необходимо знать:

·  Расстояние от светильника  до освещаемого объекта (например пола);

·  Площадь помещения;

·  Норма освещенности и коэффициента отражения.

Далее рассчитывают R осветительной  установки

P ном о = W х S,    Вт.

S – площадь освещения,  М2

W- удельная мощность, В/м2.

Если выбрана мощность лампы, можно определить количество светильников.

N = P ном о / P лампы , для  ДРЛ                                N = P ном  / P лампы , для ЛЛ

Число светильников должно быть кратным числу рядов, в обратном случае их увеличивают в большую  сторону.

Если выбрали число  светильников, можно подобрать из стандартного ряда мощности для них.

Расчетную мощность освещения  определяют с учетом потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

P р.о = Pном о х kПРА

kПРА =1,1 для ДРИ и  ДРЛ;

kПРА =1,2 для ЛЛ со  стартерами;

kПРА =1,3-1,35  для ЛЛ  бесстартерных ламп.

Для расчета освещения  здания, аварийного освещения, а так  же наружного освещения определяют с помощью коэффициента спроса равного  единице.

Разновидности схем, питающих осветительные сети.

1.  Радиальные

2.  Магистральные

3.Радиально-магистральные

 

 

 

 

                            

 

 

                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

                                                                         Картограмма нагрузок

 

Для построения рациональной системы электроснабжения (далее  СЭС) цеха или промышленного предприятия  важное значение имеет правильное размещение трансформаторных подстанций. Подстанции всех мощностей, напряжений и токов  должно быть максимально приближено к центрам подключенных к ним  нагрузок (ЦЭН), это обеспечивает наилучшие  технико-экономические показатели СЭС по расходу электроэнергии и  дефицитных полупроводниковых материалов, т.е минимум приведенных затрат. При проектировании СЭС предприятий  и цехов разрабатывается генеральный  план объекта, на котором наносятся  все производственные цеха и отдельные  крупные электроприемники, расположенные  на территории предприятия или все  электрооборудование, находящееся  в цехе. На генплане указываются  расчетные мощности цехов всего  предприятия, а на ген плане цеха наносится номинальная мощность электрооборудования. Для того, чтобы  найти более выгодный вариант  расположения понижающих подстанций и  источников питания составляют картограммы  нагрузок, представляющие собой размещенные  на ген плане площади, ограничение  кругами, которые в выбранном  масштабе соответствуют расчетным  нагрузкам цехов.

Центр каждого круга должны совпадать с центром нагрузок. ЦЭН предприятия или цеха является символическим центром потребления  электроэнергии предприятием или цехом.

Картограмма нагрузок позволяет  установить наиболее выгодное месторасположение  распределителей или цеховых  трансформаторных подстанций, и максимально  сократить протяженность распределительных  сетей.

 

 

 

                              Устройство и конструктивное  исполнение внутрицеховых сетей

Для выполнения электропроводок  внутри цехов применяются изолированные  провода и кабели, а также шинопроводы. Их марка выбирается в зависимости  от условий прокладки, с учетом характеристики помещения и на основе рекомендаций литературы [3],[8] стр. 141, табл. 2. 40,[10].

Марки кабеля с бумажной пропитанной  изоляцией в обозначении последняя  буква У показывает улучшенную изоляцию, т.е повышает вязкость пропитывающего масла, т.е канифольного состава.

У проводов всегда в буквенном  обозначении присутствует буква  П.

Вторая соответственно и 3 буква П. обозначает, что провод плоский. Эти провода используют для неподвижной прокладки и  называются они установочными.

ПВГ – буква Г в марке  провода обозначает, что провод гибкий и обязательно с медными жилами. При тросовых работах и проводах передвижными механизмам применяется  специальные переносные шланговые  кабели, шнуры, провода с медными  многопроволочными жилами. Маркировку их нужно смотреть в каталогах, т.к. она отличается от общепринятой. Кабели внутри цехов прокладываются открыто  по строительным конструкциям с жестким  креплением скобами. При большом количестве кабелей прокладываемых в первом направлении предусматривают кабельные конструкции, лотки, стойки, полки, короба.

Участки сетей выполняются  кабельными, если они имеют большую  протяженность и не имеют ответвлений, в основном это магистральные  линии от щита низкого напряжения ЦТП к силовым распределительным  шкафам или шинопроводам. Распределительные  линии от силовых шкафов к отдельным  электроприемникам выполняется  в большинстве случаев проводами  в стальных трубах или в трубах ПВХ, закладываемых в полу. Такой  скрытый способ прокладки позволяет  не загромождать территорию цеха и  выполнять проводки там, где нет  соответствующих строительных условий. Провода в трубах также могут  прокладываться по стенам и строительным конструкциям. Такой способ предпочтительней, т.к провода доступны для ремонта  и внешнего осмотра. Сети освещения  в производственных помещениях в  большинстве случаев выполняются  кабелями, проложенными  на тросе. На тросе также возможно крепление  и светильников. Для мощных осветительных  установок применяют жесткие  комплектные шинопроводы типа ШОС. Магистральные и распределительные  участки силовых сетей также  могут быть выполнены комплектными шинопроводами. Шинопроводы крепят на подвесах или стойках, у них  может быть вертикальное и горизонтальное расположение шин. В шинопроводах предусматриваются  специальные коробки, ящики для  установки коммутационных и защитных аппаратов на ответвлениях к электроприемникам. Шинопроводы выпускаются на стандартные  токи:

Распределительные (ШРА): 63, 80, 100, 160, 250 (А).

Магистральные (ШМА): 160, 250, 400, 630 (А).

Для электропроводок экономичнее  использовать пластмассовые, полиэтиленовые трубы по коррозийной стойкости.

По механической прочности  они не уступают металлам, но значительно  дешевле. Из стальных труб в первую очередь используют тонкостенные, и  только в крайних случаях водогазопроводные.

 

 

                             Расчет силовых распределительных  сетей

     Силовые распределительные  линии прокладывают от силовых  шкафов или шинопроводов к  отдельным электроприемникам. В  результате расчетов выбирается  сечение токоведущих жил проводов  или кабелей и выбираются уставки  защитных аппаратов в соответствии  с ГОСТом 21.613-88 «Силовое оборудование. Рабочие чертежи.». В системах  проектной документации для строительства  и расчета сетей оформляются  в виде схем и таблиц. На  них должны быть указаны способы  прокладки электрических цепей,  марка и сечение жил для  проводов и кабелей, длина участка  сети.

 

                      Порядок расчета:

1.Выбирают марку провода  или кабеля с учетом условий  прокладки.

2.Выбирают сечение токоведущей  жилы с двух условий:

·  Условие длительно  допустимого  нагрева максимальным расчетным током.

·  Соответствие длительно  допустимых токов для выбранного сечения  и установки защитных аппаратов.

      Также сечение  проводов  и кабелей  должно  удовлетворять условию механической  прочности, но эти условия не  являются расчетными, так как   в ПУЭ указываются минимальные  сечения,  обеспечивающие механическую  прочность  для силового оборудования, для алюминиевых жил Smin=2.5мм2, для  медных жил Smin=1,5 мм2, для кранового  оборудования  для алюминиевых  жил равен 4 мм2, для медных жил  равен 2.5мм2.

 

       Условие  выбора сечения по длительно  допустимому нагреву имеет вид: Ip<=Iдл.доп., где

Ip- расчетный ток, А

Iдл.доп. - длительно допустимый  ток для стандартных сечений  проводов и кабелей, то есть  если в условиях эксплуатации  ток в линии не превышает   длительно допустимого тока провода  или кабеля, то гарантируется  нормальный срок службы изоляции  и ее сохранность от преждевременного  теплового износа.         

         Систематическое  повышение тока  в линии над  допустимым значением (перегрузка) приводит к нарушению электрической  прочности изоляции за счет  старения. Длительно допустимые  токи приводятся в ПУЭ в  таблицах главы 1.3. с учетом  материалов токоведущих жил и  изоляции. Длительно допустимые  токи устанавливаются по длительно  допустимой температуре нагрева  токоведущих жил с учетом температуры  окружающего воздуха (земли). Например,  для проводов и кабелей с  пластмассовой изоляцией они  приняты для температур жил  +650С, воздуха +250С, для земли  +150С.

       Если  провода и кабели работают  в условиях повышенных температур  окружающей среды или других  условиях, ухудшающих тепловой режим  изоляции ( плохая теплоотдача), то  на длительно допустимые токи  вводят понижающие  коэффициенты. В условиях пониженных температур  поправочные коэффициенты больше 1,  такие поправочные коэффициенты  приводятся в ПУЭ.

     Расчетные токовые  нагрузки для электроприемников  и линий к ним определяют  по паспортным данным в зависимости  от режима работы.  Для одиночных  электроприемников максимальным  расчетным током  будет их  номинальный ток при продолжительном  режиме.

       Для трехфазного  электроприемника:  Ip= Pном/ 3*Uном*cos

      Для однофазного  электроприемника: Ip= Pном/ Uном*cos

      Для приемников  повторно – кратковременного  режима работы номинальная мощность  приводится к продолжительному  режиму. Sном=Sпасп* ПВ (кВА), ПВ в относительных  единицах (40%)       (0,4).

                   Рном=Sпасп*ПВ*cos

    Коэффициент мощности  для отдельных видов электроприемников  при отсутствии паспортных данных  можно определить по справочным  данным литературы    [2], [3], [5] , [8].

       При определении  числа проводов, проложенных в  одной трубе, нулевые защитные  проводники не учитываются.  Выбираем  диаметр условного прохода трубы  для электропроводок в зависимости  от числа  и сечения жил  по справочным таблицам.  Для  выполнения второго условия выбора  сечения необходимо определить  ток срабатывания защитных аппаратов.

       Для защиты  распределительных линий и электроприемников,  подключенных к ним, используются  автоматические выключатели и  плавкие предохранители. Эти аппараты  устанавливаются в силовых распределительных  шкафах или в распределительных  шинопроводах.

      В настоящее  время электротехнической промышленностью  выцпускаются шкафы с автоматическими  выключателями серии ПР 8501 и ПР 8701.

      Эти шкафы  укомплектовываются выключателями  ВА 51 с токовыми уставками 16, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 250 (А).

       Шкафы  с предохранителями выпускаются  серии ШРС  и могут быть  укомплектованными предохранителями  типа ПН 2, НПН 2. В качестве вводного  аппарата в шкафах с предохранителями  используются трехполюсные рубилники.     

       Шинопроводы  позволяют установку и автоматов,  и предохранителей.  Автоматический  выключатель имеет тепловой, электромагнитный  и комбинированнный расцепители.