Ремонтно- механДП. 1. 1 Краткие сведения о предприятии 5
 Скачать 1.68 Mb.
|
|
3 Расчет электрической нагрузки При расчете силовых электрических нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников. Расчет начинают с определения номинальной мощности каждого электроприемника, независимо от его технологического процесса, средней мощности: мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчетной мощности участка, цеха, завода или объекта. 3.1. Расчет среднесменной активной и реактивной мощности. Сменная мощность учитывает количество мощности, израсходованной в период наиболее загруженной смены. Рсм = Рном· Ки [1, стр. 29] где Ки – коэффициент использования электроприемника Qсм = Рсм· tgφ [1, стр. 29] Величина Ки, cosφи tgφ определяются из таблицы 1 приложения. Для расчета приемники объединяют в группы с одинаковым режимом работы и, следовательно, с одинаковым Ки, cosφ и tgφ. Таблица составляется на основании сводной таблицы нагрузки участка цеха. Расчет производим в таблице 3.1. Таблица 3.1 Расчет сменной мощности.
Определяем среднее значение cos  для данного участка цеха где РсмΣ – активная сменная суммарная мощность; QcмΣ – реактивная сменная суммарная мощность. Определяем среднее значение Ки для участка цеха:  где Ки.ср – коэффициент использования электроприемника среднее значение; РномΣ – номинальная суммарная мощность. Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для цеха, или нескольких цехов, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Таблица 3.2 Расчет дополнительной нагрузки участка.
Таблица 3.3 Расчет общей сменной мощности участков.
3.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства. Расчетная величина cosφср = 0,67. Согласно ПУЭ для действующих электроустановок требуется нормированное значение cos. сosφн =0,97÷0,99 Поэтому необходимо принять меры для повышения cosφ до принятого нормируемого значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий, которые обеспечивают повышение cosφ естественным путем, т.е. не требует дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения cosφ недостаточно, поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок, которые устанавливают на подстанции на шинах 0,4 кВ. Определяем расчетную мощность конденсаторных установок: Qку=Pсм∙ (tgφ1- tgφ2) При cosφср=0,67, приняв cosφн=0,96, определяем tgφ1 и tgφ2 по справочной таблице. Qку=401 ∙ (0,67-0,14) = 212,53 кВар Предполагается, что на проектируемой подстанции цеха будет установлено два трансформатора (так как электрическая нагрузка представлена в основном потребителями второй категории), поэтому необходимо выбрать две конденсаторные установки. Выбираем две комплектные конденсаторные установки типа УКМ 58-0,4-200-25 У3-У1, Qку=200 кВар. 3.3. Определение максимальной расчетной мощности. Максимальная мощность – это наибольшая мощность, в течение смены на 30 минут.  =  Значение  определяют из справочной таблицы в зависимости от эффективного числа электроприемников  и среднего значение  . может быть определена по соотношению  – единичная мощность наибольшего электроприемника Из справочной таблицы выбираем  1,2 кВтТак как  то  Теперь можно определить полную расчетную мощность с учетом выбранной КУ.  4. Выбор питающей подстанции. Питание цеховых ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода, либо от центрального распределительного пункта ЦРП, или от шин генераторного напряжения ближайшей энергостанции. Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 10 кВ. Наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ). Воздушные линии (ВЛ) применяются только в случаях. Когда они проходят по незаселённой местности. 4.1. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции. На проектируемом участке цеха: Spmax= 482,92кВА U1 = 10 кВ – напряжение питающей сети. U2 = 0,4кВ – напряжение распределительной сети цеха. Нагрузка представлена потребителями 2 и 3 категории. Выбираем встроенную в цех комплектную двух трансформаторную подстанцию, с трансформаторами Sн.тр = 630 кВА. При работе двух трансформаторов каждый имеет коэффициент загрузки:  [8, стр. 13]  [8, стр. 13] В аварийном режиме, при отключении одного из двух трансформаторов Кз.ав = 0,77%, то есть загрузка меньше допустимой. Трансформатор выбираем с завышенной мощностью, учитывая перспективные расширения объекта. Выбираем трансформатор по каталогу и его технические данные заносим в таблицу 4.1. Таблица 4.1 Технические параметры трансформатора:
4.2 Выбор конструктивного исполнения подстанции. Выбор типа, и мощности трансформатора на подстанции обусловлен величиной и характером нагрузок. ТП должны размещаться как можно ближе к центру размещения потребителей, поэтому рекомендуется применять ТП, встроенные в цех. Наибольшее распространение в последнее время получили КТП – комплектные трансформаторные подстанции. При наличии потребителей 2 категорий, а также при наличии неравномерного графика применяют двух трансформаторные подстанции. Число трансформаторов более двух применяется в исключительных случаях принадлежащим обоснованию. Каждый трансформатор должен быть рассчитан на покрытие всех нагрузок 1й и основных нагрузок 2й категории при аварийном режиме. Для двух трансформаторной подстанции, при аварийном отключении одного из трансформаторов, второй на время ликвидации аварии, должен быть загружен не более чем на 140 % согласно ПУЭ.  ТМГ11-630/10-У1 (ХЛ1) ТМГ11-630/10-У1 (ХЛ1) Рисунок Цеховая закрытая трансформаторная подстанция. 5. Выбор питающих кабелей. Питание цеховой ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода, либо от центрального распределительного пункта ЦРП, или от шин генераторного напряжения ближайшей электростанции. Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 10 кВ. Наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ). Воздушные линии (ВЛ) применяются только в случаях , когда они подходят по незаселенной местности. Сечение кабелей напряжением выше 1 кВ, согласно ПУЭ, выбирается по экономической плотности тока Jэк , величина которой определяется из справочной таблицы в зависимости от Тmax и типа изоляции, материала проводника. Питающий кабель будем выбирать с медными жилами и изоляцией из ПВХ пластиката. При расчетном значении Tmax =  часов из справочной таблицы[ 1, табл. 6] определяем экономическую плотность тока: Jк = 1,6 А/мм2, Экономическое целесообразное сечение определяется из соотношения:  где Iрасч – расчетный ток в кабеле Определяется по формуле:   Экономическое сечение Sэк:  Выбираем трехжильный кабель типа ВВГнг 3  10 Iдоп = 79 А.При аварийном режиме, в случае отключения одного из трансформаторов или кабелей, через оставшийся в работе будет протекать ток: Iр.max = Iр· 2 = 13,9 · 2 = 27,8 А Так как Iдоп.>Iр.max, следовательно выбранный кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме. 6. Выбор высоковольтного оборудования. Для питания ТП от сети U > 1000 В, применим подключение трансформатора через разъединитель и предохранитель. Питающий кабель U > 1000 В был выбран ранее. После выполнения расчёта токов короткого замыкания этот кабель необходимо проверить на термическую устойчивость. При проверке рассчитывается минимальное допустимое сечение по нагреву токами короткого замыкания Smin.  , мм2[1,cтр.25]где Iп – периодический ток короткого замыкания; С = Ак - Ан коэффициент, для кабелей U= 6 – 10 кВ с медными жилами с =50.  Проверяем выбранный кабель Выбранный ранее кабель сечением 10 мм2 не обеспечивает условия термической устойчивости, поэтому сечение кабеля необходимо увеличить. Окончательно выбираем кабель: ВВГнг (3×90), Iдоп = 279А. Производим выбор и проверку разъединителя и предохранителя. Расчётной точкой короткого замыкания для проверки этих аппаратов является точка К-2. Для сравнения расчётных величин и допустимых параметров разъединителя и предохранителя составляется таблица 6.1. Таблица 6.1 Технические данные аппаратов.
7Разработка принципиальной схемы электроснабжения Схемы внутреннего электроснабжения могут быть радиальными, магистральными или смешанными. В нашем примере выбираем радиальную схему, в которой все электроприёмники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам ПР. Применяют в основном 2 вида ПР, у которых в качестве защитных аппаратов используют предохранители или автоматические выключатели. Наиболее распространенным типом ПР являются силовые пункты с автоматическими выключателями серий ВА – 51, ВА – 52 типа ПР8501, которые рассчитаны на 6, 8, 10 или 12 присоединений. При радиальной схеме электроснабжения распределительная сеть выполняется кабелями или проводами, для которых необходимо выбрать способ прокладки.  Рисунок Схема электроснабжения 8 Расчет распределительной сети 0,4кВ. При расчёте распределительной сети необходимо выбрать аппараты защиты: предохранители или автоматы, сечение проводов или кабелей для всех электроприёмников и произвести проверку их на потерю напряжения. Для расчёта распределительной сети необходимо знать величину расчётных токов на всех её участках, поэтому, вначале определяем для всех работающих от этого ПР электродвигателей номинальные и пусковые токи. Порядок расчета выполняем на примере для одного из распределительных пунктов цеха ПР – 4.  Для расчета распределительной сети необходимо знать величину расчетных токов на всех ее участках, поэтому определяем пусковые и номинальные токи для всех электродвигателей, работающих от этого ПР.   Iпуск = Iном  Кп ; А Составляем таблицу с характеристиками электродвигателей, рассчитываем и заносим в эту же таблицу пусковые и номинальные токи. Таблица 8.1 Характеристики двигателей ПР – 4.
Расчет номинального и пускового тока для электродвигателей токарного автомата и круглошлифовального станка:   Расчет номинального и пускового тока для электродвигателя вертикально-фрезерного станка:   При выборе сечения провода необходимо обеспечить выполнение двух условий: А) по условию нагрева длительным расчетным током Iдоп..>Iдл. Б) по условию соответствия выбранному аппарату защиты Iдоп.>Iн. защ.п.. Iдл определяем как номинальный ток электродвигателя, одновременно работающих на станке, а Iкр..maxопределяется при пуске наибольшего электродвигателя, при условии, что остальные работают в номинальном режиме. Для вертикально-фрезерного станка  .Коэффициент запаса К=1,25 Iдл=21,95 А Iкр.max=1,25 164,6=205,75 АВыбираем автомат ВА 51-35Iн.а.=40 А, Iн.р.=25 А, Iср.эл=10×25=250 А Iср.эл задается в каталогах кратностью по отношению к Iном.расц. , которая может быть 3,7 или 10. Приняв для выбранного автомата кратность равную 10, Iср.эл=10×50=250 А ≥ Iкр.max×К=164,6×1,25 =205,75 А. Условие выполнено, следовательно, автомат не отключится при пуске электродвигателя. Выбираем кабель АВВГ(5×2,5),Iдоп.=26 А. [1, таб.8] По условию механической прочности, согласно ПУЭ сечение проводов для питания силовой нагрузки должно быть не менее 2,5 мм2. Для токарного автомата и круглошлифовального станка: Iдл=12,55А Iкр.max=1,25×87,85=109,8 А Выбираем автомат ВА 51-35Iн.а.=25 А, Iн.р.=16 А, Iср.эл=10×16=160 А. Приняв для выбранного автомата кратность равную 10, Iср.эл=10×160=160 А ≥ Iкр.max×К=1,25×87,85=109,8 А. Условие выполнено, следовательно, автомат не отключится при пуске электродвигателя. Выбираем кабель АВВГ(5×2,5), Iдоп.=26 А. По результатам расчетов составляем сводную таблицу токоприемников силового пункта ПР – 4. Таблица 8.2. Сводная таблица токоприемников силового пункта ПР – 4.
|