Электрооборудование ленточного транспортера производственного участка

• Название: Электрооборудование ленточного транспортера производственного участка
• Дата: 03.10.2022
• Размер: 1.81 Mb.
• Имя файла: Kursovik.docx
• Тип: Курсовой проект; #711565
• страница: 2 из 3

Рис.2. Однолинейная схема ЭСН.
Дано: P_н = 3,8кВт,

n (количество) = 4шт,

К_и = 0,14,

Сos_Ф = 0,5,

tg_Ф = 1,73

Суммарная мощность токарных станков

P_cумм = 4*Pн = 4 * 3,8 = 15,2 кВт

Определяется показатель силовой сборки

m = P_{н max}/P_{н min} = 10,27 (> 3)

Средняя активная мощность за наиболее загруженную смену

P_cm = K_и * Р_н = 0,14 * 3,8 = 2,13 кВт

Средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену

Q_cm = P_cm * tg_ф = 2,13 * 1,73 = 3,68 кВАР

Средняя полная мощность за наиболее загруженную смену

S_cm = √P_cm² + Q_cm² = √2,13² + 3,68² = 4,25 кВ*А

Определяется эффективное число электроприемников по упрощенным вариантам согласно таблице:



n_э = 10

Для ЩИТА 3 рассчитываются следующие значения:

Средний коэффицент использования за наиболее загруженную смену

Ки.ср = Р_{см сумм}/Р_{н сумм} = 192,16/36,27 = 0,19

Р_{см сумм} – сумма активных мощностей за наиболее загруженную смену

Р_{н сумм} – сумма номинальных мощностей станков рассчитываемого щита

Общий Сos_Ф для ЩИТА 3

Сos_Ф = P_{cm сумм}/S_{cm сумм} = 36,27/61,98 = 0,59

Общий tg_Ф для ЩИТА 3

tg_Ф = Q_{cm сумм}/ P_{cm сумм} = 50,26/36,27 = 0,81

По нижеупомянутой таблице находим коэффицент максимума активной нагрузки



K_м = 1,84

Опредлеляем коэффицент максимума реактивной нагрузки:



K^’_м = 1,1 (10≥10)

Максимальная активная нагрузка для станка

P_м = K_м * P_cm = 1,84 * 2,13 = 3,92 кВт

Максимальная активная нагрузка для щита

P_м = K_м * P_{cm сумм} = 66,74

Максимальная реактивная нагрузка для станка

Q_м = K^’_м * Q_cm = 1,1 * 3,68 = 4,05 кВАР

Максимальная реактивная нагрузка щита

Q_м = K^’_м * Q_{cm сумм} = 55,28 кВАР

Максимальная полная нагрузка для станка

S_м = √P_м² + Q_м² = √3,92² + 4,05² = 5,63 кВ*А

Максимальная полная нагрузка щита

S_м = √P_{м сумм}² + Q_{м сумм}² = 86,66 кВ*А

Рассчитывается токовая нагрузка на РУ токарного станка и ЩИТА 3

I_м = S_м/√3V_л = 5,63/1,73*0,38 = 8,57 А

I_{м (ЩИТ)} = S_м(ЩИТ)/√3V_л = 86,66/1,73*0,38 = 131,97

2.4. Расчет и выбор трансформатора и компенсирующего устройства

Определется расчетная мощность трансворматора с учетом электрических потерь, но без компенсирующего устройства, согласно получившимся результатам из таблицы 1.

S_t ≥ S_р = 0,75 * S_м(ВН) = 0,7 * 154,41 = 108,1 кВ*А

Выбирается КТП с одним трансформатором ТСЛ – 160/10/0,4

RT =	16,6 мОМ	Uкз = 4,0%
XT =	41,7мОм	ixx = 1,5%
ZT =	45	Pкз = 2,7кВт
ZT(1)=	486	Pxx = 0,6кВт

Рассчитывается коэффицент загрузки трансформатора

К_з = S_нн/S_T = 148,24/160 = 0,92

Рассчитываются Cos_Ф и tg_Ф для шины НН

Cos_Ф = P_см/S_см = 62,86/110,33 = 0,57

tg_Ф = Q_см/Р_см = 90,67/62,86 = 1,44

Сухие трансформаторы ТСЛ предназначены для преобразования электрической энергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Устанавливаются в промышленных помещениях и общественных зданиях, к которым предъявляют повышенные требования в части пожаробезопасности, взрывозащищенности, экологической чистоты.

Обмотки сухого трансформатора ТСЛ низшего напряжения изготавливаются из алюминиевой фольги с изоляцией из стеклотканевого препрега. Обмотки сухого трансформатора ТСЛ высшего напряжения заливаются эпоксидной смолой в вакуум-заливочной машине. 

Сухие трансформаторы ТСЛ выпускаются в исполнении со степенью защиты IР00 или IP21. Против перегрева силовые сухие трансформаторы ТСЛ защищены тепловой позисторной защитой, встроенной в обмотку низшего напряжения и выведенной на клеммы теплового реле. Регулирование напряжения до ±5% ступенями по 2,5%. ПБВ (переключение без возбуждения) путем перестановки перемычек.

Сводные характеристики:

• 
  Схема и группа соединение - У/Ун-0; Д/Ун-11.
  
• 
  Вид климатического исполнения - У, УХЛ, Т.
  
• 
  Категория размещения - 3.
  
• 
  Температура окр. среды - от -45С до +40С.
  
• 
  Режим работы - длительный.
  
• 
  Высота установки над уровнем моря - не более 1000 м
  
• 
  Режим нагревостойкости – F
  

Рис 1. Внешний вид трансформатора ТСЛ – 160/10/0,4

Определяется рассчетная мощность КУ

Qкр = α * Pм * (tg_α – tg_фk) = 0,9 * 116,94 * (1,44 – 0,33) = 116,82 кВАр

tg_фk = 0,33 – фактическое значение после компенсации реактивной мощности

Определяются расчетная мощность трансформатора с учетом потерь

S_p = 0,7 * S_ВН = 0,7 * 154,41 = 108,08

ΔP_T = 0,02 * S_НН = 0,02 * 151,38 = 3,03

ΔQ_T = 0,1 * S_НН = 0,1 * 151,38 = 15,13

ΔS_T = √P_Т² + Q_Т² = √3,03² + 15,13² = 15,42

Результаты расчетов заносятся в Таблицу 2

Таблица 2. Сводная ведомость нагрузок

Параметр	CosФ	tgФ	Pм	Qм	Sм
НН без КУ	0,57	1,44	116,94	91,10	148,24
КУ	-	-	-	1*75	-
НН с КУ	0,8	0,72	116,94	16,10	118,00
Потери	-	-	3,03	14,82	15,11
ВН с КУ	-	-	119,97	30,92	133,11

Выбрано 1 * УК – 0,38 – 110Н – компенсирующие устройство



Рис. 2 —  Установка УК-0,38-110Н 1  — амперметр; 2   — вольтметр; 3 — предохранитель; 4 — контактор; 5 — панель управления; 6 — трансформатор тока; 7 — заземляющий болт; 8 — конденсатор

При отключении конденсаторы сохраняют напряжение остаточного за­ряда, представляющее опасность для персонала и затрудняющее работу выключателей. По условиям безопасности требуется применение разрядных устройств. В качестве разрядных устройств применяются два однофазных трансформатора напряжения. В батареях на 380—660 для той же цели включают сопротивления или лампы на­каливания (две лампы и более, последовательно в каждой разрядной ветви), В новых конденсаторах применяют встроенные разрядные сопротивления.

В данном случае установка УК-0,38-110Н имеет встроенное регулирование по напряжению, что снижает опасность поражения электрическим током.

2.5. Выбор аппартов защиты

Выбрать защитный аппарат не так просто, как это может показаться на первый взгляд. Для правильного выбора аппаратов защиты может потребоваться проведение дополнительных, трудоемких расчетов, например, провести расчет токов короткого замыкания в защищаемой электрической сети. Так же выбор аппаратов может повлиять на уже принятые ранее проектные решения, например, повлиять на увеличение сечения выбранных ранее проводников защищаемой сети.

Рассмотрим основные условия выбора предохранителей и автоматических выключателей.

Условие 1 – Аппараты защиты не должны перегреваться сверх допустимых для них температур в условиях нормальной эксплуатации. В соответствии с указанным выше требованием, условиями выбора аппаратов защиты будут: при защите сети предохранителями:



при защите автоматическими выключателями:



где Iн.пр, Iн.а – соответственно номинальный ток предохранителя и номинальный ток автоматического выключателя, Iр – расчетный ток линии.

Номинальный ток автоматического выключателя - установленный изготовителем ток, который выключатель способен проводить в продолжительном режиме при указанной контрольной температуре окружающего воздуха (30°C) (ГОСТ Р 50345-2010);

В качестве расчетного тока линии Iр могут выступать:

• 
  при защите элекроприемника – номинальный ток электроприемника;
  
• 
  при защите группы электроприемников – расчетный ток данной группы электроприемников;
  
• 
  при защите участка электрической сети – расчетный ток линии.
  

Кроме того, аппараты защиты не должны срабатывать при работе электрической сети в нормальном режиме.

В соответствии с указанным выше, условиями выбора аппаратов защиты будут:

при защите сети предохранителями:



при защите автоматическими выключателями:



где Iн.вст, Iн.расц – соответственно номинальный ток плавкой вставки предохранителя

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя – это максимальное значение тока, которое может непрерывно пропускать плавкая вставка, не перегорая и номинальный ток расцепителя автоматического выключателя

Номинальный ток расцепителя автоматического выключателя – это ток при котором автоматический выключатель работает без расцепления.

Выбираем автоматический выключатель серии ВА431, для токарного станка Р_ном=3,8 кВт, Iд=8,4 А

= 3,8/(√3 * 0,38 * 0,88 * 0,78) = 8,4 А

1.I_нав ≥ Iд

где Iнав- номинальный ток автоматического выключателя

Iд- номинальный ток электродвигателя

I_нав ≥ Iд = 80 А

2.I_нтр≥Iд, где

Iнтр- номинальный ток теплового расцепителя

3.I_эмр≥1,25*I_кр , где

Iэмр- номинальный ток электромагнитного расцепителя

I_кр = I_п = 6*I_д- пусковой ток электродвигателя

I_п = 6 * 8,4 = 50,4 А

Принимаем автоматический выключатель серии ВА431, Iнав=80 А,

I_эмр = 50,4 * 1,25 = 63 А

I_нав = 80 А > I_д = 8,4 А - условие выполняется

I_эмр = 63 А >1,25* I_кр = 50,4 А - условие выполняется

По остальным приемникам расчет производим аналогично, все данные по расчетам заносим в таблицу № 3

Таблица 3. Выбор автомата защиты

Электроприемник	Pн, КВт	Iд, А	Iпуск, А	Iнав, А	Iрасц, А	Автомат
Деревообрабатывающие станки	6	12,66	76	14	14,9	ВА431
Заточные станки	5,18	10,93	66	14	12,85	ВА431
Сверлильные станки	7,5	15,82	94,92	18	18,61	ВА431
Вентилятор вытяжной	4,5	9,49	57	10	11,16	ВА431
Вентрилятор приточный	5	10,55	63,3	14	12,41	ВА431
Сварочные агрегаты	39,04	21,27	127,62	160	96,91	ВА431
Токарные станки	3,8	8,4	50,4	10	9,88	ВА52Г
Круглошлифовальные станки	5,2	10,97	66	14	12,9	ВА431
Фрезерные станки	8	16,88	101,28	18	19,85	ВА431
Болтонарезные станки	3,2	6,75	40,5	10	7,94	ВА431
Резьбонарезные станки	8,1	17,1	102,6	18	20,11	ВА431

2.6. Выбор марки и сечения кабельных линий

Проводники для линий ЭСН выбираются с учётом соответствия аппарату защиты согласно условиям:

I_ДОП ≥ К_ЗЩI_у(П) – для линии, защищенной автоматом с комбинированным расцепителем;

I_ДОП ≥ К_ЗЩI_ВС – для линии, защищённой только от КЗ предохранителем;

I_ДОП ≥ К_ЗЩ I_ТР – для линии с тепловым реле,

где - I_ДОП – допустимый ток проводника, А;

К_ЗЩ – коэффициент защиты.

Принимают К_ЗЩ = 1,25 – для взрыво- и пожароопасных помещений;

К_ЗЩ = 1 – для нормальных (неопасных) помещений; К_ЗЩ = 0,33 – для предохранителей без тепловых реле в линии.

Распределительные силовые линии напряжением 0,4 кВ устраиваем кабелем с медными жилами марки ВВГ-нг, с выбором их сечений в виду небольшой протяженности по длительно-допустимому току с проверкой на соответствие аппарату защиты и на термическую устойчивость тока КЗ выполнять не будем.

Стандартный кабель ВВГнг 4*1,5 рассчитан на максимально допустимый ток 27А

Iдоп≥Iд (21>8,4) А – условие выполняется

Поэтому данный вид кабеля подойдет для большинства станков, а потери не превышают 5%

ΔU % < ΔU_доп %

1,01 < 5 %

Выбранные кабели сведены в таблицу 4.

Таблица 4. Марка-Сечение кабелей

Электроприемник	Pн, КВт	Iд, А	Марка кабеля	L(каб), м	ΔU %
Деревообрабатывающие станки	6	12,66	ВВГнг 4*1,5	2	0,60
Заточные станки	5,18	10,93	ВВГнг 3*1,5	5	1,50
Сверлильные станки	7,5	15,82	ВВГнг 4*1,5	1	0,30
Вентилятор вытяжной	4,5	9,49	ВВГнг 4*1,5	5	0,20
Вентрилятор приточный	5	10,55	ВВГнг 4*1,5	3	0,10
Сварочные агрегаты	39,04	21,27	ВВГнг 4*4	7	4,5
Токарные станки	3,8	8,4	ВВГнг 4*1,5	3	1,01
Круглошлифовальные станки	5,2	10,97	ВВГнг 4*1,5	1	0,40
Фрезерные станки	8	16,88	ВВГнг 4*1,5	1	0,35
Болтонарезные станки	3,2	6,75	ВВГнг 4*1,5	4	1,30
Резьбонарезные станки	8,1	17,1	ВВГнг 4*1,5	6	1,90

2.7. Расчет и выбор внешних питающих линий

Правильный выбор высоковольтных питающих линий является залогом надёжной работы промышленых предприятий. Неправильный выбор ведет к аварии линии, либо к ненужным экономическим расходам.

Выбор напряжения питающих сетей зависит от напряжений сетей энергосистемы в данном районе, от мощности, потребляемой предприятием, его удаленности от источника питания, числа и мощности электроприемников (электродвигателей, электропечей, преобразователей и пр.). При неоднозначности выбора величины напряжения следует проводить технико-экономическое сравнение различных вариантов. При равенстве или незначительной разнице затрат (5—10 %) предпочтение следует отдавать варианту с более высоким напряжением.

Намечаем к прокладке две кабельные линии марки АВВГ 3х35+1х16

с Iд.д.=123 А > Iр = 48,04 А, с удельными сопротивлениями: r0=0,92 Ом/км и x0=0,063 Ом/км.

Осуществляем проверку:

По экономической плотности тока: