Электроснабжение деревообрабатывающего цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.О.СУХОГО

Факультет «Заочный»

Кафедра «Электроснабжение»

Расчетно-пояснительная записка

К курсовому проекту

По дисциплине «потребители электроэнергии»

На тему: «электроснабжение деревообрабатывающего цеха»

Гомель 2018



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЦЕХОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

2. ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ГРУПП ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ДЛЯ ПРОЕКТРИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ЦЕХА

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПЕРВИЧНЫХ ГРУПП ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

4. РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК ЦЕХА

5. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПИТАНИЯ СИЛОВЫХ электроприемников ЦЕХА

6. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК УЗЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И ВСЕГО ЦЕХА

7. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ, МАРКИ ПРОВОДОВ, КАБЕЛЕЙ, ТИПА ШИНОПРОВОДОВ И СПОСОБОВ ИХ ПРОКЛАДКИ

8. ВЫБОР СЕТЕВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ В НИХ

9. РАСЧЕТ ЗАЩИТЫНЫХ АППАРАТОВ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

10. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ, ШИНОПРОВОДОВ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭП И СИЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ

11. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА

12. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНЫХ НАГРУЗОК В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЦЕХА

13. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО И ОДНОФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1 КВ

14. ПРОВЕРКА НА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ К ТОКАМ КЗ ШР (ШРА) И НА УСПЕШНОСТЬ СРАБАТЫВАНИЯ ОТ ТОКОВ КЗ ЗАЩИТНОГО АППАРАТА ЛИНИИ, ПИТАЮЩЕЙ ШР (ШРА)

15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗАЖИМАХ НАИБОЛЕЕ УДАЛЕННОГО ОТ ВРУ (ТП) ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКА ЦЕХА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Рационально выполненная современная система электроснабжения цеха должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При построении системы электроснабжения цеха необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок, число, расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемого источника питания; требования энергетической системы и др.

Задачей курсового проектирования является разработка проекта схемы электроснабжения деревообрабатывающего цеха отвечающая требованиям безопасности, надежности, экономичности, экологичности, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

Согласно задания в пояснительной записке выполнено следующее: проанализированы основные исходные данные для проектирования системы цехового электроснабжения; сформированы первичные группы электроприемников для проектируемой электрической сети цеха; рассчитаны электрические нагрузки первичных групп электроприемников; рассчитана электроосветительная нагрузка цеха; разработана схема питания силовых электроприемников цеха и выбрана система заземления электрической сети; рассчитаны электрические нагрузки узлов электрической сети и всего цеха; выбрано конструктивное исполнение электрической сети, марки проводников, шинопроводов и способов их прокладки; выбраны типы сетевых объектов и типы защитных аппаратов в них; рассчитаны защитные аппараты электрической сети и электроприемников; выбраны сечения проводников и шинопроводов для подключения электроприемников и сетевых объектов; произведен выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП или ВРУ, произведен расчет компенсации реактивных нагрузок в электрических сетях цеха, рассчитаны токи трех- и однофазного КЗ питающей электрической сети на напряжение до 1 кВ; выполнена проверка на электродинамическую стойкость к токам КЗ панелей ТП или ВРУ и на успешность срабатывания от токов КЗ автоматического выключателя линии питающей ВРУ; определена величина напряжения на зажимах наиболее удаленного от ВРУ электроприемника цеха.



1. ХАРАКТЕРИСТИКА И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЦЕХОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Все исходные данные сведены в листе задания на курсовой проект, в него входит.

Номер цеха, (план цеха, территориальное расположение электроприемников, расположение помещений, площадь цеха). [13] стр. 5-104.

Таблица номеров, наименования и установочной мощности электроприемников проектируемого цеха (на одной странице с планом цеха). [13] стр. 5-104.

Ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ питающего ТП, являющимся источником питания для проектируемого цеха, Iкз, кА. [12] стр. 56. Таблица П1.

Мощность трансформатора питающего ТП, Sт, кВА. [12] стр. 56. Таблица П1.

Коэффициент загрузки трансформатора ТП, в, о.е. [12] стр. 56. Таблица П1.

Коэффициент мощности на трансформатора ТП, cosц, о.е. [12] стр. 56. Таблица П1.

Расстояние от питающего ТП до проектируемого цеха, L, м. [12] стр. 56. Табл. П1.

Остальные данные выбраны исходя из того что не предъявлялись какие либо отдельные требования к категории надежности электроснабжения проектируемого цеха, окружающей среде и среде помещений, электробезопасности, электроприемникам, роду тока, напряжению, способности к перегрузкам, защищенности электрооборудования, режиму работы нейтрали электроустановки, наличия резерва, требования к освещению и т.д. Следовательно принимались нормальные условия по всем параметрам цеха и принимались нормальные требования к схеме электроснабжения проектируемого цеха.

По категории надежности электроснабжения проектируемого цеха принимаем третью категорию, так как исчезновение электропитания не приведет к угрозе жизни и здоровья персонала цеха, массовому недоотпуску продукции, остановки и прерывания технологического процесса или массовому простою механизмов.

Окружающая среда оказывает большое влияние на выбор применяемого электрооборудования. Каталоги и технические условия на электрооборудование, составляемые изготовителями и согласованные с потребителями, определяют область их применения, включая и условия окружающей среды. Условия окружающей среды в производственных помещениях и зонах, где размещается технологическое и связанное с ним электротехническое оборудование, определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов и пыли, возможностью возникновения условий взрывопожароопасности. Условия окружающей среды в проектируемом цехе: пыльная, взрывопожароопасная, пожароопасная.

По категории электробезопасности цех относится к категории с повышенной опасностью, так как пол токопроводящий цементный, открытая проводка отсутствует, электрооборудование выполнено в закрытом исполнении, но имеет металические части конструкции. В проектируемом цехе предполагается допускать к работе и посещению цеха только квалифицированный персонал.

В основном помещении цеха имеется большое количество электроприемников равномерно распределенных по помещению, что позволяет применить распределительный шинопровод. Так же имеется в основном помещении кран-балка что не исключает возможность применения шинопровода при размещении его вдоль стены и опорных колонн конструкций цеха. Питание вспомогательного оборудования в связи с малым их количеством возможно осуществить силовыми шкафами типа ПР 85 и ШР 86.

Питание проектируемого цеха возможно осуществить согласно данным [12] стр. 56. Таблица П1. На расстоянии 150 метров от проектируемого цеха находится ТП Sт=400 кВА с током короткого замыкания на выводах 6 кВ трансформатора ТП - 16,7 кА, от ТП возможно запитать проектируемый цех по кабельной линии 6 или 0,4 кВ (Данный выбор осуществим на основе расчетов максимальной мощности потребляемой цехом). Так же от данного ТП запитана сторонняя нагрузка потребителей характеризующаяся коэффициентом загрузки трансформатора ТП, в=0,85, о.е. и коэффициентом мощности на трансформаторе ТП, cosц=0,85, о.е. Данные параметры характеризуют источник питания для проектируемого цеха.

Для определения электрических нагрузок учитываем продолжительность и режим работы, мощность, напряжение и род тока электроприемников. В проектируемом цехе предполагаем в основном продолжительный режим работы электрооборудования, напряжение сети 380 В, род тока переменный, трехфазный. Кран-балка работает в повторно-кратковременном режиме. Предполагаем продолжительность включения кран-балки ПВ=40 %.

Также при проектировании схемы электроснабжения важным составляющим является перспектива развития производственного процесса и наличие резерва для ввода нового электрооборудования.

Исходные данные электроприемников проектируемого цеха сведем в таблицу 1.1.



Таблица 1.1 - Характеристика электроприемников цеха по наименованию и мощности

№ на плане	Наименование электроприемников.	Руст, кВт
1, 2	Продольно-распиловочный станок	17
3	Станок для заделки сучков	3
4, 5, 50	Сверлильный станок	2,2
6, 7, 43	Однопильный станок	10
8, 41	Циркулярка	4
9, 68	Токарный станок	3
10, 44, 47	Фуговальный станок	5,5
11, 14, 48	Рейсмусный станок	5,5
12, 13, 72	Фуговальный станок	4
15, 65	Пазовальный станок	2,2
16, 21, 23, 24	Плоскополировальный станок	7,5
17, 29, 33, 59	Фрезерный станок	7,5
18, 26	Шлифовально-дисковый станок	3
19, 54	Горизонтально-сверлильный станок	3
20, 63	Вертикально-сверлильный станок	2,2
22, 69	Циркулярка	5,5
25, 32	Сверлильно-пазовальный станок, вертикальный	2,2
27, 35, 37, 61	Шлифовально-ленточный станок	3
30	Клеевые вальцы	2,2
31, 34	Сверлильно-пазовальный станок, вертикальный	2,2
36	Шлифовально-ленточный станок с подвижным столом	3
38	Шлифовально-ленточный станок с неподвижным столом	3
42, 46	Станок с дисковой подачей	10
52, 62	Плоскошлифовальный полуавтоматический станок	2,2
53	Станок для выборки паза	4
45, 55, 70	Фрезерный станок	5,5
56, 58, 64	Торцовочный станок	7,5
57	Шинорезный станок	7,5
66	Пресс для подрессовки	2,2
75	Круглопалочный станок	7,5
76-80	Вентилятор	7,5
81	Кран-балка	3,2

.

2. ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ГРУПП ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ДЛЯ ПРОЕКТРИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ЦЕХА

Одной из задач при проектировании цехового электроснабжения является формирование групп электроприемников. По этим группам определяются расчетные нагрузки, которые учитываются при намечаемых вариантах схем электроснабжения.

Признаки, по которым формировались первичные группы.

Территориальное размещение электроприемников по проектируемому цеху. Число электроприемников.

Режим работы электроприемников.

Класс напряжения электроприемников.

Мощность электроприемников.

Род тока электроприемников.

Удобство обслуживания электроприемников.

Классификация помещений, требования окружающей среды.

Удаленность от источника питания.

Размещение источника питания.

Требования электробезопасности, взрыво-пожаробезоапсности и т.д.

Надежность электроснабжения.

Требования к качеству электроэнерии (отсутствие электроприемников ухудшающие качество электроэнергии).

Электропитание проектируемого цеха планируется осуществить следующим способом; все находящееся оборудование в основном помещении подключим к двум шинопроводам, а кран-балки и два станка и вентилятор к распеделительным пунктам (щиткам).

Распределение электроприемников по группам представлено в таблице 2.1.



Таблица 2.1 - Распределение электроприемников по группам.

№	Наименование электроприемников.	Количество.	Руст, кВт	Ки о.е.	сos ц о.е.	Iн А.	Iп/Iн о.е.
СП 1
81	Кран-балка	3	3,2	0,1	0,5	7,2	22
СП 2
37	Шлифовально-ленточный станок	1	3,0	0,13	0,5	6,13	6,5
38	Шлифовально-ленточный станок с неподвижным столом	1	3,0	0,13	0,5	6,13	6,5
78	Вентилятор	1	7,5	0,8	0,8	14,80	7,5
81	Кран-балка	2	3,2	0,1	0,5	7,2	3,1
№	Наименование электроприемников.	Количество.	Руст, кВт	Ки о.е.	сos ц о.е.	Iн А.	Iп/Iн о.е.
ШРА 1
1, 2	Продольно-распиловочный станок	2	17	0,13	0,5	31,72	7
3	Станок для заделки сучков	1	3	0,13	0,5	6,13	6,5
4, 5	Сверлильный станок	2	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
6, 7	Однопильный станок	2	10	0,13	0,5	19,18	7,5
8	Циркулярка	1	4	0,13	0,5	7,89	1,1
9	Токарный станок	1	3	0,13	0,5	6,13	6,5
10	Фуговальный станок	1	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
11, 14	Рейсмусный станок	2	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
12, 13	Фуговальный станок	2	4	0,13	0,5	7,89	1,1
15	Пазовальный станок	1	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
16, 21, 23, 24	Плоскополировальный станок	4	7,5	0,13	0,5	14,80	7,5
17,29, 33	Фрезерный станок	4	7,5	0,13	0,5	14,80	7,5
18, 26	Шлифовально-дисковый станок	2	3	0,13	0,5	6,13	6,5
19	Горизонтально-сверлильный ст.	1	3	0,13	0,5	6,13	6,5
20	Вертикально-сверлильный ст.	1	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
22	Циркулярка	1	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
25,31,32,34	Сверлильно-пазовальный станок	4	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
27,35-36	Шлифовально-ленточный ст.	3	3	0,13	0,5	6,13	6,5
30	Клеевые вальцы	1	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
76, 77	Вентилятор	2	7,5	0,8	0,8	14,80	7,5
ШРА 2
41	Циркулярка	1	4	0,13	0,5	7,89	1,1
42, 46	Станок с дисковой подачей	2	10	0,13	0,5	19,18	7,5
43	Однопильный станок	1	10	0,13	0,5	19,18	7,5
45, 50, 70	Фрезерный станок	3	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
44, 47	Фуговальный станок	2	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
48	Рейсмусный станок	1	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
50	Сверлильный станок	1	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
52, 62	Плоскошлифовальный полуавтоматический станок	2	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
53	Станок для выборки паза	1	4	0,13	0,5	7,89	1,1
54	Горизонтально-сверлильный ст.	1	3	0,13	0,5	6,13	6,5
56, 58, 64	Торцовочный станок	3	7,5	0,13	0,5	14,80	7,5
57	Шинорезный станок	1	7,5	0,13	0,5	14,80	7,5
33, 59	Фрезерный станок	2	7,5	0,13	0,5	14,80	7,5
61	Шлифовально-ленточный ст.	1	3	0,13	0,5	6,13	6,5
63	Вертикально-сверлильный ст.	1	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
65	Пазовальный станок	1	2,2	0,13	0,5	4,63	6,5
66	Пресс для подресовки	1	2,2	0,17	0,65	4,63	6,5
68	Токарный станок	1	3	0,13	0,5	6,13	6,5
69	Циркулярка	1	5,5	0,13	0,5	10,49	7,5
72	Фуговальный станок	1	4	0,13	0,5	7,89	1,1
75	Круглопалочный станок	1	7,5	0,13	0,5	14,80	7,5
78, 80	Вентилятор	2	7,5	0,8	0,8	14,80	7,5
81	Кран-балка	1	3,2	0,1	0,5	7,2	22



3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПЕРВИЧНЫХ ГРУПП ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

Эквивалентный электродвигатель выбирается для определения неизвестных номинальных величин электроприемника таких как - КПД, коэффициента мощности - cosц, кратность пускового тока к номинальному - Iп/Iн, в зависимости от установленной мощности - Руст. Зная полученные величины становится возможным рассчитать номинальный ток эквивалентного электродвигателя Iн, и пускового тока Iп.

Электродвигатель необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводного механизма по выражению:

	(3.1)
где	Руст	- установленная мощность оборудования, кВт;
	Рн.эд	- номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Двигатель должен быть выбран в соответствии с напряжением заводской сети согласно выражению:

	(3.2)
где	Uн.эд	- номинальное напряжение электродвигателя, кВ;
	Uс	- номинальное напряжение сети, кВ.

Для установленных приводов электроприемников в деревообрабатывающем цеху применяем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии АИР (n=3000 об/мин). [12] стр. 27.

Считаем напряжение сети, к которой подключен электроприемник, равным Uс= 380 В, тогда номинальное напряжение эквивалентного электродвигателя Uном = 380 В.

Рассмотрим пример выбора эквивалентного двигателя для электроприемника с номером по плану №1:

Принимаем по [2] электродвигатель АИР160М2У3 со следующими параметрами: Pном = 18,5 кВт; з=0,885; cosц=0,92; Кпуск=7. [12], стр. 29, табл. 6.1.

Выбранный эквивалентный электродвигатель удовлетворяет условиям 3.1 3.2.

Номинальная мощность электродвигателя повторно-кратковременного режима работы (кран-балка) определяется по формуле:

	(3.3)
где	ПВ	- продолжительность включения в относительных единицах. %

Выберем эквивалентный двигатель для кран-балки ПВ=40%:

Принимаем по [2] электродвигатель MKTF 012-6 со следующими параметрами: Pном = 2,2 кВт; з=0,67; cosц=0,69. [12], стр. 29, табл. 6.2.

Эквивалентные электродвигатели для остальных электроприемников выбираются аналогично. Результаты выбора приведены в табл. 3.1

Расчетный ток трехфазного электроприемника вычисляется по выражению [12] стр. 31:

	(3.4)
где	Руст	- установленная мощность оборудования, кВт;
	Uс	- номинальное напряжение сети, кВ;
	cosцном	- номинальный коэффициент мощности электроприемника;
	зном	- номинальный коэффициент полезного действия.

Пусковой ток двигателя [12] стр. 31:

	(3.5)
где	Кпуск	- кратность пускового тока по отношению к Iном.

Рассмотрим пример расчета расчетного и пускового токов для электроприемника с номером по плану №1:

Пусковой ток электроприемника:

Для остальных электроприемников расчет расчетного и пускового токов аналогичен. Результаты расчета приведены в табл. 3.1

Таблица 3.1 - Выбор эквивалентных электродвигателей.

№	Наименование оборудования	Руст, кВт	Тип двигателя	Параметры двигателя
				Pном, кВт	з, %	сos ц	Kпуск	Iр, А	Iп, А
1, 2	Продольно-распиловочный станок	17	АИР160М2У3	18,5	0,885	0,92	7	34,522	241,654
3	Станок для заделки сучков	3	АИР90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843
4, 5, 50	Сверлильный станок	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
6, 7, 43	Однопильный станок	10	АИР132М2У3	11	0,880	0,9	7,5	21,102	158,265
8, 41	Циркулярка	4	АИР100S2У3	4,0	0,865	0,89	7,5	7,894	59,207
9, 68	Токарный станок	3	АИР90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843
10, 44, 47	Фуговальный станок	5,5	АИР100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710
11, 14, 48	Рейсмусный станок	5,5	АИР100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710
12, 13, 72	Фуговальный станок	4	АИР100S2У3	4,0	0,865	0,89	7,5	7,894	59,207
15, 65	Пазовальный станок	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
16, 21, 23, 24	Плоскополировальный станок	7,5	АИР112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991
17, 29, 33, 59	Фрезерный станок	7,5	АИР112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991
18, 26	Шлифовально-дисковый станок	3	АИР90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843
19, 54	Горизонтально-сверлильный станок	3	АИР90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843
20, 63	Вертикально-сверлильный станок	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
22, 69	Циркулярка	5,5	АИР100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710
25, 32	Сверлильно-пазовальный станок	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
27, 35, 37, 61	Шлифовально-ленточный станок	3	АИР90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843
30	Клеевые вальцы	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
31, 34	Сверлильно-пазовальный станок	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
36, 38	Шлифовально-ленточный станок	3	АИР90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843
42, 46	Станок с дисковой подачей	10	АИР132М2У3	11	0,880	0,9	7,5	21,102	158,265
52, 62	Плоскошлифовальный полуавтоматический станок	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
53	Станок для выборки паза	4	АИР100S2У3	4,0	0,865	0,89	7,5	7,894	59,207
45, 55, 70	Фрезерный станок	5,5	АИР100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710
56, 58, 64	Торцовочный станок	7,5	АИР112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991
57	Шинорезный станок	7,5	АИР112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991
66	Пресс для подрессовки	2,2	АИР80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088
75	Круглопалочный станок	7,5	АИР112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991
76-80	Вентилятор	7,5	АИР112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991
81	Кран-балка	3,2	MKTF012-6	2,2	0,67	0,7	3,1	7,127	22,094

Расчетные нагрузки от силовых электроприемников для первичной группы определяется методом упорядоченных диаграмм.

Метод упорядоченных диаграмм является основным методом при расчете нагрузок. Этот метод возможен, когда известны единичные мощности электроприемников, их количество и технологическое назначение [2]. стр. 75.

Определяем средне активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену:

Аналогично рассчитывается Рсм2, Qсм2 и т.д. результаты сводим в таблицы 3.2 - 3.7. Определяем групповой коэффициент использования:



Определяем эффективное количество электроприемников:

по nэ и Ки определяем коэффициент расчетной нагрузки; Кр=1,29 [2], табл. 2.3

Определив коэффициент расчетной нагрузки, рассчитываем расчетную активную нагрузку группы электроприемников:

Определим средневзвешенный tgцср.взв:

Расчетная реактивную нагрузку определяем по формуле:

Определяем полную максимальную нагрузку:



Расчетный максимальный ток группы электроприемников:

Расчетный ток электроприемника в группе СП1 - ЭП № 78 с наибольшим пусковым током:

Максимальный пиковый ток электроприемника в группе СП1 - ЭП № 78:

Максимальный пиковый ток для группы СП1:

Результаты расчета занесем в таблицу 3.3. Остальные результаты расчета СП и ШРА сведем в таблицы 3.1- 3.7

Таблица 3.2- Расчет нагрузок для СП1. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП1.

Исходные данные

Расчетные величины

№ п/п

№

По заданию технологов

по справочным данным

Iп

Рсм

Qсм

?pуст2

Наименование электропримника

n

Руст, кВт

Ки

Kпуск

cosц

tgц

ЭП

шт.

ЭП

? Руст

о.е

о.е

о.е

о.е

А

кВт

квар

кВт

81

81

Кран-балка

3

3,2

9,6

0,1

3,1

0,5

1,73

22,1

0,96

1,66

30,72

Групповые значения

3

9,6

0,10

1,73

0,96

1,66

31

Результаты расчета

Nэ

Кр

Рр

Qр

Sр

Iр

Iп

шт.

О.е

кВт

квар

кВА

А

А

3

4,05

3,89

1,83

4,30

6,53

27,92

Таблица 3.3- Расчет нагрузок для СП2. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП2.
Исходные данные	Расчетные величины
№ п/п	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электропримника	n	Руст, кВт	Ки	Kпуск	cosц	tgц
		ЭП	шт.	ЭП	? Руст	о.е	о.е	о.е	о.е	А	кВт	квар	кВт
37	37	Шлифовально-ленточный станок	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
38	38	Шлифовально-ленточный станок с неподвижным столом	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
78	78	Вентилятор	1	7,5	7,5	0,8	7,5	0,8	0,75	111	6,00	4,50	56
81	81	Кран-балка	2	3,2	6,4	0,1	3,1	0,5	1,73	22,1	0,64	1,11	20
Групповые значения	5		19,9	0,37			1,36		7,42	10,11	95
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	4,18	1,29	9,59	11,12	14,68	22,30	117,71

Таблица 3.4- Расчет нагрузок для СП1+СП2. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП1+СП2.
Исходные данные	Расчетные величины
№ п/п	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электропримника	n	Руст, кВт	Ки	Kпуск	cosц	tgц
		ЭП	шт.	ЭП	? Руст	о.е	о.е	о.е	о.е	А	кВт	квар	кВт
37	37	Шлифовально-ленточный станок	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
38	38	Шлифовально-ленточный станок с неподвижным столом	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
78	78	Вентилятор	1	7,5	7,5	0,8	7,5	0,8	0,75	111	6,00	4,50	56
81	81	Кран-балка	5	3,2	16	0,1	3,1	0,5	1,73	22,1	1,60	2,77	51
Групповые значения	8		29,5	0,28			1,48		8,38	12,42	125
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	6,94	1,28	10,75	13,66	17,39	26,42	121,65

Таблица 3.5- Расчет нагрузок для ШРА1. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - ШРА1.
Исходные данные	Расчетные величины
№ п/п	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электропримника	n	Руст, кВт	Ки	Kпуск	cosц	tgц
		ЭП	шт.	ЭП	? Руст	о.е	о.е	о.е	о.е	А	кВт	квар	кВт
1, 2	1, 2	Продольно-распиловочный станок	2	17	34	0,13	7	0,5	1,73	241,65	4,42	7,66	578
3	3	Станок для заделки сучков	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,843	0,39	0,68	9
4, 5	4, 5	Сверлильный станок	2	2,2	4,4	0,13	6,5	0,5	1,73	30,088	0,57	0,99	10
6, 7	6, 7	Однопильный станок	2	10	20	0,13	7,5	0,5	1,73	158,26	2,60	4,50	200
8	8	Циркулярка	1	4	4	0,13	1,1	0,5	1,73	59,207	0,52	0,90	16
9	9	Токарный станок	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,843	0,39	0,68	9
10	10	Фуговальный станок	1	5,5	5,5	0,13	7,5	0,5	1,73	78,710	0,72	1,24	30
11, 14	11, 14	Рейсмусный станок	2	5,5	11	0,13	7,5	0,5	1,73	78,710	1,43	2,48	61
12, 13	12, 13	Фуговальный станок	2	4	8	0,13	1,1	0,5	1,73	59,207	1,04	1,80	32
15	15	Пазовальный станок	1	2,2	2,2	0,13	6,5	0,5	1,73	30,088	0,29	0,50	5
16, 21, 23, 24	16, 21, 23, 24	Плоскополировальный станок	4	7,5	30	0,13	7,5	0,5	1,73	110,99	3,90	6,75	225
17,29, 33	17,29, 33	Фрезерный станок	4	7,5	30	0,13	7,5	0,5	1,73	110,99	3,90	6,75	225
18, 26	18, 26	Шлифовально-дисковый станок	2	3	6	0,13	6,5	0,5	1,73	39,843	0,78	1,35	18
19	19	Горизонтально-сверлильный ст.	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,843	0,39	0,68	9
20	20	Вертикально-сверлильный ст.	1	2,2	2,2	0,13	6,5	0,5	1,73	30,088	0,29	0,50	5
22	22	Циркулярка	1	5,5	5,5	0,13	7,5	0,5	1,73	78,710	0,72	1,24	30
25,31,32,34	25,31,32,34	Сверлильно-пазовальный станок	4	2,2	8,8	0,13	6,5	0,5	1,73	30,088	1,14	1,98	19
27,35-36	27,35-36	Шлифовально-ленточный ст.	3	3	9	0,13	6,5	0,5	1,73	39,843	1,17	2,03	27
30	30	Клеевые вальцы	1	2,2	2,2	0,13	6,5	0,5	1,73	30,088	0,29	0,50	5
76, 77	76, 77	Вентилятор	2	7,5	15	0,8	7,5	0,8	0,75	111	12,00	9,00	113
Групповые значения	38		206,8	0,18			1,66		36,93	61,34	1 625
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	26,32	1,16	42,79	61,34	74,79	113,63	350,79



Таблица 3.6- Расчет нагрузок для ШРА2. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - ШРА2.
Исходные данные	Расчетные величины
№ п/п	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электропримника	n	Руст, кВт	Ки	Kпуск	cosц	tgц
		ЭП	шт.	ЭП	? Руст	о.е	о.е	о.е	о.е	А	кВт	квар	кВт
41	41	Циркулярка	1	4	4	0,13	1,1	0,5	1,73	59,21	0,52	0,90	16
42, 46	42, 46	Станок с дисковой подачей	2	10	20	0,13	7,5	0,5	1,73	158,3	2,60	4,50	200
43	43	Однопильный станок	1	10	10	0,13	7,5	0,5	1,73	158,3	1,30	2,25	100
45, 50, 70	45, 50, 70	Фрезерный станок	3	5,5	16,5	0,13	7,5	0,5	1,73	78,71	2,15	3,72	91
44, 47	44, 47	Фуговальный станок	2	5,5	11	0,13	7,5	0,5	1,73	78,71	1,43	2,48	61
48	48	Рейсмусный станок	1	5,5	5,5	0,13	7,5	0,5	1,73	78,71	0,72	1,24	30
50	50	Сверлильный станок	1	2,2	2,2	0,13	6,5	0,5	1,73	30,09	0,29	0,50	5
52, 62	52, 62	Плоскошлифовальный полуавтоматический станок	2	2,2	4,4	0,13	6,5	0,5	1,73	30,09	0,57	0,99	10
53	53	Станок для выборки паза	1	4	4	0,13	1,1	0,5	1,73	59,21	0,52	0,90	16
54	54	Горизонтально-сверлильный ст.	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
56, 58, 64	56, 58, 64	Торцовочный станок	3	7,5	22,5	0,13	7,5	0,5	1,73	111	2,93	5,07	169
57	57	Шинорезный станок	1	7,5	7,5	0,13	7,5	0,5	1,73	111	0,98	1,69	56
33, 59	33, 59	Фрезерный станок	2	7,5	15	0,13	7,5	0,5	1,73	111	1,95	3,38	113
61	61	Шлифовально-ленточный ст.	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
63	63	Вертикально-сверлильный ст.	1	2,2	2,2	0,13	6,5	0,5	1,73	30,09	0,29	0,50	5
65	65	Пазовальный станок	1	2,2	2,2	0,13	6,5	0,5	1,73	30,09	0,29	0,50	5
66	66	Пресс для подресовки	1	2,2	2,2	0,17	6,5	0,65	1,17	30,09	0,37	0,44	5
68	68	Токарный станок	1	3	3	0,13	6,5	0,5	1,73	39,84	0,39	0,68	9
69	69	Циркулярка	1	5,5	5,5	0,13	7,5	0,5	1,73	78,71	0,72	1,24	30
72	72	Фуговальный станок	1	4	4	0,13	1,1	0,5	1,73	59,21	0,52	0,90	16
75	75	Круглопалочный станок	1	7,5	7,5	0,13	7,5	0,5	1,73	111	0,98	1,69	56
78, 80	78, 80	Вентилятор	2	7,5	15	0,8	7,5	0,8	0,75	111	12,00	9,00	113
81	81	Кран-балка	1	3,2	3,2	0,1	22	0,5	1,73	22,1	0,32	0,55	10
Групповые значения	48		338,9	0,30			1,59		32,62	44,48	1134
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	о.е	кВт	квар	кВА	А	А
	33,25	1,00	32,62	57,05	65,72	99,85	243,45

Таблица 3.7- Расчет нагрузок для цеха в целом по силовой нагрузке. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - цех.

Исходные данные

Расчетные величины

№ п/п

№

По заданию технологов

по справочным данным

Iп

Рсм

Qсм

?pуст2

Наименование электропримника

n

Руст, кВт

Ки

Kпуск

cosц

tgц

ЭП

шт.

ЭП

? Руст

о.е

о.е

о.е

о.е

А

кВт

квар

кВт

Групповые значения

78

409,7

0,19

1,29

77,90

100,16

2 288

Результаты расчета

Nэ

Кр

Рр

Qр

Sр

Iр

Iп

шт.

О.е

кВт

квар

кВА

А

А

73,38

0,65

77,90

100,16

126,9

192,78

429,94

4. РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК ЦЕХА

Определение расчетной осветительной нагрузки выполняем методом коэффициента спроса. Установленная мощность освещения вычисляем методом удельной мощности на единицу площади освещаемого помещения. [12] стр. 38-39. Удельная мощность представляет отношение суммарной мощности всех источников света к площади освещаемого ими помещения.

Расчет данным методом сводится к следующему:

1. принимается величина удельной мощности;

2. определяется установленная мощность источников света в помещении.

Значение Кс для сети рабочего освещения производственных зданий применяется:

- для производственных зданий состоящих из отдельных крупных пролетов.

Коэффициент мощности (cosц) следует принимать:

- для светильников с разрядными лампами выс. давления, имеющими ПРА с конденсаторами.

Поскольку для проектируемого цеха нет требований к цветопередаче, то в проектируемом цеху для освещения принимаем светильники с лампами ДРЛ. Нормируемая освещённость для цеха нестандартного оборудования составляет 300 Лк. Удельная мощность приходящаяся на 100 Лк при площади помещения более 1500 м2 и высоте помещения 8 - 12 м составляет- 4,4 Вт/ м2, при использовании светильников РСП 05 с лампами ДРЛ [12], табл. П 6.14 стр. 38. Тогда удельная мощность приходящаяся на 300 Лк будет равна:



Расчетная активная мощность:

- площадь цеха, м2;

- удельная мощность осветительной нагрузки цеха, Вт/м2.

Расчетная установленная мощность осветительных электроприемников цеха:

	(4.3)
где	Кс	- коэффициент спроса осветительной нагрузки;
	Кпра	- коэффициент, учитывающий потери в ПРА газоразрядной лампы;
	Руст	- установленная мощность светильников цеха, кВт.

Расчетная реактивная мощность:

5. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПИТАНИЯ СИЛОВЫХ электроприемников ЦЕХА

Так как суммарная нагрузка не превышает 400 кВА и расстояние до ТП L = 150м, то данные условия позволяет осуществить питание проектируемого цеха от цехового ВРУ. Схема питания: на расстоянии 150 м от проектируемого цеха находится источник питания, от секций шин 0,4 кВ которого возможно запитать цеховое ВРУ по кабельной линии 0,4 кВ в кабельном канале. Данный выбор основан на исходных данных на курсовое проектирование и полученных расчетных данных. Питание самого цеха непосредственно осуществляется от цехового ВРУ 0,4 кВ через вводной выключатель 0,4 кВ во вводе в ВРУ. От шин 0,4 кВ через линейные выключатели запитываются силовые пункты, шинопроводы и сеть рабочего освещения. ВРУ расположена в цехе, и из соображений электробезопасности в отдельном закрытом помещении.

Для оснащения ВРУ необходимо выбрать панели вводную и линейную 0,4 кВ со шкафами. Во вводной и линейных шкафах устанавливаем автоматические выключатели от которых питаются шины 0,4 кВ, силовые пункты, распределительные шинопроводы и сеть рабочего освещения.

Электрическую сеть цехового электроснабжения выполняем по смешанной схеме. Преимущество смешанной схемы является совмещение отдельных достоинств радиальной и магистральной схем при минимуме их недостатков. В проектируемом цехе установлено разное по типу и мощности электрооборудование. Питание электроприемников в местах по техническим причинам неудобных для питания от распределительного шинопровода осуществляется от силовых шкафов. Основное помещение цеха размещено в центре здания, в котором имеется большое количество электроприемников равномерно распределенное по площади. Данные электроприемники запитываются от шинопровода.

В цеху установлено два силовых пункта СП, а также два распределительных шинопровода. Питающую сеть ВРУ-СП1-СП2 выполняем по радиальной схеме, запитываем непосредственно от ВРУ от зажимов одного автомата пятижильным кабелем АВВГ проложенным в пластмассовых коробах, прикрепленных к стенам и конструкциям здания. Распределительные шинопроводы ШРА1 и ШРА2, также запитываем непосредственно от ВРУ по радиальной схеме пятижильным кабелем АВВГ проложенный параллельно стенам в коробе ПВХ прикрепленный к основаниям стен, а от стены к ШРА в гофре ПВХ прикрепленной к тросу. Подключение питающего кабеля осуществляем в начале ШРА. Питание радиальной схемой выбрано по причине значительного количества электроприемников в каждом шинопроводе.

В соответствии с нормативно-правовой документацией для вновь строящихся и реконструируемых предприятий применяем систему заземления электрической сети TN-S (пятипроводная; три фазы, рабочий нулевой, защитный нулевой проводники). Электроприемники запитываем от СП и ШРА проводами марки АПВ пятью жилами проложенным в пластиковой трубе.

Схема внутрицеховой сети представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1- Блок-схема внутрицеховой распределительной сети.

6. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК УЗЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И ВСЕГО ЦЕХА

Расчет электрических нагрузок первичных групп электроприемников произведен в пятом пункте пояснительной записки. Произведем расчет электрической нагрузки всего цеха в целом методом упорядоченных диаграмм.

Определяем средне активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену всего цеха в целом:

Определяем групповой коэффициент использования:

Определяем эффективное количество электроприемников всего цеха в целом:

По nэ и Ки определяем коэффициент расчетной нагрузки; Кр=0,65 [2], табл. 2.3

Определив коэффициент расчетной нагрузки, рассчитываем расчетную активную нагрузку всего цеха в целом:

Определим средневзвешенный tgцср.взв:



Расчетная реактивную нагрузку цеха:

Определяем полную максимальную нагрузку цеха:

Расчетный максимальный ток нагрузки цеха:

Расчетный ток электроприемника № 1 в группе всего цеха в целом с наибольшим пусковым током:

Максимальный пиковый ток электроприемника в группе всего цеха в целом:



Максимальный пиковый ток для всего цеха в целом:

7. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ, МАРКИ ПРОВОДОВ, КАБЕЛЕЙ, ТИПА ШИНОПРОВОДОВ И СПОСОБОВ ИХ ПРОКЛАДКИ

Питание ВРУ осуществляется от ТП 6/0,4 кВ через линейный выключатель QF2 установленный в ячейке ТП 6/0,4 кВ. К выключателю подключен кабель АВВГ который проложен в земле. Кабель заводится непосредственно в помещение ВРУ и подключается к вводной панели ВРУ марки ЩО70 через рубильник. ВРУ расположено в цехе, и из соображений электробезопасности запирающимся на ключ.

Для оснащения ВРУ выбираем панели напольного и закрытого исполнения, вводную и линейную со шкафами типа ЩО70 . В линейных шкафах устанавливаем автоматические выключатели серии ВА 57 от которых питаются силовые шкафы, распределительный шинопровод и сеть освещения. электрический сеть провод реактивный

В цехе установлено два силовых пункта СП, а также два распределительных шинопровода. СП1-СП2 запитываем непосредственно от ВРУ пятижильным кабелем АВВГ проложенным в коробах ПВХ, прикрепленных к стенам и конструкциям здания. Распределительные шинопроводы ШРА1 и ШРА2 также запитываем непосредственно от ВРУ по радиальной схеме пятижильным кабелем АВВГ по стенам в коробе ПВХ, от стены к ШРАприкрепленный к тросу. Подключение питающего кабеля осуществляем в начале ШРА.

Электроприемники запитываем от СП и ШРА проводами марки АПВ пятью жилами проложенным в пластиковой трудногорючей трубе.

Силовые пункты предполагается выполнить марки ПР 11-3 навесного исполнения прикрепляются к колонам строительного модуля. В СП устанавливаются автоматические трехполюсные выключатели марки ВА 51 номинальным током до 100 А, в ШРА предполагается установка автоматических трехполюсных выключателей марки ВА 51 номинальным током до 100.А.

Для образования каналов для проводов и кабелей в толще фундаментов и в полах помещений необходимы достаточно прочные, герметичные и гладкие внутри трубы. Для этого применяем в пластиковые трудногорючие трубы, с условным проходным диаметром в зависимости от сечения проводов и их количества.

Шинопровод проектируемого цеха размещаем в зонах, где их повреждение подъемно-транспортными механизмами и перемещаемыми грузами маловероятно, а там где возможно падения груза на шинопровод, над ним устанавливается оградительная сетка. Его располагаем на высоте не ниже 2,5 м от уровня пола или площадки обслуживания у края стен и колон здания.

8. ВЫБОР СЕТЕВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ В НИХ

Выбор распределительных силовых шкафов осуществляется по следующим условиям:

	(8.1)
где	Iрасч	- расчетный ток группы электроприемников, А;
	Iном	- номинальный ток шкафа распределительного, А.
	(8.2)
где	nэп	- количество электроприемников группы;
	nш	- количество возможных присоединений к шкафу.
	(8.3)
где	Iсз1	- ток срабатывания защиты электрооборудования;
	Iсз2	- ток срабатывания защиты, установленной в шкафу.

В данном курсовом проекте будем применять шкафы распределительные ПР85-Ин1 по [4], предназначенные для распределения электрической энергии в трехфазных сетях напряжением 500 В переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью. Результаты выбора шкафов приведем в табл. 8.1

Таблица 8.1 - Характеристика выбранных распределительных пунктов.

Обозначение на плане	Расчетный ток группы, А	Марка шкафа	Номинальный ток шкафа, А	Ток и количество распределительных автоматов
СП1	6,53	ПР11-3-003-IP54У3	200	ВА 51 до 100 А-6 шт.
СП2	22,3	ПР11-3-004-IP54У3	320	ВА 51 до 100 А-8 шт

Тип шинопроводов распределительных ШРА 5. выбираем по допустимому току.

Выбираем распределительный шинопровод ШРА1 типа ШРА 5-250 с номинальным током Iн=250А. ток электродинамической стойкости составляет Iэл.с=15.кА, проверяем по условию:

	(8.4)
где	Iн.шра	- номинальный ток шинопровода. А;
	Iр.шра	- расчетный ток группы электроприемников ШРА. А.



Результаты выбора шкафов приведем в табл. 8.2.

Таблица 8.2 - Характеристика выбранных распределительных пунктов.

Обозначение на плане	Расчетный ток группы, А	Марка шинопровода	Номинальный ток ШРА, А	Тип распределительных выключателей.
ШРА 1	113,63	ШРА 5 250	250	ВА 51 до 100 А
ШРА 2	99,85	ШРА 5 250	250	ВА 51 до 100 А

9. РАСЧЕТ ЗАЩИТЫНЫХ АППАРАТОВ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Защиту электроприемников от токов перегрузки и токов короткого замыкания выполняем автоматическими выключателями серии ВА 51 которые монтируются в СП, а также автоматическими выключателями серии АЕ 2000 которые монтируются в ШРА.

Многие производственные механизмы и установки, например, обрабатывающие станки, мощные электрические печи, выпускаются со встроенной аппаратурой управления и защиты. Поэтому при проектировании электрооборудования выбор такой аппаратуры не осуществляется.

Вентиляционные установки, насосы и грузоподъемные механизмы (кран-балки, подъемники и др.) поставляются без коммутационных и защитных аппаратов. Для этих установок осуществляем расчет и выбор коммутационной и защитной аппаратуры [12] стр. 30.

Для управления электродвигателями применяем магнитные пускатели серии ПМЛ или ПМА.

Расчетный ток трехфазного электроприемника вычисляется по выражению:



где	Руст	- установленная мощность оборудования, кВт;
	Uс	- номинальное напряжение сети, кВ;
	cosцном	- номинальный коэффициент мощности электроприемника;
	зном	- номинальный коэффициент полезного действия.

Пусковой ток двигателя:

	(9.2)
где	Кпуск	- кратность пускового тока по отношению к Iном.

Номинальные токи автоматического выключателя Iном а и его расцепителя Iном р выбираются по следующим условиям:

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя Iср.р проверяется по условию:

При выборе электромагнитного расцепителя для одиночных электродвигателей в выражениях (9.3) - (9.5) Iр =Iном и Iп =Iпуск.

В формуле (9.5) коэффициент Кн учитывает погрешность определения Iп и разброс защитных характеристик электромагнитных расцепителей выключателей.



Значение Кн обеспечивает невозможность ложного отключения линии при пуске электродвигателя для разброса время-токовых характеристик. Значение Кн принимаются в зависимости от типа автоматического выключателя. При отсутствии таких данных можно принять Кн=1,25…1,5 [2], стр. 124.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, как правило, устанавливается изготовителем в зависимости от Iном р:

С учетом (9.5) расчетное значение кратности тока отсечки определяется по выражению:

Рассмотрим расчет и выбор выключателя QFэп1 для приёмника №81 по плану используя формулы (9.1-9.7). Фрагмент схемы питания электроприемника №1 представлен на рисунке 9.1.

Рисунок. 9.1. Фрагмент сети питания электроприемника №81.

Расчетный ток электроприемника:



Пусковой ток электроприемника:

Принимаем выключатель ВА 51Г-25 с параметрами: Iна=25 А; Iнр=8 А; Кто =14 [12] стр. 32, табл. 6.5. по условиям:

Условия выбора выполняются, окончательно принимаем выключатель ВА 51Г-25/8.

Выбор остальных автоматических выключателей аналогичен и сведён в табл. 9.2.

Выбор пусковой аппаратуры осуществляем по условию:

Для ЭП № 76 (вентилятора) Iр=14,82 А. Выбираем пускатель марки ПМЛ 221002 с Iном = 22 А.

Для ЭП № 81 (кран-балка) Iр=7,2 А. Выбираем пускатель марки ПМЛ 121002 с Iном = 10 А.

Для защиты линий распределительной сети выбираем автоматические выключатели, серии ВА устанавливаемые в ВРУ цеха. Выбор осуществляем по условиям селективности (отключение токов короткого замыкания, перегрузки и т.д. в заданной последовательности).

Осуществим выбор вводного автоматического выключателя устанавливаемого в щите вводно-распределительного устройства. Во вводных панелях ВРУ марки ЩО70 -устанавливаются автоматические выключатели серии ВА 55 согласно [5].

Выбираем автоматический выключатель ВА 52-37 с электромагнитным приводом. Номинальный ток выключателя 400А, Номинальный ток расцепителя 250 А. Кт.о=10 , [3, табл. 5.5]. Расчетное значение кратности тока отсечки:

Условия выбора выполняются.

Результаты выбора остальных автоматических выключателей сведем в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Выбор аппаратов защиты распределительной сети.

Обозначение на плане	Iн, А	Iп, А	Обозна-чение	Iна, А	Iнр, А	Кт.о
СП1+СП2	26,42	121,65	ВА52-31	100	31,5	10
ШРА 1	113,63	350,79	ВА52-35	250	125	12
ШРА 2	99,85	243,45	ВА52-35	250	100	12
Освещение	42,6		ВА52-31	100	50	10
Цех (ввод 0,4 кВ)	204,3	441,46	ВА52-37	400	250	10

Выбираем панели вводно-распределительного устройства согласно [5]:

Вводная: - ЩО70-1-34-У3 с номинальным током Iном=600 А, напольного исполнения c вводным автоматическим выключателем ВА 52-37 с номинальным током Iном=400/250 А.

Линейная 1: ЩО70-1-05-У3 с Iном=600 А, напольного исполнения c возможностью установки автоматических выключателей 6 ВА52-31 номинальным током до Iном=100 А.

Линейная 2: ЩО70-1-08-У3 с Iном=800 А, напольного исполнения c возможностью установки автоматических выключателей 4 ВА52-35 номинальным током до Iном=250 А.

Таблица 9.2 - Выбор защитной аппаратуры для защиты электроприемника.

№	Наименование оборудования	Параметры электроприемника	Параметры автомата	Расчетный Кт.о
		Pном, кВт	з, %	Cos(ц)	Kп	Iр, А	Iп, А	Обозн	Iна, А	Iнр, А	Кт.о
1, 2	Продольно-распиловочный станок	18,5	0,885	0,92	7	34,522	241,654	ВА 51-31	100	40	10	7,5517
3	Станок для заделки сучков	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843	ВА 51Г-25	25	6,3	14	7,9053
4, 5, 50	Сверлильный станок	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
6, 7, 43	Однопильный станок	11	0,880	0,9	7,5	21,102	158,265	ВА 51Г-25	25	20	14	7,9132
8, 41	Циркулярка	4	0,865	0,89	7,5	7,894	59,207	ВА 51Г-25	25	8,0	14	9,251
9, 68	Токарный станок	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843	ВА 51Г-25	25	6,3	14	7,9053
10, 44, 47	Фуговальный станок	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710	ВА 51Г-25	25	12,5	14	7,871
11, 14, 48	Рейсмусный станок	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710	ВА 51Г-25	25	12,5	14	7,871
12, 13, 72	Фуговальный станок	4	0,865	0,89	7,5	7,894	59,207	ВА 51Г-25	25	8,0	14	9,251
15, 65	Пазовальный станок	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
16, 21, 23, 24	Плоскополировальный станок	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991	ВА 51Г-25	25	16	14	8,6712
17, 29, 33, 59	Фрезерный станок	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991	ВА 51Г-25	25	16	14	8,6712
18, 26	Шлифовально-дисковый станок	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843	ВА 51Г-25	25	6,3	14	7,9053
19, 54	Горизонтально-сверлильный станок	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843	ВА 51Г-25	25	6,3	14	7,9053
20, 63	Вертикально-сверлильный станок	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
22, 69	Циркулярка	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710	ВА 51Г-25	25	12,5	14	7,871
25, 32	Сверлильно-пазовальный станок	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
27, 35, 37, 61	Шлифовально-ленточный станок	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843	ВА 51Г-25	25	6,3	14	7,9053
30	Клеевые вальцы	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
31, 34	Сверлильно-пазовальный станок	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
36, 38	Шлифовально-ленточный станок	3	0,845	0,88	6,5	6,130	39,843	ВА 51Г-25	25	6,3	14	7,9053
42, 46	Станок с дисковой подачей	11	0,88	0,9	7,5	21,102	158,265	ВА 51Г-25	25	25	14	7,9132
52, 62	Плоскошлифовальный полуавтоматический станок	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
53	Станок для выборки паза	4	0,865	0,89	7,5	7,894	59,207	ВА 51Г-25	25	8,0	14	9,251
45, 55, 70	Фрезерный станок	5,5	0,875	0,91	7,5	10,495	78,710	ВА 51Г-25	25	12,5	14	7,871
56, 58, 64	Торцовочный станок	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991	ВА 51Г-25	25	16	14	8,6712
57	Шинорезный станок	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991	ВА 51Г-25	25	16	14	8,6712
66	Пресс для подрессовки	2,2	0,830	0,87	6,5	4,629	30,088	ВА 51Г-25	25	5,0	14	7,522
75	Круглопалочный станок	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991	ВА 51Г-25	25	16	14	8,6712
76-80	Вентилятор	7,5	0,875	0,88	7,5	14,799	110,991	ВА 51Г-25	25	16	14	8,6712
81	Кран-балка	2,2	0,67	0,7	3,1	7,127	22,094	ВА 51Г-25	25	8,0	14	3,4521

10. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ, ШИНОПРОВОДОВ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭП И СИЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Проводники электрических сетей всех видов и назначений выбираются и проверяются по допустимому нагреву длительным расчетным током Iр по условию:

где	Iр	- расчетный ток электроприемника;
	Кп	- поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки Кп=1);
	Кз	- кратность длительно допустимого тока кабеля по отношению к току срабатывания защитного аппарата;
	Iз	- номинальный ток защитного аппарата.

Для автоматических выключателей с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой Kз = 1, для предохранителей Kз = 1 для сетей которые защищаются от перегрузки согласно [12], табл. П 6.11 стр. 36.

Для подключения электроприемников используем провода АПВ, проложенные в трубах. Условия прокладки в проектируемом цехе нормальные, следовательно коэффициент прокладки Кп=1.

Так для ответвления к ЭП №1 Iр = 34,52А, защищаемого автоматическим выключателем с Iз = 40А, прокладываем провода АПВ от СП в пластмассовой трудногорючей трубе. Трубы используем для защиты проводов от механических повреждений, а также для удобства монтажа в случае надобности замены проводов. Труба проложена в полу, залитым бетоном и покрыто сплошным деревянным настилом, трубы выводятся над уровнем пола на отметку +100 мм. (Кп=1):

Выбираем провода марки АПВ 5(1x10) c Iдоп = 42 А. [2]. Прокладываем в бетонном полу в пластмассовой трубе с условным диаметром Ш 32 мм. [12], табл. П 6.13, стр. 37.

Для остальных электроприемников выбор сводим в табл. 10.1.

Таблица 10.1 - Выбор проводников ответвлений

№ на плане	Наименование оборудования	Iр, А	Iз, А	Кп	Кз	Iр/Кп, А	(Iз·Кз)/Кп, А	Параметры проводника	Ш трубы
								Обозначение	Iдоп, А
1, 2	Продольно-распиловочный станок	34,522	40	1	1	34,522	40	АПВ 5(1х10)	42	32
3	Станок для заделки сучков	6,130	6,3	1	1	6,130	6,3	АПВ 5(1х2,5)	19	20
4, 5, 50	Сверлильный станок	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
6, 7, 43	Однопильный станок	21,102	25	1	1	21,102	25	АПВ 5(1х4)	27	20
8, 41	Циркулярка	7,894	8,0	1	1	7,894	8,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
9, 68	Токарный станок	6,130	6,3	1	1	6,130	6,3	АПВ 5(1х2,5)	19	20
10, 44, 47	Фуговальный станок	10,495	12,5	1	1	10,495	12,5	АПВ 5(1х2,5)	19	20
11, 14, 48	Рейсмусный станок	10,495	12,5	1	1	10,495	12,5	АПВ 5(1х2,5)	19	20
12, 13, 72	Фуговальный станок	7,894	8,0	1	1	7,894	8,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
15, 65	Пазовальный станок	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
16, 21, 23, 24	Плоскополировальный станок	14,799	16	1	1	14,799	16	АПВ 5(1х2,5)	19	20
17, 29, 33, 59	Фрезерный станок	14,799	16	1	1	14,799	16	АПВ 5(1х2,5)	19	20
18, 26	Шлифовально-дисковый станок	6,130	6,3	1	1	6,130	6,3	АПВ 5(1х2,5)	19	20
19, 54	Горизонтально-сверлильный станок	6,130	6,3	1	1	6,130	6,3	АПВ 5(1х2,5)	19	20
20, 63	Вертикально-сверлильный станок	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
22, 69	Циркулярка	10,495	12,5	1	1	10,495	12,5	АПВ 5(1х2,5)	19	20
25, 32	Сверлильно-пазовальный станок	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
27, 35, 37, 61	Шлифовально-ленточный станок	6,130	6,3	1	1	6,130	6,3	АПВ 5(1х2,5)	19	20
30	Клеевые вальцы	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
31, 34	Сверлильно-пазовальный станок	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
36, 38	Шлифовально-ленточный станок	6,130	6,3	1	1	6,130	6,3	АПВ 5(1х2,5)	19	20
42, 46	Станок с дисковой подачей	21,102	25	1	1	21,102	25	АПВ 5(1х4)	27	20
52, 62	Плоскошлифовальный полуавтоматический станок	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
53	Станок для выборки паза	7,894	8,0	1	1	7,894	8,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
45, 55, 70	Фрезерный станок	10,495	12,5	1	1	10,495	12,5	АПВ 5(1х2,5)	19	20
56, 58, 64	Торцовочный станок	14,799	16	1	1	14,799	16	АПВ 5(1х2,5)	19	20
57	Шинорезный станок	14,799	16	1	1	14,799	16	АПВ 5(1х2,5)	19	20
66	Пресс для подрессовки	4,629	5,0	1	1	4,629	5,0	АПВ 5(1х2,5)	19	20
75	Круглопалочный станок	14,799	16	1	1	14,799	16	АПВ 5(1х2,5)	19	20
76-80	Вентилятор	14,799	16	1	1	14,799	16	АПВ 5(1х2,5)	19	20
81	Кран-балка	7,127	8,0	1	1	7,127	8,0	АПВ 5(1х2,5) + КГ 5х2,5	19	20

Силовые шкафы и распределительный шинопровод питаются от ВРУ по кабельным линиям. Выбор сечения их аналогичен выбору проводников к отдельным электроприемникам. Проводники выбираются и проверяются по допустимому нагреву длительным расчетным током Iр по условию:

где	Iр	- расчетный ток группы электроприемников СП или ШРА;
	Кп	- поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки Кп=1);
	Кз	- кратность длительно допустимого тока кабеля по отношению к току срабатывания защитного аппарата;
	Iз	- номинальный ток защитного аппарата.

Выберем кабель для СП1 + СП2 с Iр =26,42 А, учитывая автоматический выключатель установленный в ВРУ ВА 52-31 Iнр=31,5 А:

Выбираем небронированный кабель АВВГ5х10 c Iдоп = 42А, [12], стр. 33, табл. 6.7.

Для остальных СП и ШРА выбор сводим в табл. 10.2.

Данные по коэффициентам выбраны из [12] таблицы 6.8-6.10. стр. 36-37.

Результаты расчета и выбора проводников сведены в табл. 10.2.



Таблица 10.2 - Выбор проводников питающих силовые пункты.

Наименование силового пункта	Ip, А	Кп	Кз	, А	Iз, А	, А	Марка кабеля	Iдоп, А
СП1+СП2	26,42	1	1	26,42	31,5	31,5	АВВГ 5 10	42
ШРА 1	113,63	1	1	113,63	125	125	АВВГ 5 70	140
ШРА 2	99,85	1	1	99,85	100	100	АВВГ 5 50	110
Освещение	42,6	1	1	42,6	50	50	АВВГ 5 16	60
Цех (ввод 0,4 кВ)	204,3	1	1	204,3	250	250	АВВГ 5 120	295

11. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА

Выбор источника электроснабжения цеха осуществляется исходя из полной расчётной нагрузки объекта, удельной, плотности нагрузки, категории надежности электроснабжения а также других факторов.

Т.к. суммарная мощность цеха не превышает 350 кВА было принято решение питания цеха от ВРУ, состоящая из металлических шкафов. Панели ВРУ приняты ранее ЩО70-1. Панели состоят из вводной с кабельным вводом и линейных, с автоматическими выключателями и рубильником на вводе. Количество вводных панелей применяем одну и секцию также одну, т.к. потребитель относится к третей категории электроснабжения, питание цеха может осуществляться по одной линии. Климатическое исполнения панелей выбрано в соответствии с ГОСТ 14254 - IP54 закрытого, защищенного исполнения, т.к. среда в цеху пажароопасная, по действию электротока особоопасная. Ток электродинамической стойкости панелей составляет 30 кА. Номинальный ток панелей составляет не менее 600 А, что не превышает расчетного тока цеха 204,3 А.

Определим степень загрузки трансформатора в ТП, от которой запитан цех и если загрузка трансформатора не соответствует рекомендуемым нормам, внесем предложения по его замене. Для этого произведем выбор необходимой мощности трансформатора.

Единичная мощность трансформатора ориентировочно может быть принята по величине плотности нагрузки, определяемой по выражению:

Согласно [7], стр. 144-148, при установке ТП в отдельных помещениях рекомендуется устанавливать трансформаторы с единичной мощностью:

1000 и 1600 кВА - при Sy < 0,15 кВА/м2;

1600 кВА - при Sy = 0,15-0,35 кВА/м2;

2500 кВА - при Sy > 0,35 кВА/м2.

При Sy > 0,35 кВ·А/м2 также допускается применение трансформаторов Sтр=1600 кВ·А. Трансформаторы до Sтр=630 кВА применяются при малой плотности нагрузок.

Рассмотрим проектируемый цех: суммарная нагрузка;

Имеется производственная площадь F=1584 м2.

Величина плотности загрузки на единицу площади равна:

При Sу=0,08 кВА/м2 рекомендуется принимать трансформатор мощностью от Sтр=630 кВА [13], стр. 35. Так же в исходных данных на курсовое проектирование даны характеристики питающего трансформатора ТП Sтр=400 кВА, согласно которых к нему подключена потребляемая мощность сторонней нагрузки характеризующаяся загрузкой трансформатора в=0,85 и коэффициентом мощности cosц=0,85. Исходя из этих данных рассчитаем активную и реактивную мощности потребляемые от трансформатора сторонней нагрузкой без учета электрической нагрузки проектируемого цеха:

Исходя из этого произведем выбор трансформатора по расчетной полной нагрузке цеха и нагрузки потребителей:

Число трансформаторов цеха. Цех относится к третьей категории надежности электроснабжения, то количество трансформаторов возможно установить менее двух. Так как трансформатор мощностью 160 кВА не представляет возможность резервной перегрузки, в случае увеличения мощности, а так же данная мощность трансформаторов практически не используется в цеховых ТП, поэтому предварительно принимаем более мощный трансформатор на 250 кВА.

Рассчитаем минимальное число трансформаторов:

Рассчитаем cosц суммарной нагрузки для трансформатора:



При данных условиях и нагрузках в ТП наиболее подходящий силовой трансформатор ТМЗ 250 6/0,4 кВ, в количестве N=1 шт., но согласно пункта 5 ПЗ, принято решения питать цех через ВРУ, от трансформаторной подстанции ТМЗ-400 кВА 6/0,4 кВ. Расчет пункта 11 ПЗ показал, что для электроснабжения цеха достаточно мощности трансформатора 250 кВА, поэтому трансформатор на 400 кВА будет не догружен.