Электроснабжение механосборочного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.О. СУХОГО

КАФЕДРА “ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу: ”Электроснабжение промышленных предприятий”

Тема: ”Электроснабжение механосборочного цеха”

ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ

ГРУППЫ ЗЭ - 43с

ПИЩУК А.С.

ПРИНЯЛ: к.т.н

МЕДВЕДЕВ К.М.

ГОМЕЛЬ 2013

Содержание

Введение

1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения

2. Формирование первичных групп электроприемников (ЭП) для проектируемой электрической сети цеха

3. Расчет электрических нагрузок первичных групп ЭП

4. Расчет осветительных нагрузок цеха

5. Разработка схемы питания силовых ЭП цеха и выбор системы заземления электрической сети

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 (ШР, ШРА, ШМА) и аппаратов защиты в них

9. Расчет защитных аппаратов ЭП и электрических сетей

10. Выбор сечений проводов и жил кабелей, шинопроводов для подключения ЭП и силовых объектов

11. Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП или ВРУ

12. Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях цеха

13. Рассчитать токи 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) выбранные панели ВРУ. Выполнить проверку по условию успешного срабатывания при однофазном коротком замыкании автоматического выключателя QF2

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.

При проектировании электроснабжения цеха необходимо тщательно изучать особенности технологии данного вида производства и ее развитие. Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта технологической и строительной части и общего плана цеха. При этом вопросы электроснабжения должны полностью учитываться как важные составляющие, что дает наиболее рациональные решения всего цеха в целом.

Задачей курсового проектирования является разработка проекта схемы электроснабжения механосборочного 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.

Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.

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.

Согласно задания в графической части проекта выполнены чертежи плана цеха с силовой сетью.

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.

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

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

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

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

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

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

7. 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. Принимаем нормальные условия окружающей среды в проектируемом цехе; не пыльная, химически активных сред нет, не пожаровзрывоопасная, влажной среды нет.

По категории электробезопасности цех относится к категории без повышенной опасности так как пол нетокопроводящий деревянный, открытая проводка отсутствует, электрооборудование выполнено в закрытом исполнении. 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. Также 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 90 метров от проектируемого цеха находится ТП S_т=630 кВА с током короткого замыкания на выводах 10 кВ трансформатора ТП - 5,46кА, от ТП возможно запитать проектируемый цех по кабельной линии 10 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=0,88, о.е. и коэффициентом мощности на трансформаторе ТП, cosц=0,9, 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.

План конструкции проектируемого цеха и размещения в нем электроприемников представлен на рисунке 1.1.

Таблица 1.1 - Характеристика электроприемников цеха по наименованию и мощности.

№	Наименование электроприемников.	Руст, кВт
1	2	3
1	Плоскошлифовальный станок	4,2
2	Координально-расточной станок	2
3	Вертикально-сверлильный станок	3,5
4	Универсально-сверлильный станок	2,3
5	Пресс КА-234	2,8
6	Токарно-карусельный станок	4,5
7	Токарно-револьверный станок	3,5
8	Моечная машина	1
9	Резьбо-шлифовальный станок	2,8
10	Внутришлифовальный станок	2
11	Плоскошлифовальный станок	2,8
12	Поперечно-строгальный станок	4,5
13	Токарно-карусельный станок	2,7
14	Фрезерный станок	14
15	Зачистной станок	0,6
16	Токарный станок с ЧПУ	3,7
17	Агрегатный станок	7
18	Сварочный трансформатор	9
19	Вентилятор	14
20	Шлицешлифовальный станок	4
21	Копировально-фрезерный станок	2,8
22	Конвейер	11,6
23	Обрабатывающий центр	28,4
Вент	Вентилятор	7,5
КБ	Кран-балка	4,5

Рис. 1.1. План конструкции проектируемого цеха и размещения в нем электроприемников.

2. Формирование первичных групп электроприемников (ЭП) для проектируемой 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.

1) Территориальное размещение электроприемников по проектируемому цеху.

2) Число электроприемников.

3) Режим работы электроприемников.

4) Класс напряжения электроприемников.

5) Мощность электроприемников.

6) Род тока электроприемников.

7) Удобство обслуживания электроприемников.

8) Классификация помещений, требования окружающей среды.

9) Удаленность от источника питания.

10) Размещение источника питания.

11) Требования электробезопасности, взрывопожаробезопасности и т.д.

12) Надежность электроснабжения.

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

Электропитание проектируемого цеха планируется осуществить следующим способом; все находящееся оборудование в основном помещении подключим к шинопроводу, во вспомогательных помещениях питание осуществим от силовых пунктов, кран-балка будет запитываться от силового пункта.

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.
1	2	3	4	5	6	7	8
СП 1
6	Токарно-карусельный станок	1	4,5	0,12	0,5	8,59	7,5
7	Токарно-револьверный станок	1	3,5	0,12	0,5	6,91	7,5
8	Моечная машина	1	1	0,6	0,8	2,25	5,5
23	Обрабатывающий центр	1	28,4	0,12	0,5	52,98	7,5
СП 2
9	Резьбо-шлифовальный станок	1	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
14	Фрезерный станок	3	14	0,12	0,5	26,56	7
СП 3
10	Внутришлифовальный станок	4	2	0,12	0,5	4,21	6,5
11	Плоскошлифовальный станок	4	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
	Кран-балка	1	4,5	0,1	0,5	9,4	3,7
СП 4
10	Внутришлифовальный станок	1	2	0,12	0,5	4,21	6,5
11	Плоскошлифовальный станок	1	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
19	Вентилятор	2	14	0,8	0,8	26,56	7
20	Шлицешлифовальный станок	3	4	0,12	0,5	7,89	7,5
21	Копировально-фрезерный станок	2	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
Вент	Вентилятор	1	7,5	0,8	0,8	14,80	7,5
СП 5
17	Агрегатный станок	4	7	0,12	0,5	13,81	7,5
20	Шлицешлифовальный станок	2	4	0,12	0,5	7,89	7,5
21	Копировально-фрезерный станок	3	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
ШРА 1
1	Плоскошлифовальный станок	2	4,2	0,12	0,5	8,01	7,5
2	Координально-расточной станок	3	2	0,12	0,5	4,21	6,5
3	Вертикально-сверлильный станок	4	3,5	0,12	0,5	6,91	7,5
4	Универсально-сверлильный станок	4	2,3	0,12	0,5	4,70	6,5
5	Пресс КА-234	6	2,8	0,17	0,65	5,72	6,5
8	Моечная машина	2	1	0,12	0,5	2,25	5,5
9	Резьбо-шлифовальный станок	4	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
11	Плоскошлифовальный станок	1	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
12	Поперечно-строгальный станок	3	4,5	0,25	0,4	8,59	7,5
13	Токарно-карусельный станок	1	2,7	0,12	0,5	5,52	6,5
14	Фрезерный станок	1	14	0,12	0,5	26,56	7
15	Зачистной станок	2	0,6	0,12	0,5	1,36	5,5
16	Токарный станок с ЧПУ	1	3,7	0,6	0,7	7,30	7,5
17	Агрегатный станок	3	7	0,12	0,5	13,81	7,5
18	Сварочный трансформатор	1	9	0,25	0,4	39,07	3
19	Вентилятор	4	14	0,8	0,8	26,56	7
20	Шлицешлифовальный станок	2	4	0,12	0,5	7,89	7,5
21	Копировально-фрезерный станок	2	2,8	0,12	0,5	5,72	6,5
22	Конвейер	1	11,6	0,6	0,7	22,01	7

3. Расчет электрических нагрузок первичных групп ЭП

Эквивалентный электродвигатель выбирается (в учебных целях) для определения неизвестных номинальных величин электроприемника таких как - КПД, коэффициента мощности - cosц, кратность пускового тока к номинальному - I_п/I_н, в зависимости от установленной мощности - Р_уст. Зная полученные величины становится возможным рассчитать номинальный ток эквивалентного электродвигателя I_н, и пускового тока I_п. Правильный расчет токов способствует обоснованному выбору защитных аппаратов и проводников системы электроснабжения.

К выбору рекомендуются асинхронные электродвигатели серии 4А основного исполнения, с синхронной частотой 1500 ч 3000 об/мин, со степенью защиты IP44. [12] стр. 27

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

(3.1)

где Р_уст - установленная мощность оборудования, кВт;

Р_н.эд - номинальная мощность электродвигателя, кВт.

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

(3.2)

где U_н.эд - номинальное напряжение электродвигателя, кВ;

U_с - номинальное напряжение сети, кВ.

Для установленных приводов электроприемников в механосборочном цеху применяем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А (n=3000 об/мин). [12] стр. 27.

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

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

Принимаем по [2] электродвигатель 4A100L2У3 со следующими параметрами: P_ном = 5,5 кВт; з=0,875; cosц=0,91; К_пуск=7,5. [12] стр. 29. Таблица. 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 111-6 со следующими параметрами: P_ном = 3,5 кВт; з=0,72; cosц=0,79. [12] стр. 29. Таблица. 6.2.

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

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

(3.4)

где Р_уст - установленная мощность оборудования, кВт;

U_с - номинальное напряжение сети, кВ;

cosц_ном - номинальный коэффициент мощности электроприемника;

з_ном - номинальный коэффициент полезного действия.

Пусковой ток двигателя [12] стр. 31:

(3.5)

где К_пуск - кратность пускового тока по отношению к I_ном.

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

(3.6)

Пусковой ток электроприемника:

 (3.7)

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

Таблица 3.1 - Выбор эквивалентных электродвигателей, расчет расчетного и пускового токов

№	Наименование оборудования	Руст, кВт	Тип двигателя	Параметры двигателя
				Pном, кВт	з,%	сos ц	Kпуск	Iр, А	Iп, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Плоскошлифовальный станок	4,2	4А100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	8,01	60,11
2	Координально-расточной станок	2	4А80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,21	27,35
3	Вертикально-сверлильный станок	3,5	4А100S2У3	4	0,865	0,89	7,5	6,91	51,81
4	Универсально-сверлильный станок	2,3	4A90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	4,70	30,55
5	Пресс КА-234	2,8	4A90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19
6	Токарно-карусельный станок	4,5	4А100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	8,59	64,40
7	Токарно-револьверный станок	3,5	4А100S2У3	4	0,865	0,89	7,5	6,91	51,81
8	Моечная машина	1	4А71В2У3	1,1	0,775	0,87	5,5	2,25	12,39
9	Резьбо-шлифовальный станок	2,8	4A90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19
10	Внутришлифовальный станок	2	4А80В2У3	2,2	0,830	0,87	6,5	4,21	27,35
11	Плоскошлифовальный станок	2,8	4A90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19
12	Поперечно-строгальный станок	4,5	4А100L2У3	5,5	0,875	0,91	7,5	8,59	64,40
13	Токарно-карусельный станок	2,7	4A90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	5,52	35,86
14	Фрезерный станок	14	4А160S2У3	15	0,880	0,91	7	26,56	185,93
15	Зачистной станок	0,6	4А71А2У3	0,75	0,770	0,87	5,5	1,36	7,48
16	Токарный станок с ЧПУ	3,7	4А100S2У3	4	0,865	0,89	7,5	7,30	54,77
17	Агрегатный станок	7	4А112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	13,81	103,59
18	Сварочный трансформатор	9		9	1,000	0,35	3	39,07	117,21
19	Вентилятор	14	4А160S2У3	15	0,880	0,91	7	26,56	185,93
20	Шлицешлифовальный станок	4	4А100S2У3	4	0,865	0,89	7,5	7,89	59,21
21	Копировально-фрезерный станок	2,8	4A90L2У3	3	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19
22	Конвейер	11,6	4А160S2У3	15	0,880	0,91	7	22,01	154,06
23	Обрабатывающий центр	28,4	4А180М2У3	30	0,905	0,9	7,5	52,98	397,32
Вент	Вентилятор	7,5	4А112М2У3	7,5	0,875	0,88	7,5	14,80	110,99
КБ	Кран-балка	4,5	MKTF111-6	3,5	0,72	0,79	3,7	9,4	35

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.

Рассмотрим расчет СП 1. k_и, cosц, [2]. табл.2.2.

Данные сведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Расчет нагрузок для СП 1.

№	Электроприемник.	Кол-во	Руст.	kи	cosц	tgц	Рсм	Qсм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
6	Токарно-карусельный станок	1	4,5	0,12	0,5	1,73	0,54	0,94
7	Токарно-револьверный станок	1	3,5	0,12	0,5	1,73	0,42	0,73
8	Моечная машина	1	1	0,60	0,8	0,75	0,60	0,45
23	Обрабатывающий центр	1	28,4	0,12	0,5	1,73	3,41	5,90
	Итого		37,4				4,97	8,47
Групповой коэффициент использования	Kи					0,13
Эффективное кол. электроприемников	nэ					1,67
Коэффициент расчетной мощности	Кр					5,40
Расч. активная нагрузка группы ЭП	Рр	кВт				26,84
Средневзвешенный	tgц	о.е				1,71
Расчетная реактивная нагрузка	Qр	квар.				9,32
Полная максимальная нагрузка	Sр	кВА.				28,42
Расч. максимальный ток группы ЭП	Iр	А.				43,18
Расч. пусковой ток группы ЭП	Iпуск	А.				680,06

Определяем средне активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену:

	(3.8)

Аналогично рассчитывается Р_см2, Q_см2 и т.д. результаты сводим в таблицу 3.2 и 3.3.

Определяем групповой коэффициент использования:

	(3.9)

Определяем эффективное количество электроприемников:

	(3.10)

по n_э и К_и определяем коэффициент расчетной нагрузки; К_р=5,40.[2]. табл. 2.3

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

	(3.11)

Определим средневзвешенный tgц_ср.взв:

	(3.12)

Расчетная реактивную нагрузку определяем по формуле:

	(3.13)

Определяем полную максимальную нагрузку:

	(3.14)

Расчетный максимальный ток группы электроприемников:

	(3.15)

Расчетный ток электроприемника в группе СП1 - ЭП №23 с наибольшим пусковым током:

	(3.16)

Максимальный пиковый ток электроприемника в группе СП1-ЭП №23:

	(3.17)

Максимальный пиковый ток для группы СП1:

	(3.18)

Результаты расчета сведем в таблицу 3.2 остальные результаты расчета СП и ШРА сведем в таблицы 3.3-3.11.

Таблица 3.3.- Расчет нагрузок для СП 1. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП1.
Исходные данные	Расчетные величины
№ Пп	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электроприемника	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	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	6	Токарно-карусельный станок	1	4,5	4,5	0,12	7,5	0,5	1,73	102,6	0,54	0,94	20,25
2	7	Токарно-револьверный станок	1	3,5	3,5	0,12	7,5	0,5	1,73	79,8	0,42	0,73	12
3	8	Моечная машина	1	1	1	0,60	5,5	0,8	0,75	10,4	0,60	0,45	1
4	23	Обрабатывающий центр	1	28,4	28,4	0,12	7,5	0,5	1,73	647,2	3,41	5,90	807
Групповые значения	4		37,4	0,13			1,71		4,97	8,47	840
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	1,67	5,40	26,84	9,32	28,42	43,18	680,06

Таблица 3.4.- Расчет нагрузок для СП 2. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП2.
Исходные данные	Расчетные величины
№ Пп	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электроприемника	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	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
5	9	Резьбо-шлифовальный станок	1	2,8	2,8	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	0,34	0,58	7,84
6	14	Фрезерный станок	3	14	42	0,12	7	0,5	1,73	297,8	5,04	8,73	588
Групповые значения	4		44,8	0,12			1,73		5,38	9,31	596
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	3,37	3,33	17,89	10,24	20,61	31,32	324,00

Таблица 3.5- Расчет нагрузок для СП 2 + СП 1. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП 2 + СП 1.

Исходные данные

Расчетные величины

№ Пп

№

По заданию технологов

по справочным данным

Iп

Рсм

Qсм

?pуст2

Наименование электроприемника

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

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Групповые значения

8

82,2

0,13

1,72

10,34

17,79

1 436

Результаты расчета

Nэ

Кр

Рр

Qр

Sр

Iр

Iп

шт.

О.е

кВт

квар

кВА

А

А

4,71

2,55

26,37

19,57

32,84

49,89

686,77

Таблица 3.6- Расчет нагрузок для СП 3. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП3.
Исходные данные	Расчетные величины
№ Пп	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электроприемника	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	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
7	10	Внутришлифовальный станок	4	2	8	0,12	6,5	0,5	1,73	39,5	0,96	1,66	16
8	11	Плоскошлифовальный станок	4	2,8	11,2	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	1,34	2,33	31
9	0	Кран-балка	1	4,5	4,5	0,10	3,7	0,5	1,73	50,6	0,45	0,78	20
Групповые значения	9		23,7	0,12			1,73		2,75	4,77	68
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	8,31	2,15	5,92	5,25	7,91	12,02	66,31

Таблица 3.7.- Расчет нагрузок для СП 4. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП 4.
Исходные данные	Расчетные величины
№ Пп	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электроприемника	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	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
10	10	Внутришлифовальный станок	1	2	2	0,12	6,5	0,5	1,73	39,5	0,24	0,42	4
11	11	Плоскошлифовальный станок	1	2,8	2,8	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	0,34	0,58	8
12	19	Вентилятор	2	14	28	0,80	7	0,8	0,75	186,1	22,40	16,80	392
13	20	Шлицешлифовальный станок	3	4	12	0,12	7,5	0,5	1,73	91,2	1,44	2,49	48
14	21	Копировально-фрезерный станок	2	2,8	5,6	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	0,67	1,16	16
15	Вент	Вентилятор	1	7,5	7,5	0,80	7,5	0,8	0,75	106,8	6,00	4,50	56
Групповые значения	10		57,9	0,54			1,13		31,09	35,13	524
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	6,40	1,09	34,00	38,64	51,47	78,20	243,05

Таблица 3.8.- Расчет нагрузок для СП 5. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП 5.
Исходные данные	Расчетные величины
№ Пп	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электроприемника	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	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
16	17	Агрегатный станок	4	7	28	0,12	7,5	0,5	1,73	159,5	3,36	5,82	196
17	20	Шлицешлифовальный станок	2	4	8	0,12	7,5	0,5	1,73	91,2	0,96	1,66	32
18	21	Копировально-фрезерный станок	3	2,8	8,4	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	1,01	1,75	24
Групповые значения	9		44,4	0,12			1,73		5,33	9,23	252
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	7,84	2,15	11,46	10,15	15,31	23,26	180,23

Таблица 3.9.- Расчет нагрузок для СП 4 + СП 5. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - СП 4 + СП 5.

Исходные данные

Расчетные величины

№ Пп

№

По заданию технологов

по справочным данным

Iп

Рсм

Qсм

?pуст2

Наименование электроприемника

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

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Групповые значения

19

102,3

0,36

1,39

36,42

50,66

775

Результаты расчета

Nэ

Кр

Рр

Qр

Sр

Iр

Iп

шт.

О.е

кВт

квар

кВА

А

А

13,50

1,04

37,91

50,66

63,28

96,14

260,99

Таблица 3.10.- Расчет нагрузок для ШРА 1. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - ШРА 1.
Исходные данные	Расчетные величины
№ Пп	№	По заданию технологов	по справочным данным	Iп	Рсм	Qсм	?pуст2
		Наименование электроприемника	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	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
19	1	Плоскошлифовальный станок	2	4,2	8,4	0,12	7,5	0,5	1,73	95,7	1,01	1,75	35,28
20	2	Координально-расточной станок	3	2	6	0,12	6,5	0,5	1,73	39,5	0,72	1,25	12
21	3	Вертикально-сверлильный станок	4	3,5	14	0,12	7,5	0,5	1,73	79,8	1,68	2,91	49
22	4	Универсально-сверлильный станок	4	2,3	9,2	0,12	6,5	0,5	1,73	45,4	1,10	1,91	21
23	5	Пресс КА-234	6	2,8	16,8	0,17	6,5	0,65	1,17	42,5	2,86	3,34	47
24	8	Моечная машина	2	1	2	0,12	5,5	0,5	1,73	16,7	0,24	0,42	2
25	9	Резьбо-шлифовальный станок	4	2,8	11,2	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	1,34	2,33	31
26	11	Плоскошлифовальный станок	1	2,8	2,8	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	0,34	0,58	8
27	12	Поперечно-строгальный станок	3	4,5	13,5	0,25	7,5	0,4	2,29	128,2	3,38	7,73	61
28	13	Токарно-карусельный станок	1	2,7	2,7	0,12	6,5	0,5	1,73	53,3	0,32	0,56	7
29	14	Фрезерный станок	1	14	14	0,12	7	0,5	1,73	297,8	1,68	2,91	196
30	15	Зачистной станок	2	0,6	1,2	0,12	5,5	0,5	1,73	10,0	0,14	0,25	1
31	16	Токарный станок с ЧПУ	1	3,7	3,7	0,60	7,5	0,7	1,02	60,2	2,22	2,26	14
32	17	Агрегатный станок	3	7	21	0,12	7,5	0,5	1,73	159,5	2,52	4,36	147
33	18	Сварочный трансформатор	1	9	9	0,25	3	0,4	2,29	102,6	2,25	5,16	81
34	19	Вентилятор	4	14	56	0,80	7	0,8	0,75	186,1	44,80	33,60	784
35	20	Шлицешлифовальный станок	2	4	8	0,12	7,5	0,5	1,73	91,2	0,96	1,66	32
36	21	Копировально-фрезерный станок	2	2,8	5,6	0,12	6,5	0,5	1,73	55,3	0,67	1,16	16
37	22	Конвейер	1	11,6	11,6	0,60	7	0,7	1,02	176,2	6,96	7,10	135
Групповые значения	47		216,7	0,35			1,44		75,19	108,46	1 678
Результаты расчета	Nэ	Кр	Рр	Qр	Sр	Iр	Iп
	шт.	О.е	кВт	квар	кВА	А	А
	27,98	1,00	75,19	108,46	131,98	200,52	493,20

Таблица 3.11.- Расчет нагрузок для цеха в целом по силовой нагрузке. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Наименование узла нагрузки - цех.

Исходные данные

Расчетные величины

№ Пп

№

По заданию технологов

по справочным данным

Iп

Рсм

Qсм

?pуст2

Наименование электроприемника

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

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Групповые значения

83

424,9

0,29

1,50

124,71

187,06

3 957

Результаты расчета

Nэ

Кр

Рр

Qр

Sр

Iр

Iп

шт.

О.е

кВт

квар

кВА

А

А

45,62

1,00

124,71

187,06

224,82

341,57

978,46

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. 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 К_с для сети рабочего освещения производственных зданий применяется: 0,95 - для производственных зданий состоящих из отдельных крупных пролетов.

Коэффициент мощности (cosц) следует принимать: 0,85 - для светильников с разрядными лампами выс. давления, имеющими ПРА с конд.

Согласно [7] стр. 196-197.

Поскольку для проектируемого цеха нет требований к цветопередаче, то в проектируемом цеху для освещения принимаем светильники с лампами ДРЛ. Нормируемая освещённость для механосборочного цеха 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:

(4.1)

Расчетная активная мощность:

 (4.2)

где F - площадь цеха, м²;

Р_уд - удельная мощность осветительной нагрузки цеха, Вт/м².

Расчетная установленная мощность осветительных электроприемников цеха:

(4.3)

где К_с - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

К_пра - коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре газоразрядной лампы;

Р_уст - установленная мощность светильников цеха, кВт.

Расчетная реактивная мощность:

(4.4)

(4.5)

(4.6)

5. Разработка схемы питания силовых ЭП цеха и выбор системы заземления электрической сети

Так как суммарная нагрузка не превышает 400 кВА и расстояние до ТП L = 90.м., то данные условия позволяет осуществить питание проектируемого цеха от цехового ВРУ. Схема питания: на расстоянии 90 м от проектируемого цеха находится источник питания, от секций шин 0,4 кВ которого возможно запитать цеховое ВРУ по кабельной линии 0,4 кВ по кабельному каналу. 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 которое размещается в разных помещениях. Питание электроприемников в таких помещениях 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 цехе установлено пять силовых пункта СП, а также один распределительный шинопровод. СП1-СП2, СП3, СП4-СП5 запитываем непосредственно от ВРУ по магистральной схеме пятижильным кабелем АВВГ проложенным в лотках, прикрепленных к стенам и конструкциям здания. Распределительный шинопровод ШРА1 также запитываем непосредственно от ВРУ по радиальной схеме пятижильным кабелем АВВГ прикрепленный к тросу. Подключение питающего кабеля осуществляем в начале ШРА.

Важным общим требованием к конструктивному исполнению электрических сетей до 1 кВ является обеспечение возможности смены проводов и кабелей в условиях эксплуатации, так как срок службы изоляции проводников ограничен. Из-за теплового износа и воздействия окружающей среды изоляция и оболочки проводников со временем теряют свои диэлектрические и механические свойства. В зависимости от условий окружающей среды, качества электротехнических материалов и величин электрических нагрузок смену проводников приходится выполнять каждые 10-15 лет эксплуатации, а иногда и чаще.

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.

Электрическую сеть проектируемого цеха выполняем в соответствии с международным электротехническим стандартом МЭК 364. 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.

Шинопровод проектируемого цеха размещаем в зонах, где их повреждение подъемно-транспортными механизмами и перемещаемыми грузами маловероятно. Его располагаем на высоте не ниже 2,5 м от уровня пола или площадки обслуживания у края стен и колон здания.

Схема внутрицеховой сети представлена на рис. 5.1.



Рис. 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:

	(6.1)

Определяем групповой коэффициент использования:

	(6.2)

Определяем эффективное количество электроприемников всего цеха в целом:

	(6.3)

По n_э и К_и определяем коэффициент расчетной нагрузки; К_р=1,0.[2]. табл. 2.3

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

	(6.4)

Определим средневзвешенный tgц_ср.взв:

	(6.5)

Расчетная реактивную нагрузку цеха:

	(6.6)

Определяем полную максимальную нагрузку цеха:

	(6.7)

Расчетный максимальный ток нагрузки цеха:



	(6.8)

Расчетный ток электроприемника №23 в группе всего цеха в целом с наибольшим пусковым током:

	(6.9)

Максимальный пиковый ток электроприемника в группе всего цеха в целом:

	(6.10)

Максимальный пиковый ток для всего цеха в целом:

	(6.11)

7. Выбор конструктивного исполнения электрической сети, марки проводов, кабелей, типа шинопроводов и способов их прокладки

Питание ВРУ осуществляется от ТП 10/0,4 кВ через линейный выключатель QF2 установленный в ячейке ТП 10/0,4 кВ. К выключателю подключен кабель АВВГ который проложен в земле. Кабель заводится непосредственно в помещение ВРУ и подключается к вводной панели ВРУ марки Щ20 Ин1 через разъединитель. ВРУ расположено в цехе, и из соображений электробезопасности в отдельном помещении запирающимся на ключ.

Для оснащения ВРУ выбираем панели напольного и закрытого исполнения, вводную и линейную со шкафами типа Щ20-Ин1. В линейных шкафах устанавливаем автоматические выключатели серии ВА 57 от которых питаются силовые шкафы, распределительный шинопровод и сеть освещения.

В цехе установлено пять силовых пункта СП, а также один распределительный шинопровод. СП1-СП2, СП3, СП4-СП5 запитываем непосредственно от ВРУ по магистральной схеме пятижильным кабелем АВВГ проложенным в лотках, прикрепленных к стенам и конструкциям здания. Распределительный шинопровод ШРА1 также запитываем непосредственно от ВРУ по радиальной схеме пятижильным кабелем АВВГ прикрепленный 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 85-Ин1 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 АЕ 2000 номинальным током до 100.А.

Важным общим требованием к конструктивному исполнению электрических сетей до 1 кВ является обеспечение возможности смены проводов и кабелей в условиях эксплуатации, так как срок службы изоляции проводников ограничен. Из-за теплового износа и воздействия окружающей среды изоляция и оболочки проводников со временем теряют свои диэлектрические и механические свойства. В зависимости от условий окружающей среды, качества электротехнических материалов и величин электрических нагрузок смену проводников приходится выполнять каждые 10-15 лет эксплуатации, а иногда и чаще.

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. 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 (ШР, ШРА, ШМА) и аппаратов защиты в них

электроприемник нагрузка заземление трансформатор

Выбор распределительных силовых шкафов осуществляется по следующим условиям:

(8.1)

где I_расч - расчетный ток группы электроприемников, А;

I_ном - номинальный ток шкафа распределительного, А.

(8.2)

где n_эп - количество электроприемников группы;

n_ш - количество возможных присоединений к шкафу.

(8.3)

где I_сз1 - ток срабатывания защиты электрооборудования;

I_сз2 - 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 таблицу 8.1

Таблица 8.1 - Характеристика выбранных распределительных пунктов.

Обозн-е на плане	Расчетный ток группы, А	Марка шкафа	Номинальный ток шкафа, А	Ток и количество распределительных автоматов
1	2	3	4	5
СП1	49,89	ПР85-Ин1-3-001-3У3	225	ВА 51 до 100А - 6 шт.
СП2	31,32	ПР85-Ин1-3-001-3У3	225	ВА 51 до 100А - 6 шт.
СП3	12,02	ПР85-Ин1-3-213-3У3	360	ВА 51 до 100А - 10 шт.
СП4	96,14	ПР85-Ин1-3-213-3У3	360	ВА 51 до 100А - 10 шт.
СП5	23,26	ПР85-Ин1-3-213-3У3	360	ВА 51 до 100А - 10 шт.

Тип шинопроводов распределительных ШРА4-250.А. выбираем по допустимому току.

Выбираем распределительный шинопровод ШРА1 типа ШРА 4-250 с номинальным током I_н=250А. ток электродинамической стойкости составляет I_эл.с=15.кА, проверяем по условию:

(8.4)

где I_н.шра - номинальный ток шинопровода. А;

I_р.шра - расчетный ток группы электроприемников ШРА. А.

Результаты выбора шкафов приведем в таблицу 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.
1	2	3	4	5
ШРА 1	200,52	ШРА 5 250	250	АЕ 2000 до 100 А

Для шинопровода марки ШРА-5-250.А. выбираем ответвительные коробки марки У2038 [12] стр. 44. Таблица. 6.20.

9. Расчет защитных аппаратов ЭП 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:

(9.1)

где Р_уст - установленная мощность оборудования, кВт;

U_с - номинальное напряжение сети, кВ;

cosц_ном - номинальный коэффициент мощности электроприемника;

з_ном - номинальный коэффициент полезного действия.

Пусковой ток двигателя:

 (9.2)

где К_пуск - кратность пускового тока по отношению к I_ном.

Номинальные токи автоматического выключателя I_{ном а} и его расцепителя I_{ном р} выбираются по следующим условиям:

(9.3)

(9.4)

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

(9.5)

где К_н - коэффициент надежности.

При выборе электромагнитного расцепителя для одиночных электродвигателей в выражениях (9.3) - (9.5) I_р =I_ном и I_п =I_пуск.

В формуле (9.5) коэффициент К_н учитывает погрешность определения I_п и разброс защитных характеристик электромагнитных расцепителей выключателей. Значение К_н обеспечивает невозможность ложного отключения линии при пуске электродвигателя для разброса времятоковых характеристик. Значение К_н принимаются в зависимости от типа автоматического выключателя. При отсутствии таких данных можно принять К_н=1,25…1,5 [2] стр. 124.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, как правило, устанавливается изготовителем в зависимости от I_{ном р}:

(9.6)

где К_то - кратность тока отсечки.

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

(9.7)

Рассмотрим расчет и выбор выключателя QF_эп1 для приёмника №1 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 №1.

Расчетный ток электроприемника:

(9.8)

Пусковой ток электроприемника:

(9.9)

Принимаем выключатель ВА 51Г-25 с параметрами: I_на=25 А; I_нр=10.А; К_то =10. [12] стр. 32. Таблица. 6.5. по условиям:

(9.10)

(9.11)

(9.12)

Условия выбора выполняются, окончательно принимаем выключатель ВА 51Г-25/10.

Выбор остальных автоматических выключателей аналогичен и сведён в таблицу 9.2.

Выбор пусковой аппаратуры осуществляем по условию:

(9.13)

где I_н.пуск - номинальный ток пускового аппарата, А.

Для ЭП №КБ (кран-балка) I_р=9,4 А. Выбираем пускатель марки ПМЕр 123 с I_ном = 10 А.

Для ЭП №Вент (Вентилятор) I_р=14,8 А. Выбираем пускатель марки ПМЕ 223 с I_ном = 23 А.

Для данных потребителей выбираем ящики коммутационных аппаратов [12] стр. 49. Таблица. 2.24. марки Я-5441.

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 Щ 20 Ин1- “Иносат” устанавливаются автоматические выключатели серии ВА 55 согласно [5].

Выбираем автоматический выключатель ВА 55-41 с электромагнитным приводом. Номинальный ток выключателя 1000А, Номинальный ток расцепителя 400.А. К_т.о=12.А. [3. табл. 5.5]. Расчетное значение кратности тока отсечки:

(9.14)

Условия выбора выполняются.

Результаты выбора остальных автоматических выключателей сведем в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Выбор аппаратов защиты распределительной сети.

Обозн. на плане	Iн, А	Iп, А	Обозначение	Iна, А	Iнр, А	Кт.о
1	2	3	4	5	6	7
СП1+СП2	49,89	686,77	ВА57-35	250	80	12
СП3	12,02	66,31	ВА57-35	250	80
СП4+СП5	96,14	260,99	ВА57-35	250	100	12
ШРА 1	200,52	493,20	ВА57-35	250	250	12
Освещение	38,47	-	ВА57-35	250	80	12
Цех	376,92	1013,76	ВА55-41	1000	400	12

Выбираем панели вводно-распределительного устройства согласно [5]:

Вводная: Щ20 Ин1-34-У3 с номинальным током I_ном=1000.А, напольного исполнения c вводным автоматическим выключателем ВА 55-41 с номинальным током I_ном=1000/400.А.

Линейная 1: Щ20-Ин1-05-У3 с I_ном=1000.А, напольного исполнения c возможностью установки автоматических выключателей 6 ВА57-35 номинальным током до I_ном=250.А.

Таблица 9.2 - Выбор защитной аппаратуры для защиты электроприемника и питающего кабеля для СП.

№	Наименование оборудования	Параметры электроприемника	Параметры автомата	Расчетный Кт.о
		Pуст, кВт	з,%	Cos(ц)	Kп	Iр, А	Iп, А	Обозн	Iна, А	Iнр, А	Кт.о
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	Плоскошлифовальный станок	4,2	0,875	0,91	7,5	8,01	60,11	ВА 51Г-25	25	10	10	7,51
2	Координально-расточной станок	2	0,830	0,87	6,5	4,21	27,35	ВА 51Г-25	25	5	10	6,84
3	Вертикально-сверлильный станок	3,5	0,865	0,89	7,5	6,91	51,81	ВА 51Г-25	25	8	10	8,09
4	Универсально-сверлильный станок	2,3	0,845	0,88	6,5	4,70	30,55	ВА 51Г-25	25	5	10	7,64
5	Пресс КА-234	2,8	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19	ВА 51Г-25	25	6,3	10	7,38
6	Токарно-карусельный станок	4,5	0,875	0,91	7,5	8,59	64,40	ВА 51Г-25	25	10	10	8,05
7	Токарно-револьверный станок	3,5	0,865	0,89	7,5	6,91	51,81	ВА 51Г-25	25	8	10	8,09
8	Моечная машина	1	0,775	0,87	5,5	2,25	12,39	ВА 51Г-25	25	2,5	10	6,20
9	Резьбо-шлифовальный станок	2,8	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19	ВА 51Г-25	25	6,3	10	7,38
10	Внутришлифовальный станок	2	0,830	0,87	6,5	4,21	27,35	ВА 51Г-25	25	5	10	6,84
11	Плоскошлифовальный станок	2,8	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19	ВА 51Г-25	25	6,3	10	7,38
12	Поперечно-строгальный станок	4,5	0,875	0,91	7,5	8,59	64,40	ВА 51Г-25	25	10	10	8,05
13	Токарно-карусельный станок	2,7	0,845	0,88	6,5	5,52	35,86	ВА 51Г-25	25	6,3	10	7,11
14	Фрезерный станок	14	0,880	0,91	7	26,56	185,93	ВА51Г-31	100	31,5	10	7,38
15	Зачистной станок	0,6	0,770	0,87	5,5	1,36	7,48	ВА 51Г-25	25	1,6	10	5,85
16	Токарный станок с ЧПУ	3,7	0,865	0,89	7,5	7,30	54,77	ВА 51Г-25	25	8	10	8,56
17	Агрегатный станок	7	0,875	0,88	7,5	13,81	103,59	ВА 51Г-25	25	16	10	8,09
18	Сварочный трансформатор	9	1,000	0,35	3	39,07	117,21	ВА51Г-31	100	40	10	3,66
19	Вентилятор	14	0,880	0,91	7	26,56	185,93	ВА51Г-31	100	31,5	10	7,38
20	Шлицешлифовальный станок	4	0,865	0,89	7,5	7,89	59,21	ВА 51Г-25	25	8	10	9,25
21	Копировально-фрезерный станок	2,8	0,845	0,88	6,5	5,72	37,19	ВА 51Г-25	25	6,3	10	7,38
22	Конвейер	11,6	0,880	0,91	7	22,01	154,06	ВА 51Г-25	25	25	10	7,70
23	Обрабатывающий центр	28,4	0,905	0,9	7,5	52,98	397,32	ВА51Г-31	100	63	10	7,88
Вент	Вентилятор	7,5	0,875	0,88	7,5	14,80	110,99	ВА 51Г-25	25	16	10	8,67
КБ	Кран-балка	4,5	0,72	0,79	3,7	9,4	35	ВА 51Г-25	25	10	10	4,38

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 I_р по условию:

(10.1)

(10.2)

где I_р - расчетный ток электроприемника;

К_п - поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки К_п=1);

К_з - кратность длительно допустимого тока кабеля по отношению к току срабатывания защитного аппарата;

I_з - номинальный ток защитного аппарата.

Для автоматических выключателей с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой K_з = 1, для предохранителей K_з = 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 К_п=1.

Так для ответвления к ЭП №1 I_р = 8,01.А, защищаемого автоматическим выключателем с I_з = 10.А, 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. (К_п=1):

(10.3)

(10.4)

Выбираем провода марки АПВ 5x2,5 c I_доп = 19 А. [2]. Прокладываем в бетонном полу в пластмассовой трубе с условным диаметром Ш 20 мм. [12], табл. П 6.13 стр. 37.

Для остальных электроприемников выбор сводим в таблице 10.1.

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 I_р по условию:

(10.5)

(10.6)

где I_р - расчетный ток группы электроприемников СП или ШРА;

К_п - поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки К_п=1);