Электроснабжение механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

электроснабжение цех потребитель механический

Цель курсового проекта - систематизировать и углубить знания студента, полученные при изучении теоретического курса и развить навыки для их практического применения при решении конкретно поставленной задачи. Студенту предоставляется возможность проявить свои творческие способности в области проектирования электроснабжения небольших цехов как подготовительной ступени к дипломному проектированию электроснабжения целых заводов или крупных цехов и корпусов.

В проекте должны найти отражение современные тенденции в решении вопросов электроснабжения промышленных предприятий и, в частности, необходимую надежность в обеспечении требований производства, высокую экономичность, широкое применение комплектных устройств для индустриализации электромонтажных работ, необходимое качество напряжения при изменении нагрузки, устранения опасности пожара или взрыва, а также обеспечение безопасности эксплуатации.



1. Краткая характеристика проектируемого цеха и потребителей цеха

Согласно заданию необходимо спроектировать электроснабжение механического цеха, станкостроительной отрасли промышленности.

В цехе размещены станки, автоматические линии, вентиляторы приточно-вытяжной вентиляции, насосы, машины дуговой сварки, электрическая печь сопротивления, прессы, а также имеются мостовые краны и транспортеры.

Перечень электрооборудования, размещенного в цехе, его установленная мощность и количество приведены в таблице 1.1.

По режиму нагрузки.

Работа в цехе предусмотрена в одну смену.

Электроприемники цеха работают в основном в длительном режиме. Также в цехе есть машины дуговой сварки, и мостовой кран работающие в повторно кратковременном режиме. Такой режим работы характеризуется увеличением температуры за время включения и снижением температуры за время пауз. Однако нагрев за время цикла работы электроприемника не достигает установившейся температуры, а за время пауз не достигает температуры окружающей среды.

Также существуют электроприемники, работающие в кратковременном режиме. Это режим с не установившейся температурой цикла и охлаждением после рабочего периода до температуры окружающей среды. В данном цехе электроприемников, работающих в кратковременном режиме нет.

По степени бесперебойности питания.

Электроприемники данного цеха относятся к потребителям II и III категории бесперебойности электроснабжения.

Для электроприемников II категории нарушение электроснабжения приводит к простою людей и механизмов и к существенному недоотпуску продукции. Приемники 2-й категории должны иметь один-два независимых источника питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом.

Электроснабжение электроприемников III категории может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 сут. (ПУЭ, п. 5.1.7).

По «противопожарным нормам строительного проектирования промышленных предприятий»

Для определения класса взрывоопасных и пожароопасных зон (помещений) необходимо знание показателей пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов в условиях их производства, переработки, транспортировки и хранения.

Данный цех имеет несколько участков. Среда в бытовых помещениях и на механическом участке является нормальной. Участок окраски имеет взрывоопасную пожароопасную среду класса П-II, что предполагает возможное образование горючей смеси во взвешенном состоянии.

Таблица 1.1. Основные данные по оборудованию цеха

Данные по оборудованию
№ЭП по плану	Тип электро-приемников	Установленная мощность	Кол-во, ед.	Суммарная установленная мощность	, о.е.	о.е.	Режим работы
		кВт	кВА		кВт	кВА
1	Станок токарный	16		14	224		0,17	0,5	Продолж.
2	Станок фрезерный	13	-	7	91	-	0,17	0,5	Продолж.
3	Автоматическая линия 1	44	-	3	132	-	0,4	0,7	Продолж.
4	Вентилятор	10	-	11	110	-	0,6	0,8	Продолж.
5	Насос	10	-	7	70	-	0,7	0,85	Продолж.
6	Автоматическая линия 2	51	-	1	51	-	0,4	0,7	Продолж.
9	Машина дуговой сварки	-	85	4	-	340	0,2	0,4	ПКР
11	Эл. печь сопротивления	64	-	1	64	-	0,5	0,95	Продолж.
12	Мостовой кран - грузоподъемность: 5 т.	-	-	3	-	-	0,1	0,5	ПКР
13	Транспортер	8	-	5	40	-	0,7	0,65	Продолж.
14	Пресс	35		6	210		0,26	0,75	ПКР
15	Окрасочная камера	30	-	2	60	-	0,6	0,8	Продолж.
16	Компрессор	26	-	1	26	-	0,7	0,85	Продолж.
Прочие характеристики цеха
Характеристика	Числовое значение	Единицы измерения
Установленная мощность цеха	1214	кВт
Общее число ЭП	70	ед.
Площадь цеха	Механический участок	2016	м2
	Участок окраски	144	м2
	Вспомогательное помещение	72	м2
	Помещение под технологическое оборудование	1296	м2
	Щит управления (ЩУ)	36	м2
	Общая площадь цеха	3528	м2



2. Выбор схемы электроснабжения цеха

Рассмотрим проблему осуществления внутреннего электроснабжения цеха, а именно: расположение трансформаторной подстанции ТП-10/0,4 кВ; тип питающей сети 0,4 кВ и ее исполнение. Внутри цеха присутствует как нормальная, так и взрывоопасная среда, а также данное производство относится к первой и второй категориям бесперебойности питания.

Электроснабжение механических участков цеха выполняется по магистральной схеме с помощью магистральных, распределительных и троллейных шинопроводов. Непосредственно от магистрального шинопровода питаются ЭП с большей нагрузкой (машина дуговой сварки, индукционная печь, электрическая печь сопротивления, автоматические линии). Менее крупные ЭП (станки, вентиляторы, насосы, мостовые краны, транспортеры) получают питание от распределительных шинопроводов (ШРА).

Электроснабжение бытовых помещений осуществляется с использованием ВРУ, которое подключено кабелем к шинам ТП 0,4 кВ.

Питание участка окраски и технологического оборудования осуществляется от блока управления, подключенного к распределительному пункту (щиту управления), который в вою очередь также запитан от шин ТП 0,4 кВ.



Рисунок 2.1. Схема питания электроприемников цеха



3. Выбор напряжения питания цеховой сети и системы питания силы и света

Выбор напряжения питающих и распределительных сетей зависит от установленных мощностей электроприемников, их количества и удаленности от источника питания.

Цеховую сеть можно выполнить на напряжение 660 и 380В.

Напряжение 660В должно применяться на предприятиях где имеется большое количество электродвигателей в диапазоне мощностей 200 - 600кВт. Перевод питания электроприёмников с напряжения 380В на 660В снижает затраты на сооружение низковольтной кабельной сети примерно на 30% и сокращает потери электроэнергии в этой сети в 1,3 - 1,4 раза.

При применении напряжения 660В необходима установка индивидуальных понижающих трансформаторов 660/380В для питания электроосвещения и цепей управления электродвигателей.

Большинство электроприёмниковцеха имеют малую мощность (от 5 до 75 кВт), поэтому, учитывая вышесказанное, принимаю напряжение цеховой сети и системы питания силы и света 380/220В трёхфазной четырёхпроходной системы переменного тока промышленной частоты 50Гц.

Осветительная и силовая нагрузки будут питаться от общих цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ.



4. Подбор двигателей. Выбор пусковой и защитной аппаратуры для электроприемников

4.1 Выбор электродвигателей

Согласно ПУЭ для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, независимо от их мощности рекомендуется применять электродвигатели синхронные или асинхронные с короткозамкнутым ротором. Обычно для одного цеха выбирают двигатели одной серии, одной из причин выбора служит упрощение в обслуживании и ремонтных работ.

Для механического участка с нормальной средой выбираем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии АИР напряжением 380 В, так как они современны, просты в исполнении, не требуют регулирования частоты вращения, а такжев полной мере удовлетворяют рекомендациям в отношении габаритных и установочно-присоединительных размеров, что обеспечивает их взаимозаменяемость с электрическими машинами, изготовляемыми фирмами других стран мира. Благодаря использованию более совершенных электротехнических материалов, новых конструктивных решений и более совершенной технологии двигатели этой серии обладают большей надежностью и эксплуатационными удобствами.

Для мостовых кранов в зависимости от заданной грузоподъемности по справочным материалам выбираем 3 (или более) асинхронных двигателя с фазным ротором серии МТН, так как данные двигатели имеют повышенный пусковой момент.

Для ЭП участка окраски (пожароопасная среда) выбираем взрывозащищенные асинхронные двигатели серии АИММ, которые могут применяться для привода механизмов в различных областях строительства, в химической, газовой, нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где образуются взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом.

Условия выбора электродвигателей:

(4.1)

Типы двигателей и их технические характеристики приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Выбор двигателей для ЭП механического участка (нормальная среда)

№ п.п	Название ЭП	Кол.	Р, кВт	Данные электродвигателей
				Тип двигателя	Рн, кВт	Iном, А	Iп/Iном, о.е.	U, кВ	n, об/мин	з, %	cosц
Механический участок цеха (нормальная среда)
1	Станок токарный	14	16	АИР 180М6	18	36,9	6,5	0,38	1000	89,5	0,85
2	Станок фрезерный	7	13	АИР 160S2	15	30	7,5	0,38	3000	88,0	0,86
3	Автоматическая линия 1	3	44	АИР 200L2	45	84	7,5	0,38	3000	92,0	0,88
4	Вентилятор	9	10	АИР 132M2	11	21,1	7,5	0,38	3000	88,0	0,90
5	Насос	6	10	АИР 132M2	11	21,1	7,5	0,38	3000	88,0	0,90
6	Автоматическая линия 2	1	51	АИР 225M2	55	99,3	7,5	0,38	3000	92,5	0,91
12	Мостовой кран (грузоподъемность 5 т)	3	-	МТН311-6	11	25,4	4,8	0,38	950	83,0	0,79
				МТН012-6	2,2	6,9	4,0		895	70,0	0,69
				МТН 211-6	7,5	18,1	4,5		940	78,5	0,80
13	Транспортёр	5	8	АИР 132M2	11	21,1	7,5	0,38	3000	88,0	0,90
14	Пресс	6	35	АИР 200М2	37	71	7	0,38	3000	92,5	0,89
Участок окраски (пожароопасная среда)
4	Вентилятор	2	10	АИММ132М2	11	21	6,5	0,38	3000	88,5	0,88
5	Насос	1	10	АИММ132М2	11	21	6,5	0,38	3000	88,5	0,88
15	Окрасочная камера	2	30	АИММ180М2	30	56	7,5	0,38	3000	90	0,91
16	Компрессор	1	26	АИММ180М2	30	56	7,5	0,38	3000	90	0,91

4.2 Выбор пусковой и защитной аппаратуры

Выбор пусковой и защитной аппаратуры для механического участка с нормальной средой

Для участка с нормальной средой (механического участка цеха) выбираем отдельно 3 аппарата защиты и управления - магнитный пускатель (контактор + тепловое реле) и автоматический выключатель.

Для осуществления выбора пусковой и защитной аппаратуры необходимо рассчитать номинальные токи электроприемников цеха.

Расчет номинальных токов электродвигателей:

(Расчет необходим в случае, если нет данных о номинальном токе выбранного двигателя)

, где: (4.2)

- номинальный ток, А;

- номинальная мощность, кВт;

- номинальный коэффициент мощности;

- КПД при номинальных нагрузке и параметрах.

Расчет номинальных токов других электроприемников:

- для индукционных печей и печей сопротивления:

(4.3)



- для электросварочных машин:

(4.4)

где - номинальная мощности установки, кВт;

- паспортная мощность электросварочной машины, кВА;

- номинальное напряжение установки, кВ;

- номинальный коэффициент мощности, о.е.;

- продолжительность включения сварочных машин (принимаем ПВ=25%), о.е.

Для машин дуговой сварки ПВ выбираем из ряда стандартных значений: 20%, 25%, 50%.

Пример расчета:

Условия выбора пусковой и защитной аппаратуры:

а) Автоматический выключатель. Условие выбора:

(4.5)

Автоматический выключатель для питания троллей мостового крана выбираем исходя из следующего условия (по сумме двух максимальных номинальных токов двигателей):



где (4.6)

- номинальный ток двигателя.

После выбора АВ проверяем выполнение условия:

где (4.7)

- коэффициент, равный 10-12;

- пусковой ток двигателя с наибольшим номинальным токов;

- номинальный ток второго двигателя.

б) Пускатель или контактор. Проверяется выполнение условия:

, (4.8)

в) Тепловое реле. Проверяется выполнение условия:

, (4.9)

где К_Т - коэффициент трансформации трансформатора тока (если его нет, то К_т=1).

Выбор пусковой и защитной аппаратуры для электроприемников механического участка цеха (нормальная среда) сведен в таблицу 4.2.

Выбор блоков управления для участка окраски с пожароопасной средой

Для участка окраски с пожароопасной средой выбираем унифицированные блоки одностороннего обслуживания (БОУ), которые являются основой для компоновки низковольтного распределительного устройства - щита управления (ЩУ).

По номинальному току электроприемника выбираем БОУ с соответствующим индексом. БОУ компонуем автоматическим выключателем серии ВА, магнитным пускателем серии ПМЛ или ПМА и тепловым реле серии РТЛ или РТТ согласно выбранному пускателю.

Выбор пусковой и защитной аппаратуры для электроприемников участка окраски (пожароопасная среда) сведен в таблицу 4.3.

Выбор вводных и секционного выключателей участка окраски

Вводные АВ выбираем в количестве 4х единиц: 2 ед. на отходящих линиях ТП и 2 ед. на присоединениях ЩУ.

Выбор вводных АВ осуществляем по сумме номинальных токов всех потребителей участка окраски.

(4.10)

Принимаем АВ: ВА53-35, с Iном = 250 А, Iн.р. = 250 А.

Секционный выключатель ЩУ выбираем в количестве 1 ед. Выбор осуществляем по току:

(4.11)

Принимаем АВ: ВА51-33, с Iном = 160 А, Iн.р. =125 А.

Результаты выбора вводного и секционного АВ для участка окраски представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.2. Выбор пусковой и защитной аппаратуры для электроприемников механического участка цеха (нормальная среда)

№ п/п	Наименование технологического оборудования	Электродвигатели или электроприемники	Аппарат защиты	Аппарат управления
		Тип	Рном, кВт	Iном, А	п, шт.	Автоматический выключатель	Iном, А	, А	Контактор, пускатель	Номинальный ток Iн, А	Тепловое реле	Диапазон регулирования номинального тока несрабатывания при 40 С, IНР, А
1	Станок токарный	АИР 180М6	18	36,9	14	ВА51 - 31	100	40	ПМА-4200 УХЛ 4А	63	РТТ-2	34,0 - 46,0
2	Станок фрезерный	АИР 160S2	15	30	7	ВА51 - 31	100	31,5	ПМА-4200 УХЛ 4А	63	РТТ-2	27,2 - 36,8
3	Автоматическая линия 1	АИР 200L2	45	84	3	ВА51 - 31	100	100	ПМА-5200 УХЛ 4А	100	РТТ-3	68,0 - 92,0
4	Вентилятор	АИР 132M2	11	21,1	9	ВА51 - 31	100	25	ПМА-3200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	21,0 - 25,0
5	Насос	АИР 132M2	11	21,1	6	ВА51 - 31	100	25	ПМА-3200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	21,0 - 25,0
6	Автоматическая линия 2	АИР 225M2	55	99,3	1	ВА51 - 31	100	100	ПМА-5200 УХЛ 4А	100	РТТ-3	85,0 -115,0
9	Машина дуговой сварки	-	85 кВА	64,59	4	ВА51 - 31	100	80	-	-	-	-
11	Эл. печь сопротивления	-	64	103,22	1	ВА51 - 33	160	125	-	-	-	-
12	Мостовой кран (грузоподъемность 5 т)	МТН311-6	11	25,4	3	ВА51 - 31	100	31,5	-	-	-	-
		МТН012-6	2,2	6,9	3
		МТН 211-6	7,5	18,1	3
13	Транспортёр	АИР 132M2	11	21,1	5	ВА51 - 31	100	25	ПМА3200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	21,0 - 25,0
14	Пресс	АИР 200М2	37	71	6	ВА51-31	100	80	ПМА-4200 УХЛ 4А	80	РТТ-2	53,5 - 72,3



Таблица 4.3. Выбор блоков управления для электроприемников участка окраски (пожароопасная среда)

№ п/п	Наименование технологического оборудования	Электродвигатели или электроприемники	Типовой индекс блока	Аппарат защиты	Аппарат управления
		Тип	Рном, кВт	Iном, А	п, шт.		Автоматический выключатель	Iном, А	, А	Контактор, пускатель	Номинальный ток Iн, А	Тепловое реле	Диапазон регулирования номинального тока несрабатывания при 40 С, IНР, А
4	Вентилятор	АИММ132М2	11	21	2	4074	ВА51 -25	25	25	ПМА3 200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	21,0 - 25,0
5	Насос	АИММ132М2	11	21	1	4074	ВА51 -25	25	25	ПМА3 200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	21,0 - 25,0
15	Окрасочная камера	АИММ180М2	30	56	2	4074	ВА51 -31	100	63	ПМА3 200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	53,5 - 72,3
16	Компрессор	АИММ180М2	30	56	1	4074	ВА51 - 31	100	63	ПМА4200 УХЛ 4А	40	РТТ-2	53,5 - 72,3
	Вводной АВ	-	-	231	4	-	ВА53-35	250	250	-	-	-	-
	Секционный АВ	-	-	115,5	1	-	ВА53 - 33	160	125	-	-	-	-

5. Расчет электроосвещения методом коэффициента использования

5.1 Расчет электроосвещения. Выбор светильников

Общие сведения

В процессе выполнения расчетной части необходимо:

а) выбрать систему освещения, источник света, тип светильника для заданного участка или помещения;

б) произвести расчет общего освещения помещения.

Цель расчета общего освещения - определить количество светильников необходимых для обеспечения Еmin и мощность осветительной установки, необходимых для обеспечения в цехе нормированной освещенности. Ниже рассмотрен расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока.

При расчете по указанному методу необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле:

(5.1)

Либо определяется число светильников (ламп) по формуле:

(5.2)

где Еmin - минимальная нормированная освещенность, лк;

Кз - коэффициент запаса;

S - освещаемая площадь, м2;

Z - коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения);

N - число светильников;

n - число ламп в светильнике (1-2);

Ки - коэффициент использования светового потока в долях единицы.

На выбор системы освещения влияют следующие факторы:

- точность зрительных работ;

- характер и особенность производственного оборудования;

- условия естественного освещения.

Таблица 5.1. Характеристика зрительной работы

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта различения с фоном	Характеристика фона	Искусственное освещение
						Освещенность, лк
						при комбинированном освещении	при общем освещении
Механический участок (нормальная среда)
Средней точности	0,5 - 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	300
Участок окраски (пожароопасная среда, класс П-II)
Малой точности	1 - 5	V	в	Малый	Темный		150

Для цехов на предприятиях рекомендуется применять комбинированное освещение-то есть кроме светильников общего освещения, поддерживающих освещенность в цеху вообще, применяются дополнительные светильники, располагаемые непосредственно у мест выполнения работ обслуживающим персоналом и обеспечивающие необходимую освещенность - таким образом комбинированное освещение экономичнее обычного освещения в плане экономии электроэнергии и числа светильников.

Также в цехе предусмотрена система аварийного освещения. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей производственных помещений к территории предприятий, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна составлять 5 - 10% от освещенности рабочего освещения при системе общего освещения.

Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади цеха принимаем равномерное размещение светильников.

Питание электрического освещения производится от общих для осветительных и силовых нагрузок трансформаторов с низшим напряжением 400/230В (напряжение сети 380/220В). Осветительная сеть цеха предусматривает наличие щитка основного освещения и щитка аварийного освещения. В случае аварии или экстренных ситуация после прекращения действия общего освещения предусмотрено аварийное освещение, обеспечивающее возможность продолжения работы и безопасную эвакуацию людей из цеха, причем светильники аварийного освещения должны автоматически включаются при аварийном отключении рабочего освещения.

Управление рабочим освещением осуществляется автоматическими выключателями, установленными на щитке рабочего освещения. Для удобства эксплуатации и безопасности производства ремонтных работ и замены отдельных элементов схемы электроосвещения необходимо предусмотреть возможность отключения группового щитка. Эту функцию выполняет вводные автоматические выключатели шкафов освещения, а также выключатели, установленные на отходящих линиях РП - 0,4 кВ.

Рисунок 5.1. Схема питания системы освещения



Расчет электроосвещения механического участка

Рассмотрим критерии выбора осветительных ламп:

- по высоте помещения;

- по внутренней среде цеха;

- по категории помещения.

Рассмотрим данные факторы в отдельности:

1. Высота цеха по заданию h=8 м. Наиболее выгодны лампы ДРИ

(металлогалогенные лампы высокого давления), при этом они являются более экономичными по сравнению с люминесцентными лампами и лампами накаливания.

2. Так как среда цеха является нормальной, то особых требований как к типу осветительных установок, так и к типу используемых ламп не предусматривается.

3. По категории помещения для механического цеха с учетом количества и частоты, выполняемых в нем работ и требований к качеству их исполнения выбираем характеристики зрительной работы приведенные в таблице 5.1.

Исходные данные для расчета освещения механического участка:

- шаг колонны, a=6 м.

- длина мех. уч. цеха L = 84 м;

- ширина мех. уч. цеха b = 24 м;

- высота цеха h = 8 м;

- напряжение системы освещения 220 В;

- минимальная освещенность Е_раб = 300 лк; Е_ав = 30 лк

А) Расчёт рабочего освещения механического участка

Принимаем равномерное расположение светильников по всей площади цеха.

Т.к. высота цеха 8 м целесообразно использовать лампы типа ДРИ со светильниками типа ГСП с электромагнитной пускорегулирующей аппаратурой (ЭмПРА).

Расчетная площадь цеха:

S = L·b =84·24 = 2016 м² (5.3)

Принимаем количество светильников:

ед. (5.4)

Отношение потока, падающего на освещаемую поверхность ко всему потоку ламп, называется коэффициентом использования К_и. Он показывает, какая доля светового потока (с учетом многократных отражений) падает на расчетную поверхность.

Зависимость К_и от площади помещения, высоты и формы учитывается индексом помещения i.

Рисунок 5.2. Расчетная схема подвеса светильника

Высота подвеса светильников:

H_п = h - h_с= 8 - 0,4 = 7,6 м, (5.5)



где h - высота цеха, м;

h_С = 0,4 - расстояние от светильника до перекрытия (свес), м

Индекс помещения:

, (5.6)

Определяем коэффициент использования светового потока: К_и=f (i, ), где - коэффициент отражения поверхности. Для механического участка цеха принимаем следующие значения коэффициентов отражения поверхности пола, стен и потолка:

_пот.=0,7;

_ст.=0,5;

_пол=0,1.

В соответствии со справочными данными принимаем: К_и= 0,7 о.е.

Коэффициент запаса для осветительных установок в соответствии со справочными данными принимаем К_З = 1,6 - коэффициент запаса для производственных помещений при содержании в воздухе пыли, дыма: 5-10 мг/м³.

Нормативное минимальное значение освещенности в соответствии со справочными данными принимаем Еmin= 300 Лк.

Поправочный коэффициент, учитывающий отношение средней освещённости к минимальной в соответствии со справочными данными принимаем: Z = 1,15.

Рассчитываем световой поток одного светильника (с одной лампой типа ДРИ) по формуле (5.1):



Принимаем лампы ДРИ400-5 со световым потоковФл=35000 лм.

При количестве ламп ДРИ 400-5 равном 56 ед., в цехе создается следующая освещенность:

Таким образом, данное количество светильников создает требуемую освещенность.

Окончательно принимаем светильники типа ГСП 17-400-001 с лампами ДРИ400-5 с мощностью одной лампы 400 Вт и световым потоком 35000 Лм в количестве 56 ед.

Расчет мощности светильников рабочего освещения.

В соответствии со справочными данными определяем коэффициент, учитывающий потери мощности при включении лампы, возникающие в пускорегулирующей аппаратуре (Кпра) и tgц светильника. Коэффициент спроса рабочего освещения принимаем Кс = 0,9.

Мощности осветительной установки (P, Q, S) определяются из выражений:

(5.7)

(5.8)

(5.9)

Б) Расчёт аварийного освещения механического участка

Аварийное освещение составляет 5-10% от рабочего.

Количество светильников для аварийного освещения рассчитываем по условию равномерности освещения участка цеха:

(5.10)

ед.

Принимаем: ед.

Поправочный коэффициент, учитывающий отношение средней освещённости к минимальной в соответствии со справочными данными принимаем: Z = 1,1.

Рассчитываем световой поток одного светильника по формуле (5.1):

Для аварийного освещения выбираем светодиодные АТ-ДО-075 в количестве 19 шт. со световым потоком Фл = 8500Лм и мощностью 75 Вт.

Таким образом, данное количество светильников создает требуемую аварийную освещенность.

Расчет мощности аварийного освещения.

В соответствии со справочными данными определяем Кс, Кпра и tgц.



Расчет электроосвещения участка окраски

Так как среда цеха является пожароопасной, то необходимо выбирать осветительные установки специального защищенного исполнения.

Характеристики зрительной работы для помещения участка окраски приведенные в таблице 5.1.

Исходные данные для расчета освещения участка окраски:

- шаг колонны, a=6 м.

- длина участка L = 12 м;

- ширина участка b = 12 м;

- высота цеха h = 8 м;

- напряжение системы освещения 220 В;

- минимальная освещенность Е_раб = 150 лк; Е_ав = 15 лк

А) Расчёт рабочего освещения участка окраски

Принимаем равномерное расположение светильников по всей площади цеха.

Т.к. участок окраски является пожароопасным помещением категории П-II целесообразно использовать лампы защищенного исполнения со степенью защиты не менее IP54.

Расчетная площадь цеха по формуле (5.3):

S = L·b =12·12 = 144 м²

Принимаем количество светильников по формуле (5.4):

ед.

Высота подвеса светильников в соответствии с рисунком 5.2 по формуле (5.5):



H_п = h - h_с= 8 - 0,4 = 7,6 м,

где h - высота цеха, м;

h_С = 0,4 - расстояние от светильника до перекрытия (свес), м

Индекс помещения по формуле (5.6):

,

Для участка окраски принимаем следующие значения коэффициентов отражения поверхности пола, стен и потолка:

_пот. = 0,5;

_ст. = 0,5;

_пол = 0,3.

В соответствии со справочными данными принимаем: К_и = 0,45 о.е.

Коэффициент запаса для осветительных установок в соответствии со справочными данными принимаем К_З = 1,3 - коэффициент запаса для производственных помещений с особым режимом по чистоте.

Нормативное минимальное значение освещенности в соответствии со справочными данными принимаем Еmin= 150 Лк.

Поправочный коэффициент, учитывающий отношение средней освещённости к минимальной в соответствии со справочными данными принимаем: Z = 1,15.

Рассчитываем световой поток одного светильника (с одной лампой) по формуле (5.1):



Принимаем светодиодные светильник закрытого исполнения ГСП17-250-042 со степенью защиты IP54 с лампами ДРИ 250 - 5, которым соответствует световой поток Фл=19000 Лм мощностью 250 Вт.

При данном количестве светильников в цехе создается следующая освещенность:

Таким образом, данное количество светильников создает требуемую освещенность.

Составляем окончательный план цеха, на который наносим светильники и питающие сети рабочего освещения.

Расчет мощности светильников рабочего освещения по формулам (5.7-5.9).

В соответствии со справочными данными определяем Кс, Кпра и tgц.

Б) Расчёт аварийного освещения участка окраски

Аварийное освещение составляет 5-10% от рабочего.

Количество светильников для аварийного освещения рассчитываем по условию (5.10):

ед.

Намечаем: ед.

Поправочный коэффициент, учитывающий отношение средней освещённости к минимальной в соответствии со справочными данными принимаем: Z = 1,1.

Рассчитываем световой поток одного светильника по формуле (5.1):

Для аварийного освещения участка окраски выбираем светодиодные светильники АТ-ДСП-11/60-Ex-220VAC. Рассчитываем точное количество светильников:

Принимаем: ед.

Таким образом, данное количество светильников создает требуемую аварийную освещенность.

Окончательно принимаем АТ-ДСП-11/60-Ex-220VAC в количестве 2 ед.

Расчет мощности аварийного освещения.

В соответствии со справочными данными принимаем коэффициент спроса аварийного освещения Кс = 1.



Расчет электроосвещения вспомогательного помещения с ТЭО

В качестве осветительных установок для вспомогательного помещения (склада) рекомендуется использовать один из 3х вариантов: ЛН, ЛЛ или СДЛ. Соответственно необходимо проведение технико-экономического обоснования (ТЭО) данного выбора.

Исходные данные для расчета:

- годовое время использования освещения, Тг = 280 ч;

- шаг колонны, a= 6 м;

- длина участка L = 12 м;

- ширина участка b = 6 м;

- высота цеха h = 8 м;

- напряжение системы освещения 220 В;

- минимальная освещенность Е_раб = 30 лк;

- усредненная стоимость электроэнергии: Су = 5 руб./кВт*ч;

- коэффициент запаса: Кз = 1,5 о.е.;

- коэффициент использования: Ки = 0,7 о.е.;

- поправочный коэффициент: Z = 1,15 о.е.;

Расчет числа светильников:

Расчетная площадь помещения по формуле (5.3):

S = L·b =12·6 = 72 м²



Намечаем количество светильников исходя из условия*: 2 светильника на 30 м².

ед. (5.11)

Принимаем: ед.

*Данные рекомендации по выбору количества светильников применимы только в данном разделе при наличии ТЭО.

Намечаем примерный световой поток одного светильника (с одной лампой) по формуле (5.1):

С целью проведения ТЭО опираясь на справочные данные, выбираем 3 типа светильников с примерно одинаковым световым потоком (Фл), т.к. при этом будет достигнута одинаковая равномерность освещения для всех 3-х вариантов и рассчитываем их точное количество:

1. Светильник с ЛН мощностью 100 Вт и световым потоком 1380 Лм:

Принимаем количество светильников с ЛН: Nлн = 4 ед.

2. Светильник с ЛЛ мощностью 14 Вт и световым потоком 1350 Лм:



Принимаем количество светильников с ЛЛ: Nлл = 4 ед.

3. Светильник с СДЛ мощностью 12Вт и световым потоком 1800 Лм.

Принимаем количество светильников с ЛН: Nсдл = 3 ед.

Расчет экономических показателей проводим для 3-х вариантов по следующим формулам:

А) Затраты на освещение (Зw, руб.) за период 1 год рассчитываем по формулам:

(5.12)

(5.13)

(5.14)

где Росв - мощность осветительных установок, кВт;

Р1осв - мощность одного светильника, кВт;

n - число светильников, ед.;

Wосв - электроэнергия потребляемая осветительными установками за 1 год, кВт*ч.

Б) Затраты на замену ламп за период в 1 год рассчитываем по формуле:

(5.15)

где Тсл - срок службы лампы, ч;

Сл - стоимость лампы (в соответствии со справочными материалами), руб.

В) Затраты на закупку и монтаж светильников, рассчитываем по формуле:

(5.16)

где Ссв - стоимость светильника (в соответствии со справочными материалами), руб.;

Км - поправочный коэффициент, учитывающий затраты на монтаж осветительной установки, о.е. Принимаем: Км = 1,3 о.е.

Приведённые затраты, определяющие экономическую эффективность светильников рассчитываем по формуле:

(5.17)

где Еи - ставка дисконтирования, о.е. Принимаем: Еи = 0,2 о.е.;

К - капитальные затраты на осветительные установки, руб. принимаем К = Зсв;

И - эксплуатационные издержки за период 1 год, руб. Принимаем: И = Зw + Ззл.

Данный расчет был проведен при помощи программы Excel.



Рисунок 5.3. Расчет ТЭО в программе Excel

Результаты расчета:

Злн = 650,4 руб.;

Злл = 590,08 руб.;

Зсдл = 1000,26 руб.

Выбираем систему освещения с наименьшими приведенными затратами.

Для данного вспомогательного помещения наиболее экономически оправданным является использование светильников с люминисцентными лампами. Принимаем светильники с люминисцентными лампами серии ЛПО-01 х14W (Т5) с мощностью одной лампы 14 Вт и световым потоком 1350 Лм в количестве 4 ед. (со степенью защиты IP54).

Далее выполняем проверочный расчет выбранных осветительных приборов методом коэффициента использования:



Таким образом, данное количество светильников создает требуемую освещенность.

Расчет мощности аварийного освещения.

Данные по выбранным осветительным установкам приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2. Осветительные установки

Наименование помещения	Характеристика помещения	Площадь, м2	Кол-во и тип светильников (тип и мощность одной лампы)
			Рабочее	Аварийное
Механический Участок	Нормальная среда	2016	56 х ГСП-17 (ДРИ, 400Вт)	19 х АТ-ДО-075 (СДЛ, 75Вт)
Суммарная активная мощность освещения мех. уч., Р, кВт	22,176	1,5
Суммарная реактивная мощность осв-я мех. уч., Q, квар	31,93	0,495
Суммарная полная мощность освещения мех. уч., S, кВА	38,86	1,579
Участок окраски	Пожароопасная среда	144	4 х ГСП-17 (ДРИ, 250Вт)	2 х АТ-ДСП-11/60 (СДЛ, 60Вт)
Суммарная активная мощность освещения уч. окр, Р, кВт	0,99	0,126
Суммарная реактивная мощность осв-я уч. окр., Q, квар	2,138	0,042
Суммарная полная мощность освещения уч. окраски, S, кВА	2,35	0,133
Вспомогательное помещение	Нормальная среда	72	4 х ЛПО-01 х14W (ЛЛ, 14 Вт)	-
Суммарная активная мощность осв-я вспом. пом-я, Р, кВт	0,05	-
Суммарная реактивная мощ-ть осв-я вспом. пом-я, Q, квар	0	-
Суммарная полная мощность осв-я вспом. пом-я, S, кВА	0,05	-
Суммарная активная мощность освещения цеха, Р, кВт	23,216	1,626
Суммарная реактивная мощность освещения цеха, Q, квар	34,068	0,537
Суммарная полная мощность освещения цеха, S, кВА	41,26	1,712

5.2 Выбор питающих и распределительных сетей

Выбор питающих сетей

Условие выбора сечения кабелей имеет вид:

, (5.18)

где - расчётный ток, А;

- допустимая длительная токовая нагрузка на кабель.

Для участка с нормальной средой (щит рабочего и аварийного освещения расположены в механическом участке цеха):

, (5.19)

где - длительно допустимый ток для кабелей при нормальных условиях прокладки.

Выбор кабеля, питающего щит рабочего освещения

Выбираем кабель, питающий щит рабочего освещения цеха.

Мощность рабочего освещения (табл. 5.2):

Определяем расчетный ток для выбора проводов:

, (5.20)



где U_ном = 380 В-номинальное напряжение сети.

Выбираем пятижильный кабель АВВГнг (5х25) (I_н.д = 75 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией. Изолированные жилы кабелей имеют отличительную расцветку. Изоляция нулевых жил выполняется голубого цвета. Изоляция жил заземления выполняется зелено-желтой расцветки. Оболочкой - ПВХ пластикат без защитного покрова.

82А > 62,69

Условие выбора выполняется.

Выбор кабеля, питающего щит аварийного освещения

Выбираем кабель, питающий щит аварийного освещения цеха. Мощность аварийного освещения (табл. 5.2):

Определяем расчётный ток для выбора кабеля

Выбираем пятижильный кабель АВВГнг (5х2,5) (I_н.д= 19 А).

19 А >2,6 А

Условие выбора выполняется.

Результаты расчета выбора питающих сетей сводим в таблицу 5.3.

Выбор распределительных сетей

Механический участок цеха

Рабочее освещение.

Светильники рабочего освещения механического участка цеха расположены в 4 ряда (рисунок 5.5). По результатам разбивки светильников по фазам, получаем, что от каждой фазы запитано по 19,19,18 светильников соответственно.

В качестве распределительных кабелей выбираем пятижильные кабели. В качестве отпаек к светильникам выбираем трёхжильные кабели. Кабели прокладываем, используя тросовую проводку.

Мощность каждого ряда светильников Sряд =

Рассчитываем ток для рабочего освещения одного распределительного кабеля (для 2х рядов светильников):

Выбираем для питания рабочего освещения механического участка цеха кабель АВВГнг (5х6) (I_н.д= 32 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

От каждого распределительного кабеля через распределительную коробку запитывается каждый светильник. В качестве отпайки к светильникам рабочего освещения механического участка цеха выбираем трёхжильные кабели с минимальным сечением АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Аварийное освещение.

Светильники аварийного освещения механического участка цеха расположены в 3 ряда. Два ряда содержат по 6 светильников и один - 7, каждый ряд запитан от одной фазы (рисунок 5.5).

В качестве распределительных кабелей и отпаек к светильникам выбираем двухжильные кабели. Кабели прокладываем, используя тросовую проводку.

Мощность каждого ряда светильников Sряд =

Рассчитываем ток для аварийного освещения одного распределительного кабеля (для 1 ряда светильников):



Выбираем для питания аварийного освещения механического участка цеха кабели АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

От каждого распределительного кабеля через распределительную коробку запитывается отдельный светильник. В качестве отпаек к светильникам аварийного освещения механического участка цеха выбираем трёхжильные кабели с минимальным сечением АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Участок окраски цеха

Рабочее освещение.

Светильники рабочего освещения участка окраски расположены в 2 ряда. Каждый ряд содержит 2 светильника, запитанного от своей фазы, подключенных к магистрали рабочего освещения участка окраски (пятижильный кабель) (рисунок 5.5).

В качестве магистрального и распределительного кабеля выбираем пятижильный кабель (т.к. необходимо подключение УЗО). В качестве отпаек к светильникам выбираем трёхжильные кабели. Кабели прокладываем, используя тросовую проводку.

Рассчитываем ток для магистрали рабочего освещения:

Выбираем в качестве магистрального кабеля участка окраски АВВГнг (5х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Мощность каждого ряда светильников Sряд = ВА

Рассчитываем ток для распределительных кабелей рабочего освещения (для 2х рядов светильников):

Выбираем в качестве распределительных кабелей участка окраски АВВГнг (5х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

От каждого распределительного кабеля через распределительную коробку запитывается отдельный светильник. В качестве отпаек к светильникам рабочего освещения участка окраски цеха выбираем трёхжильные кабели с минимальным сечением АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Аварийное освещение.

Светильники аварийного освещения участка окраски цеха расположены в 2 ряда, запитанных от фазы А, В, С. Каждый ряд содержит 1 светильник (рисунок 5.5).

В качестве магистрального кабеля выбираем пятижильный кабель. В качестве распределительных кабелей и отпаек к светильникам выбираем трёхжильные кабели. Кабели прокладываем, используя тросовую проводку.

Рассчитываем ток для магистрали аварийного освещения:

Выбираем для питания аварийного освещения участка окраски цеха кабеля АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Мощность каждого ряда светильников Sряд =

Рассчитываем ток аварийного освещения одного распределительного кабеля (для 2 рядов светильников):

Выбираем для распределительных кабелей аварийного освещения участка окраски кабеля АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

От каждого распределительного кабеля через распределительную коробку запитывается отдельный светильник. В качестве отпаек к светильникам аварийного освещения участка окраски выбираем трёхжильные кабели с минимальным сечением АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Вспомогательное помещение (склад)

Рабочее освещение.

Светильники рабочего освещения вспомогательного помещения цеха расположены в 1 ряда, по 4 светильников, подключённых каждый к своей фазе (рисунок 5.5).

В качестве магистрального и распределительных кабелей выбираем пятижильные кабели. В качестве отпаек к светильникам выбираем трёхжильные кабели. Кабели прокладываем, используя тросовую проводку.

Рассчитываем ток для магистрали рабочего освещения вспомогательного п-я:

Выбираем в качестве магистрального кабеля вспомогательного помещения АВВГнг (5х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Мощность каждого ряда светильников Sряд =

Рассчитываем ток для рабочего освещения каждого распределительного кабеля (для 2 рядов светильников):

Выбираем в качестве распределительных кабелей вспомогательного помещения АВВГнг (5х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

От каждого распределительного кабеля через распределительную коробку запитывается отдельный светильник. В качестве отпаек к светильникам рабочего освещения вспомогательного помещения выбираем двухжильные кабели с минимальным сечением АВВГнг (3х2,5) (I_н.д= 19 А) с алюминиевой жилой и ПВХ изоляцией.

Результаты выбора распределительных сетей сводим в таблицу 5.3.

Таблица 5.3. Характеристики кабелей освещения цеха

Кабель	SР, кВА	IР, А	Марка провода	IН.Д.кабеля, А	Кол-во кабелей
Питающие сети
Питание ЩРО	41,26	62,69	АВВГнг5х25	82	1
Питание ЩАО	1,72	2,6	АВВГнг5х2,5	19	1
Распределительные сети
Механический участок
Распред. кабель РО	19,43	29,52	АВВГнг (5х6)	32	2
Отпайки к светил. РО	0,69	-	АВВГнг (3х2,5)	19	56
Распред. кабель АО	0,53	1,39	АВВГнг (3х2,5)	19	3
Отпайки к светил. АО	0,08	-	АВВГнг (3х2,5)	19	19
Участок окраски
Магистраль РО	2,35	3,57	АВВГнг (5х2,5)	19	1
Распред. кабель РО	2,35	3,57	АВВГнг (3х2,5)	19	1
Отпайки к светил. РО	0,43	-	АВВГнг (3х2,5)	19	6
Магистраль АО	0,133	0,21	АВВГнг (3х2,5)	19	1
Распред. кабель АО	0,133	0,21	АВВГнг (3х2,5)	19	1
Отпайки к светил. АО	0,067	-	АВВГнг (3х2,5)	19	2
Вспомогательное помещение
Магистраль РО	0,05	0,0759	АВВГнг (5х2,5)	19	1
Распред. кабель РО	0,05	0,0759	АВВГнг (5х2,5)	19	1
Отпайки к светил. РО	0,0125	-	АВВГнг (3х2,5)	19	8

5.3 Выбор щитов освещения

В качестве осветительных щитков для распределения электроэнергии рабочего и аварийного освещения, а также для защиты электрических установок при перегрузках и токах короткого замыкания, для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей, а также для защиты людей и животных от поражения электрическим током применяем распределительные шкафы серии ПР-8501 встроенного (утопленного) исполнения. Высота установки шкафа 1,5 м.

Питание щитов электрического освещения производится от шин цеховых трансформаторов с низшим напряжением 400/230В (напряжение сети 380/220В)

Щиты освещения выбираем исходя из условия:

, (5.21)

где - количество отходящих линий ПР (автоматических выключателей), ед.;

- количество отходящих линий в соответствии со схемой освещения (Рисунок 5.6), ед.

- для рабочего освещения выбираем ЩРО - ПР8501-007-IP54-У1;

- для аварийного освещения выбираем ЩАО - ПР8501-007-IP54-У1.

Шкафы ПР8501-007-IP54-У1 не имеют АВ на вводе, и подключаются с помощью зажимов. Номинальный ток ЩО Iном=160 А.

Данные шкафы укомплектованы 4-мя трёхполюсными АВ (на каждую отходящую линию) ВА51-31 с расцепителями на токи 10 - 100 А. Выбор токов расцепителя каждого АВ (по данным табл. 5.3) сведён в таблицу 5.4.

Таблица 5.4. Осветительные кабели и групповые щитки

ЩО	Тип группового щита	Вводной выключатель	Фидерный кабель	Фидерный выключатель
		Тип	IНОМ, А	Тип	IРАСЧ, А	Тип	IНОМ, А	Iрасц., А
ЩРО	ПР8501-007-IP54-У1	-	-	АВВГнг (5х6)	29,52	ВА51-31	100	31,5
				АВВГнг (5х6)	29,52	ВА51-31	100	31,5
				АВВГнг (5х2,5)	0,0759	ВА51-31	100	6,3
				АВВГнг (5х2,5)	3,57	ВА51-31	100	6,3
ЩАО	ПР8501-007-IP54-У1	-	-	АВВГнг (3х2,5)	1,39	ВА51-31	100	6,3
				АВВГнг (3х2,5)	1,39	ВА51-31	100	6,3
				АВВГнг (3х2,5)	1,39	ВА51-31	100	6,3
				АВВГнг (3х2,5)	0,21	ВА51-31	100	6,3

Схема распределительных шкафов типа ПР8501-007-IP54-У1 представлена на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4. Схема распределительных шкафов типа ПР8501-007-IP54-У1

Схема выполнения рабочего и аварийного освещения в цеху представлена на рисунках 5.5, 5.6.

Рисунок 5.5. Схема размещения светильников рабочего и аварийного освещения

Рисунок 5.6. Однолинейная схема освещения цеха



6 Расчет электронагрузок, выбор числа и мощности трансформаторов, места подстанции

6.1 Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки рассчитываем методом упорядоченных диаграмм.

В основе метода лежат коэффициент использования (Ки) и коэффициент максимума (Км).

Исходные данные:

К - количество типов ЭП;

- номинальная мощность каждого ЭП;

- количество ЭП каждого типа;

Рассчитаем электрическую нагрузку для всего цеха. Все ЭП группируются по типу, однородности режима работы, мощности:

- станки токарные;

- станки фрезерные;

- автоматическая линия 1;

- автоматическая линия 2;

- вентиляторы (мех. участок);

- насосы;

- мостовые краны;

- транспортеры;

- индукционные печи;

- печи сопротивления;

- машина дуговой сварки;

- прессы;

- вентиляторы (уч. окраски);

- насосы (уч. окраски);

- окрасочные камеры;

- компрессор.

Последовательность расчета методом упорядоченных диаграмм:

1) В соответствии со справочными данными для ЭП каждого типа определяем и;

2) Для каждого типа ЭП определяется суммарная среднесменная нагрузка:

(6.1)

(6.2)

3) Определяется суммарная среднесменная нагрузка цеха:

(6.3)

(6.4)

4) Определяется средний коэффициент использования цеха:

(6.5)

5) Определяется эффективное число электроприемников:

(6.6)

Поскольку в группу входят ЭП разной мощности и с разными режимами работы, то их приводят к ЭП одинаковой мощности и одинакового режима работы с помощью n_эф.

6) Определяется коэффициент максимумов аналитически:



(6.7)

если ;

(6.8)

если ;

,

если

7) Определяется расчетная нагрузка цеха (участка цеха):

(6.9)

(6.10)

(6.11)

(6.12)

(6.13)

Подробнее рассмотрим полученное значение номинальной мощности мостового крана и машины дуговой сварки:

Для мостового крана выбрано 3 двигателя с ;; .

Так как данный электроприемник работает в повторно-кратковременном режиме, то надо привести паспортную нагрузку к нагрузке продолжительного режима по формуле:



(6.14)

ПВ - продолжительность включения крана.

Согласно заданному варианту: ПВ = 25%.

По заданию для машины дуговой сварки

Так как данный электроприемник работает в повторно-кратковременном режиме, то надо привести паспортную нагрузку к нагрузке продолжительного режима по формуле:

(6.15)

Ранее была принята продолжительность включения машины дуговой сварки: ПВ = 25%.

Мощности и расчетный ток ЩРО и ЩАО известны из предыдущих расчетов (таблица 5.2):

Р_ЩРО = 23,216 кВт; Q_ЩРО =34,068 квар; S_ЩРО =41,26 кВА; I_ЩРО.Р.= 62,69А

Р_ЩАО = 1,626 кВт; Q_ЩАО = 0,537 квар; S_ЩАО = 1,712 кВА; I_ЩАО.Р.= 2,6 А

Результаты всех расчетов сведены в таблицу 6.1.

Пример расчета:

По формуле (6.5) определяет средний коэффициент использования цеха:



По формуле (6.6) определим эффективное число электроприемников:

Следовательно примем эффективное число электроприемниковn_эф=47

Так как n_эф больше 10 и то по формуле (6.8) коэффициент максимума:

Расчётные максимумы активной и реактивной нагрузки:

Таблица 6.1. Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)

Исходные данные	Расчетные величины	Эффективное число ЭП nЭ, ед.	Коэффициент максимума КМ,о.е.	Расчетная мощность	Расчетный ток, А
по заданию технологов	по справочным данным	, кВт	, квар	, кВт	, квар	о.е.			Активная, кВт	Реактивная, квар	Полная, кВА
Наименование ЭП	Количество ЭП, n, ед.	Номинальная (установленная) мощность, кВт	Коэффициент использования, Ки,о.е.	, о.е.
		одного ЭП Рном, кВт	Суммарная Рсум, кВт
Станки токарные	14	18	252	0,17	1,73	42,84	74,11	474,5	447,53	0,373	47	1,255	595,3	447,53	744,76	1132
Станки фрезерные	7	15	105	0,17	1,73	17,85	30,88
Автоматическая линия 1	3	45	135	0,4	1,02	54	55,08
Автоматическая линия 2	1	55	55	0,4	1,02	22	22,44
Вентиляторы (мех. участок)	9	11	99	0,6	0,75	59,4	44,55
Насосы (мех. участок)	6	11	66	0,7	0,62	46,2	28,64
Мостовые краны	3	5,5	16,5	0,1	1,73	1,65	2,85
		1,1	3,3	0,1	1,73	0,33	0,57
		3,75	11,25	0,1	1,73	1,125	2,46
Транс-портеры	5	11	55	0,7	1,17	38,5	45,05

Расчет нагрузки технологического оборудования цеха:

(по заданному варианту)

Полная расчетная мощность цеха:

(6.16)

(6.17)

6.2 Выбор числа и мощности трансформаторов цеха

По составу и характеру нагрузки электропотребители цеха относятся к II и III категории по бесперебойности электроснабжения, следовательно, необходимо наличие двух трансформаторов. Мощность трансформаторов ТП цеха определяется по формуле:

(6.18)

где - полная расчетная мощность цеха, кВА;

n - количество трансформаторов, шт.;

- коэффициент загрузки трансформаторов.

Принимаем = 0,8 (для потребителей второй категории по бесперебойности электроснабжения).

Мощность трансформаторов цеха:

Так как нагрузка цеха относится по бесперебойности электроснабжения ко II и III категориям, то в качестве варианта компоновки ТП рассмотрим:

Двухтраснформаторная ТП 2х1000;

Определим реальный коэффициент загрузки:

На основании полученных Кз и S_тр выбираем двухтрансформаторную ТП с трансформаторами 2х ТМ-1000/10.

Характеристики выбранных трансформаторов приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2. Параметры выбранных трансформаторов

Тип трансформатора		Напряжение обмотки, кВ	Потери, кВт	UK, %	Iхх, %
	кВА	ВН	НН	?РХ	?РК
ТМ-1000/10	1000	6,10	0,4; 0,69	1,9	10,5	5,5	1,15



7. Расчет необходимой компенсирующей мощности и выбор КУ

7.1 Расчет необходимой компенсирующей мощности

Под компенсацией подразумевается установка местных источников реактивной мощности (в сетях 0,4 кВ в цеху предприятия, так как передача реактивной мощности из высоковольтной сети в низковольтную в случае установки этих источников на напряжении выше 1 кВ также невыгодна), благодаря которым повышается пропускная способность сетей и трансформаторов по активной мощности, необходимой большинству потребителей, а также уменьшаются потери электроэнергии.

Основная задача компенсации - снизить перетоки реактивной мощности от источников до потребителей.

Технико-экономические условия компенсации (условия, дающие экономический эффект):

, (7.1)

ток в сети:

(7.2)

Таким образом, если мы компенсируем реактивную мощность, то уменьшаем полную мощность и ток.

Это позволяет уменьшить мощность трансформаторов и сечение сети.

Потери активной мощности определяться по выражению:

(7.3)



Компенсируя реактивную мощность, мы снижаем потери активной мощности, что позволяет уменьшить число работающих генераторов.

Наряду с потерями активной мощности снижаются потери реактивной мощности, которые определяются выражением:

(7.4)

Уменьшая реактивную мощность, мы снижаем потери реактивной мощности и мощность компенсирующих устройств, которые нужно устанавливать на ПП.