Электроснабжение и электрооборудование грузоподъемного цехового мостового крана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования. Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 -2500 кВт. Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейфера ми, специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, располагаемым в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.

Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно - кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командо-контроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы. В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу. В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях. Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

1 Описательная часть

1.1 Краткая характеристика электрооборудования механосборочного цеха

Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ по черным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевых резьб. Токарно-винторезные являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства. Конструктивная компоновка станков практически однотипна. Основными узлами данного станка являются: станина, на которой монтируется все механизмы станка, передняя (шпиндельная) бабка, в которой размещаются коробка скоростей, шпиндель и другие элементы, коробка подач, передающая с необходимым соотношением движения от шпинделя к суппорту, фартук, в котором преобразуется вращение винта или валика в поступательное движение суппорта; в пиноле задней бабки может быть установлен центр для поддержки обрабатываемой детали или стержневой инструмент (сверло, развертка и т.п.).

Мостовые краны относятся к кранам с несущими пролетными конструкциями, которые имеют самоходный мост, перемещающийся вдоль цеха по рельсам, состоящий из сварных балок коробчатого или таврового сечения. По верху моста устанавливают рельсы, по которым передвигается самоходная грузовая тележка с механизмом подъема. Обслуживаемая краном площадь имеет форму прямоугольника. Основные характеристики: грузоподъемность достигает 500 т, пролеты-60м, высота подъема -50м, передвижения моста 0,5-2,5 передвижение тележки 0,1 -10, подъема груза до 1,0. По конструкции мостовые краны могут быть однобалочные, двухблочные. Первые применяются при грузоподъемности 1-5 тонн, а вторые при грузоподъемности 1-5 тонн и более. У однобалочных мостовых кранов мостом служит балка двутаврового сечения, которая одновременно называется ездовой и которая опирается на две концевые (поперечные) балки, снабженные ходовыми колесами. Краны однобалочного исполнения выгодно отличает применение грузовой тележки консольного типа, что позволяет расширить возможность подхода главного крюка за счет уменьшения «мертвых зон» в торцах зданий. В качестве съемного грузозахватного органа, мостовые краны могут быть дополнительно оснащены грейфером, грузоподъемным электромагнитом, траверсой с электромагнитами и другими приспособлениями, что значительно расширяет область применения мостовых кранов.

Конвейер (от англ.convey-продвигать)- такая организация выполнения операций над объектами, при которой весь процесс воздействия разделяется на последовательность стадий с целью повышения производительности путем одновременного независимого выполнения операций над несколькими объектами, проходящими различные стадии. Конвейером также называют средство продвижения объектов между стадиями при такой организации. Важной характеристикой работы конвейера является ее непрерывность. Это верно и когда конвейером называют средство для транспортировки грузов на небольшие расстояния, и когда конвейер-система поточного производства на базе двигающегося объекта для сборки. Эта система превратила процесс сборки сложных изделий, ранее требующий высокой квалификации от сборщика, в рутинный, монотонный, низко-квалифицированный труд, значительно повысив его производительность.

Пресс-это механизм для производства давления с целью уплотнения вещества, выжимания жидкостей, изменений формы, подъема и перемещения тяжестей, а также для кузнечно-штамповочных работ. По конструкции прессы бывают: винтовые, гидравлические, клиновые, магнитно-импульсные, рычажные эксцентриковые.

Вытяжной вентилятор монтируется непосредственно на крыше здания, обычно имеют специальную раму для обеспечения долговечности и стойкости к атмосферным воздействиям. В связи с тем, что они практически весь срок службы находятся на улице, к ним предъявляют особые требования по влагоустойчивости и пылеустойчивости. Обычно они выполняются из высококачественной стали с эпоксидным коррозионно-стойким покрытием, либо гальванизированной.

Калорифер-это теплообменник. Вентиляционный канальный калорифер упрощенно представляет собой участок воздуховода с вмонтированным в него тепловыделяющими элементами. Калорифер может быть электрическим и водяным. Электрический калорифер в качестве тепловыделяющего элемента содержит ТЭН. Водяной калорифер представляет собой трубчатый теплообменник и очень напоминает автомобильный радиатор.

Насос гидравлический - проточная гидравлическая машина, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твердыми и коллоидными веществами или снижение газов. Гидравлические насосы - это надежный источник давления для гидравлического инструмента, независимый от внешнего источника питания. Все насосы гидравлические насосы оснащены встроенными предохранительными клапанами, которые настроены на номинальное давление 70 или 80 МПа. Гидравлические насосы предназначены для промышленного применения, основными особенностями насосами с гидравлическим приводом являются мощность, энергетическая независимость, возможность перекачивать грязные жидкости с крупными частицами.

Шлифовальные станки имеют вращающийся абразивный инструмент. Эти станки применяют в основном для окончательной (финишной) чистовой обработки детали, путем снятия с их поверхности слоев металла, с точностью, доходящей до десятых долей микрометра и придания обрабатываемой поверхности высокой чистоты. На шлифовальные поступают заготовки. Предварительно обработанные на других станках с оставлением небольшого припуска под шлифование, величина которого зависит от требуемого класса точности, размеров детали и предшествующей обработки. На шлифовальных станках выполняют: обдирку, разрезку и отрезку заготовок, точную обработку плоскостей, поверхностей вращения, зубьев колес, винтовых и фасонных поверхностей и т. п.

Гидравлический пресс - это промышленная машина, которая позволяет, прилагая в одном месте небольшое усилие, одновременно получать в другом высокое усилие. Гидравлический пресс состоит из двух сообщающихся гидравлических цилиндров (с поршнями) разного диаметра. Цилиндр заполняется гидравлической жидкостью водой, маслом или другой подходящей жидкостью. По сути, гидравлический пресс можно сравнить с эффектом рычага, где в качестве передающего усилие объекта используется жидкость, а усилие зависит от величины отношения площадей рабочих поверхностей.

Токарно - четырехшпиндельный полуавтомат - предназначен для черновой и чистовой токарной обработки деталей типа вал, фланец, стакан, ступица, шкив со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности в условиях крупносерийного и массового производства.

Резьбонарезной станок - предназначен для нарезания трубной цилиндрической и метрической резьбы на трубах, круглом прокате из черных, цветных, нержавеющих металлов, а также для снятия внутренней фаски. В качестве привода на резьбонарезные станки устанавливают электродвигатели мощностью до 1500 Вт.

Долбежный станок - предназначен для обработки методом долбления крупногабаритных корпусных и базовых деталей из чугуна, стали и цветных металлов. Станки оснащены поворотной долбежной головкой с двигателем постоянного тока и датчиком точного вертикального положения долбежной головки. Привод долбяка снабжен электрическим вариатором скорости, обеспечивающим безвибрационную обработку пазов и других поверхностей. Стол оснащен длительным механизмом и датчиком точного поворота через 90°. Привод стола обеспечивает быстрые и медленные установочные перемещения, а также рабочие подачи стола. Управление и контроль работы станка осуществляется с подвесного пульта, в том числе настройка длины долбяка, отсчет перемещений и углов поворота стола.

Поперечно-строгальный станок служит для обработки мелких и средних деталей. Основным параметром этих станков является наибольшая длина хода ползуна - 200…1000 мм. Главное движение сообщается инструменту. Станки имеют механический привод ползуна, совершающего возвратно-поступательные движения при помощи кулисного механизма. Станки оснащены трехпозиционным столом, позволяющим обрабатывать поверхности деталей выполняя обычные строгальные работы (первая позиция стола), поверхности с уклонами, типа клиньев, в поперечных и продольных направлениях (вторая позиция) с использованием наклоняемого стола.

Радиально-сверлильный станок имеет широкий спектр применения (сверление, растачивание, развертывание, зенкование, обработка фасок и конусов, нарезание резьбы на мелких и средне размерных деталях), удобен в обслуживание и отличается высокой точностью и производительностью. Станок спроектирован с усиленной конструкцией шпинделя, что увеличивает жесткость, стабильность и обеспечивает станку широкий диапазон применения. Надежная гидравлика гарантирует плавное и точное перемещение шпиндельной головы, манипулятора и колонны. Горизонтальный механизм подачи (типа винт-гайка) закреплен 3-х ступенчатым подшипником, поэтому он легко и свободно перемещается с малыми усилиями.

Заточный станок - предназначен для заточки и доводки основных видов режущих инструментов из инструментальной стали, твердого сплава абразивными, алмазными и эльборовыми кругами, и эльборового шлифовального круга.

Координатно-расточный станок предназначен для обработки отверстий с высокой точностью взаимного расположения относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных плитах, штампах в единичном мелкосерийном производстве. На этих станках выполняют практически все операции, характерные для расточных станков. Кроме того, на координатно-расточных станках можно производить разметочные операции. Для точного измерения координатных перемещений станки снабжены различными механическими, оптико-механическими, индуктивными и электронными устройствами отсчета, позволяющими измерять перемещения подвижных узлов с высокой точностью - 0,003…0,005 мм. Станки снабжены универсальными поворотными столами, дающими возможность обрабатывать отверстия в полярной системе координат и наклонные отверстия.

Притирочный станок - предназначен для тонкой отделки (доводки и притирки) плоских и цилиндрических поверхностей при помощи притиров, на поверхность которых нанесены полированные или доводочные материалы. Притиры вращаются с различной частотой в одну или в противоположные стороны, сепаратор совершает колебательное движение обрабатываемых поверхностей деталей относительно в горизонтальной плоскости. В результате сложного движения обрабатываемых поверхностей деталей относительно притиров обеспечивается равномерная их обработка, высокая точность формы (погрешность до 1 - 3 мкм). Обработка на притирочных станках позволяет получать поверхность 14-го класса точности.

Универсально-заточный станок - предназначен для заточки затылованных фрез, дисковых фрез с твердосплавными пластинками по передней грани и плоских строгальных ножей.

1.2 Основное электрооборудование цехового мостового крана

мостовой кран трансформатор ток заземление

Электрооборудование крана состоит из электродвигателей, пускорегулирующей и защитной аппаратуры, конечных выключателей, гибкого токо-провода, токосъемников, кабелей и проводов.

На кранах управления с пола шкаф управления устанавливается на концевой балке. Шкаф управления состоит из токо-продвода, токосъемников, осветительной и сигнальной аппаратуры, кабелей и проводов.

Питание электрооборудования крана осуществляется от цеховой сети переменного тока напряжением 380 В. Трехфазный переменный ток подводится к крану с помощью гибкого кабеля, троллеев и токоприемников. Питание электротали осуществляется через гибкий кабель, который подвешивается посредством скользящих зажимов к натянутой вдоль моста струне.

Для электрической защиты электрооборудования предусмотрены автоматические выключатели. На концевой балке, противоположной главным троллеям, размещен конечный выключатель ограничения хода крана. Электросхемой предусмотрена блокировка, не позволяющая работать на кране при открытой двери кабины. Цепи сигнализации и освещения устанавливаются только на кране с управлением из кабины.

Кабель ввода через ящик ввода QF1 проходит до аппаратного шкафа, где находится вся аппаратура управления и защиты крана;

От вводных зажимов ящика ввода QF1 получает питание трансформатор TV ремонтного освещения напряжением 380/12 В, защищенный автоматическим выключателем QF3;

К зажимам силовой цепи Al, Bl, C1 подключены контакты линейного пускателя КМ1;

В цепи катушки пускателя КМ 1 включены контакты SQ5 выключателя кабины, контакты реле контроля фаз KV, контакты кнопок "Пуск" и SB2 "Стоп" на пульте управления. При замкнутых перечисленных контактах включается линейный пускатель КМ1 в главной цепи.

Схема подготовлена к работе.

При этом контакты SB3 зашунтированы блокконтактом КМ1. Движение крана осуществляется через пост управления SB8, SB9. При замыкании контактов переключателя через контакты соответствующего конечного выключателя SQ4 включается пускатель направления КМ2,1 или КМ2,2;

На зажимы статора двигателей передвижения подается напряжение. Одновременно включаются электромагниты тормозов VB2 и VB3;

Управление механизмом передвижения тали осуществляется нажатием кнопок SB6, SB7 на пульте Управления, при этом включается пускатель ЗК или 4К;

Управление механизмом подъема, опускания осуществляется нажатием кнопок SB4, SB5 на пульте управления, через контакты соответствующего конечного выключателя SQ1, SQ2 включается пускатель 1К или 2К.

Аварийная остановка крана осуществляется нажатием кнопки SB2 "Стоп" на пульте управления. При обрыве питающей фазы срабатывает реле контроля фаз KV и происходит отключение линейного пускателя.

Нагрузка кранов, как правило, изменяется в широких пределах: для механизмов подъема -- от 0,12 до 1,0, а для механизмов передвижения -- от 0,5 до 1,0 номинального значения. Характерно для кранов также то, что их механизмы работают в повторно-кратковременном режиме, когда относительно непродолжительные периоды работы, связанные с перемещением грузов, чередуются с небольшими паузами на загрузку или разгрузку и закрепление груза. Поскольку на кранах применяется многодвигательный привод, и двигатели через, передачи связаны с механизмами подъема или передвижения, то они, как и другие элементы электрооборудования кранов, работают также в повторно-кратковременном режиме при большом числе включений в час.

Легкому режиму работы соответствуют ПВ=104-4-15% и А = 604-100 (строительно-монтажные краны), среднему ПВ = 154-25% и А= 1204-200 (краны механических и сборочных цехов машиностроительных заводов), тяжелому ПВ=254-40% и А = 3004-400 (краны производственных цехов и складов на заводах с крупносерийным производством), весьма, тяжелому -- ПВ = -- 404-60% и А=4004-600 (технологические краны металлургических заводов). Значения коэффициентов использования приведены в [21].

Помимо тяжелых условий работы при большом числе включений в час электрооборудование мостовых кранов обычно находится в условиях тряски, высокой влажности воздуха, резких колебаний температуры и запыленности помещений. В связи с этим на кранах применяется специальное электрооборудование, приспособленное к условиям работы кранов и отличающееся повышенной надежностью. ,

Основное крановое электрооборудование: электродвигатели, силовые, магнитные и командные контроллеры, пускорегулировочные резисторы, Тормозные электромагниты, конечные выключатели и другие -- в значительной степени стандартизовано. Поэтому различные по конструкции краны комплектуются обычно таким электрооборудованием по типовым схемам.

Электрооборудование мостовых кранов выполняется и эксплуатируется в соответствии с «Правилами, устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов».

Рабочее напряжение сети, питающей краны, не должно превышать 500 В. В соответствии с этим на кранах применяется электрооборудование на 220 или 380 В переменного тока и 220 или.440 В постоянного тока. Напряжение 440 В используется только в силовых цепях кранов большой грузоподъемности.

Для защиты питающих проводов и электродвигателей от токов к. з. и значительных перегрузок (свыше 225%) на кранах предусматривается максимальная токовая защита с помощью реле максимального тока или автоматических выключателей. Плавкие предохранители используют только для защиты цепей управления. Тепловая защита на кранах обычно не применяется, так как в условиях повторно-кратковременного режима работы двигателей она может приводить к ложным отключениям. Для предотвращения самозапуска двигателей, т. е. самопроизвольного пуска их при восстановлении напряжения сети после перерыва в электроснабжении, в электрических схемах кранов используют совместно с «нулевой» защитой блокировку нулевой позиции контроллеров. Обязательным является наличие конечных выключателей для автоматической остановки, механизмов при подходе их к крайним положениям. Для безопасности обслуживания электрооборудования люк для выхода из кабины на мост снабжается конечным выключателем, снимающим напряжение со вспомогательных троллеев при открывании люка. Все токоведущие части в кабине крана полностью ограждаются. Механизмы кранов оснащаются тормозами замкнутого типа с электромагнитами, которые автоматически растормаживают механизм при включении и затормаживают его при отключении двигателя. Металлоконструкции кранов и все металлические части электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за порчи изоляции, должны быть заземлены. Соединение с контуром заземления цеха осуществляется через подкрановые пути.

На рис. 3-3 в качестве примера приведена структурная схема одного из вариантов электрооборудования мостового крана, работающего на переменном токе. Питание от цеховой сети подается на кран через главные троллеи, к токосъемникам которых подключены находящиеся в кабине защитная панель -15 и щиток 17 вспомогательных цепей 18 (освещения и сигнализации) и 19 (аварийного освещения), В свою очередь к защитной панели подключены: а) через вспомогательные троллеи-- электрооборудование, размещенное на тележке: электродвигатель/и электромагнит тормоза 2 тележки, электродвигатель 3 и электромагнит тормоза 4 подъема, конечный выключатель подъема 5; б) электрооборудование, расположенное на мосту: электродвигатель 9 и электромагнит тормоза 10 моста, шкаф 8 магнитного контроллера привода подъема, пускотормозные резисторы 11, конечные выключатели 6 (моста) и 7 (тележки); в) органы управления работой крана: командоконтроллер привода подъема 13, контроллеры 12 (привода тележки) и 14 (привода моста), а также конечный выключатель люка кабины 16,

Структурная схема электрооборудования мостового крана

1.3 Требование к электроприводу механизмов крана

Для выбора системы электропривода необходимо четко представлять себе технологические требования к приводу того механизма, для которого он выбирается. Установление таких требований облегчает выбор оптимальной системы электропривода, т. е. такой, которая наиболее проста и дешева из всех систем, обеспечивающих желаемые эксплуатационные показатели механизма.

Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах (для обычных кранов до 4: 1, для специальных кранов -- до 10: 1 и более) в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку -- с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора, так как не требуют многократного повторения пусков для снижения средней скорости привода перед остановкой механизма.

2. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.

3. Ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связано с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора, с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с уменьшением раскачивания подвешенного на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения; второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.

4. Реверсирование электропривода и обеспечение его работы, как в двигательном, так и в тормозном режиме.

1.4 Описать кинематическую схему механизмов крана

Кинематическая схема механизма подъема груза показана на рис. 25.

Механизм состоит из четырех основных блоков-узлов: электродвигателя, тормоза, редуктора и барабана, связанных между собой муфтами. При такой конструкции механизма возможна быстрая смена одного или нескольких узлов. Наличие муфты с промежуточным валом между электродвигателем и редуктором компенсируют неточности изготовления и монтажа, а также деформации во время работы.

Установкой специальной зубчатой муфты между барабаном и редуктором достигается большая компактность соединительного устройства при сохранении блочности узлов. На наружной поверхности выходного вала редуктора нарезаны зубья, которые входят в зацепление с зубчатым венцом ступицы барабана, образуя своеобразную муфту.

Механизм передвижения тележки (рис. 26). Тележки мостовых кранов общего назначения обычно имеют четыре ходовых колеса, из которых два приводные. Ходовые колеса и буксы образуют единый узел, отвечающий условиям взаимозаменяемости.

В механизмах передвижения тележек применяют трехступенчатые вертикальные редукторы типа В К. Быстроходный вал редуктора связывают с валом двигателя нормальной зубчатой муфтой (МЗ). На второй конец вала двигателя насаживают тормозной шкив.

Концы тихоходного вала редуктора соединяются с ходовыми колесами зубчатыми муфтами с промежуточными валами. Такие муфты даже при больших деформациях рамы тележки во время подъема груза обеспечивают хорошую передачу крутящего момента от редуктора к ходовым колесам.

Механизмы передвижения кранов. Число ходовых колес крана зависит от его грузоподъемности. Краны грузоподъемностью до 50 т перемещаются на четырех ходовых колесах. В тяжелых мостовых кранах число ходовых колес может достигать 24.

Преимущества механизма передвижения описанной конструкции по сравнению с механизмом передвижения предыдущей конструкции заключаются в резком уменьшении диаметра вала (передающего меньший крутящий момент) и соответствующем снижении массы деталей.

Преимущества индивидуального привода заключаются в компактности всего механизма передвижения, меньших маховых моментах электродвигателей, в сокращении времени пуска.



Кинематическая схема механизма подъема груза:

1 -- электродвигатель: 2 -- муфта зубчатая с промежуточным валом: 3 -- тормоз; 4 -- редуктор: 5 -- муфта зубчатая специальная: 6 -- барабан: 7 -- внешняя опора барабана

Кинематическая схема механизма передвижения тележки:

1 -- тормоз; 2 -- электродвигатель; 3 -- зубчатая муфта; 4 -- вертикальный редуктор; 5 -- муфта с промежуточным валом; 6 -- ходовое колесо; 7 -- подшипники в буксах



Кинематические схемы трансмиссии моста крана:

а -- тихоходная трансмиссия; Б -- быстроходная трансмиссия; в -- трансмиссия с индивидуальным приводом

1.5 Выбор рода тока и тип провода

Выбор рода тока для электрооборудования крана имеет важное значение, поскольку с ним связаны такие показатели, как технические возможности привода, капиталовложения и стоимость эксплуатационных расходов, масса и размеры оборудования, его надежность и простота обслуживания.

Для привода крановых механизмов возможно применение различных двигателей и систем электропривода. Их выбор определяется грузоподъемностью, номинальной скоростью движения, требуемым диапазоном регулирования скорости привода, жесткостью механических характеристик, числом включения в час и др. В настоящее время на кранах чаще всего применяют простые системы электропривода, в которых двигатели получают питание от сети переменного или постоянного тока неизменного напряжения через пускорегулировочные резисторы. -

Привод с асинхронными двигателями с к. з. ротором применяется для механизмов кранов небольшой мощности (г^ЛО--15 кВт), работающих в легком режиме. Если необходимо регулировать скорость или обеспечить точную остановку механизма, то можно использовать двух- или трехскоростные двигатели.

Наибольшее распространение на кранах получил привод с асинхронными двигателями, с фазным ротором и ступенчатым регулированием угловой скорости путем изменения сопротивления в цепи ротора. Такой привод достаточно прост, надежен, допускает большое число включений в час и применяется при средних и больших мощностях. С помощью резисторов в цепи ротора можно в широких пределах изменять момент при пуске, получать желаемые ускорения и плавность пуска, уменьшать токи и потери энергии. В двигателе при переходных процессах, а также получать пониженные угловые скорости. Однако этот привод не обеспечивает необходимую жесткость регулировочных характеристик и устойчивую работу при пониженных скоростях. Он неэкономичен вследствие значительных потерь энергии в пускорегулировочных сопротивлениях; кроме того, имеет место повышенный износ двигателя, электромеханических тормозов и контактной аппаратуры управления.

Если к электроприводу крановых механизмов предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, а также необходимо обеспечить низкие устойчивые угловые скорости в различных режимах, то применяют двигатели постоянного тока. Для механизмов подъема приводы на постоянном токе с питанием от сети обычно выполняются с двигателями последовательного возбуждения, которые допускают большие перегрузки по моменту и имеют мягкую естественную характеристику, что позволяет поднимать и опускать легкие грузы с повышенной скоростью. Двигатели параллельного возбуждения применяют в тех случаях, когда необходимо иметь достаточно жесткие механические характеристики при низких угловых скоростях, а также обеспечить работу двигателя на естественной характеристике в генераторном режиме.

Если требуется обеспечить повышенный диапазон регулирования скорости привода, ограничение стопорного момента и плавное протекание переходных процессов двигателя при напряженном режиме работы кранового механизма, то применяют регулируемый электропривод по системе Г -- Д. Использование такой системы при больших мощностях двигателей позволяет облегчить аппаратуру управления и повысить надежность работы привода.

Однако использование двигателей постоянного тока влечет за собой необходимость преобразования переменного тока в постоянный, что до недавнего времени осуществлялось с помощью машинных преобразователей и связано с увеличением капитальных затрат, дополнительными потерями энергии и эксплуатационными расходами. ,

На кранах получили некоторое распространение также и сложные системы электроприводов с асинхронными двигателями: с вихревым тормозным генератором, с дросселями насыщения, двух двигательный привод с регулированием скорости путем наложения механических характеристик и др.

При выборе рода тока для конкретного случая необходимо проанализировать требования к приводу и возможность их выполнения существующими системами на переменном токе.

С развитием силовой полупроводниковой техники открываются новые возможности применения двигателей постоянного и переменного тока в электроприводах крановых механизмов с питанием от тиристорных преобразователей, устанавливаемых непосредственно -на кранах и подключаемых к сети переменного тока. Эти преобразователи имеют высокие энергетические и экономические показатели, повышенную механическую прочность и долговечность, нетребовательны в эксплуатации.

При питании от общей сети переменного или постоянного тока для крановых электродвигателей применяется контроллерное или контакторное управление. При контроллерном управлении все переключения в главных цепях двигателя производятся контактами силового контроллера, управление которым, особенно при интенсивном режиме работы, требует от крановщика значительных усилий и напряжения. Контакторное управление осуществляется с помощью магнитного контроллера, состоящего из командоконтроллера и контакторно-релейиой панели. Переключения в главных цепях двигателя про- изводятся контакторами, а крановщик управляет командоконтроллером. При контакторном управлении процессы пуска, торможения и реверса автоматизируются, что значительно облегчает условия работы крановщика в напряженных режимах. В ряде случаев на одном кране целесообразно применить как контроллерное управление для механизмов с менее напряженным режимом работы, так и контакторное управление -- последнее обычно для механизмов подъема.

1.6 Выбор мощности кранового двигателя на грузоподъёмность Q=10m

2 Расчетная часть

2.1 Расчет токов нагрузки потребителей

При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников. При расчетах и исследовании силовых электрических нагрузок применяют расчетные коэффициенты, характеризующие режимы работы электроприемников. Коэффициент использования Ки характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение активной средней мощности Рем одного или группы приемников за наиболее загруженную смену. Активная мощность за наиболее нагруженную смену: Рем, Вт

Рсм = Ки*Рн? (1)

где Ки - коэффициент использования;

Рн- номинальная мощность

Рсм =42,5*0,13 = 5,1 кВт

Реактивная мощность за наиболее нагруженную смену: Qcm, кВар

Qcm = Рем* tgц (2)

где tgц определяем по cosц

Qm = 5,1*1,7 = 8,7 кВар

Средний коэффициент использования находим по формуле: Ки рс

Kи.рс = Pcm?/Phom? (3)

где Рном? - активная суммарная мощность

Ки.рс = 622/1266 = 0,49

Эффективное число электроприемников : пэ

nэ = 2 Рн? / Рн.mах (4)

где Рмах мощность одного электроприемника

nэ =2*1266/120 = 21,1

Активная расчетная мощность: Рмах, кВт

Рмах = Кмах * Рсм? (5)

где Кмах - коэффициент максимума определяем в зависимости пэ и Ки (2. стр. 54)

Рмах = 622*1,17= 728 кВт

Определяем реактивную максимальную мощность: QMax, кВар

Qмax = Qcm * Кмах (6)

2.2 Выбор и обоснование выбора питающих трансформаторов и высоковольтной аппаратуры управления

При выборе компенсирующих устройств подтверждается необходимость их комплексного использования как для поддержания режима напряжения в сети, так и для компенсации реактивной мощности.

Находим активную энергию: Wa, Вт

Wa=Pm*T (7)

Определяем полную максимальную мощность: Sмах, кВ*А

SMax =v Рмах2 + (QMax-QKy)2 (8)

SMax=7282+(823-917/28)2 =734 кВ*А

где Т = 5000 -- время работы предприятия за год

Wa =728*5000=3640000 Вт

Находим реактивную энергию: Wp, Вт

Wp=Qm*T (9)

Wp =823-5000=4115000 Вт (10)

Определяем фактический Cosц:

Cosц= Wa / V Wa 2+ Wp 2=0,88 (11)

Находим реактивную мощность компенсирующего устройства: QKy, кВар

QKy=Pmax*( tgц1-tgц2) (12)

QKy =728*(l,6-0,34)=917,28 кВар

где no Cosц находим tgcpi = 1,11; tg(p2= 0,34

Находим фактическую реактивную мощность компенсирующего устройства: УКБЛ - 0.38 - 200 - 50 УЗ, номинальная мощность 400кВар;

Определяем фактический Tgц:

Tgц = P?max * tgцr - Qкyф / P?max (13)

Tgц = 728*1,6-900/728= 0,36

Qmax = 823 кВар

Расчетный максимальный ток для электроприемников переменного тока: 1макс, А

Iмакс = Sмax /2*v3*Uh (14)

Iмакс = 734/2* 1,73*,04 = 530 А

По току определяем сечение шин и коммутационную аппаратуру на 0,4 кВ:

Fm =60* 8мм2

R0=0.075 мОм/м - активное сопротивление

А =300 мм - расстояние между шинами

Х0=0.189 мОм/м - индуктивное сопротивление

Полученные данные записываем в таблицу.

Таблица 1- Сводная ведомость нагрузок

Наименование	n	Р1	Рn2	Ки	cosц	tgц	Рем	Qcm
Токарные специальные станки	5	8.5	42.5	0.13	0.5	1.7	5.1	8.7
Алмазно расточные станки	3	5.4	16.2	0.17	0.6	1.32	2.6	3.4
Наждачные станки	2	4.5	9	0.17	0.6	1.32	1.44	11.90
Сверлильные станки	4	3.5	14	0.13	0.5	1.7	1.68	2.85
Заточные станки	2	2.5	5	0.17	0.6	1.32	0.8	1.056
Закалочные станки	2	20	40	0.17	0.6	1.32	6.4	8.4
Круглошлифовальные станки	3	12	36	0.17	0.6	1.32	5.8	7.65
Токарные полуавтоматы	3	15	45	0.18	0.65	1.15	7.6	8.74
Балансированные станки	2	1.8	3.6	0.17	0.6	1.32	0.6	0.8
Вертикально фрезерные станки	3	10	30	0.17	0.6	1.32	4.8	6.33
Вертикально сверлильные станки	2	5	10	0.17	0.6	1.7	0.9	1.53
Кран мостовой	1	18	18	0.06	0.5	1.32	1.6	2.1
Агрегатные станки	2	12.5	25	0.17	0.6	1.32	4	5.28
Шпоночно фрезерные	3	3	9	0.17	0.6	1.32	1.4	1.84
Магнитный директо-скоп	2	1.5	3	0.57	0.6	1.48	0.87	1.28
Дополнительная мощность	8	120	960	0.6	0.6	1.32	576	760.32
Итог			1266				622	823

По таблице Брадиса находим Cosц:

Cosц=0.95

Следовательно, выбор компенсации реактивной мощности дал нам коэффициент мощности равный нормативному 0.95

2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения предприятия. Как правила, трансформаторов на подстанциях устанавливают не меньше двух. Должны учитываться конфигурация производственных помещений, расположения технологического оборудования.

Двух трансформаторные подстанции применяются при значительном числе потребителей.

Таблица 2 - Сводная ведомость выбора трансформаторов

	S тр	Ixx	Uк.з	ДРк.з.	ДРхх	Кз	ДQхх	ДQкз
1	630	2	5,5	7,6	1,31	0,8	12,6	0,00008
2	1000	1,4	5,5	12,2	2,45	0,37	14	0,00005

Определяем полную мощность трансформатора: Smp! кВА

S н.тр .=Smax/n*Кз (14)

где Smax - полная максимальная мощность

n - число трансформаторов

К3 - коэффициент загрузки

Sн.тр. =734/1,5 =489 кВА (15)

По этим данным выбираем два вида трансформаторов: 2*630; 2* 1000кВА

Кз=Sm/STp*n (16)

Кз1=Sm/STp*n =734/(2*630) =0,58

Кз2=734/(2*1000) =0,37

Определяем реактивные потери на холостом ходу в трансформаторе: Qxx, кВар

Qxx=SHтр*Ixx/100 (17)

где SHTp - номинальная полная мощность трансформаторов,

Ixx - ток холостого хода

Qxxl=2*630/100 =12,6 кВАр

Qхх2=l,4* 1000/100=14 кВАр

Определяем реактивные потери в трансформаторе: Qk3 , кВар

Qkз=Shtp*Uk3/100 (18)

где shtp - номинальная полная мощность трансформаторов,

Uk3 - напряжение короткого замыкания

QK3l=5,5*630/100= 0,00008 кВАр

QK32=5,5* 1000/100=0,00005 кВАр

Находим приведенные потери холостого хода: Pхх , кВт

Pxx=?Pxx+KHn*?Qxx (19)

? Рхх1' =8,2+0,02*34,65 = 2,3 кВт

? Рхх2' =1,58+0,02*55 = 2,7 кВт

где pхх -потери активной мощности при холостом ходе Кип - коэффициент использования

Qxx - реактивные потери на холостом ходу в трансформаторе

Определяем приведенные потери К.З: ? Ркз ,кВт

?P,3' = ?PK.3+K„n*?Q,3 (20)

? Рк.з1'=8,2+0,02*34,65 = 9 кВт

? Рк.з2,=:8,7+0,02*55 = 10 кВт

Определяем приведенные потери для двух трансформаторов

?Р=АРхх+Кз2*?Ркз (21)

где Кз- коэффициент загрузки

n -число трансформаторов

Приведенные потери в двух трансформаторах

?Р2хх=2?Рхх+1/2Кз2*?Рк.з (22)

Д Рxx1= 1.56*2+0.5*0.58*0.58*8.2 = 4.5 кВт

Д Рxx2= 1.58*2+0,5*0,37*8,7 = 4,8 кВт

Определяем потери энергии: Д W кДж

?W=Р2хх*T (23)

где T-время

ДW1=4,5*5000 = 22500 кДж

ДW2=4,8*5000 = 24000 кДж

Определяем стоимость потерь энергии за год: Сп, рублей

Сn=Co*?W (24)

где Со -цена одного кВт (1,6 руб)

Сп1 =1,5*22500 = 33750 рублей

Сп2 =1,5*24000 = 36000 рублей

Находим потери на амортизацию: Са , рублей

Ca=ц*K? (25)

где ц = 0,063 - коэффициент амортизации

Са1=0,063*83200 =5241 рублей

Са2=0,063*120640 =7600 рублей

Находим полную суммарную стоимость всех затрат энергии: Сэ , рублей

Cэ=Ca+Cn (26)

где Са - потери на амортизацию

Сn - стоимость потерь энергии

Сэ1 =5241+33750 = 38991 рублей

Сэ2 =7600+36000 = 43600 рублей

По расчетным данным и технико-экономическому выбору мы видим, что подходят трансформаторы марки КТП-10/04 мощностью 2*1000 кВа, 10/0,4 Кв

2.4 Расчёт электросетей выше 1 кВт

При выборе сечения кабеля на высоком напряжении определяют потери активной и реактивной мощности.

Для выбора кабеля определяем потери активной мощности в трансформаторе :?Pтр,кВт

?Pтр = 0,02*Smax (27)

Где Smax - берем по таблице

?Pтр = 0,02*734 = 14,68 кВт

Реактивные потери в трансформаторе :?Qт,кВар

?Qтр = 0.1*Smax (28)

?Qт = 0.1*734 = 73.4кВар

Потери активной мощности в линии: ?Рл, кВт

?Рл = 0,03*Smax (29)

?Рл = 0,03*734 = 22,02 кВт

Суммарная реактивная мощность : Qр, кВар

Qр = (Qmax+?Qтр)*Kc (30)

Qр = (823+73,4) * 0,9 = 806,76 кВар

Активная суммарная мощность: Pp, кВт

Pp = (Pmax+?Pтр+?Рл)*Кс (31)

Где Pmax - берем из таблицы

Kc - коэффициент спроса

Рр = (728+14,68+22,02)*0,9 = 688,23 кВт

Полная мощность: Sр.кВа

Sp = v8232+806.72 = 1152 кВа (32)

Находим расчетный ток: Ip,А

Ip = Sp/v3*2*U (33)

Ip = 823A

J = 1.2

F = 70мм2

R0 = 0.443 Ом/км - активное сопротивление кабеля

X0 = 0.086 Ом/км - индуктивное сопротивление кабеля

Трансформатор РВ3:

Uн = 10 кВ

Iн = 630 А

Исполнение сердечников - 10/10 Р

Термическая стойкость - 16/4 кА/с

Амплитуда - 41кА

Трансформатор ТРЛ 10 - УЗ:

Uн = 10 кВ

Iн = 400 А

Iн. откл = 10 А

Термическая стойкость - 34/10 кА/с

Амплитуда - 280кА

Трансформатор ВМПП:

Uн = 10 кВ

Iн = 630 А

Iн. откл = 20 А

Термическая стойкость - 31,5/4 кА/с

Амплитуда - 80кА

2.5 Расчет электрических сетей до 1 кВ

Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой трансформаторной подстанции и предназначенной для питания отдельных наиболее мощных приёмников электроэнергии и распределительной сети, цеха называют главной магистральной линией.

Рекомендуется применять магистральные схемы с числом отходящих от трансформаторной подстанции магистралей, не превышающим числа силовых трансформаторов. При этом суммарная пропускная способность питающих магистралей, не должна превышать суммарной номинальной мощности силовых трансформаторов.

Распределительные магистрали предназначены для питания, приёмников малой мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали.

Питание их осуществляют от главных магистралей или распределительного устройства низшего напряжения цеховой подстанции.

Магистральные схемы обеспечивают высокую надёжность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без особых изменений электрической сети). Поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если этому не препятствует территориальное расположение нагрузок, условия среды и технико-экономические. Для оборудования с двигателями 1ном рассчитывается:

Ihom =Р / v3UH*cosц* з (34)

где Р - номинальная мощность

Uh - номинальное напряжение

з =0,8

Cosц - коэффициент мощности данного электроприёмника.

I = 120/v3*0,4*0,8=289 А

Таблица 4 - Сводная ведомость защитной аппаратуры

Наимен.	станки (1)	станки (1)	сварочные агрегаты (1)	Станки (1)	сварочные станки (2)	сварочные станки (2)	станки (2)	Станки
Количес тво	4	5	4	2	5	2	3	4
Рн (кВт)	120	42,5	68	34	31	78,6	36	120
1н(А)	292	103	166	83	76	192	88	292
1доп (А)	340	120	190	95	95	235	95	340
Марка	ввг	ВВГ	ВВГ	ввг	ВВГ	ВВГ	ВВГ	ВВГ
Сечение	1(3x95)	1(3x16)	1(3x35)	1(3x10)	1(3x10)	1(3x50)	1(3x10)	1(3x95)
Авто выкл.	BA- 99/400 400А	ВА-99 125А	ВА-99 200А	ВА-47 100А	ВА-99 100А	ВА-99 250А	ВА-99 100А	ВА-94 400А
ПР	ПГШ-	ппн-	ППН-	ППН-	ППН-	ППН-	ППН-	ПГШ-
	39/395	35/125	37/200	35/100	35/50	37/250	35/100	39/365
ШР	ABP 2-ВРУ-85039	АВР2-ВРУ-85039	ШРИМ -3-220	ШР 11-73506	ШР 11-73506	ШРИМ-250	ШР 11- 73506	ШР 11-73504

2.6 Расчет токов короткого замыкания

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением тока.

Различают следующие виды коротких замыканий: трехфазный или симметричное, - три фазы соединяются между собой; двух фазное - две фазы соединяются между собой без соединения с землей; однофазное - одна фаза соединяется нейтралью с источника через землю; двойное замыкание на землю - две фазы соединяются между собой и с землей.

Основными источниками возникновения таких коротких замыканий в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановки; неправильные действия обслуживающего персонала; перекрытия токоведущих частей установки.

Короткое замыкание в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей, присоединенных к точкам, в которых произошло короткое замыкание; нарушением нормальной работы других потребителей, подключенным к неповрежденным участкам сети нарушением нормального режима работы энергетической системы.

Для расчета токов короткого замыкания составляем расчетную схему и схему замещения.

Необходимые данные для расчета:

Uн1=10 кB, Iоткл=20 кА, X0ш = 0,163 Ом, R0ш = 0,099 Ом,

Находим полную мощность отключения установленного аппарат: Sоткл , МВА

Sоткл=1,73*Iоткл*Uн (35)

где Iоткл - ток отключения

Uн - номинальное напряжение.

Sоткл=1,73*20*10=346 МВА

Определяем сопротивление системы: Хс , мОм

Хс= Uн2/Sоткл (36)

Sоткл - мощность отключения, МВА

Хс=102/ 346=0,3 мОм

Находим активное и индуктивное сопротивление линии:

Хк=Хо*L (37)

Rк=Ro*L (38)

где Хк - удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км

Rк- удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км

L=0,19 км -длина кабеля.

Хк =0,163 *0,18=0,029 Ом

Rк =0,099 *0,18= 0,017 Ом

Находим активное сопротивление трансформатора: Rтр, мОм

Rтр=?Pк.з/Sн.тр*U н22/Sтр (39)

где ?Pк.з- потери мощности при коротком замыкании.

Sн.тр -номинальная мощность трансформатора

Rтр = 7,6/630*0,4/630 =3,06 Ом

Находим индуктивное сопротивление трансформатора: Xтр, мОм

Xтр= (40)

где Uк.з- напряжение при коротком замыкании

Rтр = (5,5/100)*2-(7,6/630*)2*10*10/630 =13,6 Ом

Рассчитываем активное и индуктивное сопротивление шины:



Rш =R0*Lш (41)

Xш =X0*Lш (42)

где Ro - удельное активное сопротивление шины,

Lш - длина шины,

Хо - удельное индуктивное сопротивление шины.

Rш =0,099*0,18=0,01 Ом

Xш =0,163*0,18=0,02 Ом

Находим ток КЗ в первой точке: Iк.з1, кА

Iк.з1=Uн / Х1*1,73 (43)

Iк.з1=10 / 1,73*0,309 = 18,7 кА

Находим ударный ток в первой точке: Iу, кА=v2*Ку*Iк.з

Iу=v2*Ку*Iк.з (44)

где Ку =1,8

Iу =1,8*1,41*18,7=47 кА

Находим мощность короткого замыкания в первой точке: Sк.з1, кВА

Sк.з1=v3*Iк.з1*Uн1 (45)

Sк.з1= 1,73*18,7*10=323 МВа

Находим суммарные активное и индуктивное сопротивление во второй точке: Ом

R?2=R?1+ Rтр+ Rш+ Rп.к (46)

R2=0,017*1000*(0,4/10)*2+3,06+0,01+15 = 18,09 Ом

X?2=X?1 +Xтр+Xш (47)

X2=0,309*1000(0,4/10)*2+13,6+0,02 = 14,11 Ом

R2=Rош*(Uн2/Uн1)2*103 (48)

R2=0,099*(0,4/10)2*103=0,1184

Находим полное сопротивление во второй точке: Z?2, мОм

Z2= R22+X22 (49)

Z2= 14,11 2+18,09 2= 14,11 Ом

Находим ток короткого замыкания во второй точке: Iк.з2, кА

Iк.з2=Uн / v3*Z?2 (50)

Iк.з2=400/1,73*23= 10,5 кА

Определяем ударный ток во второй точке

Iу=v2*Ку*Iк.з (51)

Где Ку = 1

Iу=10.2*1.4*1 =14.28А

Находим мощность короткого замыкания во второй точке: Sк.з2, кВА

Sк.з2=v3*Iк.з1*Uн1 (52)

Sк.з.2 = 1.73*0,4*10,2 = 7,05МВа

Выбор и проверка шин на динамическую устойчивость

Проверяем шины на динамическую устойчивость к токам короткого замыкания.

2.7 Проверка электрооборудования на действие токов короткого замыкания

Найдем момент сопротивления шины при установке плашмя :W, см3

(53)

W=0,6*62 / 6= 3,6 см3

Расчетное напряжение в металле шины расч, МПа

=1,76*10-3 * Iу 2 (L/а*W) (54)

=1,76*10-3*47 2 *1202 /(20*3,6)= 777 МПа

Так как расч= 80 МПа , что равно доп , следовательно выбранные ранее шины по току короткого замыкания проходят.

Вывод: Сечение по току короткого замыкания проходит.

Составляем таблицу каталожных им расчетных данных защитного оборудования по току К.З .

Таблица 5 - Ведомость каталожных и расчетных данных защитного оборудования К.З

Выключатель ВМПЭ - 10
Расчетные	Допустимые	РВЗ	ТПОЛ
Uном = 10 кВ Iн =100 А Iу1 = 47 кА Iк.з1 = 18,7 кА Sкз1= 323 Iк.з12 * tп = 15,4 кА2*с	Uном = 10 кВ Iном = 630 А Iоткл = 20 кА It= 31,5 кА I2*t2 = 3969 кА2*с Sоткл = 346 МВА Tоткл=0,12 с tт=4 с	Uном = 10 кВ Iн = 400 А Imax=41 кА I2*t2=1024 кА2*с It=16 кА Sоткл= 276,8 МВА tт=4 с	Uном = 10 кВ Iн=0,4 A Кт=34 I мах = 157,9 кА I42*t42 =184,96 кА2*с It=20

Выбор трансформаторов тока. Выбирают его по номинальному току и напряжению, нагрузке первичной и вторичной катушек, классу точности и допускаемой погрешности и проверяют на термическую и динамическую устойчивость к токам короткого замыкания, на 10%-ную погрешность в цепях защиты.

2.8 Расчёт защитного заземления

В качестве заземляющих проводников используют: нулевые рабочие проводники сети, металлические конструкции зданий и производственного назначения, стальные трубы электропроводок, металлические коробки винопроводов.

В случаях, когда рассмотренные проводники не могут быть использованы, прокладывают специальные заземляющие устройства.

Данные для расчета:

воздушная линия LB= 0,17 км,

кабельная линия LK= 0,22 км,

р = 100 Ом * м, так как почва - суглинок

ф2 = 1,5 ;

Ln= 80 м - длина заземляющей полосы

Определяем ток замыкания на землю : 1з А

I3=U(35*Lk + Lb)/350 (55)

где Lb - воздушная линия,

Lk - кабельная линия

13 = 10(35 * 0,16+0,18) / 350 = 0,16 А

Находим сопротивление заземляющего устройства: Кз, Ом

Rз = Uз/Iз (56)

Rз= 120/0,16 = 750 Ом > 4 Ом

Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 кВ с глухо-заземленной нейтралью должно быть не более 4 Ом. Принимаем сопротивление при общем заземлении 40м

Расчетное удельное сопротивление грунта определяем: Ррасч, Ом * м

Ррасч = У *р где почва - суглинок => р =100 Ом * м

Ррасч =1,5*100= 150 Ом * м (57)

Определяем сопротивления одиночного прутка: Ro, Ом

Ro = 0,27 *ррасч

Ro = 0,227 * 150=34 Ом (58)

Найдем необходимое число вертикальных заземлителей: пв, шт

пв = R0/R3* ?

пв = 34 / 4*0,6 -14 шт (59)

Сопротивление заземляющей полосы: Rn Ом

Rn = 0.366*p/l*lg*212/bt (60)

где L коэффициент использования протяженных заземлителей,

Глубина заложения полосы

Rn = 4 Ом

Сопротивление полосы в контуре : Rr, Ом

Rr = Rn/? (61)

Rr = 4/0.6 = 6.6 Ом

Находим сопротивление вертикальных заземлителей : Rв Ом

Rв = Rr*Rз/Rr-Rз (62)

Rв = 6,6*4/6,6-4 = 10 Ом

Находим уточненное число стержней n:

n = R0/Rв* ? (63)

n = 34/10*0.6 = 3 шт.

Следовательно уточненный расчёт дает уменьшение числа стержней заземления на 3 шт, что дает существенную экономию.

Рекомендуется применять магистральные схемы с числом отходящих от трансформаторной подстанции магистралей, не превышающим числа силовых трансформаторов. При этом суммарная пропускная способность питающих магистралей, не должна превышать суммарной номинальной мощности силовых трансформаторов.

Распределительные магистрали предназначены для питания, приёмников малой мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали.

Питание их осуществляют от главных магистралей или распределительного устройства низшего напряжения цеховой подстанции.

Магистральные схемы обеспечивают высокую надёжность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без особых изменений электрической сети). Поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если этому не препятствует территориальное расположение нагрузок, условия среды и технико-экономические.

Для оборудования с двигателями Iном рассчитывается:

Iном==124,1 А

Выбираем марку и сечение проводника: АКГ

Сечение: 4 Ч 95

Ток допустимый: 175A

По току находим защитную и коммутационную аппаратуру:

Автоматические выключатели: ВА-99/200 175А

Предохранители: ППН-35 200/175

Распределительные пункты: ШР11-73504

2.8 Выбор релейной защиты

Релейная защита, специальное устройство, обеспечивающие автоматическое отключение поврежденной части электрической установки. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита приводит в действие сигнальные устройства. Для обеспечения надежной работы релейной защиты должна: иметь избирательность (селективность), т. е. отключать высоковольтными выключателями или автоматами только повреждений участок установки; время срабатывания защиты характеризуется выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия защиты.

2.9 Схема электроснабжения цеха механической обработки деталей

Данная схема состоит из радиального питания силовых трансформаторов и магистральной схемы питания первой и второй секции шин.