Характеристика электроприемников цеха

Введение

предохранитель трансформатор замыкание

Проектирование распределительных сетей промышленных предприятий, вызвано появлением нового более мощного и быстродействующего оборудования. Поэтому необходимо учесть применение методов компенсации реактивной мощности и обеспечение надежного электроснабжения потребителей промышленного предприятия.

Под системой электроснабжения промышленного предприятия понимается совокупность электрических сетей всех напряжений, расположенных на территории предприятия и предназначенных для электроснабжения его потребителей.

Учитывая беспрерывное развитие существующих промышленных предприятий и появление новых, а также все увеличивающиеся масштабы электрической энергии, передаваемые через системы электроснабжения предприятий, вопросы рационального построения таких все более становятся актуальными.

Проектирование системы внутреннего электроснабжения основывается на общих принципах построения схем внутризаводского распределения электроэнергии. Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения.

 

Характеристика электроприемников цеха

 

Потребители рассматриваемого цеха относятся ко II и III категории надежности. По режиму работы на предприятии существует три характерные группы приемников:

- Приемники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без превышения температуры отдельных частей машины или аппарата выше допустимой.

ЭП 1 категории - вентиляторы.

- Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины или аппарата настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды. К этой группе приемников относятся электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков (механизмы подъема поперечины, зажимы колонн, двигатели быстрого перемещения суппортов и др.), гидравлических затворов;

ЭП 2 категории - станки.

- Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения и длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. К этой группе относятся приемников относятся сварочные аппараты и др.

ЭП 3 категории - сварочные преобразователи.

По роду тока все потребители электроэнергии цеха относятся к потребителям переменного тока частотой 50 Гц на напряжении 0,4 кВ. Все потребители трёхфазные.

 

Выбор проводников

Расчётный ток шинопроводов и силовых шкафов определяется по формуле (11) и для ШРА1 варианта 1 составляет:

 

 

Выбирается шинопровод распределительный ШРА73-630-УЗ (рисунок 5) и осветительный ШОС-63 (рисунок 6).

 

 

Рисунок 5 - Шинопровод ШРА73-630-УЗ

 

Рисунок 6 - Шинопровод ШОС-63 со светилниками

 

Выбор шинопроводов и силовых пунктов проводится по таблице 6.

 

Таблица 6 - Выбор марки и сечения шинопроводов и силовых пунктов

Элемент сети	Ip, А	Марка
Вариант 1
ШРА1	454	ШРА73-630-У3
ШРА2	182	ШРА73-250-У3
ШРА3	148	ШРА73-250-У3
ШОС	10	ШОС-63
Вариант 2
СП1	148	СШ-10-630
СП2	79	СШ-10-630
СП3	67	СШ-10-630
кабель питания СП 1-2-3	281	2хАПвП-4х95 (Iдоп=170)
СП4	238	СШ-10-630
СП5	134	СШ-10-630
СП6	37	СШ-10-630
СП7	111	СШ-10-630
кабель питания СП 4-5-6-7	463	2хАПвП-4х150 (Iдоп=235)

 

Для варианта 2 применяются силовые пункты СШ-10-630 на ток 630 А и количеством присоединений до 15 (рисунок 7).

 

 

Рисунок 7 - Силовой пункт СШ-10-630

 

Номинальные токи вентустановок определяются, А:

 

,  (24)

 

По полученным данным выбираем для сети с глухозаземлённой нейтралью:

четырёхжильный кабель марки АПвП с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена;

четырёхжильный провод марки АПРТО с алюминиевыми жилами, с резиновой изоляцией, в оплётке для прокладки в трубах.

Данные покажем в таблице 7.

 

Таблица 7 - Выбор марки и сечения кабелей и проводов питающих ЭП

Группа	Номер на плане	Р ном, кВт	Ки	tg(ц)	cos(ц)	Iр, А
Вентустановка	72,73	20,0	0,18	0,75	0,80	40
Горизонтально - шлифовальный	28-30,63	15,0	0,14	1,17	0,65	37
Токарный с ЧПУ	56-61,74-76	34,0	0,14	1,73	0,50	109
Токарный полуавтомат	11-14,32-37	20,0	0,14	1,17	0,65	49
Горизонтально - фрезерный	24-27,31,51	30,0	0,14	1,17	0,65	74
Вертикально - фрезерный	48-50,54-55	16,0	0,14	1,17	0,65	40
Резьбонакатный автомат	83-85	28,0	0,14	1,17	0,65	69
Токарно-винторезный	15-20	16,5	0,14	1,17	0,65	41
Круглошлифовальный	43-45,62	11,0	0,16	1,17	0,65	27
Вертикально-сверлильный	52-53,86-87	13,5	0,14	1,17	0,65	33
Токарно-револьверный	1-10,77-82	22,0	0,14	1,17	0,65	54
Токарно-винторезный	38-42	11,0	0,14	1,17	0,65	27
Плоскоошлифовальный	46,47	12,0	0,16	1,17	0,65	30
Сварочный преобразователь	64-71	80,0	0,20	1,73	0,50	257
Радиально-сверлильный	21-23	25,0	0,14	1,17	0,65	62

 

Проверка проводников

Для оценки правильности выбора сечений проводников необходимо провести проверку. Выбранные по длительному току и согласованные с током защиты аппаратов сечения внутрицеховых электрических сетей должны быть проверены на потерю напряжения. Нормированных значений для потери напряжения не установлено. Однако, зная напряжение на шинах источника питания и подсчитав потери напряжения в сети, определяют напряжение у потребителя.

Условие проверки на потерю напряжения:

 

ДU < ДU_доп., (25)

 

Для примера рассчитаем потерю напряжения в ШРА-1, %:

 

 

Результаты расчета потери напряжения и сведем в таблицу 8 и 9.

 

Таблица 8 - Потери напряжения в элементах распределительной сети

Элемент сети	РР, кВт	QР, кВар	L, км	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	ДU, %
ШРА 1	170	264	0,03	0,095	0,11	0,8
ШРА 2	84	93	0,035	0,21	0,21	0,8
ШРА 3	70	75	0,054	0,21	0,21	1,0
кабель питания СП 1-2-3	118	154	0,042	0,33	0,05	1,2
кабель питания СП 4-5-6-7	194	255	0,036	0,21	0,05	1,2

 

Таблица 9 - Данные для расчета потерь напряжения в КЛ питающих ЭП

Группа	Номер на плане	Р ном, кВт	L, м	F, мм2	ДU, %
Вентустановка	72,73	20,0	10	16	0,2
Горизонтально - шлифовальный	28-30,63	15,0	10	16	0,2
Токарный с ЧПУ	56-61,74-76	34,0	30	95	0,2
Токарный полуавтомат	11-14,32-37	20,0	30	25	0,5
Горизонтально - фрезерный	24-27,31,51	30,0	30	35	0,5
Вертикально - фрезерный	48-50,54-55	16,0	20	25	0,3
Резьбонакатный автомат	83-85	28,0	10	35	0,2
Токарно-винторезный	15-20	16,5	10	35	0,1
Круглошлифовальный	43-45,62	11,0	10	25	0,1
Вертикально-сверлильный	52-53,86-87	13,5	10	10	0,3
Токарно-револьверный	1-10,77-82	22,0	30	16	0,8
Токарно-винторезный	38-42	11,0	20	25	0,2
Плоскоошлифовальный	46,47	12,0	20	16	0,3
Сварочный преобразователь	64-71	80,0	20	150	0,2
Радиально-сверлильный	21-23	25,0	10	70	0,1

 

Наибольшая потеря напряжения по пути кабель питания СП 4-5-6-7 - ЭП 6 составляет . Так как ДU равно ДU_доп = 5%, то для всех КЛ условие по потере напряжения соблюдается.

Шинопроводы и силовые пункты проверяются на электродинамическую стойкость по условию:

 

i _уд < i _уд.доп, (26)

 

где i _уд.доп - допустимая электродинамическая стойкость, кА.

 

Таблица 10 - Проверка шинопровода на электродинамическую стойкость

Шинопровод/силовой пункт	i уд, кА	i уддоп, кА	Условие проверки
ШРА1	10	14	iуд< iуд.доп,
ШРА2	10	14	iуд< iуд.доп,
ШРА3	10	14	iуд< iуд.доп,
СП1	7,3	12	iуд< iуд.доп,
СП2	7,3	12	iуд< iуд.доп,
СП3	7,3	12	iуд< iуд.доп,
СП4	7,3	12	iуд< iуд.доп,
СП5	7,3	12	iуд< iуд.доп,
СП6	7,3	12	iуд< iуд.доп,
СП7	7,3	12	iуд< iуд.доп,

 

Так как ударный ток шинопровода и силовых пунктов меньше допустимого значения электродинамической стойкости, то условие на электродинамическую стойкость соблюдается.

 

Вариант 1