Выполнение разделов расчетно-пояснительной записки

Раздел "Введение" Дипломного проекта, как правило, пишется после того, когда все остальные пункты по проектированию системы электроснабжения, в т. ч. и "Заключение", выполнены.

Во введении необходимо привести краткую характеристику систем цехового электроснабжения, перспективы их развития.

Должны быть указаны цель выполнения Дипломного проекта и задачи для ее достижения, состав Дипломного проекта.

Объем раздела "Введение" не должен превышать 2 страницы.

3.1.1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования систем цехового электроснабжения

Для определения электрических нагрузок промышленных предприятий необходимо учитывать режим работы, мощность, напряжение и род тока электроприемников.

По режиму работы электроприемники разделены на три режима работы: продолжительный, кратковременный и повторно – кратковременный.

Длительно с неизменной или маломеняющейся нагрузкой работают электроприводы вентиляторов, насосов, компрессоров, преобразователей, механизмов непрерывного транспорта.

В повторно–кратковременном режиме работают электродвигатели подъемно–транспортных механизмов и сварочные аппараты.

К подъемно–транспортным устройствам относятся краны, кран–балки, тельферы, передвижные тележки, работающие чаще всего в повторно–кратковременном режиме. На всех кран–балках и тельферах устанавливают реверсивные двигатели с короткозамкнутым ротором, а на нормальных мостовых кранах – двигатели с фазным ротором. Электроснабжение подъемно–транспортных устройств осуществляется по троллейным линиям или гибким кабелем. При расчетах сетей и троллейных линий кратность пускового тока принимается для двигателей с фазным ротором равной 2,5, а с короткозамкнутым ротором – 7.

Заменим каждую единицу оборудования эквивалентным двигателем.

Электродвигатели для приводов производственных механизмов выбираются по мощности, напряжению, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды.

Электродвигатель необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводного механизма.

,

где  – установленная мощность оборудования, кВт;

 – номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Двигатель должен быть выбран в соответствии с напряжением заводской сети.

,

где  – номинальное напряжение электродвигателя, кВ;

 – номинальное напряжение сети, кВ.

К выбору рекомендуются выбираем асинхронные электродвигатели серии А4 основного исполнения, с синхронной частотой 1500 ÷ 3000 об/мин, со степенью защиты IP44.

Технические характеристики асинхронных электродвигателей приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Технические данные асинхронных электродвигателей
с короткозамкнутым ротором серии 4А основного исполнения

Тип двигателя	, кВт	При номинальной нагрузке
		, %
3000 об/мин (синхр.)
4А 71В2У3	1,1	77,5	0,87	2,0	5,5
4А 80А2У3	1,5	81,0	0,85	2,0	6,5
4А 80В2У3	2,2	83,0	0,87	2,0	6,5
4А 90L2У3	3,0	84,5	0,88	2,0	6,5
4А 100S2У3	4,0	86,5	0,89	2,0	7,5
4А 100L2У3	5,5	87,5	0,91	2,0	7,5
4А 112М2У3	7,5	87,5	0,88	2,0	7,5
4А 132М2У3	11,0	88,0	0,90	1,6	7,5
4А 160S2У3	15,0	88,0	0,91	1,4	7,5
4А 160М2У3	18,5	88,5	0,92	1,4	7,5
4А 180S2У3	22,0	88,5	0,91	1,4	7,5
4А 180М2У3	30,0	90,0	0,92	1,4	7,5
4А 200М2У3	37,0	90,0	0,89	1,4	7,5
4А 200L2У3	45,0	91,0	0,90	1,4	7,5
1500 об/мин (синхр.)
4А 80А4У3	1,1	75,0	0,81	2,0	5,0
4А 80В4У3	1,5	77,0	0,83	2,0	5,0
4А 90L4У3	2,2	80,0	0,83	2,0	6,0
4А 100S4У3	3,0	82,0	0,83	2,0	6,5
4А 100L4У3	4,0	84,0	0,84	2,0	6,5
4А 112М4У3	5,5	85,5	0,85	2,0	7,0
4А 132S4У3	7,5	87,5	0,86	2,0	7,0
4А 160М4У3	11,0	87,5	0,87	1,6	7,0
4А 160S4У3	15,0	88,5	0,88	1,4	7,0
4А 160М4У3	18,5	89,5	0,88	1,4	7,0
4А 180S4У3	22,0	90,0	0,90	1,4	7,0
4А 180М4У3	30,0	90,5	0,9	1,4	7,0
4А 200М4У3	37,0	91,0	0,9	1,4	7,0
4А 200L4У3	45,0	92,0	0,90	1,4	7,0

Номинальная мощность электродвигателей повторно-кратковременного режима работы (краны, подъемники и т. д.) определяется по формуле:

,

где ПВ – продолжительность включения в относительных единицах.

Технические характеристики асинхронных крановых электродвигателей приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Технические данные крановых асинхронных
электродвигателей (ПВ = 40 %)

Тип двигателя	, кВт	η, %		, А при 380 В	, А при 380 В
MKTF 012-6	2,2	67	0,69	7,2	22
MKTF111-6	3,5	72	0,79	9,4	35
MKTF 112-6	5,0	74	0,74	13,8	53
MKTF 211-6	7,5	75,5	0,77	19,5	78
MKTF 311-6	11	77,5	0,76	28,5	130
MKTF 312-6	15	81	0,78	36	205
MKTF411-6	22	82,5	0,79	51	275
MKTF 412-6	30,0	83,5	0,78	70	380

3.1.2. Формирование первичных групп ЭП для проектируемой электрической сети (ЭС) цеха

Под первичной группой электроприемников понимается совокупность электроприемников, объединенных сетевыми объектами (ШР, ШРА и др.). Электроприемники относительно большой мощности могут быть запитаны непосредственно от ТП, ВРУ, ШНА. Большинство же электроприемников питаются через силовые шкафы, распределительные шинопроводы. И одной из задач при проектировании цехового электроснабжения является формирование таких групп электроприемников. По этим группам определяются расчетные нагрузки, которые учитываются при намечаемых вариантах схем электроснабжения.

При неупорядоченном, стабильном расположении электрооборудования в системах электроснабжения для их питания часто применяются силовых шкафы.

При упорядоченном, большом количестве электроприемников для разработки более гибкой, совершенной схемы электроснабжения – распределительные шинопроводы.

Недопустимо в одном узле нагрузки, тем более если он является маломощным, применять совместно приемники с резкопеременным графиком нагрузки и приемники чувствительные к изменениям напряжения.

Необходимо также учитывать и тот факт, что не всякий электроприемник может быть присоединен к конкретному сетевому объекту. Например, шинопровод типа ШРА4 на ток 100 А оснащается трехфазными ответвительными коробками с предохранителями на ток 25 А или с автоматами АЕ2033 на ток 25 А, что в ряде случаев может ограничить его применение и питание более мощных электроприемников от него невозможно. Распределительные шинопроводы ШРА4 (5), ШРА 73 на 250 А комплектуются ответвительными коробками с предохранителями ПН2-100, или автоматическими выключателями на 100 и 160 А. Шинопроводы на 400, 630 А могут комплектоваться также защитными аппаратами на 250 А. Шкафы распределительные имеют максимальный ток аппарата линейного присоединения: ПР85 – 250 А, ПР88 – 63 А. Шкафы типа ШР86 комплектуются предохранителями НПН2-63, ПН2-100, ПН2-250 с максимальным количеством присоединений – 8.

Сетевые объекты, как правило, на вводе имеют коммутационный аппарат в виде рубильника или автоматического выключателя, возможность отключения их учитывается при составлении графиков ППР элементов систем электроснабжения и одновременно технологического оборудования. Это в свою очередь определяет необходимость учитывать при формировании первичных групп электроприемников.

Недопустимо питание подъемно-транспортных механизмов от распределительных шинопроводов. Питание их, а также сварочных аппаратов может осуществляться от силовых шкафов, трансформаторных подстанций, магистральных шинопроводов через коммутационные или коммутационно-защитные ящики.

При формировании первичных групп электроприемников учитывается возможность организации технического (внутрипроизводственного) учета расхода электроэнергии, т. к. важным является получение учетной информации о расходе электроэнергии группой электроприемников на единицу выпускаемой продукции или выполняемой работы.

3.1.3. Расчет электрических нагрузок первичных групп ЭП

Расчетные нагрузки от силовых электроприемников для первичной группы определяется методом упорядоченных диаграмм. Определение расчетной нагрузки производится согласно метода упорядоченных диаграмм.

Расчетная нагрузка для группы электроприемников определяется по выражению

,

где  – коэффициент расчетной нагрузки;

 – коэффициент использования группы электроприемников или цеха.

Величина  принимается в зависимости от эффективного числа электроприемников группы и группового коэффициента использования

Групповой коэффициент использования определяется по формуле:

.

Величина  называется эффективным числом электроприемников, которые обуславливает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа электроприемников различных по мощности и режиму, определяется по формуле:

,

где  – номинальная активная нагрузка группы электроприемников или всего цеха, кВт.

Расчетную реактивную нагрузку составит:

.

Полная расчетная нагрузка:

                               .

Расчетный ток:

, А.

Пиковый ток группы электроприемников, А:

.

Значение коэффициента расчетной нагрузки для питающих сетей напряжением до 1 кВ приведено в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Значения коэффициентов расчетной нагрузки  для питающих сетей напряжением до 1000 В

	Коэффициент использования
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
1	8,00	5,33	4,00	2,67	2,00	1,60	1,33	1,14	1,0
2	6,22	4,33	3,39	2,45	1,98	1,60	1,33	1,14	1,0
3	4,05	2,89	2,31	1,74	1,45	1,34	1,22	1,14	1,0
4	3,24	2,35	1,91	1,47	1,25	1,21	1,12	1,06	1,0
5	2,84	2,09	1,72	1,35	1,16	1,16	1,08	1,03	1,0
6	2,64	1,96	1,62	1,28	1,11	1,13	1,06	1,01	1,0
7	2,49	1,86	1,54	1,23	1,12	1,10	1,04	1,0	1,0
8	2,37	1,78	1,48	1,19	1,10	1,08	1,02	1,0	1,0
9	2,27	1,71	1,43	1,16	1,09	1,07	1,01	1,0	1,0
10	2,18	1,65	1,39	1,13	1,07	1,05	1,0	1,0	1,0
11	2,11	1,61	1,35	1,1	1,06	1,04	1,0	1,0	1,0
12	2,04	1,56	1,32	1,08	1,05	1,03	1,0	1,0	1,0
13	1,99	1,52	1,29	1,06	1,04	1,01	1,0	1,0	1,0
14	1,94	1,49	1,27	1,05	1,02	1,0	1,0	1,0	1,0
15	1,89	1,46	1,25	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
16	1,85	1,43	1,23	1,02	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
17	1,81	1,41	1,21	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
18	1,78	1,39	1,19	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
19	1,75	1,36	1,17	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
20	1,72	1,35	1,16	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
21	1,69	1,33	1,15	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
22	1,67	1,31	1,13	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
23	1,64	1,30	1,12	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
24	1,62	1,28	1,11	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
25	1,6	1,27	1,1	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
30	1,51	1,21	1,05	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
35	1,44	1,16	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
40	1,4	1,13	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
45	1,35	1,35	1,1	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
50	1,3	1,3	1,07	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
60	1,25	1,25	1,03	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
70	1,2	1,2	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
80	1,16	1,16	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
90	1,13	1,13	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
100	1,1	1,1	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0

 Таблица 3.4

Значение коэффициента использования и мощности для некоторых механизмов и аппаратов промышленных предприятий

Наименование оборудования	Коэффициенты
	использования	мощности cosφ
Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы	0,12÷0,14	0,5
То же при крупносерийном производстве	0,16	0,6
Штамповочные прессы, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, строгальные, фрезерные, карусельные и расточные станки	0,17÷0,25	0,65
Поточные линии, станки с ЧПУ	0,6	0,7
Вентиляторы	0,6÷0,8	0,8
Насосы, компрессора	0,7÷0,8	0,8
Краны, кран–балки с ПВ=25%	0,06	0,5
Краны, кран–балки с ПВ=40% и более	0,1	0,5
Стенд испытательный	0,4	0,5
Сварочный трансформатор дуговой сварки	0,25÷0,3	0,35÷0,4
Сварочные дуговые автоматы	0,35	0,5
Печь сопротивления с автоматической загрузкой, сушильные шкафы, нагревательные приборы	0,75÷0,8	0,95
Моечные машины	0,6	0,8

3.1.4 Расчет осветительных нагрузок цеха

Определение расчетной осветительной нагрузки выполнить методом коэффициента спроса. Установленная мощность освещения вычисляется методом удельной мощности на единицу площади освещаемого помещения.

Удельная мощность освещения представляет собой отношение суммарной мощности всех источников света к площади освещаемого ими помещения.

Расчет данным методом сводится к следующему:

а) по таблице наиболее близко отвечающей заданным условиям принимается величина удельной мощности;

б) определяется установленная мощность источников света в помещении:

,

где  – площадь освещаемого помещения, м².

Для различных типов светильников составлены таблицы удельной мощности в зависимости от нормируемой освещенности, площади помещения и высоты подвеса светильников.

Для некоторых типов светильников в упрощенной форме значения удельных мощностей освещения приведены в таблице

Удельная мощность для светильников с лампами ДРЛ приведена в табл. 3.5.

Таблица 3.5.