7. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии
При наличии электроприёмников с интервалом мощностей Рн = 0,1 – 120 кВт
Принимаем напряжение распределения электроэнергии Uн = 380 В. Это напряжение так же выгодно для освещения 220 В.
8. Расчёт и выбор параметров схемы
Используем метод упорядоченных диаграмм. Расчёт ведём по двум вариантам схем.
8.1 Определение расчётной нагрузки на питающую линию ТП-ШРА 1
Количество оборудования n = 11 (шт.)
Суммарная мощность
Находим эффективное число приемников
число наибольших приемников, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего приемника (включая сам наибольший приемник)
где - суммарная номинальная мощность наибольших приемников группы
Где - относительное число ЭП группы, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего ЭП
где относительная мощность наибольших ЭП
По полученным значениям и по графикам определения эффективного числа электроприемников определяется
Определяем по значениям Ки и
где
Определим расчетную активные, реактивные и полную мощности.
Аналогичные расчёты производим для остальных параметров двух вариантов схем, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицы 4
8.2 Выбор типа шинопровода и питающего его кабеля
а) По полученному расчётному току Iр, выбираем по справочнику тип шинопровода ШРА - 73
, Размер на фазу 35Ч5
Материал шин – алюминий марки АДО.
б) Выбор кабеля питающего шинопровод.
АПВБ – Алюминиевая жила однопроволочная, полиэтиленовая изоляция, поливинилхлоридная оболочка, броня из двух стальных лент, нормальная подушка под бронёй, нет наружного покрова.
;
Проверим самый загруженный и удаленный шинопровод
ШРА – 2
Кабель питающий шинопровод
Условие выбора кабеля.
60,2 (А.) < 140 (А.)
Аналогичные действия производим для остальных параметров двух вариантов схем.
8.3 Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии
Распределительную сеть выполняем проводом АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция).
Сечения проводов выбираем по условию:
Ток линий, питающих отдельные приемники:
Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Диаметр труб D выбираем по формуле:
где -наружные диаметры проводов
- число проводов и кабеля данного диаметр
Принятый диаметр труб в соответствии с их сечением
2,5; 4-20мм
6; 8 -25мм
10-40мм
16-63мм
25-80мм
Например: рассмотрим линию РП–3 – 4(вертикально сверлильный станок)
По его установленной мощности из справочника определяем коэффициент мощности и КПД
Далее рассчитываем ток питающей линии
После чего согласно условию выбираем марку и сечение провода: АПВ 4х2,5 ; ; внутренний диаметр трубы-20мм.
Проверяем по падению напряжения самую удаленную и самую загруженные кабельные линии
Вариант 1
а) Самая удаленная линия ТП – РП8
б) Самая загруженная линия ТП – РП7
Вариант 2
а) Самая удаленная линия ТП – РП9
б) Самая загруженная линия ТП – РП7
Аналогичные действия производим для остальных приёмников, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицу.
8.4 Технико-экономический расчёт проводов, кабельных линий шинопроводов
Целью технико-экономического расчета является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.
Из сравниваемых вариантов оптимальным считается вариант, обеспечивающий минимум приведенных годовых затрат.
После приведения к сопоставимому виду для каждого варианта определяются капитальные вложения, эксплутационные расходы и суммарные приведенные затраты.
При производстве технико-экономических расчетов можно использовать
укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов электроснабжения.
Для примера рассмотрим кабельную линию ТП-РП 1:
Капиталовложения в линию
Где: -стоимость 1 км линии, тыс.руб
-длина линии, км
Определяем коэффициент загрузки кабелей и проводов в нормальном режиме
- нормированная величина потерь мощности, удельная величина (справочное значение)
Определяем потери мощности в линии при действительной нагрузке
Потери энергии в линии составят
Стоимость потерь энергии в линии равна
Ежегодные амортизационные отчисления составят
-коэффициент амортизационных отчислений, равный 0,03
Остальные расчеты для двух вариантов схем производятся аналогично и заносятся в таблицы
Далее производим технико-экономический расчет силовых пунктов.
Для приема и распределение электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.
Для цехов с нормальными условиями окружающей среды изготавливают шкафа серий СП-62 и ШРС1-20У3 защищенного исполнения. Шкафы имеют на вводе рубильник, а на выводах –предохранители типа ПН2 или НПН2. номинальные токи шкафов СП-62 и ШРС1-20У3 составляют 250 и 400А
|
Наименование СП |
тип |
К т.р |
Са т.р |
|
РП-1 |
ШРС1-53У3 |
6,4 |
0,403 |
-коэффициент амортизационных отчислений, для СП равный 0,063
Остальные расчеты производятся аналогично для двух вариантов схем и заносятся в таблицы
Затраты составят
-коэффициент эффективности капиталовложений, зависит от срока окупаемости, равный 0,125
1 вариант
2 вариант
На основании проведённого технико-экономического расчёта принимаем вариант схемы электроснабжения цеха № 1.
8.5 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры
а) Выбор предохранителей
Выбор предохранителей производят по условиям:
Плавкую вставку для безынерционных предохранителей с учетом следующих условий:
-коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска.
=2,5- при частых и легких пусках
=1,6-2- при тяжелых и редких пусках
а) для защиты присоединений с равномерной нагрузкой
Iн.в.Iр,
где Iн.в.- номинальный ток плавкой вставки, А;
Iр- расчетный ток электроприемника, А.
б) для защиты ответвлений к двигателям
Iн.в. Iп/,
где Iп- пусковой ток двигателя, А;
- коэффициент, учитывающий увеличение тока при пуске двигателей.
Iп=× Iн.дв.,
где Iн.дв- номинальный ток двигателя, А.
-кратность пускового тока
Рассмотрим в качестве примера выбор предохранителя трубоотрезного станка № п.п.55.
Iр=82,9А
Iп=82,9×6,82=567,9 А
Iп/2,5=227,1А
Iн.в.=250 А
250 А>89А
Выбираем предохранитель типа ПН2-600 с Iн.п=600 А и Iн.в=250 А.
Далее согласуем его с проводом питающим приёмник по условию
; ;
провод проходит согласование.
Аналогичные действия производим для остальных приёмников, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицу в которой также применяются предохранители марок: НПН-15; ПН-2-100; НПН-60; ПН-2-250;
б) Выбор автоматических выключателей:
Номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети
Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу
Автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбрать по условию:
Расцепитель отстраивается от кратковременных перегрузок по следующему условию:
-пусковой ток электродвигателя
- кратность пускового тока электродвигателя
Пиковое значение тока:
где: - максимальное значение пускового тока рассматриваемой группы электро-двегателей.
- расчётный ток рассматриваемой группы электро-двегателей.
- коэффициент использования активной мощности рассматриваемой группы электро-двегателей.
- номинальный ток эл. двигателя с наибольшим значением пускового тока.
В качестве примера выберем выключатель к группе эл. пиёмников питаемых шинопроводом ШРА 2.
|
№ приёмника п.п. |
Рн, кВт |
Iн, А |
Кп |
Iп, А |
|
ШРА1-16 |
11,125 |
32,6 |
6,82 |
222,6 |
|
ШРА1-16 |
11,125 |
32,6 |
6,82 |
222,6 |
|
ШРА1-16 |
11,125 |
32,6 |
6,82 |
222,6 |
|
ШРА1-17 |
3,2 |
9,6 |
6,82 |
26,3 |
|
ШРА1-18 |
2,8 |
8,9 |
6,82 |
24,3 |
Выбираем автомат серии ВА51-35; Iн = 100А; номинальный ток расцепителя = 80 А; уставка мгновенного срабатывания = 800 А;
Далее проводим сагласование выбранного выключателя с кабелем к шинопроводу по условию:
; ;
кабель проходит согласование.
Аналогичные действия производим для остальных приёмников, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицу
в) Выбор рубильников ввода и магнитных пускателей
Рассмотрим в качестве примера выбор рубильника и магнитного пускателя к трубоотрезного станка № п.п.4.
а) выбор рубильника
выбираем рубильник типа РП
б) выбор магнитного пускателя
выбираем магнитных пускателей типа ПМЛ с тепловым реле типа РТЛ.
Аналогичные действия производим для остальных приёмников, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицу № 12.
9. Конструктивное исполнение цеховой сети
Цеховые электрические сети выполняются шинопроводами, кабельными линиями и проводами. В цехе магистральная сеть выполнена с помощью комплектного распределительного шинопровода типа ШРА 73У3, который поставляется в виде отдельных секций, они представляют собой три или четыре шины, заключенные в оболочку и скрепленные самой оболочкой или изоляторами.
Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов - угловые, для присоединений - присоединительные. Соединение секций на месте их монтажа выполняется сваркой, болтовыми или штепсельными креплениями. Отдельные приемники подключаются к ШРА через ответвительные коробки проводом марки АПВ, проложенными в трубах в полу.
Для штепсельного соединения ответвительных коробок на секциях шинопровода предусмотрены окна с автоматическими закрывающимися шторками. Это обеспечивает безопасное присоединение коробок к шинопроводу, находящемуся под напряжением в процессе эксплуатации. При открывании крышки коробки питание приемника электроэнергией прекращается.
10. Описание принятой схемы
Цеховые электрические сети выполняются шинопроводами, кабельными линиями и проводами. В цехе сеть выполнена с помощью комплектного распределительного шинопровода типа ШРА 73У3, который поставляется в виде отдельных секций, они представляют собой три или четыре шины, заключенные в оболочку и скрепленные самой оболочкой или изоляторами.
Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов - угловые, для присоединений - присоединительные. Соединение секций на месте их монтажа выполняется сваркой, болтовыми или штепсельными креплениями. Отдельные приемники подключаются к ШРА через ответвительные коробки проводом марки АПВ, проложенными в трубах в полу.
Для штепсельного соединения ответвительных коробок на секциях шинопровода предусмотрены окна с автоматическими закрывающимися шторками. Это обеспечивает безопасное присоединение коробок к шинопроводу, находящемуся под напряжением в процессе эксплуатации. При открывании крышки коробки питание приемника электроэнергией прекращается.
Распределительную сеть выполняем проводом АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция). Для питания силовых пунктов выбираем кабель марки АПВБ (алюминиевые жилы, изоляция из полиэтилена, оболочка из поливинилхлоридного пластиката, броня из двух стальных лент с противокоррозионным покрытием).
Для приема и распределение электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.
Для цехов с нормальными условиями окружающей среды изготавливают шкафа серий СП-62 и ШРС1-20У3 защищенного исполнения. Шкафы имеют на вводе рубильник, а на выводах –предохранители типа ПН2 или НПН2. номинальные токи шкафов СП-62 и ШРС1-20У3 составляют 250.
Список литературы:
1. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов- М.: Энергоатомиздат, 1987
2. Правила устройства электроустановок- М.: Госэнергонадзор, 2000
3. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов - М.: Высшая школа, 1986
4. Справочная книга электрика/ под редакцией В.И. Григорьева. - М. Колос. 2004
5. Неклипаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Энергоатомиздат, 1989
6. Б.И. Кудрин Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Интермет Инжиниринг, 2005
7. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: А.А. Федоров, Г.В. Сербиновский - М: Энергия, 1981
8. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация/под общ. Ред. А.А. Федоров и Г.В. Сербиновский- 2-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоиздат, 1981
9. А.А. Федоров, В.В. Каменева Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов.-3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1979
