Существуют два вида рода тока: постоянный и переменный. Постоянный род тока применяется, если на предприятии есть электроприемники постоянного тока. Т. к. в данном курсовом проекте нет электроприёмников постоянного тока, то применяется трехфазный переменный род тока промышленной частоты ƒ = 50 Гц.
3. Выбор схемы распределения электроэнергии
Под питающей сетью понимают кабельные линии и магистрали, отходящие от распределительных устройств подстанций для питания цеховых распределительных магистралей, пунктов и щитков, а также кабельные линии, отходящие от цеховых распределительных магистралей, пунктов и щитков к другим цеховым распределительным магистралям, пунктам и щиткам.
Под распределительной сетью понимают линии, отходящие от распределительных устройств подстанций, от питающих магистралей, распределительных магистралей, пунктов и щитов непосредственно к электроприемникам.
Питающие и распределительные сети имеют три вида схем: магистральные; радиальные; смешанные (магистральные и радиальные).
Магистральные схемы имеют несколько меньшую надежность в подаче питания, чем радиальные схемы, т. к. при повреждении магистрали одновременно отключаются все подключенные к ней распределительные магистрали, пункты, щиты и отдельные мощные электроприемники, что нежелательно.
При радиальных схемах питающей сети подстанции выполняются с большими низковольтными распределительными устройствами, предназначенными для распределения всей мощности подстанции. К положительным качествам радиальных схем можно отнести большую надежность питания, т. к. авария на одной линии не отражается на работе электроприемников, питающихся от других радиальных линий.
Для распределения электроэнергии по цеху применить магистральные и радиальные схемы в чистом виде не всегда представляется возможным и в таких случаях находят применение смешанные схемы, сочетающие в себе, как магистральное, так и радиальное питание.
В данном проекте принят смешанный вид схемы распределения электроэнергии, что обусловлено расположением технологического оборудования в цехе, а также категорией по надежности электроснабжения (для наиболее важных потребителей принята радиальная схема распределения).
4. Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм
Определение ожидаемых электрических нагрузок на всех ступенях электрических сетей является основной частью проекта электроснабжения объекта. Нагрузки определяют необходимые технические характеристики электрических сетей – сечение жил и марки проводников, мощности и типы трансформаторов, электрических аппаратов и другого электротехнического оборудования.
Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки – к снижению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников. Правильное определение электрических нагрузок обеспечивает правильный выбор средств компенсации реактивной мощности, устройств регулирования напряжения, а также релейной защиты и автоматики электрических сетей.
В данном курсовом проекте расчёты производим методом упорядоченных диаграмм, т.к. этот метод более точен, погрешность около 10-15%, что на стадии проектирования вполне допустимо. Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1-Исходные данные для расчёта электрических нагрузок
|
Наименование электроприёмника |
Номер подгруппы |
Номер по плану |
Рн, кВт |
n , шт |
Kи |
cosφ |
tgφ |
||
|
ШР1 |
|||||||||
|
Насос |
I |
1 |
22,00 |
1 |
0,80 |
0,85 |
0,62 |
||
|
Вентилятор |
2,3 |
0,37 |
2 |
||||||
|
Нагревательный прибор |
II |
4,5 |
4,50 |
2 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
||
|
ШР2 |
|||||||||
|
Транспортёр |
III |
6-8 |
4,00 |
3 |
0,60 |
0,80 |
0,75 |
||
|
Печь с неавтоматической загрузкой изделий |
IV |
9,10 |
7,20 |
2 |
0,50 |
0,95 |
0,33 |
||
|
Вентилятор |
V |
11-13 |
2,20 |
3 |
0,80 |
0,85 |
0,62 |
||
|
ШР4 |
|||||||||
|
Фрезерный станок |
VI |
14,15 |
10,00 |
2 |
0,16 |
0,6 |
1,33 |
||
|
Кран-балка ПВ-40% |
VII |
16 |
12,50 7,90 |
1 |
0,10 |
0,50 |
1,73 |
||
|
I секция |
|||||||||
|
Сварочный аппарат шовный ПВ=50% |
VIII |
17 |
100,00 49,50 |
1 |
0,50 |
0,70 |
1,02 |
||
Рассчитываем суммарную номинальную активную мощность потребляемую электроприёмниками шкафа ШР1, ∑Рншр1, кВт, по формуле
∑Рншр1 = ,
где Рнi – активная номинальная мощность одного электроприёмника, кВт;
ni – число электроприёмников, шт.
∑Рншр1 = (22+0,37·2)+4,5·2 = 22,74+9 = 31,74 кВт.
Находим суммарную активную сменную мощность электроприёмников шкафа ШР1, ∑Рсмшр1, кВт
∑Рсмшр1 = ,
где Киi – коэффициент использования, принятый по каталогу [1, таблица 2.1].
∑Рсмшр1 = 22,74·0,8+9·0,8 = 18,19+7,2 = 25,39 кВт.
Определяем групповой коэффициент использования Kи по формуле
Ки = ,
Ки = = 0,8 >0.2.
Рассчитываем показатель силовой сборки m
m = ,
где Рнmax (Pнmin) – номинальная максимальная (минимальная) активная мощность одного электроприёмника в подгруппе соответственно, кВт.
m = = 59,46 >3.
Т.к. Ки >0,2,m >3, n ≥ 4, Рн ≠const, то эффективное число электроприёмников nэ, шт. определяем по формуле
nэ = ,
nэ = = 3 шт. < n = 5шт.
При nэ=3 и Ки=0,8 определяем коэффициент максимума Кm по справочнику [2, таблица 9.1]
Кm = 1,12.
Рассчитываем максимальную активную мощность, потребляемую электроприёмниками шкафа ШР1 Рmшр1, кВт
Рmшр1 = Кm·∑Рсмшр1 ,
Рmшр1 = 1,12·25,39 = 28,4 кВт.
Определяем реактивную сменную мощность электроприёмников , кВар
= ,
где tgφi – коэффициент реактивной мощности, соответствующий коэффициенту активной мощности.
= 18,19·0,62+7,2·0,33 = 11,28+2,38 = 13,66 кВар.
Т.к. nэ ≤10, то суммарная максимальная реактивная мощность, кВар, будет определяться по формуле
= 1,1·,
= 1.1·13,66=15,03 кВар.
Определяем полную максимальную мощность потребляемую электроприёмниками шкафа ШР1 Smшр1, кВА
Smшр1= ,
Smшр1 = = 32,13 кВА.
Рассчитываем максимальную величину тока, создаваемую электроприёмниками шкафа ШР1, Imшр1, А, по формуле
Imшр1 = ,
где Uн –номинальное напряжение сети, кВ.
Imшр1 = = 48,8 А.
Находим коэффициенты активной (cosφшр1) и реактивной мощности ( tgφшр1) мощности данного узла питания
cosφшр1 = ,
cosφшр1 = = 0,88,
tgφшр1 = ,
tgφшр1 = = 0,53.
Аналогично расчёту электрических нагрузок шкафа ШР1 выполняем расчёт остальных узлов питания
Рассчитываем нагрузки шкафа ШР2
∑РнIII-V = 4·3+7,2·2+2,2·3 = 12+14,4+6,6 = 33 кВт,
∑РсмIII-V = 12·0,6+14,4·0,5+6,6·0,8 = 7,2+7,2+5,3 = 19,7 кВт,
Ки = = 0,6 >0,2,
m = = 3 =3.
Т.к. Ки >0,2, m =3, n ≥4, Pн ≠const, то
nэ = = 9 шт >8.
Т.к nэ больше n, то принимаем nэ равное n=8 шт.
При nэ=8, Ки=0,6 определяем коэффициент максимума Кm по справочнику [3, таблица 2.13]
Кm = 1,33,
РmIII-V = 1,33·19,7 = 26,2 кВт,
QсмIII-V = 7,2·0,75+7,2·0,33+5,3·0,62 = 11,06 кВар,
