Материал: Электроснабжение электромеханического цеха

Определяем активную, реактивную и полную мощности освещения

. Люминисцентные лампы

РСМ=КИ РН1 =0,9х1,296=1,166 кВт

QCМ = РСМ tg φ =1,166х0,33=0,385 кВар

Для люминесцентных ламп cos φ=0,95; tg φ=0,33

. Лампы ДРЛ РСМ=КИ РН1 =0,85х 12,8=10,88 кВт

QCМ = РСМ tg φ =10,88х0,619=6,73 кВар

Для ламп ДРЛ cos φ=0,85; tg φ=0,619

.Лампы накаливания РСМ=КИ РН1 =1х0,24=0,24 кВт

Суммарная мощность по освещению

РСМS=1,166+10,88+0,24=12,286 кВт

QCМS=0,385+6,73=7,115 кВар

S===14,2 кВА

Определяем расчётное значение тока

I=S / (UН)=14,2/(1,73×0,38)=21,5 А

Производим разбивку мощностей освещения на группы.

Рисунок 2 Схема подключения сети освещения

В качестве щита освещения выбираем ЩО ОП9УХЛ4 на 9 отходящих групп с автоматическими выключателями АЕ1031

Таблица 6 Результаты расчёта по участку

Всего ШНН cos φ=336,9/381,2=0,88 Тогда tgφ=0,54

. Компенсация реактивной мощности

В процессе передачи потребителям активной и реактивной мощностей в линии системы электроснабжения создаются потери активной мощности.

Увеличение потребления реактивной мощности электроустановкой вызывает рост тока в линии любого звена системы электроснабжения и снижение величины коэффициента Р электроустановок.

Повышение коэффициента мощности электроустановки зависит от снижения потребления реактивной мощности. Для уменьшения реактивной мощности применяют синхронные двигатели в качестве компенсаторов, которые работают в холостом режиме либо конденсаторные батареи.

Конденсаторные установки собирают из определенного числа секций соединенных между собой параллельно, последовательно или смешанно.

Исходными данными к расчёту является максимальная мощность и коэффициент мощности на шинах низшего напряжения.

Таблица 6 Данные к выбору установки для компенсации реактивной мощности

Для выбора компенсирующего устройства определим его расчётную мощность

QКУ=α РМ(tgφ-tgφK)                                                                    (11)

где α=0,9 -коэффициент, учитывающий повышение коэффициента мощности естественным способом

РМ - максимальная активная мощность. кВт

tgφ -коэффициент мощности существующий

tgφК -коэффициент мощности планируемый

Принимаем cos φК=0,95 тогда tgφК =0,33

Расчётная мощность конденсаторной установки

QКУ=0,9х336,9 (0,54 -0,33)=63,6 кВар

Выбираем одну конденсаторную установку КМ-0,38-50У3 мощностью 50 кВар Определяем фактическое значение коэффициента мощности

При включении установоки

tgφK= tgφ -=0,376

cos φК=0,93

. Обоснование выбора числа и мощности трансформаторов

На подстанциях всех напряжений, как правило, применяются не более двух трансформаторов по соображениям технической и экономической целесообразности. В большинстве случаев это обеспечивает надёжное питание потребителей и в то же время даёт возможность применять простейшие блочные схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении, что резко упрощает их конструктивные решения и уменьшает стоимость. Однотрансформаторные цеховые подстанции можно применять при наличии складского резерва для потребителей всех групп по надёжности электроснабжения, если их величина не превышает 15….20% общей нагрузки и их быстрое резервирование обеспечено при помощи автоматически включаемых резервных перемычек на вторичном напряжении.

Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются в тех случаях , когда большинство электроприёмников относится к первой или второй категориям, которые не допускают перерыва в питании во время доставки и установки резервного трансформатора. Двухтрансформаторные подстанции целесообразно применять также при неравномерном графике нагрузки, когда выгодно уменьшать число включённых трансформаторов при длительных снижениях нагрузки в течении суток.

С учётом вышесказанного принимаем к установке однотрансформаторную подстанцию.

Мощность трансформатора определяется активной нагрузкой объекта и реактивной мощностью, передаваемой от системы в период максимума нагрузок. Мощность трансформатора на понижающих подстанциях рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 60…70 % на время максимума SНОМ.т≥(0,6…0,7) SРАСЧ

1.      Определяем потери в силовом трансформаторе

ΔРТ=0,02 SMAX=0,02×381,2=7,6 кВт                                        (12)

ΔOТ=0,1 SMAX=0,1×381,2=3,81 кВар                                       (13)

ΔS===8,5 кВА

. Определяем расчётную мощность трансформатора с учётом потерь, но без установки устройства компенсации реактивной мощности.

Таблица 7 Сводная ведомость нагрузок

SН.Т =0,7х SРАСЧ =0,7х369,5=258,6 кВА

Принимаем к установке один силовой трансформатор типа ТМГСУ-250/10/0,4 . SНОМ.т=250 кВА

Определяем коэффициент загрузки трансформатора

КЗ=

Выписываем номинальные параметры трансформатора согласно 7.26/3/

Таблица 8 Номинальные параметры трансформатора

. Расчёт и обоснование выбора питающих и распределительных сетей напряжением до 1 кВ, защита их от токов перегрузки и токов короткого замыкания

Схема электроснабжения должна обеспечивать надёжность питания потребителей, быть удобной в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными.

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники. Схемы электросетей могут быть радиальными и магистральными.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания отходят линии, питающие крупные электроприемники, или групповые распределительные пункты от которых, в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие прочие мелкие электроприемники.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, так как аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Магистральные схемы в основном применяются при равномерном распределении нагрузки по площади - в этом случае все электроприемники получают питание от одной магистрали (шина или кабель), идущей вдоль всего участка.

Так как в здании участка находится большое количество относительно маломощных электроприёмников то применяем радиальную схему электроснабжения. В качестве источника питания применяем внутрицеховую трансформаторную подстанцию. В качестве РУ 0,4 кВ используем шкафы типа ЩО-70. В качестве распределительных устройств принимаем шкафы серии ПР85 с автоматическими выключателями серии ВА51. Для питания распределительных шкафов используем кабель АВВГ.

При выборе места размещения РУ учитывают следующие условия:.

. РУ требуется размещать с максимальным приближением к электроприемникам;

2. Протяженность линии должна быть минимальной, а трасса сети удобной в эксплуатации и доступной для ремонта;

. Необходимо, как правило, исключать случаи обратного питания электроприемников по отношению к основному потоку электроэнергии;

. Места размещения РУ должны не мешать производству, удобству обслуживания, не загромождать проходы;

РУ выбираются с учетом величины нагрузки, условий окружающей среды, числа электроприемников или их групп; расчетный ток группы электроприемников (нагрузка) должна быть не больше номинального тока устройства, шкафа, пункта.

Внутренние электропроводки должны быть надежными, удобными и доступными в эксплуатации, иметь минимальную протяженность, соответствовать условиям окружающей среды, архитектурным особенностям помещений и в полной мере обеспечивать электробезопасность людей и сельскохозяйственных животных, пожара и взрывобезопасность. Силовые проводки производственных помещений рекомендуют выполнять кабелями типов АВРГ; АНРГ; АВВГ, прокладываемых на скобах, на тросах, трубах и т.д.

Задачей расчета электропроводок является выбор сечения проводников, при этом сечение должно быть минимальным и удовлетворять следующим требованиям:

а) допустимому току;

б) электрической защите;

в) допустимым потерям напряжения;

г) механической прочности.

В отношении механической прочности выбор сечения сводится:

·   для стационарных электроустановок кабели и изолированные провода для силовых и осветительных сетей должны быть: медные 1,5 мм2, аллюминиевые - 2,5 мм2;

Для проведения выбора пусковой и защитной аппаратуры, а также последующего выбора питающих проводников нам необходимо рассчитать токи каждого приемника. Поскольку порядок расчета одинаков для всех РП, приводим его подробное объяснение только для РП 2, результаты расчетов других РП заносим непосредственно в таблицу, не приводя здесь их вычислений.

Рисунок 3 Расчётная схема

.        Определяем расчётные токи отходящих линий

IH=                                                                              (14)

Вентилятор

IH1,-4=11,4 А

Компрессор

IH5,6=65,3А

2.      Определяем пусковые токи приняв КI =7

IП= IH КI                                                                                       (15)

.1 Для электродвигателей вентилятора IП1..4= 11,4 х 7=79,8 А

.2 Для электродвигателей компрессора IП3,4= 65,3 х 7=457,1 А

.        Определим максимальный ток для РП1

IМАХ = IПНБ+ IРП1- IННБ

где IПНБ -наибольший пусковой ток электродвигателя, А

IННБ -номинальный ток наибольшего электродвигателя, А

IМАХ== 457,1+ 2х65,3+4х11,4- 65,3=568 А

Произведём выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбирают:.

1.  По номинальному напряжению

UН,А≥ UН                                                                                     (16)

где UН,А- номинальное напряжение автоматического выключателя, В

UН -номинальное напряжение сети, В

. По номинальному току автоматического выключателя

I Н,А≥IН                                                                                         (17)

где I Н,А- номинальный ток автоматического выключателя, А

IН- номинальный ток линии, А

3. По номинальному току теплового расцепителя

Н.Т ≥ кН.Т IН                                                                                (18)

где кн=1.1…1.3 - коэффициент надежности теплового расцепителя

КН=1,1 для линии с несколькими электродвигателем

.        По току срабатывания электромагнитного расцепителя выключателя

С.э.р ≥ 1,2Iмакс

где Iмакс -максимальный рабочий ток с учётом пуска электродвигателей, А

При защите одного электродвигателя Iмакс = IП

Выбираем автоматические выключатели SF1… SF4 для защиты электродвигателей вентиляторов

Uна≥380 В

I нa≥ 11,4А

Iс.э.расц≥1,25×79,8=99,8 А

I нр≥1,2×11,4=13,7 А

Выбираем автомат. ВА 51-31 Uна=500В; Iна=100А; Iнр=16А; Iс э расц=7 Iнр

Iс э расц=7х16=112А (приложение А6/1/).

Выбираем автоматические выключатели SF5…SF6 для защиты электродвигателей компрессоров

Uна≥380 В

I нa≥65,3 А

Iнр≥1,2×65,3=78,4 А

Iс э расц≥1,25×457,1=571 А

Выбираем автомат ВА 51-31 Uна=500В; Iна=100А; Iнр=80А; Iс э расц=10Iнр

Iс э расц=10×80=800А

Выбираем автоматический выключатель 4SF в РУ 0,4 кВ

Uна≥380 В

I нa≥11,4х4+65,3х2=176,2 А

Iнр≥1,1×176,2=193,8 А

Iс э расц≥1,2×568=682 А

Выбираем автомат ВА 51-35 Uна=500В; Iна=250А; Iнр=200А; Iс э расц=7Iнр

Iс э расц=7×200=1400 А

При выборе автоматов которые защищают линию с КУ необходимо чтобы выполнялось условие Iс э расц ≥1,3=1,3=98,5 А.

Условие выполняется

Произведём расчёт и выбор сечения проводов

расчёт и выбор сечения проводов выбирают по следующим условиям

1. По допустимому нагреву

Iдоп≥Iн                                                                                           (19)

. По согласованию с аппаратом защиты

Iдоп≥ Кз.а Iн.р                                                                               (20)