Материал: Проектирование электроснабжения механического цеха серийного производства

.6 Выбор основного оборудования на подстанции и аппаратов защиты

Все шинопроводы, провода и кабели выбираются с учётом характера окружающей среды, размещением технологического оборудования, токов протекающим по ним напряжения.

Трансформаторы ТМ 400/10 на ТП комплектуются с вводным устройством ВНП-17 и предохранителями ПК-6 100А.

.6.1 Расчет пусковых токов

Для расчета составляем таблицу 6, в которую вносим значения пусковых токов. Расчет ведем для мостового крана.

Определяем номинальный ток:

Iном = Рном / √3 · Uном · cos φ [49]

где Рном - номинальная мощность электроприемника, кВт;

Uном - напряжение сети, Uном = 380В;

Iном = 36 / 1,73 · 0,38 · 0,5 = 109,4 А

Определяем пусковой ток, для этого необходимо знать во сколько раз увеличивается ток при пуске двигателей, т. е. необходимо отношение пускового тока к номинальному току - кратность пускового тока, которая зависит от пуска двигателя: легкий, средний, тяжелый. То есть чем больше усилие, тем больше кратность пускового тока.

Для мостового крана кратность пускового тока Iпуск / Iном = 6, тогда пусковой ток Iпуск мостового крана, равна:

Iпуск = Iном · 6 [50]

Iпуск = 109,4 · 6 = 654,4 А;

Определим пусковой ток для РП-1 как сумму номинальных токов потребителей РП-1 и пускового тока самого мощного потребителя:

Iпуск. РП-1 = ƩIном РП-1 + Iпуск. наиб. = 756,11 А.

Аналогично определяем токи для остальных потребителей.

.6.2 Выбор проводов кабелей и автоматических выключателей

Рассчитаем установки теплового и электромагнитного расцепителя для автоматических выключателей и результаты занесем в таблицу 6.

Ток теплового расцепителя должен больше или равен току длительному, деленному на 0,85:

Iт.р. ≥ Iдл / 0,85

где Iдл - длительный ток электроприемника, А;

,85 - коэффициент, учитывающий взаимный нагрев автоматов в одном шкафу.

Iрасч1 = 109,4 / 0,85 = 128,7 А;

Iрасч2 = 9,72 / 0,85 = 11,4 А;

Iрасч3 = 6,07 / 0,85 = 7,14 А;

Iрасч4 = 6,7 / 0,85 = 7,9 А;

Iрасч5 = 30,4 / 0,85 = 35,8 А;

Принимаем токи установок тепловых расцепителей и выбираем тип автоматических выключателей:

Iприн1 = 160 А - ВА 51-33;

Iприн2 = 12,5 А - ВА 51-31;

Iприн3 = 10 А - ВА 51-31;

Iприн4 = 10 А - ВА 51-31;

Iприн5 = 40 А - ВА 51-31.

Ток принятый электромагнитного расцепителя (мгновенный) должен быть в 10 раз больше принятого тока уставки теплового расцепителя.

Iприн.эл.расц. = Iприн.т.р. · 10

Iприн.эл.расц.1 = 160 · 10 = 1600 А;

Iприн.эл.расц.2 = 12,5 · 10 = 125 А;

Iприн.эл.расц.3 = 10 · 10 = 100 А;

Iприн.эл.расц.4 = 10 · 10 = 100 А;

Iприн.эл.расц.5 = 40 · 10 = 400 А.

Расчетный ток длительно-допустимой нагрузки должен быть в 1,25 больше значения расчетного тока теплового расцепителя:

Iрасч.дл.доп. = Iрасч.тепл.расц. · 1,25

Iрасч.дл.доп.1 = 128,7 · 1,25 = 161 А;

Iрасч.дл.доп.2 = 11,4 · 1,25 = 14,25 А;

Iрасч.дл.доп.3 = 7,14 · 1,25 = 9 А;

Iрасч.дл.доп.4 = 7,9 · 1,25 = 10 А;

Iрасч.дл.доп.5 = 35,8 · 1,25 = 45 А;

.7 Расчет и выбор питающих и распределительных линий

Выберем марку провода от РП-1 до каждого потребителя, при условии, что:

Iдоп. ≥ Iдл

для мостового крана - ВВГ (5х70);

для манипулятора электрического - ВВГ (5х1,5);

для точильно-шлифовального - ВВГ (5х1,5);

для настольного сверлильного станка - ВВГ (5х1,5);

для токарного полуавтомата - ВВГ (5х10).

По РП-1 выбираем автоматический выключатель ВА 51-33 и кабель ВВГ (5х95), таблица 6.

К отдельным электроприемникам медный кабель прокладываем в трубе в полу скрытой проводкой. От ВРУ к распределительным шкафам прокладываем кабель однопроводный с полиэтиленовой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке открыто по стене на скобах на высоте 3 - 3,5 метра.

Согласно ПУЭ для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более 5%.

Для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий допустимое отклонение напряжения -2,5 +5%.

Потерю напряжения рассчитываем:

ΔUрасч = M / S · С < ΔUдоп = 5% [51]

где S - сечение провода (кабеля), мм²;

C - коэффициент, который принимаем С=77 для медных проводов, С=46 для алюминиевых проводов;

М - момент нагрузки, кВт · м, M = P · L,

где Р - номинальная мощность;

L - длина провода, м.

Проверяем на допустимую потерю напряжения сечения проводов от распределительных пунктов до потребителей.

Расчет производим для мостового крана:

М = 36 · 4 = 144 кВт · м;

ΔUрасч = 144 / 70 · 77 = 0,03% < ΔUдоп = 5%

Так как ΔUрасч = 0,03% < ΔUдоп = 5%, то делаем вывод, что кабель марки ВВГ (5х70) от мостового крана проходит по условию.

Аналогично проверяем другие сечения проводов (кабелей) и результаты заносим в таблицу 7.

Таблица 7 - Потери напряжения в отходящих линиях

2.8 Расчёт сети заземления

Строим заземляющее устройства для подстанции 10/0,4 кВ. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом, так как электроустановка совмещает напряжение свыше и ниже 1 кВ.

Грунт в районе подстанции состоит из песка. Выбираем удельное сопротивление грунта, р = 800 Ом · м.

Определим расчетное сопротивлении одного вертикального электрода:

Rв = 0,3 · ρ · Ксез.в [52]

Rв = 0,3 · 800 · 1,7 = 408 Ом,

где ρ - удельное сопротивление грунта (песка);

Ксез.в - коэффициент сезонности Ксез.в = F (верт., II) = 1,7

Определим предельное сопротивление совмещенного ЗУ:

 [53]

Rзу1 = 125 / Iз [54]

Rзу1 = 125 / 10 = 12,5 Ом;

Для расчета принимаем Rзу1 = 4Ом,

Но так для расчета ρ > 100 Ом·м, то для расчета принимается:

Rзу ≤ 4 · ρ / 100 = 4 · 800 / 100 = 32 Ом

Определим количество вертикальных электродов:

без учета экранирования (расчетное):

N’в.р = Rв / Rзу [55]

N’в.р = 408 / 32 = 12,75

Принимаем N’в.р = 13;

с учетом экранирования:

Nв.р = N’в.р / ηв [56]

Nв.р = 13 / 0,59 = 22,

где ηв = 0.59.

Определим уточненное значение сопротивления вертикальных и горизонтальных электродов:

Rв = Rв / Nв · ηв [57]

Rв = 408 / 22 · 0,59 = 31,4 Ом,

 [58]

где Lп - длина по периметру закладки,

Lп = (А + 2) · 2 + (В + 2) · 2 [59]

Lп = (48 + 2) · 2 + (30 + 2) · 2 = 100 + 64 = 164 м.

горизонтальная полоса b = 4·10-3

Определим фактическое сопротивление ЗУ:

Rзу.ф = Rв · Rг / Rв + Rг [60]

Rзу.ф = 3310,6 / 136,83 = 24,2 Ом.

Так как Rзу.ф = 24,2 Ом < 32 Ом, то делаем вывод, что расчет выполнен верно. Контур заземления состоит из 22 вертикальных электродов, и соединительной стальной полосы диной 164 метра.

Заключение

В результате курсового проекта было спроектировано электроснабжение электромеханического цеха. Требовалось выполнить: описательную часть проекта, расчетную часть проекта и графическую часть.

В описательной части проекта была выполнена характеристика потребителей цеха, то есть все электроприёмники характеризовались по напряжению, по режиму работы, по роду тока, по степени бесперебойности. Также в описательной части была описана однолинейная электрическая схема, с учетом количества и мощностей станков и установок применяем для цеха радиальную схему электроснабжения.

В расчетной части был произведен расчет электрических нагрузок, который произведён с целью выявления полной максимальной мощности цеха необходимой для последующего выбора трансформаторов. Выбрано компенсирующее устройство УК3-0,415-60, необходимое для снижения реактивной мощности и повышения коэффициента мощности. Выбрана комплектная трансформаторная подстанции КТП -400/10/0,4-У1. На подстанции устанавливаем один трансформатор ТМ - 400-10/0,4.

Были выбраны питающие и распределительные сети напряжением до 1000 В, выбраны 5 распределительных пунктов, два щита освещения серий ЯОУ-8503 и ЯОУ-8504. Также к ним была выбрана защита от токов короткого замыкания и перегрузок. Для выполнения защитных функций были выбраны автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, выбираем выключатели ВА51-31, ВА51-33, ВА51-37, ВА51-39, тип шкафа ПР 85-157, ПР 85-092, ПР 85-093, ПР 85-096. Для защиты рабочего персонала был произведен расчет заземляющих устройств. В качестве проводникового материала необходимого для подключения электрооборудования, был произведён выбор проводов и кабелей. В ходе курсового проекта спроектирована однолинейная схема, план подключения оборудования с распределительными сетями.

Список используемой литературы

1.        Федоров А.А., С Г.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1974. - 528 с.

2.        Шеховцов В.П., Расчет и проектирование схем электроснабжения. - М.: ФОРУМ-ИНФРА 2005. - 214 с.

.          Алиев И.И., Справочник по электротехнике и электрооборудованию. 5-е издание. - Ростов, Феникс, 2004. - 480 с.

.          Правила устройства электроустановок, 6-е издание, Госэнергонадзор Москва 2000.

.          Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

.          Епанешников М.М. Электрическое освещение. М: Энергия, 1973. - 352 с.

.          Справочник по проектированию электроэнергетических систем.