Материал: Расчет электроснабжения цеха

. Выбор схемы электроснабжения и расчет электрических нагрузок

Электроприемники цеха относятся ко 2 категории в отношении надежности электроснабжения (ПУЭ 1.2.17.) , т.к. перерыв электроснабжения их приведет к массовому недовыпуску продукции и простою рабочих. Технологические линии должны работать в автоматическом режиме. С учетом этого выбираем радиальную схему питания электроприемников основной технологии, обеспечивающей большую надежность электроснабжения и лучшую возможность автоматизации. Питание линий производим с разных секций шин подстанции: две линии с одной и с другой. Шкафы управления размещаем ближе к центру нагрузок, для уменьшения потерь напряжения и электроэнергии и уменьшения длины кабеля.

Вентиляторы цеха относятся к потребителям 3 категории (ПУЭ 1.2.17.) , они не связаны с основной технологией ( в данном случае) , не требуют автоматизации, поэтому для их питания выбирается магистральная схема, как более простая и дешевая.

Все потребители работают в длительном режиме. Расчет электрических нагрузок цеха производим методом коэффициента максимума в табличной форме

Результаты расчетов заносятся в таблицу 4.

Порядок расчета для шкафа ШВ1

Суммируем активные Рсм и реактивные QCM нагрузки групп однородных приемников

Рсм = Ки* Рном = 0,68*242=164,56 кВтсм = Рсм *tg φ =164,56+0,72=120,46 кВар

Средневзвешенное значение Ки для узла питания

Ки=Pсм(гр 8)/Pн.ш(гр.4)

Ки= 164,56/242= 0,68

fg φ = ∑Qсмшв1 (гр.9)/ ∑Pсм. шв1 (гр.8) φ = 120,46/164,56= 0,72

По значению fg φ определяем средневзвешенное значение cosφ

Эффективное число электроприемников nэ= n

Определяем расчетные нагрузки

Рр = Км* ∑ Pсм

Рр= 1.2*164.56=197.47 кВт=K'м ∑Qcм

При Кu<0,2 и Пэ<100 и при Кн ≥ 0,2 и Пэ ≤ 10

К'м =1,1

В других случаях Км" =1

В нашем случае Ки = 0,68, Пэ =8, К'м =1,1р= 1,1*120.46=132.5 кВар

Полная мощность ,кВА

 кВА

Расчётный ток, А

Ip= Sp * 10 3/ UH= 237.8*10 3/ 1,73*380= 361.7 А

Аналогично производится расчет для других узлов питания (ШВ2, ШР1) и общей нагрузки по цеху. Результаты сводятся в таблицу 4.

5. Выбор силовых шкафов, щитов и пультов управления

В качестве шкафа распределительного ШВ1 выбираем шкаф силовой распределительный серии ШУ8201 УЗ. Степень защиты шкафа IР54 - пылезащищенное (Iн.шк.=600А), т.к. он установлен в пыльном цеху.

Шкафы управления ШУ 1...ШУ 4 выбираем с низковольтными комплектными устройствами (НКУ) управления электроприводами - панелями или блоками управления типа Б - 5030.

Для электродвигателя вращающейся печи выбираем блок Б - 5134 (нереверсивный, управление по схеме фаза- нуль, с избирателем режима работы) цифровое обозначение типа 4474 Iннку = 250 А (10, с.304,305) I нд = 202,1 А (см. таблицу 1) 250 > 202,1.

Выбор НКУ для других механизмов производится аналогично и результаты заносятся в таблицу 5. Применение НКУ повышает качество монтажа электрооборудования, ускоряет его. Повышает надёжность работы оборудования, удешевляет установку, улучшает качество её эксплуатации.

В блоках будет установлена выбранная ранее аппаратура выключатель автоматический, пускатель магнитный с тепловым реле, а также предохранитель цепей управления, переключатель. В качестве вводных шкафов ШВ 1 и ШВ 2 выбираем шкафы ввода ШУ8201 (действующий рабочий проект ОЛХ084-095) (10. с.ЗОЗ ) с выключателем ВА 51; -33 I н.в. = 160 А I н.расц. =800 А Iр =695.19 А - из таблицы 4.

В качестве пультов управления ПУ1 и ПУ2 выбираем пульты ПУЭ-012047 (10 , с,327)

В качестве кнопочных постов для местного управления принимаем кнопочные посты ПКЕ-222-2УЗ с кнопками «пуск» и «стоп» пылезащищенного исполнении ; кнопка «стоп» с грибковым толкателем.

Для подачи предпусковой сигнализации выбираем кнопочный пост ПКЕ -222-1 ( 10, с. 274)

Для предпусковой сигнализации выбираем звонок громкого боя электрический МЗ-1 напряжением 220 В

Таблица 5

. Расчет и выбор проводов и кабелей

В соответствии с ПУЭ 2.1.49 выбираем кабель с медными жилами. Прокладку осуществляем в трубах для зашиты от механических повреждений (ПУЭ .2.1.47). Принимаем провод ВВГ. Медные жилы (А), провод (П), с резиновой изоляцией (Р) для прокладки в трубах.

Сечение проводов выбираем по условию нагрева рабочим током (ПУЭ 1.3.2.)

доп ≥ I р

где Iдоп длительно-допустимый ток провода , Адоп = 234 А (8, с.340) , (15)=202,1 А (табл.1)

>202,1

Следовательно провод по нагреву проходит.

Проверяем сечение провода по потере напряжения ∆U% по условию

∆Uдоп ≥ ∆U%

где ∆Uдоп =5 % - допустимая потеря напряжения для двигателей. (ПУЗ 1.2.21. , ГОСТ 13109-97)

Потеря напряжения ∆U% определяется по формуле:

∆U% = 173*%*l*cosφ / S* Ƴ* Uн (%)

где Ip- расчетный (номинальный) ток двигателя, А. ( из табл. 1)длина провода , м ( определяется по плану цеха от шкафа до приемника)

cos φ -коэффициент мощности двигателя (из табл.1) S- сечение, проводника , мм2номинальное напряжение установки , В

Ƴ- удельная проводимость материала проводника , м/Ом*мм2

для алюминия Ƴ= 35 м/Ом * мм2

для меди Ƴ = 57 м/Ом *мм2

∆U% = 173*202,1*26*0,9/ 120*57*380= 0,315 %

>0,315

Условия соблюдаются , принимаем выбранный провод к установке вращающейся печи .

Выбираем сечение стальных труб в зависимости от марки, числа и сечения проводов.

Расчет и выбор сечения других потребителей проводятся аналогично и результаты сводятся в таблицу 6

Таблица 6

7. Светотехнический расчет освещения комнаты мастера

Длина комнаты А=7 м, ширина В=6 м, высота Н=3 м.

Помещение сухое, пыльное, пыль не токопроводящая, без химически агрессивной среды, без пожара и взрывоопасных зон. (ПУЭ 1.1.6...1.1.12; 7.4.2; 7.3.22).

Коэффициент отражения от потолка Рп=50%; от стен Рс=50%; расчетной поверхности Рр=30% (22 с.316 10, с.126).

Принимаем по справочникам:

нормированная освещённость Ен =300 лк (10 с. 110)

плоскость нормирования освещённости горизонтальная, высота её от полар = 0,8 м

коэффициент К=1,5 (10., с.118;)

коэффициент Z = 1,1 (22 с. 323)

Принимаем «свес» светильника hС = 0,2 м; (10., с.109)

В качестве источника света выбираем люминесцентные лампы низкого давления, как экономичные, с большим сроком службы и рекомендуемые в низких помещениях.

В качестве осветительного прибора выбираем светильник ЛСП02 с косинусной КСС типа Д, рекомендуемую в низких помещениях. Длина светильника Lсв = 1,234 м (10, с.60)

Расчетная высота подвеса светильника h = Н - hС - hр= 3 - 0,2 - 0,8 = 2,0 м

Индекс помещения

i =

Коэффициент использования светового потока для косинусной КСС светильника, коэффициентов отражения РП=50%; РС=50%; Рр=30% и i=1,62

ƞ = 0,61 (10., с.136)

Для светильника с косинусной типовой КСС, рекомендуемое значение

λ =  = 1,2...1,6

Допустимое значение λ = 2,1; (22, с.320)

Расстояние между рядами светильников по ширине помещения

= λ· h = (1,2...1,6) · 2,0 = (2,4...3,2) м

Расстояние от крайних светильников до стены при наличии рабочих местК = (0,24...0,3) · LК = (0,24...0,3) · (2,4...3,2) = (0,58...0,96) м

Принимаем расстояние между рядами светильников по ширине помещения LB=2,4 м, расстояние от стен до крайних светильников по ширине LKB=0,6 м.

По ширине размещается 3 светильника. (два промежутка между светильниками, т. е.

= 2;

По длине размещается также три светильника, при расстоянии между ними LПР =1 м и LКА = 0,6 м и длине светильника LСВ = 1,234 м (два промежутка между светильниками А = 2·Lпр+2·LКА+3·LСВ; А = 2·1+20,6+3·1,234= 7 м)

Всего светильников в помещении N = 3·3=9 шт.

Расчетный световой поток одной лампы (с учетом двух ламп в светильнике)

Ф =  (22., с.323; 10., с.124)

где К - коэффициент запаса;

Ен - нормированная минимальная освещенность, лк;= А*В - площадь помещения, м2;- коэффициент минимальной освещенности;- число светильников в помещении;

ƞ -коэффициент использования светового потока, о.е.

Ф =  лм

Выбираем лампы ЛБ 30-4 со световым потоком Фл=1995 лм. Отклонение от светового потока Ф

что в пределах нормы (10%) (22., с.324)

Принимаем лампу ЛБ 30-4.

Мощность лампы Рл=30 Вт, напряжение на лампе 1.04 В, ток лампы 0,36А; (22., с.293).

ПРА - дроссель 1УБИ-30/220-ВП-600-У4 с пониженным уровнем шума.

Рабочий ток 0,43 А; пусковой - 0,86 А; потери мощности 22...24%; масса 1,1 кг, размеры 170*47*45 (3., с.297). Светильник ЛСПО2-2*30; с креплением по конструкциям.

Электротехнический расчёт осветительной установки комнаты мастера

Расчётная мощность осветительной установки определяется по формуле

Рр = Кс * Кп * Ру (12., с.335) (10., с.338)

где Кс - коэффициент спроса;

Кп - коэффициент учета потерь в ПРА;

Ру - установленная мощность осветительной установки, кВт; (сумма мощностей всех ламп).

Принимаем Кс = 1 (10., с.336);

Кп = 1,23 (23% потери в ПРА - 22., с.297)

Ру = 3 * 3 *2 * Рл;

Рр = 1 * 1,23 * 3* 3 * 2 * 30 = 664,2 Вт

Рр = 664,2 кВт

Так как нагрузка мала, запитываем ее по однофазной схеме, следовательно,

р =

Для люминесцентных светильников сos= 0,9 (12., с.336; ПУЭ 6.2.1.)р =  А

Выбираем кабель с алюминиевыми жилами (А), с поливинилхлоридной изоляцией (В) и поливинилхлоридной оболочке (В), без брони (Г) напряжением до 1 кВ (1) с тремя жилами сечением S = 2,5 мм2 (по механической прочности) марки АВВГ

-3*2,5 с открытой прокладкойдоп. = 19 А. 19 > 3,4

Момент нагрузки М = Р · L

где L - длина провода от группового щитка цеха до щитка в комнате мастера, м

М = 664,2 · 35 · 10 = 23,2 кВт · м

По таблице 12.13. (10., с.351) U% = 1,6%, что допустимо.

Для включения групповых линий в комнате мастера выбираем щиток групповой типа ЯОУ 8501 с однополюсными автоматическими выключателями ВА47 - 291Р4А - 6 шт.н.в. = 63 А; Iн.расц. = 4 А (23., с.14) Uн = 230 В

с характеристикой срабатывания расцепителя - В (для сетей освещения и электроприборов), т. е. ток отсечки (3 - 5) Iн.расц.

. Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации электрооборудования

. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)

Электроустановки по условиям электробезопасности разделяются на электроустановки напряжением

до 1 кВ и электроустановки напряжением выше 1 кВ (по действующему значению напряжения). Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться выполнением мер защиты, предусмотренных в гл. 1.7, а также следующих мероприятий: