ЭСН и ЭО цеха металло-режущих станков

2. Приведённые потери мощности в трансформаторе

где kип=0,07 – коэффициент изменения потерь

3. Полные  потери мощности в трансформаторе.

На основании  проведённого технического расчёта  принимаем вариант с двумя  трансформаторами ТМ – 160-10/0,4. 
 

5. Определение центра  электрических нагрузок

Картограмма нагрузок

           ТП является одними из основных звеньев системы электроснабжения. Поэтому оптимальное размещение подстанций по территории промышленного  предприятия является важнейшим  моментом при построении рациональных систем электроснабжения.

           При проектировании систем электроснабжения предприятий  различных отраслей промышленности разрабатывается генеральный план проектируемого объекта, на который  наносятся все производственные цеха. Расположение цехов определяется технологическим процессом производства. На генеральном плане указываются расчётные мощности цехов и всего предприятия.

       Для определения места положения  ТП при проектировании системы  электроснабжения на генеральный  план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещённые на генеральном плане окружности, причём площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха.

     

     

     Центр нагрузок цеха или предприятия является символическим центром потребления электрической энергии цеха или предприятия.

     ТП  следует располагать в ЦЭН. Это  позволит снизить затраты на проводниковый  материал и уменьшить потери электрической энергии. Площадь круга в определенном масштабе равна расчетной нагрузке соответствующего цеха Р_i:

       

     Из  этого выражения радиус окружности:

      

     где Р_i – мощность i-го цеха; m – масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия).

     Силовые нагрузки до и выше 1 кВ изображаются отдельными кругами или секторами  в круге. Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому  центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.

     При построении картограммы необходимо знать полные расчетные нагрузки цехов, которые были рассчитаны в  таблице 2.

Определяется  масштаб активных  нагрузок:

Принимается для  наименьшей нагрузки резьбошлифовального отделения.

Расчет  радиуса ЦЭН покажем на примере  заточного отделения ( № 2 по плану):

Остальные радиусы  ЦЭН отделений рассчитываются аналогично.

Определение условного центра электрических нагрузок

      В настоящее время существует ряд  математических методов, позволяющих  аналитическим путём определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) как отдельных цехов, так и  всего промышленного предприятия. Среди них можно выделить три основных метода.

      Первый  метод, использующий некоторые положения  из курса теоретической механики, позволяет определить ЦЭН цеха (предприятия) с большей или меньшей точностью (приближённо) в зависимости от конкретных требований. Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределёнными по площади цеха, то центр нагрузок цеха можно принять совпадающим с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане

     ЦЭН указан на картограмме нагрузок .

Таким образом, мы определили ЦЭН для ТП, но поставить их точно в центре электрических нагрузок не всегда технически возможно.

Координаты  центра электрических нагрузок всего  цеха определим по формуле:

 ЦЭН находится в центре цеха, более того, в одном отделений. Установить там ТП технически невозможно, единственное, что возможно – сместить ТП за пределы цеха.  
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Выбор схемы электроснабжения  цеха.

Схемы электроснабжения приёмников электрической  энергии 

промышленных  предприятий зависят от мощности отдельных приёмников, их количества, распределения по территории и других факторов и должны отвечать следующим требованиям:

1. Обеспечить  необходимую надёжность электроснабжения  в зависимости от категории  приёмников;

2. Иметь оптимальные технико-экономические показатели по капитальным затратам, расходу цветных металлов, эксплуатационным расходам и потерям энергии;

3. Быть удобными  в эксплуатации;

4. Допускать  применение индустриальных и  скоростных методов монтажа. Схемы  цеховых сетей бывают радиальные  и магистральные.

    Для металлорежущего цеха выберем радиальную схему электроснабжения.

         
 
 
 
 

 

 
 
 
 

 

 

   7. Расчет токов короткого  замыкания

   Основной  причиной нарушения нормального  режима работы системы электроснабжения является возникновение КЗ в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. Расчет токов короткого замыкания производится для выбора и проверки электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей по условиям короткого замыкания с целью обеспечения системы электроснабжения надежным в работе оборудованием

   Расчет  токов короткого замыкания проведен для двух точек:

1. Точка К-1 на шинах ТП;
2. Точка К-2 около РП.

Расчет токов КЗ рассмотрим на примере снабжения РП1.

 
 

Сопротивления трансформатора[6, стр.68, табл.1.9.1]:

        

 Сопротивления для автоматов QF1 и QF2 марки ВА51-35 c I_н.а=100 А[6, стр.68, табл.1.9.3]:

Сопротивления линии Л1 [6, стр.68, табл.1.9.5]:

          

Вычисляются эквивалентные  сопротивления на участках между  точками К.З:

Вычисляются сопротивления  для каждой точки К.З:

Определяются  коэффициенты Ку:

  ;  

   ; 

    Ток трехфазного КЗ:

Точка К₁  , 

Точка К₂  кА.

Ударный ток:

Точка К₁ i_уд1.= ·К_уд1.· = ·1,25·4,9=8,6 кА, 

Точка К₂ i_уд2.= ·К_уд2.· = ·1,03·4,6=6,7 кА, где

      Ток однофазного КЗ в точке К₂:

 

     где: r_фКЛ=ρ·l/s_ф=0,028·0,014/25=0,000015 мОм, ρ=0,028 (Ом·мм²)/м, s_ф- сечение фазной жилы,

     r_нКЛ=ρ·l/s_н=0,028·0,032/10=0,0000089 мОм, s_н- сечение нулевой жилы. 
 

Проверяем автоматические выключатели ВА51-35:

I_отклQF1≥   10 кА≥4,9 кА,

i_уд.QF2≥i_уд.2         12 кА≥8,6 кА. 

Расчет токов  КЗ для остальных участков сведем в таблицу. 

Расчет  токов КЗ на НН.