Электрооборудование мостовых кранов

 

категории электроснабжения, питание электроприёмников должно осуществ

ляться от двух вводов, поэтом экономически целесообразно будет применить два трансформатора мощностью 630кВА.

Устанавливаем в цехе 2 трансформатора ТМ-630/10, основные технические характеристики которых сведены в таблицу 4.

Таблица 4         Параметры трансформатора ТМ-630/10

	U1, кВ	U2, кВ	Uк.з, %	Рк.з, кВт	Рх.х, кВт	iх.х, %
630	10	0,4	5,5	7,6	1,56	2

 

 

Расчёт компенсирующих устройств. Исходя из того, что 
по таблицам Брадиса получим

Определим расчетную реактивную мощность по формуле [5]:

 

 

Определим величину реактивной мощности, которую могут пропустить трансформаторы при полной активной нагрузке [5]:

 

Где в соответствии с [7].

 

Определим мощность, которую необходимо скомпенсировать:

 

 

Исходя, из расчёта, произведённого выше, можно сделать вывод: компенсирующие устройства в рассматриваемом цехе можно не использовать.

 

25

2.6 Расчёт токов короткого замыкания

Исходные данные для расчёта Sэ.с.=300МВА; Sт1=64МВА; uк.з1=10,5%; uк.з2=5,5%; Uвл=115кВ; Uкл=10,5кВ; lвл=12км; lкл=2,5км.

Составляем расчётную схему (рисунок 23).

Рисунок 23 – Расчетная схема

Составляем схему замещения (рисунок 24).

Рисунок 24 – Схема замещения

Задаёмся значением базисной мощности:

 

Определяем сопротивление энергосистемы:

 

 

где Sб – базисная мощность;

Sэ.с. – мощность энергосистемы.

Определяем сопротивление воздушной линии:

 

где х0 – удельное сопротивление линии, Ом/км,

 

26

Определяем сопротивление двухобмоточного трансформатора ГПП:

 

 

Определяем сопротивление кабельной линии:

 

 

Определяем сопротивление двухобмоточного трансформатора цеховой подстанции:

 

 

Определяем эквивалентное сопротивление расчётной цепи для каждой точки короткого замыкания:

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем значение базисного тока для каждой точки короткого замыкания

27

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем значение токов трёхфазного короткого замыкания для каждой точки короткого замыкания:

 

 

 

 

 

Определяем значение токов двухфазного короткого замыкания для каждой точки короткого замыкания:

 

28

 

 

 

 

 

Определяем значение токов однофазного короткого замыкания для каждой точки короткого замыкания:

 

 

 

 

 

2.7 Расчёт кабельной линии и троллей

Сечение проводов, кабелей и шин выбирается с учетом следующих требований:

- провода, кабели, шины  не должны нагреваться сверх  допустимой температуры при протекании по  ним  расчетного  тока нагрузки;

- отклонения напряжения  на зажимах электроприемников не должны превышать (-2,5 + 5 %) для осветительной нагрузки и ± 5% для силовой;

29

- провода, кабели  и шины должны обладать достаточной  для данного вида сети механической  прочностью;

- кратковременные отклонения напряжения (из-за наброса или сброса 
нагрузки) должны соответствовать значениям, установленным ГОСТ 13109-67;

- аппараты защиты  должны обеспечивать защиту всех  участков сети от коротких замыканий;

- для некоторых  видов сетей в соответствии  с ПУЭ выбор сечения проводов  осуществляется по экономической  плотности тока.

Кабельная сеть состоит из высоковольтного (10кВ) магистрального кабеля между ГПП и цеховым трансформатором и низковольтного кабеля, питающего троллеи.

 

        2.8 Выбор высоковольтного кабеля

       Выбор высоковольтного кабеля осуществляется по номинальному току и термической стойкости.

Определяем номинальный ток:

 

 

Определяем сечение кабеля:

 

где j – экономическая плотность тока, А/мм2.

 

 

30

Принимаем к установке кабель АПвП2Г 3х35+1х16, с номинальным током 150А, с изоляцией в сшитом полиэтилене [10].

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость:

 

где Ст – коэффициент, зависящий от допустимой температуры.

 

Так как 31,5<35, то выбранный кабель удовлетворяет условиям термической устойчивости.

Проверку выбранного сечения кабеля ВН по допустимой потере напряжения производят по условию обеспечения нормируемых уровней напряжения на зажимах наиболее мощного и удаленного электроприемника участка [7].

где Ip – расчетный ток токоприемников, А;

L – длина высоковольтного кабеля, м;

cos φср – средневзвешенный коэффициент мощности электроприемников подстанции;

∆ Uдоп – допустимая потеря  напряжения в высоковольтном кабеле, 150 В согласно [8];

γ – удельная проводимость меди, м/Ом·мм2, принимается  
γ = 50 м/Ом·мм2, что соответствует температуре жил кабеля около 65 ºС.

 

Исходя из произведённого расчёта видно, что кабель, предварительно выбранный по экономической плотности тока и по термической стойкости,

31

удовлетворяет проверке по потере напряжения.

2.9 Выбор низковольтных кабелей

Выбор низковольтного кабеля, питающего троллеи, осуществляется по номинальному току с учётом коэффициента спроса. Номинальный ток одного крана равен 386А. Учитывая, что в пролёте работает два крана, номинальный ток будет равен 772А. Определим расчётный ток с учётом коэффициента спроса:

 

Для общего питания троллей выбираем кабель АВВГ 3х120+1х35 с длительно допустимым током 220А.

Все выбранные кабели сводим в кабельный журнал (таблица 5)

Таблица 5         Параметры кабелей

№ кабеля	Токоприёмник	, А	Марка и сечение кабеля
1	Троллеи	154,4	АВВГ 3х120+1х35	220
2	D2HCS57Arus-100	150	КПГ 3х70+1х25	220
3	D2HCS57Arus-40	60	КПГ 3х16+1х10	90
4	D2HCS57Arus-68	96	КПГ 3´35+1´16	150
5	D2HCS57Arus-7	10	КПГ 3х4+1х1	15

 

 

3.3 Выбор троллей

Сечение троллей выбирают по допустимой величине тока с проверкой провода на потерю напряжения. Провод выбирают по всей длине перемещения механизма. Троллейная сеть характеризуется повторно-кратковременным режимом работы, поэтому выбирать троллей на допустимый нагрев нужно по эквивалентной силе тока (расчетная сила длительного тока) – IР.

32

Определим расчетный ток:

 

где Р3 – сумма номинальных мощностей трех наиболее мощных токоприёмников, кВт;

РН – сумма номинальных мощностей всех остальных  
двигателей, кВт;

 – коэффициент спроса трёх наиболее мощных токоприёмников.

По силе тока Ip выбирают сечение троллей при условии Ip £ Iд, где Iд – сила допустимого по нагреванию тока.

 

Принимаем к установке троллейные линии из угловой стали для крановых установок с номером профиля 4,5 размером 50х50х5мм2, с , сопротивление r=0,34Ом/км [10].

Так как на рассматриваемом кране применяются преобразователи частоты, что исключает появление пусковых токов большой величины, то проверку по наибольшей силе тока Imax.пуск., который возникает при пуске в ход наибольшего по мощности двигателя и потреблении остальными двигателями нормального расчетного тока, можно не проводить

Проверка по потере напряжения. Потеря напряжения на 1 метр длины троллеев зависит от силы тока Iмах. пуск. для различных профилей стали и определяется из справочника [10]. В данном случае .

Определим фактическую потерю напряжения в троллеях в В и %:

 

где l – длина троллеев

 

 

 

33

 

 

Допустимая потеря напряжения не должна превышать 3 – 4%, таким образом, предварительно принятая по току троллейная линия для крановых установок 50х50х5мм2 подходит по падению напряжения.

 

2.10 Выбор электрических аппаратов низкого напряжения

Выбор электрического аппарата осуществляется по его функциональному назначению, роду тока и напряжения и величине мощности.

В качестве вводного аппарата и аппаратов отходящих линий принимаем автоматические выключатели, обеспечивающие функции коммутации силовых цепей и защиты электроприёмника, а также защиты сетей от перегрузки и короткого замыкания. Для включения, отключения ремонтных секций принимаем рубильники РБН–400.

Уставки токов расцепителей определяют по следующим соотношениям:

для силовых одиночных расцепителей:

а) ток уставки расцепителя ;

б) ток уставки электродинамического расцепителя .

для силовых групповых электроприёмников:

а) ток уставки теплового расцепителя ;

б) ток уставки электродинамического расцепителя  
.

Согласно [9] все автоматы серии ВА обладают достаточным коэффициентом чувствительности.

Для распределения электроэнергии в цеху устанавливаем шкаф распределительный ШК 85 с вводным выключателем ВА–51-39 с ручным управлением.

34

Выбранную пускозащитную аппаратуру сводим в таблицу 6.

Таблица 6     Пускозащитная низковольтная аппаратура

Электропотребитель		Электроаппарат
Наименование		Наименование		, А	, А	Крат-ность уставки	кА
ШР -73505-54У2	386	ВА–51-39	630	787,5	756	1,25	35
D2HCS57Arus-100	150	ВА–52-35	250	312,5	300	1,25	30
D2HCS57Arus-40	60	ВА–51-31	100	125	120	1,35	12
D2HCS57Arus-68	90	ВА–51-33	160	200	192	1,25	12,5
D2HCS57Arus-7	10	ВА–51-25	25	31,3	30	1,35	3

 

 

2.11 Выбор высоковольтной ячейки и уставок защиты

Комплектные распределительные устройства выбирают по номинальному напряжению, номинальному току всех потребителей и проверяют по предельному току отключения. Таким требованиям соответствует ячейка КСО 366, параметры которой представлены в таблице 7 [9].

 

Таблица 7         Параметры ячейки КСО-366

Номинальный ток выключателя нагрузки, А	Номинальный ток камер с предохранителем, А	Ток термической стойкости, кА	Время протекания тока термической стойкости, с	Ток эл. динамической стойкости, кА
400	20-100	10	4	41

 

 

Определим ток срабатывания максимальной токовой защиты МТЗ:

 

где kо – коэффициент отстройки, равный для МТЗ 1,1 ÷ 1,2; для токовой отсечки 1,1 ÷ 1,5 [7];

35

kв=0,8 – коэффициент возврата реле, определяется по паспорту используемых в защите реле;

kтт=15 – коэффициент трансформации трансформаторов тока ячейки.

 

Определим величину токовой отсечки:

 

 

Проверка по коэффициенту чувствительности проводится, исходя из условия:

 

 

Так как 11>1,5, то коэффициент чувствительности данной защиты в пределах нормы.

2.12 Расчёт освещения цеха

Расчёт осуществляется в соответствии с методикой, изложенной в [5].

Исходные данные для расчёта.

Длина  а=68 м.

Ширина b= 20 м.

Высота h=12 м.

Коэффициент отражения стен – 30%.

Коэффициент отражения потолка – 50%.

Высота рабочей поверхности  hр=1,2 м.

Высота свеса hc=1 м.

36

        Напряжение сети – 220 В

Рассчитаем электроосвещение цеха по  методу использования светового потока.

Выбираем светильник типа «Глубокоизлучатель» с лампами накаливания, в соответствии с высотой помещения [9].

Определяем расчетную высоту светильника над рабочей поверхностью, принимаем расстояние от потолка равным

Определяем расстояние между светильниками, принимая как выгоднейшее отношение L/H=0,91 [9].

Тогда расстояние между светильниками

L=0,91∙9,8=8,9 м

Расстояние до стен принимаем 0,5.

Для определения количества рядов делим ширину помещения  
В на L:

В соответствии с указанными размерами цеха и полученными расстояниями размещаем светильники по цеху в плане, как показано на рисунке 25.

 

 

 

 

 

 

 

 

37