ЭО и ЭСН прессового участка цеха

Для проведения расчетов мощность электроприемников работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) должна быть приведена к длительному режиму по формуле:

                                                ,                                          (2.11)

где - приведенная мощность, кВт;

            - паспортная мощность, кВт;

            - продолжительность включения электроприемника.

 

Рном=9,5*√0,4=6,01 кВт

Однофазные приемники необходимо привести к эквивалентному трёхфазному выражению. Для этого однофазные приёмники (наждачные станки) по возможности распределяем по трём фазам и определяем мощность наиболее загруженной фазы (рисунок 2).

Рисунок 2. Распределение однофазных приемников в трехфазной сети

 

При включении на линейное напряжение:

                                                                                  (2.12)

 

Рном3ф=√3*1,5=2,6 кВт

 

Для каждого приемника электрической энергии по справочной литературе подбираем  значения коэффициентов использования , активной и реактивной мощности.

Зная единичные мощности электроприемников и их количество, определяем номинальные активные групповые мощности  по формуле:

,          (2.13)

 

где  - номинальная активная мощность одного электроприемника, кВт;

  - число электроприемников в группе.

Данные заносим в таблицу 3.

По узлу нагрузки находим суммарную номинальную мощность , суммарные среднесменную активную и реактивную мощности.

Определяем средневзвешенные значения и коэффициента использования в узле нагрузки по формулам:

       ,                                                  (2.14)

         ,                                                  (2.15)

где  - номинальная мощность электроприемника, кВт;

  - коэффициент использования, отн. ед.;

- коэффициент активной  мощности, отн. ед.

Находим эффективное число электроприемников узла нагрузки.

Под эффективным (приведенным) числом электроприемников понимаем такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обусловливает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа различных по номинальной мощности и режиму работы электроприемников.

  вычисляем по формуле:       

         

 

Найденное значение округляем до ближайшего меньшего целого числа. 

Определяем расчетную активную нагрузку группы электроприемников по выражению:

                                                     ,              

где - коэффициент расчетной нагрузки.

Величину принимаем  в зависимости от эффективного числа электроприемников группы и группового коэффициента использования , 

Расчетную реактивную мощность нагрузки определяем

следующим способом:

                         

где - значение коэффициента реактивной мощности.

Полную мощность расчетной нагрузки находим по формуле:

     ,                                  

где -  расчетная активная мощность группы, кВт;

 - расчетная реактивная мощность, кВар.

Расчетный ток нагрузки группы равен:

              ,                                   

где - полная мощность расчетной нагрузки, кВа;

  - номинальное напряжение, кВ.

Проведем расчет электрических нагрузок на примере РП1.

Зная единичную мощность первой группы электроприемников (вентиляторы) и их количество, определяем их номинальную групповую мощность

=4,5*2=9 кВт

Далее находим сменные нагрузки для этой группы электроприемников:

Pcм=0,7*9=6,3 кВт

Qcм=6,3*0,75=4,73кВар

       Аналогичным образом рассчитываем нагрузки остальных электроприемников РП1. Данные заносим в  таблицу

Определяем эффективное число ЭП для РП1:

 

 

 

Находим расчетные коэффициенты и

 

 

 

 

 

При и Киср.взв=0,25 расчетный коэффициент нагрузки Кр=2,2

 

 Определяем коэффициент  расчётной реактивной нагрузки  К!р=1,88

 

Определяем расчетные максимальные нагрузки для РП1

 

РмРП1=2,2*16,6=36,52 кВт

QмРП1=1,88*15,25=28,68 кВар

 

SмРП1=√(36,522+28,682)=46,44 кВА

 

Находим расчетный ток для РП1

 

Аналогично рассчитываем для РП2.

Зная все расчётные данные, находим  общую расчётную нагрузку на ШНН по формуле:

 

Далее, определяем потри в трансформаторе:

ΔРт=0,02Sм(нн)

 ΔQт=0,1Sм(нн)

ΔSт=√( ΔРт2+ ΔQт2)

 

ΔРт=0,02*126,81=2,54 кВт

ΔQт=0,1*126,81=12,68 кВар

ΔSт=√(2,54 2+ 12,682)=12,93 кВА

 

Полученые значения заносим в таблицу 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование РУ и электроприёмников	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	Pн, кВт	n	Pн.∑ кВт					Pcм кВт	Qcм кВар	Scм кВА	nэ			Pм кВт	Qм кВар	Sм кВА	Iм, А
Кран-балка	9,5	1	6,01	0.05	0,5	1,73		0,3	0,52	0,6
Вентиляторы	4,5	2	9	0,7	0,8	0,75		6,3	4,73	4,77
Прессы кривошипные	15	2	30	0,17	0,7	1		5,1	5,1	7,21
Молоты ковочные	10,2	2	20,4	0,24	0,7	1		4,9	4,9	6,93
ИТОГО по РП1	39,2	7	65,41	0,25	0.74	0,92	<3	16,6	15,25	22,54	3	2,2	1,88	36,52	28,68	46,44	67,03
Кузнечно-штамповочные автоматы	14,5	2	29	0,16	0,6	1,39		4,64	6,65	8,12
Прессы фрикционные	24,2	2	48,4	0,14	0,5	1,73		6,67	11,54	13,33
Наждачные станки	1,5	2	2,6	0,16	0,6	1,39		0,42	0,58	0.72
Сверлильные станки	3	2	6	0,17	0,7	1		1,02	1,02	1,44
ИТОГО по РП 2	43,4	8	84	0,152	0,54	1,55	<3	12,75	19,79	23,54	4	2.35	2,1	29,96	49,43	57.8	83,43
ЩО	-	-	14,4	0,85	1	0,3	-	12	4,04	27,6	-	-	12,2	4,02	27,6	41,9	63,7
Всего на ШНН								41,35	39,35	57,08				70,05	105,71	126,81	-
Потери														2,54	12,68	12,93	-
Всего на ВН														72,59	118,39	138,87	-

 

Таблица 3 Сводная ведомость электрических нагрузок

 

 

3 РАСЧЁТ И ВЫБОР ЛИНИЙ  ЭСН ПО НАГРЕВУ

Проводники линий ЭСН выбираем по допустимому нагреву длительным расчетным током. При этом сечение провода (кабеля) должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы максимальные длительные допустимые значения токов для этих сечений были равными или больше значений токов для рассматриваемого участка сети, согласно условию:

   ,                    (3.1)                        

где – длительный (допустимый) ток проводника, А;

  – расчетный ток линии, А.

Расчетный ток 3-х фазной линии находим по формуле:

  ,                                          (3.2)

где - номинальная мощность ЭП, кВт;

  – номинальное напряжение питания ЭП, кВ.

Пример расчета трехфазного тока покажем на примере расчета

отходящей от РП1 линии 1р:

 

Выбираем провод АВВГ 4-2,5 с . Производим проверку правильности выбора проводника по условию 3.1:

 

По допустимому длительному нагреву следует, что проводник выбран верно.

Выбор кабеля питающего РП покажем на примере РП1(линия 1п):

 

Выбираем по условию 3.1 кабель марки АВВГ- 4×50 с

изводим проверку правильности выбора проводника:

 

Условие выполнено, проводник выбран верно.

Выбор остальных проводников производим аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 4.

Нормальный режим работы электропрёмника обеспечивается напряжением сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением приемника в точке его присоединения.

 Повышение или понижение  уровня напряжения сети ухудшает  работу электроприемника. Так повышенное  напряжение на зажимах асинхронного  двигателя приводит к перегреву  обмоток статора и ускоряет  износ изоляции, а при пониженном уровне напряжения падает частота вращения двигателя, нарушается режим работы электропривода, что приводит к увеличению потребляемого тока и перегреву изоляции.

Для проверки правильности выбора проводников, согласно ГОСТ 13109-97, определяем потери напряжения в линиях, которые должны удовлетворять условию:

                                                                                                       (3.3)

Определяем потери напряжения в линиях по формуле:

                                        ,                 (3.4)

где - потери напряжения, %;

  - номинальное максимальное напряжение, В;

  - удельное активное сопротивление, [14, табл.П2], Ом/км;

  - удельное индуктивное сопротивление, [14, табл.П2],Ом/км;

  – длина проводника, км.

Рассчитываем потери напряжения в линии 1п к РП1:

 

 

 

По потере напряжения кабель АВВГ-4×120,0 для питания РП1 (линия 1п) удовлетворяет условию выбора  3.3.

Расчет потерь в остальных линиях производим аналогично, результаты заносим в таблицу 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЁТ И ВЫБОР АППАРАТОВ  ЗАЩИТЫ (АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ)

В электрической сети возможны нарушения нормального режима работы: перегрузки, короткие замыкания и т. д.,  при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому внутрицеховые сети должны быть надежно защищены аппаратом, отключающим поврежденный элемент с наименьшими потерями времени. Защита электрических сетей должна быть предусмотрена во всех случаях.

Выключатели автоматические применяются для:

- защиты от перегрузки и короткого замыкания кабельных линий, проводников и потребителей;

- защиты двигателей от перегрузки и короткого замыкания;

- комбинации пусковых комбинаций (выключатель - тепловое реле - контактор);

- использования в качестве разъединителей питающих и главных цепей.

 Выбор автоматических  выключателей покажем на примере  расчета линии 1р от РП1, которая питает молоты ковочные.

Выбираем автоматический выключатель по номинальному току автомата и теплового расцепителя:

                                           ,                                         

                                           ,                                         

где - расчетный рабочий ток, который берем из таблицы 4.

 

 

 

Исходя из расчета, выбираем автоматический выключатель

серии ВА51-31-1 с   и .

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя  .

Проверяем выбранный автоматический выключатель.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя ( , проверяем исходя из значения кратковременного тока по условию:

                                                                                        (4.1)

Кратковременный ток выбирается из условия:

                                     ,                              (4.2)

где – пусковой ток, который высчитываем по формуле:

                                                                                                     (4.3)

Подставляем значение в формулу (4.2) и находим кратковременный ток:

                                                                                         (4.4)

 

Производим проверку автоматического выключателя по условию 4.1:

 

Условие соблюдено, выключатель выбран верно. Аналогично производим расчет и выбор остальных выключателей, результаты заносим в таблицу 4.

Для защиты питающей линии 1п  РП1, расчетный ток которой равен 195,8 А, выбираем автоматический выключатель серии ВА 35-25 с и . Ток срабатывания электромагнитного расцепителя .

Выбор остальных  автоматов производим аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 4.

 

 

 

 

 

 Таблица 4 Сводная ведомость

 

РУ	Электроприёмники					Аппараты защиты					Линия ЭСН
Тип	№ пп	Наименование	n	Pм	Iм	Тип	Iма	Iмр	Ку(п)	Ку(х)	Марка	Iм	L
РП1	1	Кран-балка	1	9,5	28,8	ВА51-31-1	100	31,5	1,35	7	АВВГ4-2,5	46	22
	2	Вентиляторы	1	4,5	9,5	ВА51-25	25	10	1,35	7	АВВГ4-2,5	29	13
	3	Вентиляторы	1	4,5	9,5	ВА51-25	25	10	1,35	7	АВВГ4-2,5	29	13
	4	Прессы кривошипные	1	15	39	ВА51-31-1	100	40	1,35	7	АВВГ4-6	46	5
	5	Прессы кривошипные	1	15	39	ВА51-31-1	100	40	1,35	7	АВВГ4-6	46	5
	6	Молоты ковочные	1	10,2	26,5	ВА51-31-1	100	31,5	1,35	7	АВВГ4-4	38	9
	7	Молоты ковочные	1	10,2	26,5	ВА51-31-1	100	31,5	1,35	7	АВВГ4-4	38	9
			7		127,6	ВА51-31	150	150	1,25	10	АВВГ4-10	210	30
РП2	1	Кузнечно-штамповочные автоматы	1	14,5	40,8	ВА51-31-1	100	50	1,35	7	АВВГ4-4	70	2
	2	Кузнечно-штамповочные автоматы	1	14,5	40,8	ВА51-31-1	100	50	1,35	7	АВВГ4-4	70	2
	3	Прессы фрикционные	1	24,2	81,8	ВА51-31-1	100	100	1,35	7	АВВГ4-6	115	8
	4	Прессы фрикционные	1	24,2	81,8	ВА51-31-1	100	100	1,35	7	АВВГ4-6	115	8
	5	Наждачные станки	1	1,5	4,2	ВА51-25	25	16	1,2	14	АВВГ4-2,5	29	4
	6	Наждачные станки	1	1,5	4,2	ВА51-25	25	16	1,2	14	АВВГ4-2,5	29	4
	7	Сверлильные станки	1	3	7,8	ВА51-25	25	8	1,35	7	АВВГ4-2,5	29	2
	8	Сверлильные станки	1	3	7,8	ВА51-25	25	8	1,35	7	АВВГ4-2,5	29	2
			8		212	ВА51-35	250	250	1,25	10	АВВГ4-10	295	36