ЭСН и ЭО цеха металлоизделий

 

 

Согласно распределению нагрузки по распределительному устройству заполняется «Сводная ведомость нагрузок по цеху» (таблица 2), колонки 1, 2, 3, 5, 6, 7.

Колонка 4: Pн∑=Рнn,кроме РП2 с 1-фазными электроприемниками и ЩО. Так как на РП1, РП2,электроприемники одного наименования, итоговых расчетов не требуется.

Расчеты производятся для РПl и РП2.

Определяется:

 

= = 1,1

 

результат заносится в колонку 8.

Определяются:

 

Рсм=КиРн= 0.1 • 69 = 6,9

 

Qсм=Рсмtgφ = 6,9 • 1,73 = 11,9

 

Sсм= = = 13,7

 

результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.

Определяются:

 

Ки.ср== 0,14

 

cosφ= = = 0,5

 

tgφ = = = 1,7

 

для ШМА1 и ШМА2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Определяется:

 

nЭ= F(n, m, Ки.ср, Рн) = F(16, > 3, > 0,52, переменная) = 16

 

результат заносится в колонку 12.

Определяется:

 

Км = F(Ки.ср;nэ) = (0,52;16) = 1,23

 

результат заносится в колонку 13.

         В соответствии с практикой  проектирования принимается К′м= 1,1 при nэ≤ 0; К′м= 1 при nэ> 10.

Определяются:

 

Рм = КмРсм = 1,33*17,43 = 23,18

 

Qм =К′мQсм = 1,1*13,689 =15,06

 

Sм== = 27,642

 

результат заносится в колонки 15, 16, 17.

Определяется ток на распределительное устройство, результат заносится в колонку 18.

 

Iм(РП1) = = = 40,1 А

 

Iм(РП2)= = = 29,5 А

 

Iм(ШМА1) = = = 269 А

 

Iм(ШМА2)= = = 276,2 А

 

Iм(ЩО)= = = 19,4 А

 

 

Определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 15, 16, 17.

 

Рт = 0,02Sм(НН) = 0,02*415,6 = 8,3

 

Qт = 0,1Sм(НН) = 0,1*415,6 = 41,5

 

Sт = = = 42,3

 

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности.

 

Sт ≥ Sр = 0,7Sм(ВН) = 0,7*457.9= 320,53 кВ*А

 

По [5, с. 116] выбирается КТП с двумя силовыми  трансформаторами ТМ-400кВА 35/0,4 кВ.

ВН, кВ = 35

НН, кВ = 0,4; 0,69

Рк, кВт = 5,5;5,9

Рхх, кВт = 1,2;1,2

 

Кз = = = 0,51

 

 

 

Таблица 2. Сводная ведомость нагрузок по цеху

 

Наименование РУ и электроприемников	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	РнƩ, кВт	Ки	cos φ	tg φ	m	Рсм, кВт	Ԛсм, квар	Sсм, кВ·А	nэ	Км	К'м	Рм, кВт	Ԛм, квар	Sм, кВ·А	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП1 Краны мостовые	23	3	69	0,1	0,5	1,73	-	6,9	11,9	13,7		3,43		23,6	11,9	26,4	40,1
РП2 Плоско-шлифовальные станки Вертикально-сверлильные станки	9 7,5	3 2	27 15	0,14 0,14	0,5 0,5	1,73 1,73	-	3,7 2,1	6,4 3,6
ВСЕГО по РП2		5	42	0,14	0,5	1,72	<3	5,8	10	11,5	5	2,87	1	16,6	10	19,4	29,5
ШМА1 Продольно-строгальные станки Токарно-револьверные станки Токарные станки Фрезерные станки Радиально-сверлильные станки Электрические печи индукционные Электродуговые печи Вентиляторы Электрическая печь сопротивления	12,2   3,5 15 3,8 9,5 24   50 5 60	1   6 2 1 1 1   1 2 1	12,2   21 30 3,8 9,5 24   50 10 60	0,17   0,17 0,14 0,17 0,14 0,75   0,75 0,7 0,7	0,65   0,65 0,5 0,65 0,5 0,35   0,87 0,8 0,95	1,17   1,17 1,73 1,17 1,73 2,67   0,56 0,75 0,33		2   3,5 4,2 0,6 1,3 18   37,5 7 42	2,3   4 7,2 0,7 2,2 48   21 5,2 13,8
ВСЕГО по ШМА1		16	220,5	0,52	0,74	0,9	>3	116,1	104,4	156,1	16	1,23	1	142,8	104,4	176,9	269
ШМА2 Продольно-строгальные станки Токарно-револьверные станки Токарные станки Фрезерные станки Радиально-сверлильные станки Электрические печи индукционные Электродуговые печи Вентиляторы Расточный станок	12,2   3,5 15 3,8 9,5 24   50 5 12	2   6 3 1 1 1   2 1 1	24,2   21 45 3,8 9,5 24   100 5 13	0,17   0,17 0,14 0,17 0,14 0,75   0,75 0,7 0,17	0,65   0,65 0,5 0,65 0,5 0,35   0,87 0,8 0,65	1,17   1,17 1,73 1,17 1,73 2,67   0,56 0,75 1,17		4,1   3,5 6,3 0,6 1,3 18   75 3,5 2,2	4,7   4 10,8 0,7 2,2 48   42 2,6 2,5
ВСЕГО по ШМА2		18	245,5	0,46	0,7	1,02	>3	114,5	117,5	164	18	1,21	1	138,5	117,5	181,6	276,2
ЩО ОУ с ГРЛ	-	-	14,4	0,85	0,95	0,33	-	12,2	4	12,8	-	-	-	12,2	4	12,8	19,4
Всего на ШНН								255,5	247,8	358,1	-	-	-	333,7	247,8	415,6	-
Потери														8,3	41,5	42,3
Всего на ВН														342	289.3	457.9

 

2.3 Расчет и выбор компенсирующего устройства

 

Для выбора компенсирующего устройства необходимо знать:

• расчетную реактивную мощность компенсирующего устройства;
• тип компенсирующего устройства;
• напряжение компенсирующего устройства.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:

 

                              Qкр = αРм (tgφ – tgφк)                                               (11)

 

где Qк.p — расчетная мощность компенсирующего устройства, квар;

α — коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α =0,9;

tgφ, tgφк — коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.  

 Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφк = 0,92...0,95.

Задавшись cosφк из этого промежутка, определяют tgφк.

Значения Рм , tgφ выбираются по результату расчета нагрузок из «Сводной ведомости нагрузок».

Задавшись типом компенсирующего устройства, зная Qкр и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку, близкую по мощности.

Применяются комплектные конденсаторные установки или конденсаторы, предназначенные для этой цели.

После выбора стандартного компенсирующего устройства определяется фактическое значение cos φф:

 

                                                                                    (12)

 

 где  — стандартное значение мощности выбранного компенсирующего устройства, квар.

По tgφф определяют cos φф:

 

                                    cosφф = cos(arctgφф)                                               (13)                    

 

 

 

 

 

 

 

 

Структура условного обозначения компенсирующих устройств

 

 

К расчёту принимаются данные из расчета электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм.

 

Параметр	cosφ	tgφ	Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВ*а
Всего на НН без КУ	0,7	1,02	333,7	247,8	415,6

 

Расчетная мощность компенсирующего устройства определяется:

 

Qкр = αРм (tgφ – tgφк) = 0,9 • 333,7 (1,02 – 0,33)=207,22 квар

 

По [5, с. 127] выбирается 2 х УК 2-0,38- 50

Принимается соs φк =0,95, тогда tg φк =0,33.

Определяются фактические значения tgφφ  и соsφφ после компенсации реактивной мощности:

 

= 1,02 – = 0,68

Результаты расчетов заносятся в «Сводную ведомость нагрузок» (таблица 3).

Определяются расчетная мощность трансформатора с учетом потерь:

Sp = 0,7SBH = 0,7*457.9=320,5 кВ•А;

 

∆Рт = 0,02SHH = 0,02*415,6 =8,3 кВт

 

∆QT = 0,1Sнн = 0,1*415,6 = 41,5кВар;

 

Sт = кВ*А

 

 

По [5, с. 116] выбирается КТП с двумя силовыми  трансформаторами ТМ-400кВА 35/0,4 кВ.

ВН, кВ = 35

НН, кВ = 0,4; 0,69

Рк, кВт = 5,5;5,9

Рхх, кВт = 1,2;1,2

Кз = = = 0,51

 

 

 

Таблица 3. Сводная ведомость нагрузок

 

Параметр	Cosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВ*А
Всего на НН без КУ	0,7	1,02	333,7	247,8	415,6
КУ				2*50
Всего на НН с КУ			333,7	147,8
Потери
Всего ВН с КУ

 

 

2.4 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

 

Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.

         Токи (в амперах) в линии определяются  по формуле:

 

                            Iт = - сразу после трансформатора,                              (14)

 

где Sт — номинальная мощность трансформатора, кВА;

      Vн.т — номинальное напряжение трансформатора, кВ.

Принимается Vн.т = 0,4 кВ.

   

             IРУ = - линия к распределительному устройству,          (15)

 

где Sм.РУ- максимальная расчетная мощность РУ, кВА;

      Vн.РУ- номинальное напряжение РУ, кВ.

Принимается Vн.РУ = 0,38 кВ.

 

                 Iд = - линия к ЭД переменного тока                 (16)

 

где Рд- мощность ЭД переменного тока, кВт;

       Vн.д- номинальное напряжение ЭД, кВ;

       ηд- КПД ЭД, отн. ед.

Примечание. Если ЭД повторно-кратковременного режима, то Рд=Рд.п

 

                        Iсв = - линия к трансформатору                  (17)

 

где Sсв — полная мощность сварочного 3-фазного трансформатора, кВА;

ПВ — продолжительность включения, отн. ед.

В сетях напряжения менее 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители и тепловые реле.

Автоматы выбираются согласно условиям:

Iна > IН.Р;      Iн.Р > Iдп — Для линии без ЭД;

Vна > Vс,       Iн.р > 1,25Iдл  — для линии с одним ЭД;

                      Iн.р > 1,1Iм — Для групповой линии с несколькими ЭД,

 где  Iн.а— номинальный ток автомата, А;

        Iн.р — номинальный ток расцепителя, А;

        Iдл — длительный ток в линии, А;

        Iм — максимальный ток в линии, А;

       Vн.а — номинальное напряжение автомата, В;

       Vс — напряжение сети, В;

 

                                        K0 ≥                                                                (18)

 

I0 ≥ Iд.п - для линии без ЭДС;

I0 ≥ 1,2Iп  - для линии с одним ЭДС;

I0 ≥ 1,2Iпик - для групповой линии с несколькими ЭД;

где К0 -кратность отсечки;

I0-ток отсечки, А;

IП -пусковой ток, А;

 

                                                Iп = KпIн.д                                                                                  (19)

 

где КП  - кратность пускового тока. Принимается =6,5…7,5- для АД; для СД и МПТ;

Iн.д - номинальный ток,А;

Iпие -пиковый ток, А;

 

                                             Iпик = Iп.нб+Iм-Iн.нб,                                       (20)

 

где  Iп.нб - пусковой ток наибольшего по мощности ЭД, А;

       Iп.нб - номинальный ток наибольшего по мощности ЭД, А;

       Iм - максимальный ток на группу, А;

Зная тип и число полюсов автомата, выписываются все каталожные данные.

Предохранители выбираются согласно условиям:

Iвс ≥ Iдл - для линии без ЭД;

Iвс ≥ - для линии с ЭД и тяжелым пуском;

Iвс≥ - для линии с ЭД и легким пуском;

Iвс ≥ - для линии к РУ (РП или шинопровод);

Iвс ≥ 1,2Iсв - для линии к сварочному трансформатору,

где Iвс  -ток плавкой вставки, А;

       Iн.п ≥ Iвс,

где Iн.п - номинальный ток предохранителя, А.

Тепловые реле выбираются согласно условию

 

                                              Iтр ≥ 1,25Iн.д,                                                  (21)

 

где Iтр - ток теплового реле, номинальный, А.

      Наиболее  современными являются автоматы  серии ВА и АЕ, предохранители  серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ.

Проводники для линий ЭСН выбираются с учётом соответствия аппарату защиты согласно условиям:

Iдоп ≥ КзщIу(п) - для линии, защищенной автоматом с комбинированным расцепителем;

Iдоп ≥ Кзщ Iвс - для линии, защищенной только КЗ предохранителем;

Iдоп ≥Кзщ Iтр - для линии с тепловым реле,

где Iдоп - допустимый ток проводника, А;

      Кзщ -  коэффициент защиты.

Принимают Кзщ=1,25 для взрывно- и пожароопасных помещений; Кзщ=1 - для нормальных (неопасных) помещений; Кзщ=0,33 для предохранителей без тепловых реле в линии.

По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.

По полученным расчетам в пункте 2.1 и итоговым расчетам по рабочему току каждого электроприемника по справочным данным выбираются автоматические выключатели.

Согласно току 40,1 по расчету РП1 выбирается автоматический выключатель марки ВА 88-33.

Согласно току 29,5 по расчету РП2 выбирается автоматический выключатель марки ВА 88-33.

Согласно току 269 по расчету ШМА1 выбирается автоматический выключатель марки ВА 88-37 на каждый электроприемник, вводной  выключатель выбирается согласно суммарной токовой нагрузки по ШМА1 ВА 88-37-250.

Согласно току 276,2 по расчету ШМА2 выбирается автоматический выключатель марки ВА 88-37 на каждый электроприемник, вводной  выключатель выбирается согласно суммарной токовой нагрузки по ШМА2 ВА 88-37-200.

Согласно току 19,4 по расчету ЩО выбирается автоматический выключатель марки ВА 88-33.

 

2.5 Выбор и проверка  силовых выключателей ВН

 

Выключатели ВН выбираются по напряжению, току, категории размещения, конструктивному выполнению и коммутационной способности. Должны быть выполнены условия: