Создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха

 

Общее число ламп ЛБ-40 в цехе: Nл=108

Число ДРЛ400: Nд=36

 

Установленная мощность ламп:

 

   (2.8)

        Руст= 36·400+108·40=14400+4320=18720 Вт.

 

По [3,с 271] определили значение коэффициентов спроса и учета потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре для люминесцентных ламп и ламп ДРЛ: Кс=0,95; КПРА Л = 1,2; КПРА Д = 1,1. Следовательно, осветительная нагрузка цеха:

Pро=14,4∙0,95·1,1+4,32·0,95·1,2=19,97 кВт;

Qро= Pро∙tgφo=19,97∙0.33=6,59 кВАр

Таким образом, полная нагрузка цеха, с учетом осветительной нагрузки составляет:

Рр∑= Pцех р+ Рро     (2.9)

Qр∑=Qцех р+Qро     (2.10)

 

Рр∑= 392,0724+19,97=412,04 кВт.

Qр∑= 291,4748+6,59=298,064 кВАр.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

         Принимаем, что на рассматриваемом объекте имеется складской резерв трансформаторов, тогда с учетом того что потребители цеха имеют только 2 и 3 категории по надежности электроснабжения, принимаем что подстанция выполняется однотрансформаторной [3,с.106].

Расчетную мощность трансформатора определяем по формуле

[3, с.106]

    (3.1)  

 

 

здесь Кз = 0,9 –рекомендуемый коэффициент загрузки для однотрансформаторной ТП [3,с. 103].

 

                                             кВА 

    Выбираем трансформатор ТМ-630/10

    Определяем реактивную  мощность, которую целесообразно  передавать через силовой трансформатор  из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ [3,с.106]:

                                                                (3.2)

кВАр

Находим мощность низковольтных компенсирующих установок (НКУ) [3.с.106]:

      (3.3) 

Мощность НКУ, необходимых для сведения потерь электроэнергии в распределительной сети к минимуму:

 

    (3.4)

Расчетный коэффициент γ зависит от схемы питания цеховой подстанции и расчетных параметров Кр1 и К р2, которые определяются по [3,с.108-109,таблицы 4.6и4.7]: Кр1=9  Кр2 =2 (при длине питающей линии 50 м). Принимаем, что цеховая ТП получает питание по радиальной схеме, тогда по[3,c.108-109,рисунок 4.86] найдено, что γ =0,42, следовательно:

              

                QНКУ2=298,064-97,92-0,42·630=-64,45 кВАр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

4.1. Разработка системы электроснабжения

    Цеховые сети распределения  электроэнергии должны:

- обеспечивать необходимую надежность  электроснабжения приемников         электроэнергии в зависимости  от их категории;

-   быть удобные и безопасные  в эксплуатации;

- иметь оптимальные технико-экономические  показатели (минимум приведенных затрат);

- иметь конструктивное исполнение, обеспечивающие применение индустриальных  и скоростных методов монтажа.

       Схемы цеховых  сетей делят на магистральные  и радиальные. Линию цеховой электрической  сети, отходящую от распределительного  устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приемников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитывают на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений. Рекомендуется применять магистральные схемы с числом отходящих от ТП магистралей, не превышающим числа силовых трансформаторов.

          Распределительные  магистрали предназначены  для  питания приемников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали. Такие схемы выполняют с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховой подстанции.

Магистральные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без особых изменений электрической сети). Поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если тому не препятствуют территориальные расположения нагрузок, условия среды и технико-экономические показатели.

Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от РУ низшего напряжения ТП и предназначенных для питания небольших групп приемников электроэнергии, расположенных в различных местах цеха.

Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляют самостоятельными линиями от силовых пунктов, располагаемых в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Рекомендуется использовать как наиболее дешевые силовые пункты с предохранителями (типов СП, СПУ, ШРСУЗ). Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения. Однако они требуют больших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

 

Рис. 4.1. Схема электроснабжения цеха

4.2 Расчет электрических нагрузок

          Для  данного проекта выбрана радиальная  схема электроснабжения, расчет которой выполняется по алгоритму, показанному в главе 1 данного проекта. Разница заключается в том, что электроприемники распределяются по подключениям, для каждого из которых расчетная нагрузка определяется по отдельности. При этом коэффициенты расчетной нагрузки находятся по [2,табл. 1] в зависимости от средневзвешенного коэффициента  использования и эффективного числа электроприемников для данного подключения Кр=f(Ки.ср, nэ). Расчет выполнен в таблице 4.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1.

 

Расчет электрических нагрузок низковольтной сети по группам подключения

 

ЭП, подключаемые к одному шинопроводу или силовому пункту	nф	Номинальная мощность, кВт		Ки	tgф	Рср, кВт	Qср, кВАр	nэ	Кр	Рр, кВт	Qр, кВАр
		одногоЭП	общая
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Сварочные преобразователи (1)	1	22	22	0,3	1,3	6,6	8,58
Сварочный полуавтомат (2)	1	18	18	0,35	1,17	6,3	7,37
Слиткообдирочные станки (22-26)	5	6,5	32,5	0,14	1,73	4,55	7,87
Вентиляционные установки (3)	1	9	9	0,65	0,75	5,85	4,39
Итого по СП1	8	55,5	81,5	0,28	0,75	23,3	28,21	7	1,3	30,29	36,67
Кондиционеры (17,21)	2	12	24	0,7	1,73	16,8	29,06
Электропечи сопротивления (18-20)	3	75	225	0,7	0,3	157,5	47,25
Итого по СП2	5	87	249	0,7		174,3	76,31	7	1	174,30	76,31
Вентиляционные установки (41)	1	9	9	0,65	0,75	5,85	4,39
Сварочные трансформаторы (42,43)	2	5,76	11,52	0,25	1,73	2,88	4,98
Кран-балка (29)	1	3,87	3,87	0,1	0,62	0,387	0,24
Итого по СП3	4	18,63	24,39	0,37		9,117	9,61	5	1,2	10,94	11,53
Кондиционеры (44,46)	2	12	24	0,7	1,73	16,8	29,06
Электроталь (45)	1	1,75	1,75	0,05	0,62	0,0435	0,03
Сварочный стенд (40)	1	8,7	8,7	0,25	1,3	2,175	2,83
Конвейеры ленточные (30,34)	2	3	6	0,55	1	3,3	3,30
Сверлильные станки (37-39)	3	2,2	6,6	0,14	1,73	0,924	1,60
Обдирно-шлифовальные станки (31-33)	3	4	12	0,14	1,73	1,68	2,91
Итого по СП4	12	30,77	58,17	0,13		7,5621	10,08	10	1,8	13,61	18,14
Сварочные преобразователи (4)	1	22	22	0,3	1,3	6,6	8,58
Сварочные выпрямители (5-7)	3	12,2	36,6	0,25	1,3	9,15	11,90
Вентиляционные установки (9)	1	9	9	0,65	0,75	5,85	4,39
Токарные станки импульсной наплавки (8,10)	2	10,5	21	0,14	1,73	2,94	5,09
Итого по СП5	5	53,7	88,6	0,27		24,54	29,95	8	1,3	31,90	38,93

 

Продолжение таблицы 4.1.

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Слиткообдирочные станки (28)	1	6,5	6,5	0,14	1,73	0,91	1,57
Обдирно-шлифовальные станки (36)	1	4	4	0,14	1,73	0,56	0,97
Сверлильные станки (27,35)	2	2,2	4,4	0,14	1,73	0,616	1,07
Вентиляционные установки (13,16)	2	9	18	0,65	0,75	11,7	8,78
Сварочные агрегаты (11,12,14,15)	4	8,1	32,4	0,25	1,3	8,1	10,53
Итого по СП6	10	29,8	65,3	0,33		21,886	3,61	14	1,03	22,54	3,72
Итого по ГРЩ1	44					260,7051	157,77			283,59	185,31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ.

 

5.1Выбор сечений кабелей к  силовым пунктам и распределительным  щитам

Выбор сечений кабелей к силовым пунктам и распределительным осуществляется по расчетному току, который определяется по формуле:

 

                    (5.1)

 

здесь Рр, Qр – расчетные значения активной и реактивной мощностей, текущих по проводнику.

 

 

Выбираем провод АВВГ-3х95, С длительно- допустимым током Iдл.доп.=170А.

 

Аналогичным образом выбираются остальные провода и кабели, результаты расчетов сведены в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.

Выбор питающих кабелей.

Участок	Питаемые ЭП	Рр,кВт	Qр,кВАр	Iр,А	Проводник	I дл.доп, А
ТП-ГРЩ1	Цех+осв.	412,04	298,064	734,02	2АВВГнг-3х185	385
ГРЩ1-СП1	1,2,3,22-26	30,29	36,67	68,65	АВВГ-3х16	75
ГРЩ1-СП2	17,21,18-20	174,30	76,31	274,64	АВВГ-3х120	295
ГРЩ1-СП3	29,41,42,43	10,94	11,53	22,94	АВВГ-3х6	38
ГРЩ1-СП4	30,34,31-33,37-39,40,45,44,46	13,61	18,14	32,73	АВВГ-3х6	38
ГРЩ1-СП5	4,5-7,9	31,90	38,93	72,65	АВВГ-3х16	75
ГРЩ1-СП6	11,12,14,15,13,16,27,35,28,36	22,54	3,72	32,97	АВВГ-3х6	38
ГРЩ1-ГЩО	Осветит. нагр.	19,97	6,59	30,35	АВВГ-3х6	38