Создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха

 

Расчетный ток электроприемников, присоединяемых к РЩ или СП, определяется по фактически потребляемой мощности ЭП по формуле [3,с.292]:

               (5.2)

 

 

где Pном- номинальная активная мощность электроприемника, кВт;

Uном- номинальное линейное напряжение сети, кВ;

Cosφ- номинальный коэффициент мощности нагрузки;

η- номинальный КПД электроприемника.

Для токарных станков показанных на плане цеха под номером 14-16:

 

 

 

 

Для питания станка выбираем провод АВВГ - 3х10 с длительно допустимым током Iдл.доп=38А.

Аналогично выбираются сечения питающих проводов для остальных ЭП, результаты сведены в таблицу 3.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.2.

 

Выбор сечения проводников к ЭП

Номер ЭП на плане	Рном,кВт	cosφ	Ip, A	Провод(кабель)	I дл.доп, А
1,4	22	0,6	62,26	АВВГ-3х35	75
2	18	0,65	47,02	АВВГ-3х16	55
3,9,13,16,41	9	0,8	19,10	АВВГ-3х4	21
5-7	12,2	0,6	34,53	АВВГ-3х10	38
8,10	10,5	0,5	35,66	АВВГ-3х10	38
11,12,14,15	8,1	0,6	22,92	АВВГ-3х10	38
17,21,44,46	12	0,5	40,75	АВВГ-3х16	55
18-20	75	0,95	134,06	АВВГ-3х95	165
22-26,28	6,5	0,5	22,08	АВВГ-3х10	38
27,35,37-39	2,2	0,5	7,47	АВВГ-3х2,5	16
29	3,87	0,85	7,73	АВВГ-3х2,5	16
30,34	3	0,7	7,28	АВВГ-3х2,5	16
31-33,36	4	0,5	13,58	АВВГ-3х2,5	16
40	8,7	0,6	24,62	АВВГ-3х10	38
42,43	5,76	0,5	19,56	АВВГ-3х4	21
45	0,87	0,85	1,74	АВВГ-3х2,5	16

 

5.2 Расчет сечения проводов для  осветительных сетей

Выбор проводников для осветительных сетей произведен по условию минимума расхода проводникового материала. Осветительная сеть выполняется как трехфазной для ламп ДРЛ, так и однофазной – ЛБ, но распределение светильников по фазам выполнено таким образом, что в целом по цеху осветительная нагрузка является симметричной.

Выбор сечений проводников для каждого из участка проведем по формуле:

 

(5.1)

 

здесь F – сечение данного участка сети;

М – момент нагрузки данного участка;

С – коэффициент, зависящий от материала проводника. С =46 для меди;

ΔUдоп =4,1 % - располагаемые потери напряжения осветительной сети, зависящие от мощности трансформатора (630 кВА), его коэффициента загрузки (0,9) и коэффициента мощности (0,85) [4,табл.12-6].

 

Определяем моменты нагрузки участков осветительной сети.

               Mi=Pсвi∙Nсвi∙Lприв,    (5.2)

здесь Pсв – мощность светильника, равная мощности лампы.

Nсв – Число светильников на участке;

Lприв= L0i+0,5∙Li,

Где L0i – длина от ЩО до первого светильника, м;

Li – длина от первого светильника до i-го светильника, м;

Определяем момент и сечение проводника на участке 1 – 2:

М1-2= 0,4∙18·(6+0,5∙91)=370,8 кВт∙м

Аналогично находим моменты для остальных участков, расчеты сводим в таблицу 5.3.

Определяем момент на участке 0-1 (ГРЩ1 до ЩО);

(5.3.)

 

 

F=(370,8+478,8)+1,85∙(46,656+37,824+32,832+7,2+30,24+47,424)/46∙4,1=6,487 мм2.

Принимаем ближайшее большее по стандарту сечение – 6мм2.Выбираем кабель АВВГ-3х10[5,с.291,340].

Определяем токовую нагрузку для участков трехфазной осветительной сети:

                        

    (5.4)

 

Определяем токовую нагрузку для участков однофазной осветительной сети:

   

               (5.5)

 

 

 

Проверяем сечение проводника по длительной токовой нагрузке:

Ip≤Iдл.доп

Аналогично производим расчет для остальных участков осветительной сети. Расчетные данные заносим в таблицу 5.3.

 

Таблица 5.3

Выбор сечения проводников для освещения

Участок	М, кВт∙м	Ip, A	Провод(кабель)	Iдл.доп. А
1-2	370,8	12,23	АППВ-3х2,5	19
1-3	478,8	12,23	АППВ-3х2,5	19
1-4	46,656	6,55	АППВ-3х2,5	19
1-5	37,824	2,91	АППВ-3х2,5	19
1-6	32,832	1,45	АППВ-3х2,5	19
1-7	7,2	2,18	АППВ-3х2,5	19
1-8	30,24	3,64	АППВ-3х2,5	19
1-9	47,424	2,91	АППВ-3х2,5	19

 

Для защиты осветительных установок выбираем автоматические выключатели АЕ2046МП-100 (Iном =63А, Iрас∙ном = 156А) и ВА51-31-1 для однофазных приемников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

 

В сетях до 1 кВ защиту электрооборудования выполняют плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.

6.1 Выбор предохранителей

        Плавкий предохранитель  предназначен для защиты электрических  установок от коротких замыканий  и перегрузок. Основными его характеристиками являются ток плавкой вставки Iном вст, номинальный ток предохранителя Iном пр, номинальное напряжение предохранителя Uном пр, номинальный ток отключения предохранителя Iном откл, защитная (времятоковая) характеристика предохранителя.

Номинальным током плавкой вставки называют ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы в нормальном режиме. Номинальный ток предохранителя – это ток, при длительном протекании которого не наблюдается перегрева предохранителя в целом. Необходимо иметь в виду, что в предохранителе может использоваться плавкая вставка с номинальным током, меньшим номинального тока предохранителя. Номинальное напряжение предохранителя определяет конструкцию предохранителя и длину плавкой вставки. Отключающая способность предохранителя характеризуется номинальным током отключения, являющимся  наибольшим током КЗ, при котором предохранитель разрывает цепь без каких- либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.

        Наибольшее  распространение в сетях до 1 кВ  получили предохранители типа  НПН (насыпной неразборный) и типа  ПН2 (насыпной разборный).

        Различают  плавкие предохранители инерционные (типа ИП), способные выдерживать  значительные кратковременные перегрузки, и безинерционные (типов НПН, ПН2) с ограниченной способностью к перегрузкам.

         Выбор предохранителей  производится по следующим условиям:

Uном.пр ≥ Uc,     (6.1)

 Iном.пр ≥ Ip.max,    (6.2)

Где Uc –номинальное напряжение сети ;

       Ip.max – максимальный рабочий ток.

Плавкая вставки для безинерционных предохранителе выбирается следующим образом:

          Iном.вст ≥ Ip.max,    (6.3)

Iном.вст ≥ in./Кпер,    (6.4)

Где in – пусковой ток одного двигателя.

       Кпер – 2,5 коэффициент перегрузки для легких условий пуска[3,с.284]

Выбор предохранителей для токарного станка №27:

     Uc= 0.4 кВ;

     Ip.max =7,47 А

in./Кпер=7,5·7,47/2,5=22,41А.

Выбираем предохранитель типа НПН2-60 с током плавкой вставки

 Iном вст = 63А.

Аналогично выбираются предохранители для остальных ЭП, результаты представлены в таблице 6.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1

Выбор предохранителей

Номер ЭП на плане	Ip, A	Марка предохранителя	in/Kпер, А	Iвст, А
1,4	62,26	ПН2-250	186,78	200
2	47,02	ПН2-250	141,06	160
3,9,13,16,41	19,1	НПН2-60	57,3	63
5-7	34,53	ПН2-250	103,59	125
8,10	35,66	ПН2-250	106,98	125
11,12,14,15	22,92	ПН2-250	68,76	80
17,21,44,46	40,75	ПН2-250	122,25	160
18-20	134,06	ПН2-600	402,18	500
22-26,28	22,08	ПН2-250	66,24	80
27,35,37-39	7,47	НПН2-60	22,41	25
29	7,73	НПН2-60	23,19	25
30,34	7,28	НПН2-60	21,84	25
31-33,36	13,58	НПН2-60	40,74	63
40	24,62	ПН2-250	73,86	80
42,43	19,56	НПН2-60	58,68	63
45	1,74	НПН2-60	5,22	10

 

 

6.2. Выбор автоматических выключателей

Наряду с плавкими предохранителями в установках напряжением до 1 кВ широко применяют автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно-, двух- и трехполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Автоматические выключатели снабжают устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в реле токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле.

Эти реле называют расцепителями.

Конструктивно автоматические выключатели намного сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя и расцепителя. Номинальным током автоматического выключателя Iном.а называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Номинальным напряжением автоматического выключателя Uном.а называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель предназначен. Номинальным током расцепителя Iном.рас называют указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывание расцепителя. Током уставки расцепителя называют наименьший ток, при протекании которого расцепитель срабатывает.

При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

- Номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

- Отключающая способность должна  быть рассчитана на максимальные  токи КЗ, проходящие по защищаемому  элементу:

- Номинальный ток расцепителя  должен быть не меньше наибольшего  расчетного тока нагрузки, длительно  протекающего по защищаемому элементу.

 

Iном.рас≥ Ip.max;    (6.5)

 

Автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

 

     Iном.рас ≥(1,1: 1,3) Ip.max;   (6.6)

 

При допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать; это достигается выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя по условию

 

        Iном.рас ≥(1,25: 1,35)· iпик;             (6.7)