ЭСН и ЭО участка токарного цеха

19 5         0,14≤0,2 3 3

п1=15*0,5=7,5

Приемников с единичной мощностью больше или равно 7,5 – тринадцать. Следовательно п1=13.

 

п*=13/19=0,7

Р*= 116/166=0,7

nэ = пэ*n;

пэ* по таблице 1.5.4

пэ*=0,95

nэ= 0,95*19=18

nэ=18

Определяется по таблице 1.5.3 коэффициент максимума:

Км = F (Ки.ср., пэ)

Км для ШРА-1 равен 1,7.

Км=1,7

       Определяем максимальную активную нагрузку Рм, максимальную реактивную нагрузку Qм, максимальную полную нагрузку Sм результаты заносим в Таблицу 3.

Рм = Км×Рсм

 

Рм = 16,6×1,3=18,3 кВт

 

Qм = Км×Qсм

 

Qм = 26,32×1,3=31,7 КВАР

 

Sм =

 

Sм =

 

Для остальных Рм, Qм, Sм электроприемников считается аналогично.

 

Результат заносится в таблицу 3 соответственно.

Определяется ток на РУ, результат заносится в таблицу 3

 

 

Определяется ток на ШРА – 1, результат заносится в таблицу 3

ШРА – 2 рассчитывается аналогично.

Найдём общую нагрузку Рм, Qм, Sм электроприемников по ШНН.

 

По империческим формулам   определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в таблицу 3, но без компенсации реактивной мощности

Рт = 0,02Sм (н. н.),

Qт = 0,1Sм (н.н.),

Sт = .

Рт = 0,02

Qт = 0,1

Sт =

Определяем удельную нагрузку на единицу площади цеха:

, 

где S в.н. – мощность, необходимая для питания всех источников цеха, кВ·А;

                 F ц– площадь цеха, м2.

 

Номинальная мощность трансформатора выбирается по формуле:

 

Выбираем трансформатор ближайший больший мощности – 63 КВА.

Двух трансформаторные подстанции проверяются на аварийный режим работы, когда где Sрå - полная расчётная мощность трансформатора в кВ·А.

   один из трансформаторов  выйдет из строя по формуле:

1,4Sн.т.≥ Sрå ,

88,2 КВА ≤ 161КВА

Условие не  выполняется.

Выбираем следующий трансформатор 100 КВА. И проверяем на аварийный режим

1,4Sн.т.≥ Sрå ,

140 КВА ≤ 161КВА

Условие не  выполняется.

Поэтому в случае аварии отключим потребители третей категории мощностью 21 кВт.

Выбираем трансформатор ТМ-100-10/0,4.

Наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Расчет силовой питающей и  распределительной сети при U=380V с выбором сечения проводов, кабелей и аппаратов защиты

 

   10кВ

 

            ТРА1                  ТРА2

    0,4кВ             Q3

 

Q4            Q5                      Q6          

ШРА1    ЩО                  ШРА2   

 

Рис. 2. Примерная схема электроснабжения

 

Аппараты и проводники первичных цепей должны удовлетворять следующим требованиям:

-соответствию  окружающей среды и роду установки;

-необходимой  прочности изоляции для надежной  работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях;

-допустимому  нагреву токами длительных режимов; стойкости в режиме короткого замыкания;

-технико-экономической  целесообразности;

-достаточной  механической прочности.

Марку и сечение провода выбирается из условия Iдл до Iр.

Из исходных данных известно мощность потребляемая шлифовальным станком Рн равна 6,4кВт.

Из расчетов известно Sм т.е. полная максимальная мощность равна 1,59 кВА.

Из сводной ведомости известен ток расчетный  Iр  равен 2,8 А.

Iдл 19 2,8 А

Определяем активное R и индуктивное X сопротивление по формуле.

R=R0*L

X=X0*L

Где X0 и R0 табличные данные Значение удельных сопротивлений кабелей, проводов.по таблице 1,9,5

Lпров это длина проводника которая рассчитывается по формуле:

Lпров = m*l(мм) +4м

Где m- масштаб  l- расстояние в мм.

По справочнику выбираем марку провода: возьмем АВВГ-1*×2,5.

Прокладываем кабель в трубе.

Предохранители выбираются согласно условиям:

Iуст ≥ Iдл –для линии без ЭД;

Iуст ≥ Iп /1,6 – для линии с ЭД и тяжелым пуском;

Iуст≥ Iп /2,5 – для линии с ЭД и легким пуском:

Поперечно строгальный станок. Pн=6,4 кВт, Iр  =2,8 А, н=7,5

 

 

 

Выбираем предохранитель марки ПР-2-15 где Iуст =10 А.

Автоматы выбираются согласно условиям:

Iн.а ≥ Iр ;

Uн.а ≥ Uc ;

Iр ≥ Iдл –для линии без ЭД;

Iр ≥ 1,25 Iдл  - для линии с одним ЭД;

Определяем ток электоромагнитного расцепителя по формуле:

Iэл.дин ≥1,2 Iпус

Сверлильно-фрезерный станок. Pн=4,2 кВт, Iр  =5,1 А, н=7,5

Iнр ≥ 1,25*5,1= 6,25 А

Iн.а ≥ Iнр

12,5 ≥  6,25

Iэл.дин ≥ 1,2*Iр*н

Iэл.дин ≥ 1,2*5,1*7,5

Iэл.дин 125 ≥ 46,8 А

По условию выбираем автомат АЕ 2443. Все остальные выбираем аналогично. Все расчеты сводятся в таблицу 7

Определяем кабель на потерю напряжения. Берем  наиболее мощные потребители или наиболее удаленные. Расчет проведем по токам участка.

Но для того, чтобы убедится в том, что данный провод нам подходит. Определяем, удовлетворяет ли данный провод следующим условиям:

Пример приводим для шлифовального а станка Iнр=2,8А

Iдл.доп. ≥ Iр , I`дл.доп≥ Iр, потери на напряжение ∆U не должно превышать 10%.

19 А ≥ 2,6 А

Находим I`дл.доп :

I`дл.доп =  Iдл.доп ×Кт×Кп

где Кп - поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (в требах и без труб).

Кт - поправочный коэффициенты тока для кабелей, неизолированных и изолированных проводов и шин в зависимости от температуры земли и воздуха.

Их возьмем из таблиц учебника «Правила устройства электроустановок».

I`дл.доп =  19×0,8×1,15 = 17,48 А

17,48 А ≥ 2,8 А

Потери на напряжение находим следующим образом:

 

где  - напряжение сети;

        - номинальная мощность; Рм= 6,4кВт (по таблице 3)

        -  длина провода; L=20 м (измерения снятые со схемы расположения электроприемников)

           - активное удельное сопротивление;

       -  реактивное удельных сопротивление;

RO, XO определяем по таблице » (1.5.9) «Значение удельных сопротивлений кабелей, проводов».

 

 

0,11% ≤10%

Данный провод удовлетворяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Выбор средств компенсации  реактивной мощности с определением  их типа, места подключения к  схеме и места установки

При нормальных рабочих условиях все потребители электрической энергии, чей режим сопровождается постоянным возникновением электромагнитных полей (электродвигатели, оборудование сварки, люминесцентные лампы и многое др.) нагружают сеть как активной, так и реактивной составляющими полной потребляемой мощности. Эта реактивная составляющая мощности (далее реактивная мощность) необходима для работы оборудования содержащего значительные индуктивности и в то же время может быть рассмотрена как нежелательная дополнительная нагрузка на сеть.

При значительном потреблении реактивной мощности напряжение в сети понижается. В дефицитных по активной мощности энергосистемах уровень напряжения, как правило, ниже номинального. Недостаточная для выполнения баланса активная мощность передается в такие системы из соседних энергосистем, в которых имеется избыток генерируемой мощности. Обычно энергосистемы дефицитные по активной мощности, дефицитны и по реактивной мощности. Однако недостающую реактивную мощность эффективнее не передавать из соседних энергосистем, а генерировать в компенсирующих устройствах, установленных в данной энергосистеме. В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами – конденсаторами, синхронными компенсаторами или статическими источниками реактивной мощности, которые можно установить на подстанциях электрической сети.

Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения и снижения нагрузок на электросеть. По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает значительную величину в себестоимости продукции. Это достаточно веский аргумент, чтобы со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления предприятия, выработке методики и поиску средств для компенсации реактивной мощности.

Компенсирующее устройство (КУ) используется для компенсации емкостных токов в электрических сетях 6, 10 кВ трехфазного тока частотой 50 Гц. Применение КУ в электрических сетях промышленных предприятий, городов и районов позволяет существенно повысить надежность работы высоковольтного оборудования при возникновении однофазных замыканий на землю и, следовательно, улучшить качество электроснабжения потребителей.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

-расчетную  реактивную мощность КУ;

-тип  компенсирующего устройства;

-напряжение  КУ.

Расчетную реактивную мощность можно определить из отношения:

Qпот =  Qр - Qмах =111341- 115200= -3859 ВАр

Qпот – реактивная мощность компенсирующего устройства;

Qр – расчетная реактивная мощность;

Qmax –реактивная мощность в режиме максимальных нагрузок.

Значение Qр и Qmax рассчитаны ранее и приведены в таблице 3.

Реактивная мощность получилась с минусом, следовательно установка компенсирующих устройств в цехе не производится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Обоснование  выбора схемы  электроснабжения, при U=6/10кВ и схема ТП.

 

   10кВ

 

            ТРА1                  ТРА2

    0,4кВ             Q3

 

Q4            Q5                      Q6          

ШРА1    ЩО2                  ШРА2   

 

Рис. 3. Примерная схема электроснабжения

 

 

На небольших и средних предприятиях, а также на второй и последующих ступенях электроснабжения крупных предприятий распределение электроэнергии осуществляется в основном по кабельным линиям 6-10 кВ. Воздушные линии сооружаются редко на малозагруженных участках территории, например на периферийных.

Имеются две основные схемы распределения энергии — радиальная и магистральная, но часто на разных ступенях электроснабжения применяются и смешанные схемы. Та или другая схема применяется в зависимости от числа и взаимного расположения цеховых подстанций или других электроприемников по отношению к питающему их пункту. При этом учитываются также стоимость разных вариантов, расход кабеля, способы выполнения сети и др. Обе эти схемы при надлежащем их выполнении можно применять для обеспечения надежного питания электроприемников любой категории.

Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются главным образом в тех случаях, когда нагрузки расположены в различных направлениях от центра питания. Они могут быть двухступенчатыми или одноступенчатыми. Одноступенчатые схемы применяются главным образом на малых предприятиях, на которых распределяемая мощность и территория невелики. На больших и средних предприятиях применяются как одноступенчатые, так и двухступенчатые схемы. Одноступенчатые радиальные схемы на таких предприятиях применяются для питания крупных сосредоточенных нагрузок (насосные, компрессорные, преобразовательные агрегаты, электропечи и т. п.) непосредственно от центра питания (ГПП, ТЭЦ и т. п.), а для питания небольших цеховых подстанций и электроприемников высокого напряжения применяются двухступенчатые схемы, так как нецелесообразно загружать основные энергетические центры предприятия (ГПП, ТЭЦ) большим числом мелких отходящих линий.

При двухступенчатых радиальных схемах применяются промежуточные РП, от которых и питаются распределительные сети второй ступени. Вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП, а на питаемых от них цеховых подстанциях предусматривается преимущественно глухое (без выключателей, разъединителей и других коммутационных аппаратов) присоединение трансформаторов. Иногда применяется выключатель нагрузки или разъединитель. От каждого РП питаются обычно четыре-пять цеховых подстанций. Для эффективного использования РП его мощность выбирается таким образом, чтобы питающие его линии, выбранные по току короткого замыкания, были полностью загружены (с учетом послеаварийного режима).  Число отходящих линий от РП, как правило, должно быть не менее восьми—десяти.

Радиальные схемы с числом ступеней более двух громоздки и нецелесообразны, так как при этом усложняется коммутация и защита; иногда они применяются при развитии предприятия и при необходимости добавления новых подстанций или для питания отдельных периферийных подстанций.

При радиальных схемах широко применяется секционирование всех звеньев системы электроснабжения от ГПП и ТЭЦ до сборных шин низкого напряжения цеховых подстанций и цеховых силовых распределительных пунктов. На секционных аппаратах предусматриваются несложные схемы АВР. Это значительно повышает надежность питания. Крупные подстанции и РП питаются не менее чем двумя радиальными линиями, которые обычно работают раздельно, каждая на свою секцию; при выходе из работы одной из них другая автоматически берет на себя всю нагрузку электроприемников  2-й категорий. Если каждая линия не рассчитана на полную мощность всей подстанции, то применяются меры к разгрузке подстанции от неответственных потребителей на время послеаварийного режима.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Расчет нагрузки при U=6/10кВ и линий питающих цеховую ТП.

Для расчета электроснабжения по высокой стороне принимаемое 10кВт как наиболее экономичное то есть снижает потери в линии так как нагрузка 2 и 3 категории.

Согласно заданию УТЦ относится ко 2 категории электроснабжения.

В зависимости от потребляемой мощности и удаленности от источника питания различают следующие виды подстанций: узловая распределительная: главная понизительная; глубокого ввода; трансформаторный пункт.

Принимаем U- 10кВ выполненное с помощью кабеля так как подстанция двух трансформаторная питание каждого трансформатора ТП выполняем одним кабелем марку и сечение кабеля определим с помощью расчета. Схема остается также.

Iр=

Определяем сечение провода по экономичному сечению S эк.