Сводная ведомость нагрузок цеха

Тема курсового проекта: ЭСН и ЭО участка токарного цеха.

 

Исходные данные:

План расположения ЭО участка токарного цеха.

2.Перечень ЭО.

Расчетно-конструкторская часть:

1.Расчет токовой нагрузки.

Рассчитать и выбрать КУ, присоединив его на ШНН.

Рассчитать, выбрать и сформировать марки аппаратов защиты всех линий ЭСН.

 

Графическая часть:

 

План расположения ЭО токарного цеха.

2.Принципиальная однолинейная электрическая схема ЭО токарного цеха.

 

 

Руководитель проекта ______________Зыков Е.В

 

ДАТА ВЫДАЧИ задания _______________

СРОК ВЫПОЛНЕНИЯ задания ____________________

 

Задание получил____________________________________________________

 

ЭСН и ОЭ участка токарного цеха

 

Краткая характеристика производства и потребителей электроэнергии

 

Участок токарного цеха (УТЦ) предназначен для обеспечения производимой продукции всего цеха. Он является составной частью цеха металлоизделий машиностроительного завода.

УТЦ имеет станочное отделение, где размещен станочный парк, вспомогательные (скла­ды, инструментальная, мастерская и др.) и бытовые (раздевалка, комната отдыха) помещения.

Транспортные операции выполняются с помощью кран-балок и наземных электротележек.

Участок получает электроснабжение (ЭСН) от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в пристройке цеха металлоизделий. Дополнительная нагрузка ТП: Р = 550 кВт; cosφ = 0,9; k_g = 0,9. Все электроприемники по безопасности — 2 категории.

Количество рабочих смен — 2. Грунт в районе здания — супесь с температурой +8 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 4 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н = 48 х 28 х 8м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

Перечень ЭО участка токарного цеха дан в таблице 3.18

Мощность электропотребления (Р _эп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО показано на плане (рис. 3.18).

 

 

Таблица 3.18. перечень ЭО участка токарного цеха

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
Р эп,КВТ
1, 2	Токарно-револьверные многоцелевые станки
3, 21, 27	Кран-балки	5,2	ПВ 60%
4,5	Токарные станки с ЧПУ
6, 7, 15, 16	Сверлильно-фрезерные станки	6,4
	Кондиционер	4,8	1-фазыный
9…12	Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	9,2
13, 17, 18	Координатно-сверлильные горизонтальные станки	12,5
	Строгальный станок
	Шлифовальные станок	7,3
	Наждачный станок		1-фазный
22, 23	Токарные многоцелевые прутковопатронные модули
24, 29, 30	Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ
25, 26, 28	Координатно-сверлильные верти­кальные станки

 

 

 

 

Рис. 3.18 План расположения ЭО участка токарного цеха

 

 

Технические данные электроприемников

№ на плане	Наименование электроприемников	Р уст,КВТ	n, шт.
1, 2	Токарно-револьверные многоцелевые станки
3, 21, 27	Кран-балки	5,2
4,5	Токарные станки с ЧПУ
6, 7, 15, 16	Сверлильно-фрезерные станки	6,4
	Кондиционер	4,8
9…12	Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	9,2
13, 17, 18	Координатно-сверлильные горизонтальные станки	12,5
	Строгальный станок
	Шлифовальные станок	7,3
	Наждачный станок
22, 23	Токарные многоцелевые прутковопатронные модули
24, 29, 30	Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ
25, 26, 28	Координатно-сверлильные верти­кальные станки

 

Введение

В настоящее время промышленные предприятия потребляют значи­тельное количество электроэнергии. Внедрение новых энергоемких тех­нологических процессов и повышение общего технологического уровня производства вызывает необходимость значительного повышения уровня надежности электрооборудования и экономического использования элек­троэнергии.

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………………………………….……..

1 Общая часть……………………………………………………..…………………………………………….....

1.1 Характеристика электроприемников…………………………………….……………….….....

1.2 Характеристика помещений……………………………………………………………….………….

1.3 Определение категории надежности………………………………………………...…………

2 Специальная часть…………………………………………………………………..………………………..

2.1 Расчет эффективного числа электроприемников………………………………………….

2.2 Определение максимальных значений мощностей………………………………….…

2.3 Определяется ток на РУ………………………………………………………………………………….

2.4 Подсчёт потерь ………………………………………………………………………………………………

 

Выбор трансформатора и компенсирующего устройства…………………………………

Выбор трансформатора……………………………………………………………………………………….

Выбор компенсирующего устройства…………………………………………………………………

 

 

1.1 Характеристика электроприемников

Участок токарного цеха (УТЦ) предназначен для обеспечения производимой продукции всего цеха. Он является составной частью цеха металлоизделий машиностроительного завода.

УТЦ имеет станочное отделение, где размещен станочный парк, вспомогательные (скла­ды, инструментальная, мастерская и др.) и бытовые (раздевалка, комната отдыха) помещения.

Транспортные операции выполняются с помощью кран-балок и наземных электротележек.

Участок получает электроснабжение (ЭСН) от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в пристройке цеха металлоизделий. Дополнительная нагрузка ТП: Р = 550 кВт; cosφ = 0,9; k_g = 0,9. Все электроприемники по безопасности — 2 категории.

Количество рабочих смен — 2. Грунт в районе здания — супесь с температурой +8 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 4 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н = 48 х 28 х 8м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

 

 

компрессорная установка. Двигате­ли компрессоров - трехфазные асинхронные с короткозамкнутым рото­ром, работают в длительном режиме, не требуют регулирования частоты вращения. Мощность двигателя - 28 кВт, напряжение статорной обмотки - 380 В. Питание двигателей производится переменным током промыш­ленной частоты 50 Гц. Перерыв в электроснабжении недопустим, т. к. может повлечь за собой опасность для жизни людей и серьезное наруше­ние технологического процесса. Прекращение подачи сжатого воздуха на режущий инструмент может вызвать ранение обслуживающего персона­ла. Этот потребитель относится к I категории электроснабжения. Ком­прессорная установка создает равномерную и симметричную по всем трем фазам нагрузку. Коэффициент мощности cosφ = 0,8. Коэффициент использования равен k_и =0,5.

Транспортировка и подъем грузов осуществляется подъемно-транс­портными механизмами: транспортером роликовым и тельфером транс­портным. Транспортер работает в длительном режиме. В качестве при­водных асинхронных электродвигателей используют электродвигатели общего назначения cosφ = 0,7; k_и =0,5; Р _ном =10 кВт. Тельфер работает в повторно-кратковременном режиме. Для него характерны частые толчки нагрузки. k_и = 0,1. Коэффициент мощности изменяется в значительных пределах 0,3-0,8. Принимаем средний cosφ = 0,5; Р _ном= 5 кВт. По беспе­ребойности питание эти установки относятся: транспортер к I категории, тельфер ко II категории надежности электроснабжения. Питаются пере­менным током частотой 50 Гц, напряжением 380 В. Эта нагрузка счита­ется симметричной по всем трем фазам.

Электродвигатели производственных механизмов для электроприво­да карусельных станков. Мощность двигателей составляет 40 кВт. На­пряжение сети 380 В. Ток переменный частотой 50Гц, коэффициент мощности cosφ = 0,5; k_и =0,14. По надежности электроснабжения станки относятся ко II категории.

Электрические осветительные установки: представляют собой од­нофазную нагрузку, но при правильной группировке осветительных при­боров можно достичь равномерной нагрузке по фазам. Характер нагрузки равномерный, без толчков cosφ для газоразрядных ламп 0,95. Напряже­ние питания 220 В. По надежности электроснабжения осветительные ус­тановки относятся ко II категории.

 

1.2. Характеристика помещений

По условиям окружающей среды производственные помещения де­лятся на три группы: нормальные помещения, опасные по коррозии и взрыво- и пожароопасные помещения.

По таблицам 1, 2, 3, 4 Приложения заполняем таблицу 1.1: по условиям окружающей среды помещения предприятия относятся к нормальным, поэтому в качестве приводных асинхронных электродвигателей приняты электродвигатели общего применения единой серии 4А со степенью защиты IP44.

Таблица 1.1Классификация помещений

Наименование помещений	Категории	Условия окружающей среды
Взрывоопас­ности	Пожароопас­ности	Электробезо-пас­ности
Вентиляционная	В-IIа	П-IIA	ПО	Нормальные
таночное отделение	д	д	БПО	Нормальные
Сварочное отделение	г	г	БПО	Нормальные
Бытовка	Д	д	БПО	Нормальные
Административная комната	д	д	БПО	Нормальные
Склад	д	П-IIА	БПО	Нормальные
Комната отдыха	д	д	БПО	Нормальные
Инструментальная	д	д	БПО	Нормальные

 

1.2. Определение категории надежности

В зависимости от требуемой надежности электроснабжения электроприемники разделяют по правилам устройства электроустано­вок (ПУЭ) на три категории:

К первой категории относят электроприемники, нарушение жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреж­дение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение особо важных объектов промышленности и городского хозяйства. Они долж­ны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источ­ников питания (Таблица 12),причем перерыв в электроснабжении допускается только на время автоматического ввода резервного питания, но не более чем на 1 мин.

Ко второй категории относят электроприемники, допускаю­щие перерыв в электроснабжении (не более 30 мин), необходи­мый для включения резервного питания (Таблица 12)дежурным персоналом предприятия или выездной бригадой электроснабжающей организации.

К третьей категории относят все остальные электроприемни­ки, для которых допустимы перерывы в электроснабжении на время ремонта поврежденного элемента системы электроснабже­ния (Таблица 12), но не более одних суток.

Вцехе имеются электроприемники I и II категории надежности (в пояснительной записке дать определение этим категориям). Поэтому необ­ходимо иметь не менее двух источников питания. Выбираем два транс­форматора для питания силовой и осветительной нагрузки. Коэффициенты использования k_и и коэффициенты мощности cosφ, tgφ берутся из таблицы 5 и 11 Приложения. Технические данные электроприемников вносятся в таблицу 1.2.

 

 

Таблица 1.2Т ехнические данные электроприемников

 

№ на плане	Наименование электроприемников	Р н, кВт	n, шт.	kи	cosφ	tgφ	Категория надежности
трехфазные длительного режима
6-10	Компрессорная установка			0,65	0,8	0,75
11, 12	Станок карусельный			0,14	0,5	1,73
24-29	Печь сопротивления			0,8	0,95	0,33
13, 14,	Транспортер роликовый			0,55	0,75	0,88
трехфазный повторно-кратковременного режима
16-23	Тельфер транспорт­ный ПВ = 60 %			0,3	0,5	1,73
однофазный повторно-кратковременного режима
1-5	Трансформатор сварочный, ПВ = 40%	кВА		0,2	0,4	2,29
осветительная установка
	Газоразрядные лампы	9-11 Вт/м2		0,85	0,95	0,33

 

1.3. Определение расчетных нагрузок

Электроприемники разбиваются на группы: трехфазного длитель­ного режима (ДР), трехфазного повторно-кратковременного (ПКР), одно­фазного повторно-кратковременного (ПКР), ОУ - осветительная уста­новка. Выбираются виды распределительных устройств (РУ):

ШМА — ма­гистральный шинопровод,

РП - распределительный пункт,

ЩО - щит ос­вещения.

Исходя из понятия первой категории надежности электроснаб­жения, составляется схема электроснабжения с учетом распределения на­грузки представлена на рис. 1.1.

 

Рис. 1 Схема электроснабжение цеха (смешанная

 

 

 

Таблица 1.4. Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование РУ и ЭП	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
Р н, кВт	n	Р н.Σ, кВт	k и	cosφ	tgφ	m	Р см, кВт	Q см, квар	S см, кВ·А	n э	k м	k м'	Р м, кВт	Q м, квар	S м, кВ·А	I м, А
РП1
Токарно-револьверные многоцелевые станки				0,14	0,5	1,73		2,8	4,8	5,6
Кран-балки				0,1	0,5	1,73		1,2	2,07	20,7
Токарные станки с ЧПУ				0,14	0,5	1,73		2,24	3,8	4,41
Сверлильно-фрезерные станки	6,4		25,6	0,14	0,5	1,73		3,5	6,2	7,15
Кондиционеры	4,8		4,8	0,7	0,8	0,75		3,36	2,5	4,87
Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	9,2		36,8	0,14	0,5	1,73		5,1	8,9	10,28
Координатно-сверлильные горизонтальные станки	12,5		36,6	0,14	0,5	1,73		5,1	8,8	10,18
Всего по РП-1	54,9		151,1	0,16	0,5	1,6	>3		36,6	43,2		1,77	1,0	40,8	36,6	54,9	66,5
РП-2
Строгальный станок				0,17	0,65	1,17		2,55	2,9	3,8
Шлифовальный станок	7,5		7,5	0,14	0,5	1,73		1,05	1,8	2,9
Наждачный станок				0,14	0,5	1,73		0,42	0,7	0,7
Токарные многоцелевые прутковопатронные модули				0,14	0,5	1,73		5,042	8,7
Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ				0,14	0,5	1,73		14,7	25,4	29,2
Координатно-сверлильные вертикальные станои				0,14	0,5	1,73		4,62	7,9	9,19
Всего по РП2	89,5		199,5	0,12	3,2	1,6	>3	28,4	47,4	8,7		2,31	1,1	3,5		47,5	13,4
ОУ и ЩО			13,4	0,85	0,95	0,33		11,4	3,8					11,4	3,8
Всего на ШН										108,25
Потери														2,8	2,06	3,47
Всего на ВН															21,22	151,1

 

Осветительная нагрузка определяется методом удельной мощности:

Р _оу = Р _уд · S = 10·(48х28)·10^-3=13,4 кВт,

где Р _уд — удельная мощность освещения, Вт / м²;

S - площадь цеха, м;

2. Данные для колонок 5, 6, 7 для отдельных электроприемников

бе­рутся из Таблицы 5 (Рекомендуемые значения коэффициентов) или из Таблицы 11 (Технические данные электроприемников) Приложения.

Колонка 4: находится путем умножения номинальной мощности ЭП на их количество, т.е. Р _н.Σ = Р _н n, кроме РП2 с 1-фазными ЭП и ЩО.

Так как на РП1, РП2, ЩО электроприемники одного наименования, итоговых расчетов не требуется.

Расчеты для ШМА1 и ШМА2 выполняются следующим образом.

Определяется показатель силовой сборки т = , результат заносится в колонку 8: где Р _н.нб, Р _н.нм — номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

т = = - для первой силовой сборки, т.е. >3.

т = = - для второй силовой сборки, т.е. >3.

 

Определяются Р _см= k _и Р _н, Q _см = Р _смtgφ, S _см= ,результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.

РП-1

- Для токарно-револьверные многоцелевые станки:

Р _см= k _и Р _н=0,14·20 = 2,8кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73×2,8=4,8квар;

 

-Кран-балки

Р _см= k _и Р _н=12×Ö0,6×0,1=0,93 кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·0,93=1,6 квар;

-Токарные станки с ЧПУ

Р _см= k _и Р _н=16×0,14=2,24 кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·2,24=3,8 квар;

-Сверлильно-фрезерные станки

Р _см= k _и Р _н=25,6×0,14=3,584 кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·3,58=6,2 квар;

-Кондиционеры

Р _см= k _и Р _н=4,8×0,7=3,36 кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 0,75·3,36=2,5 квар;

-Токарные станки с ЧПУ повышенной точности

Р _см= k _и Р _н=36,8×0,14=5,152 кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·5,15=8,9 квар;

-Координатно-сверлильные горизонтальные станки

Р _см= k _и Р _н=36,6×0,14=5,124 кВт;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·5,128,8/квар;

Путем сложения вычисленных мощностей находим среднюю нагрузку за смену для РП-1: Р _см.Σ = 2,8+0,93+2,24+3,5+3,36+5,1+5,1=23,03 кВт;

Q _см.Σ = 4,8+1,6+3,8+6,2+2,5+8,9+8,8= 36,6квар;

S _см.Σ= =43,2 кВ·А.

 

РП-2

-Строгальный станок

Р _см= k _и Р _н=15×0,17=2,55;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,17·2,55=2,9квар;

-Шлифовальный станок

Р _см= k _и Р _н=7,5×0,14=1,05;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·1,051,8квар;

-Наждачный станок

Р _см= k _и Р _н=3×0,14=0,42;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,7·0,42=0,7квар;

-Токарные многоцелевые прутковопатронные модули

Р _см= k _и Р _н=36×0,14=5,04;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·5,04=8,7квар;

-Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ

Р _см= k _и Р _н=105×0,14=14,7;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·14,7=25,4квар;

-Координатно-сверлильные вертикальные станои

Р _см= k _и Р _н=33×0,14=4,62;

Q _см = Р _см·tgφ = 1,73·4,62=7,9квар;

Путем сложения вычисленных мощностей находим среднюю нагрузку за смену для РП-2: Р _см.Σ = 2,55+1,05+0,42+5,04+14,7+4,62=28,4 кВт;

Q _см.Σ = 2,9+1,8+0,7+8,7+25,4+7,9=47,4 квар;

S _см.Σ= = 55,2 кВ·А.

 

Определяются k _и.ср = , cosφ = , tgφ = для РП-1 и РП-2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Для РП-1:

Для РП-2:

k _и.ср = , cosφ = , tgφ =

Расчет эффективного (приведенного) числа электроприемников n _э (результат заносится в колонку 12):

Для РП-1: по результатам расчетов имеем n =19; k _и.ср =0,16; m >3.

19 ≥ 5; 0,16 < 0,2; 12,5 ≥ 3.

≥5

≥0,2

≥3

Постоянная

п э = п

 

k _м=1,77

Для РП-2: по результатам расчетов имеем n 35 =; k _и.ср =0,12; m =>3.

11≥ 5; 0,12 ≥ 0,2; 35≥ 3.

По таблице 6 определяем п _э = п = 8

≥5

≥0,2

≥3

Постоянная

п э = п

 

k _м=2,31

Определяется k _м = F (k _и.ср, п _э),результат заносится в колонку 13.

 

Для РП-1: по результатам расчетов имеем n _э=8; k _и.ср =0,63.

По таблице 7 находим k _м = 1,3.

Для РП-2: по результатам расчетов имеем n _э=8; k _и.ср =0,62.

По таблице 7 находим k _м = 1,3.

Определяются Р _м = k _м Р _см; Q _м = Q _см; S _м= ,результат заносится в колонки 15, 16, 17.

Для РП-1: Р _м =k _м Р _см.Σ =1,77∙23=40,8 кВт;

Q _м = Q _см = 1∙36,6=36,6 квар; S _м= =54,9 кВ∙А;

Для РП-2: Р _м =k _м Р _см.Σ =0,12∙28,4=3,5 кВт;

Q _м = Q _см = 3,5∙47,4= 166 квар; S _м= =47,5 кВ∙А;

 

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.

 

I _м(РП1)= ;

I _м(РП2)= ;

I _м(ЩО)= ;

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

 

Потери активной мощности Δ Р _т приблизительно можно считать равным двум процентам от максимальной полной мощности на шинах низкого напряжения:

Δ Р _т = 0,02 S _м(нн) = 0,02 • 144 = 2,9 кВт;

Потери реактивной мощности Δ Q _т можно принять равным десяти процентам от максимальной полной мощности на шинах низкого напряжения:

Δ Q _т =0,1· S _м(нн)= 0,1•144= 14,4 квар;

Полные потери в трансформаторе составят:

Δ S _т = = = 14,7 кВ·А.

С учетом потерь в трансформаторе определяются максимальные нагрузки на шинах высокого напряжения ШВН и записываются в строку «Всего на ВН». В данном случае полная максимальная мощность на стороне высокого напряжения составит: S _m(ВН) =151,5 кВ·А.

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

S _т > S _р = 0,7· S _m(ВН) = 0,7·151,5= 106,5 кВ·А.

По Таблице 9 Приложения выбирается масляный трансформатор типа ТМ мощностью 160 кВ·А. Согласно второй категории надежности на цеховой ТП необходимо установить два трансформатора. Выбранная мощность цехового трансформатора проверяется на перегрузочную способность в аварийном режиме: 1,4· S _т ≥ S _m(ВН); 1,4·160 ≥ 224кВ·А, т.к. условие выполняется, следовательно, мощность выбрана правильно. К установке принимается комплектная трансформаторная подстанция КТП х 160-10/0,4.

R _т = 16,6 мОм; Δ Р _хх = 0,73 кВт;

Х _т= 41,7 мОм; ΔР_кз = 2,65 кВт;

Z _т= 45 мОм; u _кз =4,5 %;

Z _т⁽¹⁾= 487 мОм; i _кз =2,4 %.

Определяем коэффициент загрузки трансформатора:

Средневзвешенный коэффициент мощности по цеху составил:

сosφ_ср =

 

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения сosφ_к = 0,92…0,95, в нашем примере сosφ_ср =0,5, потому необходимо скомпенсировать реактивную мощность.

2. Расчет и выбор компенсирующего устройства

 

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчетную реактивную мощность КУ;

- тип компенсирующего устройства;

- напряжение КУ.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотно­шения:

Q _к.р = α Р _м(tgφ – tgφ_к),

где α - коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным спо­собом, принимается α = 0,9; tgφ; tgφ_к - коэффициенты реактивной мощ­ности до и после компенсации.

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

Задавшись cosφ_к из этого промежутка, определяют tgφ_к.

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

Задавшись типом КУ, зная Q _к.р и напряжение, выбирают стандарт­ную компенсирующую установку, близкую по мощности.

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

tgφ_ф = tgφ – Q _к.ст/α Р _м

где Q _к.ст — стандартное значение мощности выбранного компенсирую­щего устройства КУ, квар.

По tgφ определяют cosφ.

По tgφ_ф определяется фактический коэффициент мощности cosφ_ф:

сosφ_ф = cosφ(arccosφ)

Структура условного обозначения компенсирующих устройств представлена на рис.2.1.

Рис. 2.1. Структурная схема условного обозначения компенсирующего устройства

 

В результате расчетов в первом разделе, получили:

 

Параметр	сosφ	tgφ	Р м, кВт	Q м, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0,85	0,63	393,6	210,1	473,1

 

сosφ= tgφ=

 

Требуется:

—рассчитать и выбрать компенсирующее устройство КУ;

—выбрать трансформатор с учетом КУ;

Решение. Определяется расчетная мощность КУ.

Q _к.р = α Р _м(tgφ – tgφ_к) = 0,9·55,8 (0,8 - 0,33) =23,6 квар.

Принимается cosφ_к = 0,95, тогда tgφ_к = 0,33.

По таблицам №№ 13, 14 Приложения выбираются две конденсаторные установки 1 х УК2 - 0,38-25

Определяются фактические значения tgφ и cosφ после компенсации реактивной мощности.

tgφ_ф= это 19^о20^' и оно соответствует cosφ_ф = cos19^о20^' =4.

Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.1. Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь.

Q _м = Q _м - Q _м.ку =210,1 – 100 = 110,1 квар;

S _м= ;

S _p= 0,7· S _вн = 0,7·429,2 = 300,5 кВ·А;

Δ Р _т= 0,02·S_нн = 0,02·408,7 = 8,2 кВт;

Δ Q _т = 0,1·S_нн = 0,1·408,7 = 40,9 квар;

Δ S _т =

Р _м.ку= Р _м + Δ Р _т.ку=393,6 +8,2=401,8 кВт;

Q _м.ку= Q _м.ку+ Δ Q _т.ку=110,1+40,9=151 квар.

S _м.ку=

Выбирается силовой трансформатор Таблицы 9 Приложения: типа ТМ 400-10/0,4 кВ, мощностью 400 кВ·А с техническими параметрами:

R _т = 5,5 мОм; Δ Р _хх = 0,95 кВт;

Х _т= 17,1 мОм; ΔР_кз = 5,5 кВт;

Z _т= 18 мОм; u_кз =4,5%;

Z _т⁽¹⁾ = 195 мОм; i_кз =2,1%.

Определяется коэффициент загрузки трансформатора:

k_з =

Таблица 2.1

Сводная ведомость нагрузок цеха

 

Параметр	cosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0,85	0,63	393,6	210,1	473,1
КУ				2х50
Всего на НН с КУ	0,94	0,35	393,6	110,1	408,7
Потери			8,2	40,9	41,7
Всего ВН с КУ			401,8		429,2

 

При питании потребителей от сети 380 В значение Q _к устанавливают равным стандартной мощности ба­тарей конденсаторов, ближайшей к расчетной реак­тивной нагрузке потребителя.

В цехах промышленных предприятий батареи ста­тических конденсаторов рекомендуется размещать у групповых распределительных пунктов, на подстан­ции, магистральных и распределительных шинопроводах.

Если распределительная сеть выполнена только ка­бельными линиями, конденсаторную установку (КУ) любой мощности рекомендуется присоединять непо­средственно к шинам цеховой подстанции. При пита­нии от одного трансформатора двух и более магист­ральных шинопроводов к каждому из них присоединя­ется только по одной батарее конденсаторов. Общая расчетная мощность батарей распределяется между шинопроводами пропорционально их суммарной реак­тивной нагрузке.

Если нагрузка распределена равномерно по шинопроводу, то точка присоединения конденсаторов опре­деляется по формуле для определения L _ш, м:

L _ш = L ₀+(1- Q _к/(2 Q))· L,

где L ₀, L — соответственно длина магистральной и рас­пределительной части шинопровода, м (рис. 1); Q _к — мощность конденсаторов, квар; Q — суммарная реак­тивная мощность шинопровода, квар.

Чтобы обеспечить при отключении разряд статических конденсаторов, к батарее должно быть постоянно подключено разрядное сопротивление, например трансформатор напряжения (для батарей высокого напряжения) или лампы накаливания (для батарей низкого напряжения).

 

Рис. 1. Схема нагрузки шинопровода

 

Разрядное сопротивление, Ом, определяют по фор­муле

где U _ф — фазное напряжение сети, кВ.

В сети напряжением 380 В в качестве разрядных сопротивлений рекомендуется применять три группы по две последовательно соединенные лампы на 220 В, подключенные треугольником параллельно батарее конденсаторов.

 

 

 

 

3. В ыбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

 

Рис. 3.1. Схема электроснабжение цеха (смешанная)

 

1. Линия HI (рис. 3.1): трансформатор шины низкого напряжения (Т1-ШНН), автоматический выключатель 1 SF, линия без ЭД:

Ток в линии составит: I _т = S_т• = 160•1,73•0,4=110,7А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

I _н.а ≥ I _н.р; I _н.р ≥ I _т = 110,7А.

3.Технические харак­теристики автомата представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Т ехнические характеристики автомата ВА51-31

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,25·Iн.р	10·Iн.р	12,5

 

По таблице 20 выбираем провод марки АПВ 3 х (1х95), I _доп = 255 А.

Условие I _доп > k_зщ • I _у(п) выполняется. Следовательно, сечение провода выбрано правильно.

 

2. Линия: шина низкого напряжения – РП-1 (ШНН-РП-1), автоматический выключатель SF1:

I_м=7,9А, I_Д =1,25× I_м=1,25×66,5=83,1А

Выбираем автоматический выключатель ВА-51-25

Технические характеристики автомата (ВА51-31)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,35·Iн.р	10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 3,3 А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 95 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

 

Токарно-револьверные многоцелевые станки 10 кВт в количестве 2 шт

I_н. = А

I_Д =1,25× I_н=1,25×33,3=41,6А

Выбираем автоматический выключатель ВА-51-25

Технические характеристики автомата (ВА51-31)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,35·Iн.р	10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 14 А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

Кран-балка станки 4 кВт в количестве 3 шт

I_н. = А

I_Д =1,25× I_н=1,25×13,3=16,6А

Выбираем автоматический выключатель ВА-51-25

Технические характеристики автомата (ВА51-25)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,35·Iн.р	7,10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 14 А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

Токарные станки с ЧПУ 8 кВт в количестве 2 шт

I_н. = А

I_Д =1,25× I_н=1,25×26,6=33,2А

Выбираем автоматический выключатель ВА-51-25

Технические характеристики автомата (ВА51-25)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,35·Iн.р	1,35·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 14 А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

 

 

Сверлильно-фрезерные станки 6,4 кВт, в количестве 4 шт:

Ток в линии составит: I_н= А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

I_н.а ≥ I_н.р.; I_н.р ≥ I_доп =1,25×21,3=26,6 А.

По таблице выбирается автомат марки ВА51-31. Технические характеристики автомата представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Технические характеристики автомата (ВА51-31)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
		31,5	1,35·Iн.р	10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 8А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

 

Кондиционер 4,8 кВт, в количестве 1 шт:

Ток в линии составит: I_н= А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

I_н.а ≥ I_н.р.; I_н.р ≥ I_доп =1,25×16=20 А.

По таблице выбирается автомат марки ВА51-37. Технические характеристики автомата представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Технические характеристики автомата (ВА51-25)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,25·Iн.р	7,10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 8А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

 

 

Токарные станки с ЧПУ повышенной точности 9,2 кВт, в количестве 4 шт:

Ток в линии составит: I_н= А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

I_н.а ≥ I_н.р.; I_н.р ≥ I_доп =1,25×30,6=38,2А.

По таблице выбирается автомат марки ВА51-25. Технические характеристики автомата представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

 

Технические характеристики автомата (ВА51-31)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,35·Iн.р	10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 6А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

 

Координатно-сверлильные горизонтальные станки 12,5кВт, в количестве 3 шт:

Ток в линии составит: I_н= А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

I_н.а ≥ I_н.р.; I_н.р ≥ I_доп =1,25×41,6=52 А.

По таблице выбирается автомат марки ВА51-25. Технические характеристики автомата представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Технические характеристики автомата (ВА51-31)

Uн.а, B	Iн.а, А	Iн.р, А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1,35·Iн.р	10·Iн.р

 

Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение I _доп на три (по 7А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм² составит:

I_доп = З х 19А.

 

 

Ток в линии составит: I_н= 298,3 А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

I_н.а ≥ I_н.р.; I_н.р ≥ I_доп =1,25×298,3=372,9А.

По таблице выбирается автомат мар