Электроснабжение и электрооборудование механического цеха

3. Быть удобными в  эксплуатации;

4. Допускать применение  индустриальных и скоростных методов монтажа. Схемы цеховых сетей бывают радиальные и магистральные.

Для механосборочного цеха выберем радиальную схему электроснабжения

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет токов короткого замыкания

Основной причиной нарушения  нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение КЗ в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. Расчет токов короткого замыкания производится для выбора и проверки электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей по условиям короткого замыкания с целью обеспечения системы электроснабжения надежным в работе оборудованием

Расчет токов короткого  замыкания проведен для двух точек:

1. Точка К-1 на шинах ТП;
2. Точка К-2 около РП.

Расчет токов КЗ рассмотрим на примере снабжения РП1.

 

 

 

Сопротивления трансформатора[6, стр.68, табл.1.9.1]:

        

 Сопротивления для  автоматов QF1 и QF2 марки ВА51-35 c I_н.а=100 А[6, стр.68, табл.1.9.3]:

Сопротивления линии  Л1 [6, стр.68, табл.1.9.5]:

          

Вычисляются эквивалентные  сопротивления на участках между  точками К.З:

Вычисляются сопротивления  для каждой точки К.З:

Определяются коэффициенты Ку:

  ;  

   ; 

    Ток трехфазного КЗ:

Точка К₁  , 

Точка К₂  кА.

Ударный ток:

Точка К₁ i_уд1.= ·К_уд1.· = ·1,25·3,13=5,5 кА, 

Точка К₂ i_уд2.= ·К_уд2.· = ·1,03·2,5=3,64 кА, где

Ток однофазного КЗ в  точке К₂:

 

где: r_фКЛ=ρ·l/s_ф=0,028·0,09/10=0,000015 мОм, ρ=0,028 (Ом·мм²)/м, s_ф- сечение фазной жилы,

r_нКЛ=ρ·l/s_н=0,028·0,032/10=0,0000019 мОм, s_н- сечение нулевой жилы.

 

 

Проверяем автоматические выключатели ВА51-35:

I_отклQF1≥

  5 кА≥3,13 кА,

i_уд.QF2≥i_уд.2         9 кА≥5,5 кА.

 

Расчет токов КЗ для  остальных участков сведем в таблицу.

 

Расчет токов  КЗ на НН.

 

Назнач. линии	L,	Ro	Xo	RΣ2,	XΣ2,	Куд2	Та,с	I³к2,	I¹к2,	iуд2
	км	мОм/м	мОм/м	мОм	мОм			кА	кА	кА
ТП-СП1	0,009	26,8	0,85	61,6	67,2	1,08	0,004	2,5	1,4	3,64
ТП-СП2	0,013	4,2	1,03	37,1	66,55	1,03	0,003	3	1,56	4,3
ТП-СП3	0,032	40,1	2,9	74,8	70	1,02	0,0029	2,2	1,32	4,2
ТП-СП4	0,062	77,6	5,6	112,5	72,8	1,0	0,002	1,7	1,24	2,4
ТП-СП5	0,07	368	7,07	403	73,1	1,0	0,0005	0,56	0,46	0,8

 

 

 

8. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии.

При наличии электроприёмников с интервалом мощностей Рн = 1,5 – 30кВт, принимаем напряжение распределения электроэнергии Uн = 380 В. Это напряжение так же выгодно для освещения 220 В.

 

9. Расчет и выбор параметров схемы.

9.1. Определение расчётной нагрузки на питающую линию ТП-СП1

Количество оборудования n = 8 (шт.)

Суммарная мощность

Коэффициент использования 

Эффективное число электроприемников:

Определим расчётную  активные, реактивные и полную мощности.

Определим расчётный  ток.

    Аналогичные  расчёты производим для остальных  питающих линий СП.

 

Расчет электрических  нагрузок СП

 

 

 

Таблица №3

					Установленная							Средняя				Максимальная  расч. мощность			Iр,
		Число		Рнi,	мощность		m=Рнimax /Рнimin	Киi	Ки	cosf	tanf	загрузка		nэ	Кmax
п.п.	п.п.	приём-ов		кВт	Рнimin	Рн,						Рсм,	Qсм,			Рр,	Qр,	Sр,	А
					Рнimax	кВт						кВт	кВар			кВт	кВар	кВА
1	2	3		4	5	6	7	8	9	10		11	12	13	14	15	16	17	18
СП1	1	1		1,5				0,17		0,5	1,73	0,25	0,43
	2	1		1,5				0,17		0,5	1,73	0,25	0,43
	3	1		1,5				0,17		0,5	1,73	0,25	0,43
	4	1		9,5				0,17		0,5	1,73	1,6	2,77
	5	1		9,5				0,17		0,5	1,73	1,6	2,77
	6	1		9,5				0,17		0,5	1,73	1,6	2,77
	7	1		8,5				0,17		0,5	1,73	1,5	2,6
	8	1		8,5				0,17		0,5	1,73	1,5	2,6
		8			1,5/9,5	50	3		0,17		1,73	8,55	14,8	3	2,64	22,4	16,3	27,7	42,1
СП2	9	1		22				0,17		0,5	1,73	3,74	6,5
	10	1		22				0,17		0,5	1,73	3,74	6,5
	11	1		22				0,17		0,5	1,73	3,74	6,5
	12	1		30				0,17		0,5	1,73	5,1	8,8
	13	1		30				0,17		0,5	1,73	5,1	8,8
	14	1		30				0,17		0,5	1,73	5,1	8,8
	15	1		15,2				0,17		0,5	1,73	2,6	4,5
	23	1		15,2				0,17		0,5	1,73	2,6	4,5
		8			15,2/30	186,4	2		0,17		1,73	31,7	55	8	2,31	73,2	60,5	95	144,5
СП3	22	1		5				0,17		0,5	1,73	0,85	1,47
	28	1		20				0,14		0,6	1,33	2,8	3,72
	29	1		5				0,17		0,5	1,73	0,85	1,47
	30	1		5,5				0,14		0,6	1,33	0,77	1,02
	31	1		5,5				0,14		0,6	1,33	0,77	1,02
		5			5/20	41	1		0,15		1,49	6,04	8,7	4	3,22	19,44	28,9	34,8	52,9
СП4	16	1		6,5				0,17		0,5	1,73	1,1	1,9
	17	1		6,5				0,17		0,5	1,73	1,1	1,9
	18	1		20				0,17		0,5	1,73	3,4	5,9
	19	1		20				0,17		0,5	1,73	3,4	5,9
	20	1		15				0,17		0,5	1,73	2,6	4,5
	21	1		15				0,17		0,5	1,73	2,6	4,5
	26	1		2,8				0,14		0,6	1,33	0,4	0,5
	27	1		2,8				0,14		0,6	1,33	0,4	0,5
		8			2,8/20	88,6	7,1		0,16		1,63	15	25,6	6	2,64	39,6	28,2	48,6	73,9
СП5	24	1		4				0,7		0,8	0,75	2,8	2,1
	25	1		4				0,7		0,8	0,75	2,8	2,1
		2			4	8	1		0,7		0,75	5,6	4,2	2	1,29	7,2	4,6	8,5	12,9

 

 

 

9.2 Выбор типа кабеля питающего СП

а) По полученному расчётному току Iр, выбираем по справочнику кабеля питающие распределительные пункты СП1-СП6

Для приема и распределение  электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Для цехов с нормальными  условиями окружающей среды изготавливают  шкафа серий СП-62 и ШРС1-23У3 защищенного  исполнения. Шкафы имеют на вводе  рубильник, а на выводах предохранители типа ПН2 или НПН2. номинальные токи шкафов СП-62 и ШРС1-23У3 составляют 400А

АВБ – Кабель с алюминиевой жилой, ПВХ изоляцией, бронированный

Условие выбора кабеля.     

Для СП1 (ШРС1-23УЗ):  255А <270 А   

    Аналогичные  действия производим для остальных распределительных пунктов, полученные расчётные данные заносим в таблицы № 4.

 

Выбор СП и кабелей питающих СП.

Таблица №4

№	Наименование		Iр,А	Тип СП	Iном,	К,т.р.	Марка и сечение	Iдоп,
п.п.	линии			и ШРА	А		кабеля	А
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	ТП	СП1	42,1	ШРС1-23УЗ	400	6,9	АВБ 4х10	45
2		СП2	144,5	ШРС1-23УЗ	400	6,9	АВБ 4х95	165
3		СП3	52,9	ШРС1-20УЗ	250	5	АВБ 4х25	75
4		СП4	73,9	ШРС1-23УЗ	400	6,9	АВБ 4х25	75
5		СП5	12,9	ШРС1-20УЗ	250	5	АВБ 4х6	35

 

Проверка на потерю напряжения:

Проверяем по падению напряжения самую удалённую и самую загруженную кабельные линии.

 а) Самая удалённая линия ТП-СП 5 (4х6):

 

б) Самая загруженная линия ТП-СП 2 (4х95)

 

-расчетный ток СП

- длина кабеля

- удельные активные и индуктивные  сопротивления кабеля

 

 

9.3. Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии.

Распределительную сеть выполняем проводом АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция).

 Сечения проводов выбираем по условию:

 

     Ток линий,  питающих отдельные приемники:

 

   Для проводов  предусматриваем скрытую прокладку  в изоляционных трубах в полу.

      Например: рассмотрим Круглошлифовальный станок.

По его установленной  мощности   из справочника определяем коэффициент мощности .

Далее рассчитываем ток  питающей линии

 После чего согласно условию выбираем марку и сечение провода: АПВ 4х2,5  ; ; внутренний диаметр трубы-20мм.

Аналогичные действия производим для остальных приёмников.

 

 

Выбор проводов питающих приёмники

 

№	Наименование	Рн,	cosf	Кп	Iр,А	Iдоп,	Марка и сечение	Внутренний
п.п.	оборудования	кВт				А	провода	диаметр трубы
1	2	3	4	6	7	8	9	10
1	Наждачный станок	1,5	0,5	7,5	5,2	19	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	20
2	Наждачный станок	1,5	0,5	7,5	5,2	19	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	20
3	Наждачный станок	1,5	0,5	7,5	5,2	19	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	20
4	Карусельно-фрезерный  станок	9,5	0,5	7,5	33	39	АПВ 3(1х10)+1х6	40
5	Карусельно-фрезерный  станок	9,5	0,5	7,5	33	39	АПВ 3(1х10)+1х6	40
6	Карусельно-фрезерный  станок	9,5	0,5	7,5	33	39	АПВ 3(1х10)+1х6	40
7	Вертикально-протяжной  станок	8,5	0,5	7,5	29,5	30	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	25
8	Вертикально-протяжной  станок	8,5	0,5	7,5	29,5	30	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	25
9	Токарный полуавтомат	22	0,5	7,5	76,4	80	АПВ 3(1х10)+1х10	40
10	Токарный полуавтомат	22	0,5	7,5	76,4	80	АПВ 3(1х10)+1х10	40
11	Токарный полуавтомат	22	0,5	7,5	76,4	80	АПВ 3(1х10)+1х10	40
12	Продольно-фрезерный  станок	30	0,5	7,5	104	140	АПВ 3(1х25)+1х25	80
13	Продольно-фрезерный  станок	30	0,5	7.5	104	140	АПВ 3(1х25)+1х25	80
14	Продольно-фрезерные станки	30	0,5	7.5	104	140	АПВ 3(1х25)+1х25	80
15	Горизонтально- расточный станок	15,2	0,5	7,5	52,8	70	АПВ 3(1х25)+1х16	80
16	Вертикально-сверлильный  станок	6,5	0,5	7,5	22,5	30	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	25
17	Вертикально-сверлильный  станок	6,5	0,5	7,5	22,5	30	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	25
18	Агрегатный  горизонтально-сверлильный станок	20	0,5	7,5	69,4	80	АПВ 3(1х10)+1х10	40
19	Агрегатный  горизонтально-сверлильный станок	20	0,5	7,5	69,4	80	АПВ 3(1х10)+1х10	40
20	Агрегатный  вертикально-сверлильный станок	15	0,5	7,5	52	70	АПВ 3(1х25)+1х16	80
21	Агрегатный  вертикально-сверлильный станок	15	0,5	7,5	52	70	АПВ 3(1х25)+1х16	80
22	Шлифовально-обдирочный станок	5	0,6	7,5	14,4	20	АПВ 3(1х1,2)+1х1,2	20
23	Горизонтально- расточный станок	15,2	0,5	7,5	52,8	70	АПВ 3(1х25)+1х16	80
24	Вентилятор	4	0,8	7,5	13,9	20	АПВ 3(1х1,2)+1х1,2	20
25	Вентилятор	4	0,8	7,5	13,9	20	АПВ 3(1х1,2)+1х1,2	20
26	Круглошлифовальный  станок	2,8	0,6	7,5	8,1	19	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	20
27	Круглошлифовальный  станок	2,8	0,6	7,5	8,1	19	АПВ 3(1х2,5)+1х2,5	20
28	Закалочная  установка	20	0,6	7,5	69,4	80	АПВ 3(1х10)+1х10	40
29	Шлифовально-обдирочный станок	5	0,6	7,5	14,4	20	АПВ 3(1х1,2)+1х1,2	20
30	Клепальная  машина	5,5	0,6	7,5	15,9	20	АПВ 3(1х1,2)+1х1,2	20
31	Клепальная  машина	5,5	0,6	7,5	15,9	20	АПВ 3(1х1,2)+1х1,2	20