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; kg = 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 (Рэп) 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
Рэп,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  

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Рис. 3.18 План расположения ЭО участка токарного цеха

Технические данные электроприемников

№ на плане Наименование электроприемников Руст,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.

 
  Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Содержание

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

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 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

 
  Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

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; kg = 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.

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 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 kи =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; kи =0,5; Рном =10 кВт. Тельфер работает в повторно-кратковременном режиме. Для него характерны частые толчки нагрузки. kи = 0,1. Коэффициент мощности изменяется в значительных пределах 0,3-0,8. Принимаем средний cosφ = 0,5; Рном= 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; kи =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

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 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 kи и коэффициенты мощности cosφ, tgφ берутся из таблицы 5 и 11 Приложения. Технические данные электроприемников вносятся в таблицу 1.2.

 
  Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Таблица 1.2Технические данные электроприемников

№ на плане Наименование электроприемников Рн, 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.

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Рис. 1 Схема электроснабжение цеха (смешанная

 
  Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru



Таблица 1.4. Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование РУ и ЭП Нагрузка установленная Нагрузка средняя за смену Нагрузка максимальная
Рн, кВт n Рн.Σ, кВт kи cosφ tgφ m Рсм, кВт Qсм, квар Sсм, кВ·А nэ kм kм' Рм, кВт Qм, квар Sм, кВ·А Iм, 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  
                                     

 
  Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Осветительная нагрузка определяется методом удельной мощности:

Роу = Руд ·S = 10·(48х28)·10-3=13,4 кВт,

где Руд — 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. Рн.Σ =Рнn, 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= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru , результат заносится в колонку 8: где Рн.нб, Рн.нм — номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

т= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru - для первой силовой сборки, т.е. >3.

т= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru - для второй силовой сборки, т.е. >3.

Определяются Рсм= kиРн, Qсм = Рсмtgφ, Sсм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru ,результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.

РП-1

- Для токарно-револьверные многоцелевые станки :

Рсм= kиРн=0,14·20 = 2,8кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73×2,8=4,8квар;

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru -Кран-балки

Рсм= kиРн=12×Ö0,6×0,1=0,93 кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·0,93=1,6 квар;

-Токарные станки с ЧПУ

Рсм= kиРн=16×0,14=2,24 кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·2,24=3,8 квар;

-Сверлильно-фрезерные станки

Рсм= kиРн=25,6×0,14=3,584 кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·3,58=6,2 квар;

-Кондиционеры

Рсм= kиРн=4,8×0,7=3,36 кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 0,75·3,36=2,5 квар;

-Токарные станки с ЧПУ повышенной точности

Рсм= kиРн=36,8×0,14=5,152 кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·5,15=8,9 квар;

-Координатно-сверлильные горизонтальные станки

Рсм= kиРн=36,6×0,14=5,124 кВт;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·5,128,8/квар;

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

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

Sсм.Σ= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru =43,2 кВ·А.

РП-2

-Строгальный станок

Рсм= kиРн=15×0,17=2,55;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,17·2,55=2,9квар;

-Шлифовальный станок

Рсм= kиРн=7,5×0,14=1,05;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·1,051,8квар;

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru -Наждачный станок

Рсм= kиРн=3×0,14=0,42;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,7·0,42=0,7квар;

-Токарные многоцелевые прутковопатронные модули

Рсм= kиРн=36×0,14=5,04;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·5,04=8,7квар;

-Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ

Рсм= kиРн=105×0,14=14,7;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·14,7=25,4квар;

-Координатно-сверлильные вертикальные станои

Рсм= kиРн=33×0,14=4,62;

Qсм = Рсм·tgφ = 1,73·4,62=7,9квар;

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

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

Sсм.Σ= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru = 55,2 кВ·А.

Определяются kи.ср = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru , cosφ = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru , tgφ = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru для РП-1 и РП-2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Для РП-1:

Для РП-2:

kи.ср = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru , cosφ = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru , tgφ = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

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

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

19 ≥ 5; 0,16< 0,2; 12,5 ≥ 3.

≥5 ≥0,2 ≥3 Постоянная пэ = п

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru kм=1,77

Для РП-2: по результатам расчетов имеем n35=; kи.ср =0,12; m =>3.

11≥ 5; 0,12 ≥ 0,2; 35≥ 3.

По таблице 6 определяем пэ = п = 8

≥5 ≥0,2 ≥3 Постоянная пэ = п

kм=2,31

Определяется kм = F(kи.ср, пэ),результат заносится в колонку 13.

Для РП-1: по результатам расчетов имеем nэ=8; kи.ср =0,63.

По таблице 7 находим kм =1,3.

Для РП-2: по результатам расчетов имеем nэ=8; kи.ср =0,62.

По таблице 7 находим kм =1,3.

Определяются Рм = kмРсм;Qм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Qсм;Sм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru ,результат заносится в колонки 15, 16, 17.

Для РП-1: Рм=kмРсм.Σ =1,77∙23=40,8 кВт;

Qм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Qсм = 1∙36,6=36,6 квар; Sм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru =54,9 кВ∙А;

Для РП-2: Рм=kмРсм.Σ =0,12∙28,4=3,5 кВт;

Qм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Qсм = 3,5∙47,4= 166 квар; Sм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru =47,5 кВ∙А;

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.

Iм(РП1)= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru ;

Iм(РП2)= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru ;

Iм(ЩО)= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru ;

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

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Потери активной мощности ΔРт приблизительно можно считать равным двум процентам от максимальной полной мощности на шинах низкого напряжения:

ΔРт = 0,02Sм(нн) = 0,02 • 144 = 2,9 кВт;

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

ΔQт =0,1·Sм(нн)= 0,1•144= 14,4 квар;

Полные потери в трансформаторе составят:

ΔSт = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru = 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: Sm(ВН) =151,5 кВ·А.

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

Sт > Sр = 0,7·Sm(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·Sт Sm(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 .

Rт = 16,6 мОм; ΔРхх = 0,73 кВт;

Хт= 41,7 мОм; ΔРкз = 2,65 кВт;

Zт= 45 мОм; uкз =4,5 %;

Zт(1)= 487 мОм; iкз =2,4 %.

Определяем коэффициент загрузки трансформатора:

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Средневзвешенный коэффициент мощности по цеху составил:

сosφср = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения сosφк = 0,92…0,95, в нашем примере сosφср =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:

Qк.р = αРм(tgφ – tgφк),

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

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

Задавшись cosφк из этого промежутка, определяют tgφк.

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

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

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

tgφф = tgφ – Qк.стРм

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru где Qк.ст — стандартное значение мощности выбранного компенсирую­щего устройства КУ, квар.

По tgφ определяют cosφ.

По tgφф определяется фактический коэффициент мощности cosφф:

сosφф = cosφ(arccosφ)

Структура условного обозначения компенсирующих устройств представлена на рис.2.1.

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Рис. 2.1. Структурная схема условного обозначения компенсирующего устройства

В результате расчетов в первом разделе, получили:

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

сosφ= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru tgφ= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Требуется:

—рассчитать и выбрать компенсирующее устройство КУ;

—выбрать трансформатор с учетом КУ;

Решение. Определяется расчетная мощность КУ.

Qк.р = αРм(tgφ – tgφк) = 0,9·55,8 (0,8 - 0,33) =23,6 квар.

Принимается cosφк = 0,95, тогда tgφк = 0,33.

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

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Определяются фактические значения tgφ и cosφ после компенсации реактивной мощности.

tgφф= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru это 19о20' и оно соответствует cosφф = cos19о20' =4.

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

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

Sм= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru ;

Sp= 0,7·Sвн = 0,7·429,2 = 300,5 кВ·А;

ΔРт= 0,02·Sнн = 0,02·408,7 = 8,2 кВт;

ΔQт = 0,1·Sнн = 0,1·408,7 = 40,9 квар;

ΔSт = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Рм.ку=Рм + ΔРт.ку=393,6 +8,2=401,8 кВт;

Qм.ку=Qм.ку+ ΔQт.ку=110,1+40,9=151 квар.

Sм.ку= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

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

Rт = 5,5 мОм; ΔРхх = 0,95 кВт;

Хт= 17,1 мОм; ΔРкз = 5,5 кВт;

Zт= 18 мОм; uкз =4,5%;

Zт(1) = 195 мОм; iкз =2,1%.

Определяется коэффициент загрузки трансформатора:

kз = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

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 Qк 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 Lш, м:

Lш =L0+(1-Qк/(2Q))·L,

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru где L0, L — соответственно длина магистральной и рас­пределительной части шинопровода, м (рис. 1); Qк — 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).

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

Рис. 1. Схема нагрузки шинопровода

Разрядное сопротивление, Ом, определяют по фор­муле

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

где Uф — 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.

 
  Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru

3. Выбор 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: Iт = SтСводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru = 160•1,73•0,4=110,7А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а Iн.р; Iн.р Iт = 110,7А.

3.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
1,25·Iн.р 10·Iн.р 12,5

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

Условие Iдоп > kзщIу(п) выполняется. Следовательно, сечение провода выбрано правильно.

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

Iм=7,9А, IД =1,25× Iм=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

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение Iдоп 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:

Iдоп = З х 19А.

Токарно-револьверные многоцелевые станки 10 кВт в количестве 2 шт

Iн. = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А

IД =1,25× Iн=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 Iдоп 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:

Iдоп = З х 19А.

Кран-балка станки 4 кВт в количестве 3 шт

Iн. = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А

IД =1,25× Iн=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 Iдоп на три (по 14 А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 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:

Iдоп = З х 19А.

Токарные станки с ЧПУ 8 кВт в количестве 2 шт

Iн. = Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А

IД =1,25× Iн=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 Iдоп 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:

Iдоп = З х 19А.

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

Ток в линии составит: Iн= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а ≥ Iн.р.; Iн.р ≥ Iдоп =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

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru Выбирается кабель: так как линия трехфазная и разделив значение Iдоп 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:

Iдоп = З х 19А.

Кондиционер 4,8 кВт, в количестве 1 шт:

Ток в линии составит: Iн= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а ≥ Iн.р.; Iн.р ≥ Iдоп =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 Iдоп 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:

Iдоп = З х 19А.

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

Ток в линии составит: Iн= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а ≥ Iн.р.; Iн.р ≥ Iдоп =1,25×30,6=38,2А.

Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 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 Iдоп 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:

Iдоп = З х 19А.

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

Ток в линии составит: Iн= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а ≥ Iн.р.; Iн.р ≥ Iдоп =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 Iдоп на три (по 7А) выбираем ток кабеля в сторону увеличения – 19 А, по таблице Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 19 Приложения выбираем три кабеля марки АВВГ 3 х (3 х 2,5). Тогда длительно-допустимый ток для кабеля сечением 2,5 мм2 составит:

Iдоп = З х 19А.

Ток в линии составит: Iн= Сводная ведомость нагрузок цеха - student2.ru 298,3 А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а ≥ Iн.р.; Iн.р ≥ Iдоп =1,25×298,3=372,9А.

По таблице выбирается автомат мар

Наши рекомендации