Разработка схемы электроснабжения напряжением выше 1 кв

При разработке схемы электроснабжения предусматриваем раздельную работу линий и трансформаторов, так как при этом снижаются токи короткого замыкания (КЗ), упрощаются схемы коммутации и релейной защиты. В схеме предусматриваем глубокое секционирование всех звеньев от источника питания до шин низшего напряжения цеховых ТП, что значительно повышает надежность электроснабжения.

Распределение электрической энергии на территории промышленного предприятия на напряжении 10 кВ выполняется по радиальной схеме в соответствии с расположением потребителей, их мощности и требуемой степени бесперебойности питания.

Проектируемая ТП будет запитана от шин распределительного пункта (РП), секционированного выключателем для повышения надёжности электроснабжения. Питание на РП подаётся двумя кабелями от главной понизительной подстанции.

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ,

ПУСКОВЫХ И ЗАЩИТНЫХ АППАРАТОВ

Для выбора конструкции, вида исполнения и способа установки силового электрооборудования исходными данными являются: номинальное напряжение питающей сети и условия окружающей среды.

Мощность должна быть выбрана такой, чтобы исключить недопустимый нагрев оборудования в нормальных условиях эксплуатации. Кроме того, следует предусматривать применение новых модификаций силового оборудования.

Выбранный электродвигатель должен отвечать следующим требованиям:

1) механические характеристики двигателя должны соответствовать характеристикам рабочего механизма;

2) мощность электродвигателя должна максимально использоваться в процессе работы;

3) исполнение электродвигателей должно соответствовать условиям окружающей среды;

4) характеристики электродвигателя должны соответствовать характеристикам рабочего механизма.

Электродвигатели необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводимого механизма т.е.

Р_Н.Д ≥ Р_МЕХ, (4.1)

где Р_Н.Д – номинальная мощность выбираемого двигателя, кВт;

Р_МЕХ – мощность механизма, для которого выбираем двигатель, кВт.

Пример: мощность рециркуляционного электронасоса РЭН1 в/к Р_МЕХ=160 кВт, по условию 2.1 выбираем двигатель серии 6А315S4 с Р_Н.Д.=160кВт.

Аналогично производим выбор электродвигателей и для других механизмов, и результаты сводим в таблицу 4.1

Таблица 4.1 – Выбор электродвигателей

Наименование установки	РМЕХ , кВт	РН.Д, кВт	Марка двигателя	n, об/мин	cosφ	η ,%	Кп
Электронасос РЭН № 1 в/к			6А315S4		0,91	93,7	6,5
Электронасос РЭН № 2 в/к			6А315S4		0,91	93,7	6,5
Электронасос РЭН № 3 в/к			6А315S4		0,91	93,7	6,5

Таблица 4.2 − Выбор высоковольтных двигателей большой мощности

Наименование установки	РМЕХ , кВт	РН.Д, кВт	Марка двигателя	n, об/мин	cosφ	η ,%	Кп
Электронасос СЭН 1			ДАЗО4-450Х-4 У1		0,88		7,0
Электронасос СЭН 2			ДАЗО4-450Х-4 У1		0,88		7,0
Электронасос СЭН 3			ДАЗО4-450Х-4 У1		0,88		7,0
Электронасос СЭН 4			ДАЗО4-450Х-4 У1		0,88		7,0

Таблица 4.3 − Выбор приводов задвижек

Наименование установки	РМЕХ , кВт	РН.Д, кВт	Марка двигателя	n, об/мин	cosφ	η ,%	Кп
Задвижки нагнет. и всас. электронасосов СЭН1,СЭН2,СЭН3,СЭН4	3,2	4,0	4А112МВ6У3		0,81	82,0	6,0

Таблица4.4 − Выбор двигателей мостового крана

Наименование установки	РМЕХ , кВт	РН.Д, кВт	Марка двигателя	n, об/мин	cosφ	η ,%	Кп
Мостовой кран	Двигатель перемещения моста	20,5		MKTF411-6		0,79	82,5	5,5
Двигатель перемещения тележки			MKTF312-6		0,78		5,5
Двигатель подъёма	4,5	5,0	MKTF112-6		0,74

Аппараты управления и защиты выбирают по номинальному току нагрузки, номинальному напряжению и роду тока питающей сети.

Для защиты двигателей от к.з. выбираем автоматические выключатели, а от перегрузок-тепловые реле, которые идут в комплекте с магнитными пускателями. Для дистанционного управления и защиты от пониженного напряжения применяем магнитные пускатели.

Рассмотрим выбор вышеперечисленной аппаратуры на примере рециркуляционного электронасоса РЭН 1 в/к с двигателем серии 6А315S4 с P_H=160 кВт, n_H=1500 об/мин, cosφ=0,91 , η=93,7%, К_П=Ι_П/Ι_Н=6,5.

1 Номинальный ток электродвигателя:

I_Н= , (4.2)

где I_Н- номинальный ток электродвигателя, А;

Р_Н – номинальная мощность двигателя, кВт;

U_Н – номинальное напряжение двигателя, кВ;

η – КПД при номинальной нагрузке;

cos φ – номинальный коэффициент мощности.

I_Н= =285,2 А.

2 Пусковой ток электродвигателя :

I_П=I_Н·К_П , (4.3)

где К_П- кратность пуска двигателя;

I_П- пусковой ток электродвигателя, А.

I_П=285,2·6,5=1853,7А.

3 Выбор автоматического выключателя производится по следующим условиям:

I_Н.А I_Н, (4.4)

I_Н.Р I_.Н, (4.5)

где I_Н.А- номинальный ток автоматического выключателя, А;

I_Н.Р- номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, А.

I_Н.А 285,2А,

I_Н.Р 285,2А.

Принимаем автомат ВА 51-37 с I_Н.А=400А, I_Н.Р=320А (1,стр.99).

Кратность тока отсечки по отношению к номинальному току:

К_ОТС 1,25·I_ПИК/ I_Н.Р , (4.6)

К_ОТС 1,25·1853,7/320=7,2.

Принимаем кратность тока отсечки по отношению к номинальному току К_ОТС=10.

Проверяем выбранный автомат по проверочному условию:

I_СР 1,25·I_ПИК, (4.7)

где I_СР-ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя, А.

I_СР= К_ОТС · I_Н.Р, (4.8)

I_СР=10·320=3200А,

3200А 1,25·1853,7=2317,25.

Условие выполняется, значит автомат выбран верно.

4 Поскольку мощность двигателя рециркуляционного электронасоса больше 100кВт, то для дистанцион­ного управления и защиты от пониженного напряжения применяем контактор. Выбор контактора проведем по условию:

I_КН I_Н, (4.9)

где I_КН- номинальный ток контактора, А,

I_Н- номинальный ток двигателя ,А.

I_КН 285,2А

Принимаем контактор КТ- 6000 с I_КН=400А. (3,стр.201).

Для питания всех двигателей проектируемого цеха будем использовать алюминиевый кабель марки АВВГ, имеющий три фазные жилы и четвёртую-нулевую.

Сечение жил кабелей выбирается по следующим условиям:

I_ДОП , (4.10)

где I_ДОП-допустимый ток выбираемого кабеля, А;

I_Р- расчетный ток проводника, А;

К_П- поправочный коэффициент на условия прокладки (при нормальных условиях К_П=1).

I_ДОП , (4.11)

где I_З – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А;

К_З – кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата, из справочника [1,стр.107]. Принимаем для предохранителей К_З =0,33, для автоматических выключателей К_З =0,66.

I_ДОП 285,2А ,

I_ДОП =211,2А.

Таким образом выбираем кабель АВВГ (3×150+1×70)мм² с I_ДОП =235А из справочника (1,стр.108).

Схема защиты и управления привода рециркуляционного электронасоса представлена на рисунке 2.1.

ВА 51-37

АВВГ (3×150+1×70)

КТ6000

Рисунок 2.1 – Схема защиты и управления однодвигательным приводом.

Рассмотрим выбор аппаратуры для сварочного трансформатора.

1 Номинальный ток сварочного трансформатора:

I_СВ.Н= , (4.12)

где S_СВ.Н- номинальная полная мощность сварочного трансформатора, кВА;

I_СВ.Н= =45,6А.

2 Пиковый ток сварочного трансформатора принимаем равным трёхкратному номинальному току:

I_ПИК=3·I_СВ.Н, (4.13)

где I_ПИК -пиковый ток сварочного трансформатора, А.

I_ПИК=3·45,6=136,8А.

3 Выбор автоматического выключателя производится по следующим условиям:

I_Н.А I_СВ.Н, (4.14)

I_Н.Р I_СВ.Н, (4.15)

где I_Н.А- номинальный ток автоматического выключателя, А;

I_Н.Р- номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, А.

I_Н.А 45,6А,

I_Н.Р 45,6А.

Принимаем автомат ВА 52-31 с I_Н.А=100А, I_Н.Р=50А (1,стр.99).

Кратность тока отсечки по отношению к номинальному току:

К_ОТС 1,25·I_ПИК/ I_Н.Р , (4.16)

К_ОТС 1,25·136,8/50=3,4.

Принимаем кратность тока отсечки по отношению к номинальному току К_ОТС=7.

Проверяем выбранный автомат по проверочному условию:

I_СР 1,25·I_ПИК, (4.17)

где I_СР-ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя, А.

I_СР= К_ОТС· I_Н.Р,

I_СР=7·50=350А,

350А 1,25·136,8=171А.

Условие выполняется, значит, автомат выбран верно.

4 Выбираем плавкую вставку предохранителя для сварочного трансформатора по условию:

I_ВС 1,2· I_СВ.Н· , (4.18)

где ПВ- номинальная продолжительность включения сварочного трансформатора.

I_ВС 1,2·45,6· =42,3А.

Из справочника (1,стр.98) выбираем предохранитель ПН2-100 I_ВС=50А.

5 Выбираем силовой ящик ЯБПВУ-Iм с номинальным током предохранителя 100А (1,стр.104).

6 Выбираем низковольтный питающий кабель от силового ящика до трансформатора по формулам :

4.10, 4.11:

60 45,6А,

I_ДОП 1·50=50А

60≥50

Выбираем кабель марки АВВГ 3(1×16)+1×10мм² с Iдоп=60А (3,стр.71).

Гибкий кабель выбираем по тем же условиям:

60≥45,6

I_ДОП 0,33·50

19≥16,5

Принимаем гибкий кабель КГ 3(1×16)+1×10мм² с I_ДОП=60А

7Активная мощность сварочного трансформатора, приведенная к ПВ=1:

Р_Н.СВ=S_СВ·соsφ· , (4.19)

где cosφ – номинальный коэффициент мощности сварочного трансформатора.

Р_Н.СВ= 30·0,5· =11,6кВт.

Схема защиты сварочного трансформатора приведена на рисунке 4.2.

КГ 3(1×16)мм²

ВА 52-31

АВВГ 3(1×16)+ ЯБПВУ-1М

+1×10мм² ПН2-100

Рисунок 4.2- Схема защиты сварочного трансформатора.

Рассмотрим выбор аппаратуры для мостового крана.

Приводим паспортную мощность двигателей к ПВ=100%

Р_Н.Д.=Р_ПАСП· (4.20)

Где Р_ПАСП − паспортная мощность двигателя;

ПВ − продолжительность включения (для крановых двигателей ПВ=40%).

Двигатель перемещения моста:

Р_Н.Д.1=22· =13,93 кВт

Двигатель перемещения тележки:

Р_Н.Д.2=15· =9,495 кВт

Двигатель подъёма:

Р_Н.Д.3=5· =3,17 кВт

Номинальный ток двигателей (формула 4.2):

I_Н.ДВ.1= =32,4 А,

I_Н.ДВ.2= =22,62 А,

I_Н.ДВ.3= =8,81 А.

Определяем расчетный ток для группы двигателей по формуле (4.21):

I_P=I_Н.ДВ1+I_Н.ДВ2

I_Р=32,4+22,62+8,81=63,83 А

Пусковой ток крановых двигателей расчитываем по формуле (4.3):

I_ПУСК.1=32,4∙5,5=178,2 А

I_ПУСК.2=22,62∙5,5=124,41 А

I_ПУСК.3=8,81∙4=35,24А

Так как в состав мостового крана входят 3 двигателя,то их пиковый ток определяется по формуле (4.22):

I_ПИК=I_ПУСК1+I_Н.ДВ1

I_ПИК=178,2+22,62+8,81= 209,63 А

Выбор автоматического выключателя производим по условиям 4.4, 4.5, 4.6:

1) 100≥63,83

2) 80≥63,83

Принимаем автомат с полупроводниковым максимальным расцепителем серии ВА51-31 с I_Н.А.=100 А, I_П.Р.=80 А.

К_ОТС=

К_ОТС=3,27

Принимаем К_ОТС=7

Проверяем выбранный автомат по условию 4.8:

7∙80≥1,25∙209,63

560≥262,03

Условие выполняется, значит автомат выбран верно.

Выбор предохранителя производим по следующим условиям:

1) I_BC≥∑I_H (4.23)

где I_BC − номинальный ток плавкой вставки

∑I_H − сумма номинальных токов двигателей

2) I_ВС≥ (4.24)

где I_{ПУСК.МАКС}− максимальный пусковой ток;

α − коэффициент, зависящий от условий пуска двигателя (принимаем α=2,5, так как двигатели имеют лёгкие условия пуска).

1) 100≥63,83

2) 100≥83,85

Из справочника принимаем предохранитель ПН2-100 с I_BC=100A.

По предохранителю выбираем силовой ящик ЯБПВУ-1м с I_Н.АП.=100А и I_Н.ПР=100 А.

Выбор магнитных пускателей для крана производим по условию 4.9:

для первого I_Н.Р.≥32,4 А, принимаем магнитный пускатель марки

ПАЕ - 312 с тепловым реле с I_Н.Р.=40А (1,с.81).

для второго I_Н.Р.≥22,62А, принимаем магнитный пускатель марки

ПМЕ - 212 с тепловым реле с I_Н.Р.= 25А (1,с.81).

для третьего I_Н.Р.≥8,81 А, принимаем магнитный пускатель марки

ПМЕ – 112 с тепловым реле с I_Н.Р.= 10А (1,с.81).

Выбор сечения кабеля от двигателей до силового ящика производим по условию 4.10: I_ДОП.≥63,83 А

и по условию 4.11: I_ДОП.≥ ≥21А

Выбираем гибкий кабель КГ 4×6 мм² с I_ДОП=75 А [1,c.79].

Выберем кабель отходящий от силового ящика: условие (4.10) и (4.11) останется без изменения, т.е. I_ДОП.≥63,83 А и I_ДОП.≥ ≥21 А

Выбираем кабель АВВГ 5×25 мм² с I_ДОП = 80 А (1,c.65).

Схема защиты привода мостового крана представлена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 − Схема защиты привода мостового крана.

Расчёт высоковольтных двигателей произведём на примере сетевого электронасоса СЭН1 с двигателем ДАЗО 4-450Х-4У1 с P_H=630 кВт, n_H=1500 об/мин, cosφ=0,88 , η=95%, I_ПУСК/I_НОМ=7.

Номинальный ток двигателя определяется по формуле 4.2:

I_ДВ= =72,6 А

Пусковой ток определяем по формуле 4.3:

I_ПУСК=7×72,6=508,2А

Для защиты высоковольтных двигателей необходимо выбрать высоковольтный выключатель, разъединитель, а для питания − высоковольтный кабель на напряжение 6кВ.

Выбор высоковольтного выключателя производим по следующим условиям:

1) U­­_НОМ≥U_{НОМ.СЕТИ} (4.25)

где U­­_НОМ – номинальное напряжение выключателя;

U_{НОМ.СЕТИ} − номинальное напряжение сети.

10кВ≥6кВ

2) I_HOM≥I_ПУСК (4.26)

где I_HOM − номинальный ток выключателя;

I_ПУСК − пусковой ток двигателя

630А≥508,2А

Из справочника (3,стр 441) выбираем вакуумный выключатель с электромагнитным приводом ВВЭ-10-31,5/630 с U­­_НОМ=10кВ, I_HOM=630А.

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

1) U­­_НОМ≥U_{НОМ.СЕТИ}

где U­­_НОМ – номинальное напряжение выключателя;

U_{НОМ.СЕТИ} − номинальное напряжение сети.

10кВ≥6кВ

2) I_HOM≥I_ПУСК

где I_HOM − номинальный ток выключателя;

I_ПУСК − пусковой ток двигателя

630А≥508,2А

Из справочника (3, стр. 443) выбираем разъединитель внутренней установки с заземляющими ножами РВЗ-10/630

Выбор высоковольтного кабеля производим по условиям:

1) S­_ЭК= (4.27)

где S­_ЭК − сечения кабеля, выбранное по экономической плотности тока;

I_H − номинальный ток двигателя

J_ЭК − экономическая плотность тока. Принимаем J_ЭК=1,4 А/мм­­­_­² (1, стр 119).

S­_ЭК= =51,9 мм­­­_­²

Из литературы [1, стр 121] выбираем кабель ААШвУ-6 (3×70) мм² с I_ДОП=140 А

2) I_ДОП≥I_ПУСК

где I_ДОП − допустимый ток кабеля, А;

I_ПУСК − пусковой ток двигателя.

2×270≥508,2

Принимаем два параллельных кабеля 2ААШвУ-6 (3×185) с I_ДОП=270А.

Рисунок 2.4 − выбор аппаратов для двигателей сетевых электронасосов

По аналогии с другим электрооборудованием производим выбор вводного автомата, силового ящика с рубильниками и предохранителями, кабеля, питающего троллеи, а также магнитных пускателей и результаты расчётов сводим в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 – Выбор защитной аппаратуры электродвигателей.

Наименование установки	Марка двигателя	IHOM, А	Автомат	Контактор	Кабель
Марка	IH.P. , A	Марка	IК.Н , A	Марка	IДОП, А
Рециркуляцион-ные электронасосы РЭН 1,2,3	6А315S4	285,2	ВА51-37		КТ6000		АВВГ (3×150+1×70)

Таблица 4.6 – Выбор высоковольтных аппаратов.

Наименование установки	Марка двигателя	IHOM, А	Выключатель	Разъединитель	Кабель
Марка	IHOM, А	Марка	IHOM, А	Марка	IДОП, А
Сетевые электронасосы СЭН 1,2,3,4	ДАЗО4-450Х-4У1	72,6	ВВЭ-10-31,5/630		РВЗ-10/630		ААШвУ-6 (3×70)

Таблица 4.7 – Выбор аппаратов для приводов задвижек.

Наименование установки	Марка двигателя	IHOM, А	Автомат	Магнитный пускатель	Кабель
Марка	IH.P., A	Марка	IH., A
Приводы задвижек нагнетания и всасывания	4А112МВ6У3	9,1	ВА 51-25		ПМЕ-112		АВВГ (3×2,5)

5 РАСЧЕТ НАГРУЗОК ЦЕХА

Перед тем как рассчитать нагрузку цеха разделим все электроприемники на группы , которые будут питаться от распределительного шкафа.

Расчет нагрузок для групп электроприемников проводим по методу упорядоченных диаграмм в следующей последовательности на примере первой группы электроприемников с электродвигателями №5;9;10;1;11, номинальная мощность двигателей соответственно Р_Н.Д=630;3,2;3,2;160;3,2 кВт.

Так как задвижки работают в кратковременном режиме, то их мощности при расчёте нагрузок цеха не учитываются. Следовательно:

Р_Н.Д=630;160 кВт.

1 Суммарная активная мощность двигателей:

∑Р_Н= Р_Н1+Р_Н2+ …+Р_n, (5.1)

где Р_1,2…- номинальные мощности двигателей соответствующего электрооборудования кВт.

∑Р_Н= 630+160=790 кВт.

2 Активная мощность за наиболее загруженную смену:

Р_СМ=∑К_И·Р_Н; (5.2)

Р_СМ =0,7·(630+160)= =553 кВт

3 Реактивная мощность за наиболее загруженную смену:

Q_СМ=∑Р_СМ·tgφ; (5.3)

Q_СМ=553·0,6=331,8 кВАр

4 Эффективное число электроприемников в группе:

n_Э= ; (5.4)

n_Э=

5 Групповой коэффициент использования:

К_И = ; (5.5)

К_И =

6 Групповой tgφ:

; (5.6)

7 Коэффициент максимума в зависимости от коэффициента использования группы и эффективного числа электроприемников:

К_М (5.7)

К_М =1,782

Коэффициент максимума для реактивной нагрузки примем К_М'=1,1 , поскольку К_И≥0,2 и n_Э 10.

8 Расчетная активная нагрузка:

Р_Р=К_М · Р_СМ; (5.8)

Р_Р =1,782 ·553 =985,5 кВт

9 Расчетная реактивная нагрузка:

Q_Р= К_М' · Q_СМ ; (5.9)

Q_Р=1,1·331,8=364,98 кВАр.

10 Полная нагрузка электроприемников:

S_Р ; (5.10)

S_Р =1050,9 кВА

11 Расчетный ток группы:

I_Р= (5.11)

I_Р= = 101,24А

12 Пиковый ток группы:

I_{ПИК. ГР} =I_П.МАХ+ I_Р.ГР- I_Н.МАХ·К_И ; (5.12)

I_П.МАХ- пусковой ток самого мощного электроприемника в группе, А;

I_Н.МАХ- номинальный ток самого мощного электроприемника в группе, А;

К_И- коэффициент использования самого мощного электроприемника в группе.

I_{ПИК. ГР} =525,56+101,24 – 75,08·0,7=574,24А

Аналогично рассчитываем нагрузки для второй, третей и четвертой группы электроприемников и результаты расчетов сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1- Расчет нагрузок для электроприемников

Номер станка	n	PН, кВт	KИ	cosφ/ tanφ	РСМ, кВт	QСМ, кВт	nЭ	km	k’m	PР, кВт	QP, кВар	SP, кВА	IP, А	IПИК, А
ШРА1
			0,7	0,4/2,29		264,6
			0,7	0,4/2,29		67,2
итого ШРА1			0,7	0,4/2,29		331,8	1,48	1,78	1,1	985,5	364,98	1050,9	101,24	574,24
ШРА2
			0,7	0,4/2,29		264,6
			0,7	0,4/2,29		67,2
итого ШРА2			0,7	0,4/2,29		331,8	1,48	1,78	1,1	985,5	364,98	1050,9	101,24	574,24
ШРА3
			0,7	0,4/2,29		264,6
			0,7	0,4/2,29		67,2
итого ШРА3			0,7	0,4/2,29		331,8	1,48	1,78	1,1	985,5	364,98	1050,9	101,24	574,24
ШРА4
			0,7	0,4/2,29		264,6
итого ШРА3			0,7	0,4/2,29		264,6		1,98	1,1	873,18	291,06	920,4	88,67	561,67
Сварочный трансформатор
			0,2	0,4/2,29		13,74	-	-	-	-	-	-	-	-
Мостовой кран
			0,25	0,5/1,73	10,5	18,17	-	-	-	10,5	18,17	20,98	31,78	300,58

Итого по цеху			0,54	0,42/2,21	2116,5	1291,9	5,4	1,83	1,1	3840,2	1404,2	4094,1	424,17	2584,97
Освещение	17,4	11,04	20,24	30,78	-
Итого с освещением	91,38	126,6	157,84	239,88	532,88

5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА

Вводной автомат для группы электроприемников выбираем по следующим условиям на примере первой расчетной группы:

I_на 101,24А;

I_нр>101,24A;

Из справочника (1,с.94) выбираем автоматический выключатель ВА51-33 с I_на=160А и Iнр=125А.

П итающий кабель для каждой группы приемников выбираем по следующим условиям:

I_ДОП 101,24А;

I_ДОП ;

I_ДОП ≥ 125А,

Выбираем кабель АВВГ 3(1×70)+1×50мм² с I_ДОП=140А (1,с.112 )

Выбираем распределительный шкаф для первой группы электроприемников.

Силовые шкафы выбирают:

1 По числу подключенных электроприемников.

2 По току расцепителя вводного автомата.

Для первой группы принимаем шкаф распределительный ПР-85 в комплекте с вводным автоматом ВА51-33 с I_нр=125А.(1,с.105)

Аналогично выбираем вводные автоматы, питающие кабели и распределительные шкафы для остальных групп электроприемников и результаты расчетов сводим в таблицу 5.2

Tаблица 5.2 – Выбор автоматов, питающих кабелей и распределительных шкафов для групп.

№	Вводной Автомат	Тип кабеля	Тип шкафа	Число насосов в группе
Тип	Iна, А	Iнр, А	Марка	Iдоп, А
	ВА51-33			АВВГ3(1×70)+ 1×50			ПР-85
	ВА51-33			АВВГ3(1×70)+ 1×50			ПР-85
	ВА51-33			АВВГ3(1×70)+ 1×50			ПР-85
	ВА51-31			АВВГ3(1×50)+ 1×35			ПР-85

Расчет нагрузок цеха.

Расчетная силовая нагрузка цеха определяется методом упорядоченных диаграмм так же, как и для групп электроприемников.

1 Средняя активная, реактивная мощность за наиболее загруженную смену:

Р_СМ.Ц=∑Р_СМ­­+Р_Н.СВ·К_И (5.12)

Q_СМ.Ц=∑Q_СМ­­+Р_CМ.СВ· tgφ_СВ., (5.13)

где ∑Р_СМ- суммарная сменная нагрузка цеха кВт,

∑Q_СМ­- суммарная реактивная нагрузка цеха квар,

Р_CМ.СВ - сменная активная сварочного трансформатора кВт,

tgφ_СВ-tgφ сварочного тр-ра.

∑Р_{СМ ­­}=553+553+553+441+6=2106кВт

∑Q_СМ =331,8+331,8+331,8+264,6+13,74=1273,74кВАр;

2 Суммарная номинальная мощность цеха:

Р_Н.Ц=Р₁+Р₂+Р₃+Р₄+ Р_Н.СВ, (5.14)

где Р_1,Р₂….-активные номинальные мощность групп электроприемников ,кВт

Р_Н.Ц=790+790+790+630=3000кВт

3 Групповой коэффициент использования цеха:

К_И.Ц ; (5.15)

К_И.Ц =0,702

4 Эффективное число электроприемников в цеху:

n_Э= ;

n_Э = =3,96

5 Коэффициент максимума в зависимости от коэффициента использования группы и эффективного числа электроприемников:

К_М ; (5.16)

К_М =1,49

6 Расчетная активная мощность цеха:

Р_РЦ=Р_СМ.Ц· К_М; (5.17)

Р_РЦ=2106·1,49=3137,94кВт.

7 Расчетная реактивная мощность цеха:

Q_РЦ=Q_СМ.Ц· К_М' (5.18)

Коэффициент максимума для реактивной нагрузки примем К_М'=1,1 , поскольку

К_ИЦ≥0,2 и n_Э 10.

Q_РЦ=1273,74·1,1=1401,114кВАр.

8 Полная расчетная нагрузка цеха:

S_РЦ ; (5.19)

S_РЦ =3436,5кВА

9 Расчетный ток группы цеха:

I_РЦ= ; (5.20)

I_РЦ= = 331,06А

10 Пиковый ток цеха:

I_ПИК.Ц =I_П.МАХ+ I_Р.Ц- I_Н.МАХ·К_И ; (5.21)

I_ПИК.Ц =574,24+331,06-101,24·0,702=834,23А

11 Выбираем вводную панель:

Выбираем вводную панель ЩО70М-20 с разъединителем АВМ-10 на 1000А.

В зависимости от количества присоединений и расчётного тока цеха выбираем две линейные панели:

1) ЩО70М-14 с АВМ-10(разъединитель) 1000×1 (для питания первой и второй групп)

2) ЩО70М-14 с АВМ -10(разъединитель) 1000×1(от данной панели запитаем третью, четвёртую группы и сварочный трансформатор)

12 Выбираем автомат:

I_НА I_Р.Ц; (5.22)

I_НА 331,06;

I_НР I_Р.Ц; (5.23)

I_НР 331,06;

Выбираем автомат ВА51-37 с I_НА=400А и I_НР=400А.

K_ОТС.I_НР ≥ 1,25I_П; (5.24)

10^. 400≥ 1,25^. 834,23;

4000≥ 1042,78(верно)

13 Выбираем кабель, питающий вводную панель:

I_ДОП I_Р.Ц; (5.25)

I_ДОП 331,06А;

Принимаем условие прокладки в земле. Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке2АСБГ (3×95) +1×50 мм² I_ДОП=255А. (1, с.112).

7 РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ЦЕХА

7.1 ВЫБОР СИСТЕМЫ И ВИДА ОСВЕЩЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Выбор источников света определяется технико-экономическими показателямии производится согласно СНБ 2.04.05-98 «Естественное и искусственное освещение».

Применение ламп накаливания допускается при технической невозможности применения газоразрядных ламп, а также для освещения вспомогательных бытовых помещений. В соответствии с требованиями СНБ для теплоэлектростанций применяем дуговые ртутные металлогалогенные лампы, а также лампы накаливания, которые используются для освещения производственных помещений.

Определение категория помещения по условиям окружающей среды и

минимальную допустимую степень защиты светильников: IP 54. Светильники выбираются также по степени защиты от пыли и воды.

Учитывая произвоственный характер помещения принимаем светильники имеющие прямой класс светораспределения (П).

При общем равномерном освещении с увеличением расчетной высоты и нормированной освещенности следует выбирать более концентрированное светораспределение. При наибольшем значении этих параметров следует выбирать кривые силы света типов К или Г, при средних — Г, при малых — Д. Кривые М следует, как правило, выбирать только при малых значениях высоты и освещенности, если при этом необходимо осветить высокорасположенные поверхности или насколько возможно увеличить расстояние между светильниками.

Так как высота подвеса светильиков более3,5 м, то целесобразно выбрать светильник имеющий кривую силы света Г. Окончательно принимаем светильник ГСП прямого светораспределения с КСС типа Д со степенью защиты IP 54(3,с.90).

В помещениях могут применяться системы:

а) общего освещения, равномерного или локализованного (т.е. осуществляющего распределение светового потока с учетом расположения освещаемых поверхностей);

б) комбинированного освещения, состоящего из общего освещения помещений и местного освещения отдельных рабочих мест.

Применяем систему общего освещения. Вид освещения – рабочее, которое создает на рабочих поверхностях нормированную освещенность. Предусмотрено также аварийное освещение, которое должно обеспечить не менее 5% от нормированной освещенности.

Величина требуемой освещенности для рабочего освещения производственных помещений принимается по справочной литературе (3,с.211) и зависит от разряда зрительной работы и наименьшего размера объекта различения.

Нормы освещенности рабочего освещения производственных зданий, (3,с.211) в зависимости от технологического назначения помещения. Для участка водогрейной котельной принимаем нормированную освещенность Е_н=300 лк.

Уменьшение освещенности в расчетах могут учитывать коэффициент запаса к_з , значение которого зависит от пыли, пара в рабочей зоне помещения.Значения к_з определяется по (3,с.20) к_з=1,5.

Различают следующие виды освещения: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. Рабочее освещение служит для обеспечения нормальной освещенности на рабочих местах.

Аварийное освещение предназначено для временного продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Аварийное может выполнять функции эвакуационного путем установки светильников по линии основных проходов.

7.2 РАЗМЕЩЕНИЕ СВЕТИЛЬНИКОВ

Светотехнический расчет производим методом коэффициента использования
светового потока в следующем порядке:

Для первого помещения используем лампы ДРИ, тип светильников ГСП.

Размеры помещения А=12м; В=24м; высота помещения Н=6м; кривая силы света
— Г; нормируемая освещенность Ен=300лк; расстояние от перекрытия до
светильника h_с =0,5м, h_р=0,8м.

Для второго и третьего помещения (ТП и складское помещения соответственно) используем лампы накаливания, тип светильников НСП
. Размеры помещения А₂=2,2м; В₂=5,6 м;А­₃=6,3 м; В₃=5,6 м; высота помещения Н₂=4,5м,Н₃=3,5м; кривая силы света—
Д; нормируемая освещенность Ен₂=100 лк, Ен₃=150 лк; расстояние от перекрытия до светильника
h_c=0,6м, h_р=0,8м.

Производим расчет для первого помещения:

Высота подвеса светильника:

Н_р =Н-h_c-h_р (7.1)

где, Н — высота помещения, м;

h_c - расстояние от перекрытия до светильника, м;

hp - высота расчетной поверхности над полом, м.

Н_р=6-0,5-0,8=4,7м

В зависимости от применяемого светильника и от его кривой силы света по
специальным кривым находят отношение L/Нр (1,с.104), L/Нр=1.

Расстояние между рядами светильников:

L= 4,7 ^. 1=4,7м

Расстояние l от крайних рядов светильника до стен принимают в пределах
(0,3...0,5) ^. L в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест:

l =0,3 ^.4,7=1,41м

Число рядов светильников

R= +1 (7.2)

где В — ширина помещения, м;

l - Расстояние от крайних светильников до стен, м.

R= +1 = 5,5 , принимаем R=6

Число светильников в одном ряду

N_R= (7.3)

где А — длина помещения, м.

N_R = 2,95, принимаем N_R=3

Расстояние между рядами светильников:

Lв= (7.4)

Lв= м

Расстояние между светильниками в ряду:

L_А= (7.5)

L_А= =4,59м

Производим расчёт для второго помещения:

Высота подвеса светильника:

Н_р=Н-h_c-h_р

Н_р=4,5-0,6-0,8=3,1м

Расстояние между рядами светильников:

L= 3,1 ^. 1=3,1м

Расстояние l от крайних рядов светильника до стен
:

l =0,3 ^.3,1=0,93м

Число рядов светильников

R= +1

R= +1 = 2,21, принимаем R=2

Число светильников в одном ряду

N_R=

N_R = 1,1, принимаем N_R=1

Расстояние между рядами светильников:

Lв=

Lв= м

Расстояние между светильниками в ряду не рассчитываем, т.к. в ряду у нас только один светильник.

Производим расчёт третьего помещения :

Высота подвеса светильника:

Н_р =Н-h_c-h_р

Н_р=3,5-0,6-0,8=2,1м

Расстояние между рядами светильников:

L= 2,1 ^. 1=2,1м

Расстояние l от крайних рядов светильника до стен
:

l =0,3 ^.2,1=0,63м

Число рядов светильников

R= +1

R= +1 = 3,1, принимаем R=3

Число светильников в одном ряду

N_R=

N_R = 3,4, принимаем N_R=3

Расстояние между рядами светильников:

Lв=

Lв= м

Расстояние между светильниками в ряду:

L_А=

L_А= =2,52м

7.3 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Основной задачей данного расчета является определение числа и мощности ламп в светильниках, необходимых для обеспечения заданной освещенности При освещении лампами накаливания, а также лампами типа ДРЛ, ДРИ и ДНаТ обычно число и размещение светильников намечают до светотехнического расчета, а в процессе расчета определяют необходимую мощность лампы. При выборе лампы стандартной мощности допускается отклонение ее номинального потока от расчетного в пределах от -10% до +20%. При невозможности выбрать лампу, поток которой лежит в указанных пределах, изменяют число светильников.

При освещении люминесцентными лампами предварительно намечают число и расположение рядов светильников, а затем рассчитывают число и мощность светильников, устанавливаемых в каждом ряду.

Расчет общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов должен производиться методом коэффициента использования светового потока. Для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей применяется точечный метод.

Светотехнический расчёт производим методом коэффициента использования светового потока в следующем порядке.

Производим расчёт методом коэфициента использования :

Производим расёт первого помещения :

Определяем индекс помещения:

i= (7.6)

где А — длина помещения, м;

В — ширина помещения, м.

i= =1,3

Коэффициент использования светового потока для светильника ГСП
определяют в зависимости от коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной
поверхности (ρ_п=50%; ρ_с =30%; ρ_р =10%) (3, с.109) и индекса помещения: η=68% (3, с.108).

Световой поток одной лампы определяется по формуле:

Ф= (7.7)

где Ен—нормируемая наименьшая освещенность, лк;

К — коэффициент запаса ( в зависимости от загрязнения воздушной среды
Кз=1,5) (3, с.20);

S — освещаемая площадь, м;

Z— отношение средней освещенности к минимальной (Z =1,1 для ламп ДРИ,ДРЛ; Z =1,1-ЛЛ) (3, с.107);

N — количество светильников, шт;

N=N_R ^.R (7.8)

η - коэффициент использования светового потока.

N=3 ^. 6=18шт

Ф= =11647,1Лм

По найденной величине светового потока подбираем мощность лампы (3
с.54)

Выбираем лампу ДРИ 175 с Ф_л=12000Лм, Рл=175Вт

Проверяем лампу по проверочному условию:

0,9Фр≤Фл≤1,2Фр (7.9)

0,9 ^. 11647,1≤ 12000 ≤1,2 ^. 11647,1;

10482,39≤12000≤13976,52

Суммарная мощность осветительных ламп в данном помещении:

Р_л=Р₁·N, (7.10)

где Р₁ – мощность одной лампы, кВт.

Р_л=0,175·18=3,15 кВт.

В соответствии с данным типом ламп выбираем светильник ГСП07-175 со степенью защиты IP54.

Производим расчёт второго помещения :

Определяем индекс помещения:

i=

i= =0,51

Коэффициент использования светового потока для светильника РСП

η=27%

Световой поток одной лампы определяется по формуле:

Ф=

N=N_R ^.R

η - коэффициент использования светового потока.

N=2^. 1=2шт