Проектирование системы электрификации механического цеха

Определение расчетного сопротивления  грунта

,

где – расчетное удельное сопротивление грунта, ;

      – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта, =F(климатическая зона, вид заземлителей), принимается [5].

Выбор электродов осуществляется по [2].

Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления определяется по формуле

                  

Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется по формуле

,

 

 

где – длина полосы, м;

      – ширина полосы, м; для круглого горизонтального заземлителя м;

       – глубина заложения, м.

Сопротивления вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффициента использования соответственно

;                                        

  ,                                         

где , - сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффициентов использования, Ом;

        , - коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов [6];

F(тип ЗУ, вид заземлителя,  , ),

 где – расстояние между вертикальными заземлителями, м;

       – длина вертикального заземлителя, м;

        – число вертикальных заземлителей.

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы

.

Необходимое расчетное число вертикальных заземлителей без учета экранирования   

.

 

 

 

Число вертикальных заземлителей с учетом экранирования:    

                              , примем равным 5 

Проделов все расчеты мы выяснили о необходимое количество вертикальных заземлителей – 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              

4 Разработка схемы управления приводом вентиляционной установки с возможным регулированием скорости

Cхема управления вентиляционной установки, состоящей из вентиляторов В1 - В4 с приводными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором М1–М4, предназначенной для проветривания помещений и поддержания при этом заданной температуры приведена в Приложении А. Эти требования осуществляются ступенчатым регулированием угловой скорости двигателей путем изменения напряжения статора с помощью автотрансформатора AT, а также выбором количества находящихся в работе вентиляторов. Схема обеспечивает ручное и автоматическое управление вентиляторами; выбор режима работы осуществляется переключателем УП.

Схема электрическая принципиальная автоматизации работы вентиляционной установки.

Ручное управление имеет место при переводе рукоятки УП в положение +45°, при этом подготавливаются к включению цепи катушек контакторов КМ5, КМ1–КМ4. Двигатели вентиляторов по питанию разделены на две группы: первая группа (Д1 и Д2) подключена к шинам на вторичной стороне AT постоянно; вторая группа Д3 и Д4 присоединяется к шинам AT и включается в работу (при ручном управлении) переводом рукоятки переключателя SA3 в положение 2, при котором срабатывает контактор КM5. Управление угловой скоростью двигателей вентиляторов осуществляется переключателем SA1. Все двигатели отключены. При установке рукоятки SA1 включаются контакторы КM1 и КM5, последний своими замыкающими контактами подключает к сети AT, с нижних отпаек которого через контакты КM1 к статорам двигателей подводится пониженное напряжение, при этом вентиляторы работают на минимальной скорости.

 

 

При повороте рукоятки SA1 отключается контактор КM1 и включается контактор К2, статоры двигателей присоединяются на средние отпайки AT, вентиляторы будут работать на средней скорости Ш2 и их производительность увеличится. Поворотом рукоятки SA1 включается контактор КЗ, двигатели переключаются на полное напряжение сети, скорость их будет номинальной, а производительность вентиляторов — максимальной. Последовательно с катушками каждого из контакторов КM1 - КM3 включены два размыкающих вспомогательных контакта других контакторов, что предотвращает короткие замыкания частей обмоток автотрансформатора AT при переключении контакторов.

Автоматический режим работы осуществляется при установке рукоятки переключателя УП в положение - 45°. Цепи катушек контакторов КM1 - КM5 подключаются к источнику питания через контакты реле KV11 - KV4, которые являются выходными устройствами регуляторов температуры KV3 и KV4. Если температура воздуха в помещении соответствует заданной, то включается контактор КM1, а размыкающие контакты KV1 и KV2 замкнуты; включен контактор КM2 и вентиляторы работают на средней скорости. При повышении температуры переключаются контакты реле Р1, контактор КM2 отключается, а КM3 – включается, и вентиляторы будут работать с номинальной скоростью, что обеспечивает более интенсивное проветривание помещения. Если температура воздуха станет ниже заданной, то переключаются контакты реле KV2 и интенсивность проветривания снижается. При дальнейшем понижении температуры воздуха вступает в действие регулятор KV2. Вначале размыкается контакт его реле KV3, отключаются контактор КM4 и вторая группа двигателей Д3, Д4. Если температура в помещении продолжает понижаться, то при определенном ее значении откроется размыкающий контакт реле KV4 и отключится контактор КM5, который своим контактом отключает контактор КM6, вследствие чего все вентиляторы останавливаются, и проветривание помещения прекращается.

 

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

Определение электрических нагрузок линий напряжением 0,38 кВ производится, исходя из расчетных нагрузок на вводе потребителей и коэффициентов одновременности

                                             Рд=ко SРд,

где Рд – расчетные активные дневная нагрузка на участке линии;

       Рдi, – нагрузки на вводе i-го потребителя;

        ко – коэффициент одновременности [3].

 Рд=0,85*2*30=51 кВт.

Таблица 3 Перечень электрооборудования механического цеха

Наименование электрооборудования	Кол-во, шт	Мощность, Р(кВт)	Расчетная активная нагрузка, (кВт)
1	2	3	4
Компрессорная
Компрессоры	2	30	51
Вентиляционная
Вентиляторы	4	4,8	14,9
Сварочный участок
Сварочные автоматы	4	50	155
Станочное отделение
Алмазно-расточные станки	4	2,5	7,75
Горизонтально-расточные станки	4	25	77,5
Продольно-строгальные станки	2	40	68
Кран балка	1	15	15
Мостовой кран	1	55	55

 

 

 

 

Продолжение таблицы 3

1	2	3	4
Расточные станки	6	14	61
Поперечно-строгальные станки	3	10	24
Радиально-сверлильные станки	4	3	9,3
Вертикально-сверлильные станки	3	4	9,6
Электропечи сопротивления	2	32	54,4
Заточные станки	2	1,5	2,55
Токарно-револьверные станки	8	4,5	24,8

 

Выбор сечений проводников осуществляется по нагреву.

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока, для трехфазной сети с нулевым проводом

,

где Р- расчетная активная нагрузка электрооборудования (кВт);

Uл – линейное напряжение сети (В);

ή – кпд электрооборудования;                                

Расчетный ток компрессора

.

Расчетный ток вентилятора

.

Аналогичным способом рассчитываем остальные токи для других групп потребителей.

Проектирование любых электросетей как бытового, так и промышленного назначения начинается с расчета и выбора сечения электропровода, от этого важного показателя зависит очень многое, а в первую очередь - работоспособность и надежность всей электрической сети. От того, насколько правильно рассчитана электрическая сеть и насколько

 правильно сделан выбор  сечения провода по этим расчетам, зависят и потери мощности  в вашей сети, которые могут быть очень значительными при неправильном выборе сечения провода. Кроме этого, есть большая вероятность перегрева проводов и выхода их из строя если выбор сечения проводов сделан несоответствующим образом. Основными критериями, которые берутся в расчет при проектировании и выборе сечения проводов, являются величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии.

После того, как допустимый ток рассчитаны, условия эксплуатации и прокладки электросети понятны. Подбор кабелей и проводов электрической сети осуществляется по таблицам длительного допустимого тока нагрузки, где учитывается и способ прокладки кабелей и проводов сети. Естественно, очень сложно выбрать провод или кабель, точно соответствующий расчетному току нагрузки, в таких случаях сечение кабеля или провода всегда берут с запасом в большую сторону.

Выбор сечения кабеля для подведение напряжения к компрессору

,

где Iдоп – допустимый длительный ток для кабеля  с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами (А);

Iрас – расчетный ток электроустановки (А);

.

Выбираем сечения кабеля- 16 мм2 [6]

Выбор сечения кабеля для подведение напряжения к вентилятору

.

Выбираем сечения кабеля- 2,5 мм2 [6].

Выбор автоматических выключателей.

 

 

Автоматические выключатели – специальные аппараты, которые способны включать и отключать электроток при нормальном состоянии электрической цепи, а также производить отключение тока в ситуациях, когда это необходимо.

Основное предназначение автоматических выключателей состоит в защите кабелей и проводов от короткого замыкания и перегрузки. Но также автоматические выключатели выполняют функцию управления током в электроцепи. Первый важный критерий выбора автоматического выключателя - это номинальный ток. Он обычно определяется нагрузкой, которой будет подвержена цепь. Также важными параметрами являются выключающая способность, характеристика и класс селективности.

Произведем выбор автоматического выключателя для защиты сварочного преобразователя от токов коротких замыканий, и токов перегрузки. Также произведем расчет выбора автоматических выключателей для групп потребителей. В качестве групп потребителей примем сварочный преобразователь в количестве 2 штук, без учета пусковых токов.

Выбор номинального напряжения автоматического выключателя

,

где – допустимое напряжение автоматического выключателя, В;

– напряжение питающей сети, В.

.

Выбор номинального тока автоматического выключателя

;

.

Выбираем автоматический выключатель серии ВА47–29М [5],  с числом полюсов 3, =400 В, =63 А.

Выбор автоматического выключателя для групп потребителей

;