Расчет механического участка цеха

Для питания большого числа  электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха,

применяются схемы с двумя  видами магистральных линий: питающими  и распределительными. Питающие, или  главные, магистрали подключаются к  шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для  магистральных схем. Распределительные  магистрали, к которым непосредственно  подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин трансформаторной подстанции (ТП), если главные магистрали не применяются (рис. 3.2).

К главным питающим магистралям  подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся  в том, что при повреждении  магистрали одновременно отключаются  все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом.

 

Рис. 3.2 Схема питающих и распределительных линий в цехе

 

Радиальные  схемы питания характеризуются тем, что от источника питания, например от ТП, отходят линии, питающие непосредственно мощные электроприемники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприемники (рис. 3.3).

 

Рис. 3.3

 

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных  потребителей, так как аварии локализуются отключением автоматического выключателя  поврежденной линии и не затрагивают  другие линии.

Все потребители могут  потерять питание только при повреждении на сборных шинах ТП, что маловероятно вследствие достаточно надежной конструкции шкафов этих ТП.

Сосредоточение на ТП аппаратов  управления и защиты отдельных присоединений  позволяет легче решать задачи автоматизации  в системе распределения электроэнергии на напряжении до 1 кВ, чем при рассредоточенном расположении аппаратов, что имеет место при магистральной системе.

Радиальные схемы питающих сетей с распределительными устройствами или щитами следует применять  при наличии в цехе нескольких достаточно мощных потребителей, не связанных  единым технологическим процессом  или друг с другом настолько, что  магистральное питание их нецелесообразно.

К числу таких потребителей могут быть отнесены электроприемники, требующие применения автоматических выключателей на номинальный ток 400 А и более с дистанционным управлением.

В чистом виде радиальные и  магистральные схемы применяются  редко. Наибольшее распространение  на практике находят смешанные схемы, сочетающие элементы радиальных и магистральных схем. В крупных цехах металлургических заводов, литейных, кузнечных и механосборочных цехах машиностроительных заводов, на заводах искусственного волокна и других предприятиях всегда имеются и радиальные, и магистральные схемы питания различных групп потребителей.

В цехах машиностроительных и металлургических заводов находят  применение схемы магистрального питания  с взаимным резервированием питания  отдельных магистралей. Схема на рис. 3.4 позволяет вывести в ремонт или ревизию один из трансформаторов и, используя перегрузочную способность, обеспечить питание нескольких магистралей от одного, оставшегося в работе трансформатора. Такая схема питания позволяет безболезненно выводить в ремонт или ревизию один из трансформаторов во время ремонта технологического оборудования.

 

Рис. 3.4 Схема взаимного резервирования питающих магистралей цеха

 

При неравномерной загрузке технологического оборудования в течение  суток (например, пониженная нагрузка в ночные или ремонтные смены) схемы с взаимным резервированием  питания магистралей обеспечивают возможность отключения незагруженных  трансформаторов.

Большое значение для повышения  надежности питания имеют перемычки  между отдельными магистралями или  соседними ТП при радиальном питании (рис. 3.5).

 

Рис. 3.5 Схема резервирования при радиальном питании потребителей цеха

 

Такие перемычки, обеспечивая  частичное или полное взаимное резервирование, создают удобства для эксплуатации, особенно при проведении ремонтных  работ. Проектирование сетей во всех случаях должно выполняться на основе хорошего знания проектировщиком-электриком технологии проектируемого предприятия, степени ответственности отдельных электроприемников в технологическом процессе.

Большое влияние на принимаемые  решения оказывают условия окружающей среды в проектируемом цехе.

Располагать электрооборудование  в пожаро- и взрывоопасных или пыльных помещениях следует только в случае острой необходимости, когда другие решения оказываются нерациональными или крайне сложными.

При этом следует иметь  в виду, что в этих неблагоприятных  средах, как правило, применяется  специально сконструированное оборудование.

В условиях неблагоприятных  сред магистральные схемы нежелательны, так как при их применении коммутационные аппараты неизбежно рассредоточены по площади цеха и подвергаются воздействию  агрессивной среды. В таких цехах  наибольшее применение находят радиальные схемы питания, при которых все  коммутационные аппараты располагаются  в отдельных помещениях, изолированных  от неблагоприятных агрессивных  и взрывоопасных сред.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ ШРП	Наименование	Рн,кВт	Кол-во	Ku	cos ϕ	tg ϕ
ПП-1-ШРП-5	Вентилятор кубовой	1,5	1	0,6	0,8	0,75
	Насос кубовой	0,45	1	0,7	0,8	0,75
	Рольганг печи №5	7	1	0,55	0,6	1,33
ШРП-5-Ш-1	Троллеи I пролёт	130	1	0,1	0,5	1,73
	Троллеи II пролёт	50	1	0,1	0,5	1,73
ШРП-4-Ш-1	Толкатель печи №6	8	1	0,55	0,6	1,33
	Вентилятор №5	10	1	0,6	0,8	0,75
ШРП-3-Ш-1	Вентилятор №6	10	1	0,6	0,8	0,75
	Сварочный пост	17	1	0,25	0,35	2,68
	Манипулятор №3	32	1	0,55	0,7	1,02
ШРП-1А-Ш-1	Освещение конден.	1,6	1	0,85	0,95	0,33
	Рольганги РКМ	25	1	0,4	0,6	1,33
	Эл.обор.пом.гидр.	8	1	0,75	0,8	0,75
	Мех.тележка РКМ	1,7	1	0,4	0,6	1,33
	Сирена С28	1,7	1	0,9	0,95	0,33
ШРП-6-Ш-1	Толкатель печи №5	22	1	0,55	0,7	1,02
	Вентилятор №3	10	1	0,6	0,8	0,75
	Вентилятор №4	10	1	0,6	0,8	0,75
	Манипулятор №2	32	1	0,55	0,7	1,02

Расчёт электронагрузок

1. Привязка оборудования к узлам питания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт электронагрузок по узлам питания

 

1). P_{н гр I} = 1.5 кВт

      P_{н гр II} = 0.45 кВт

      P_{н гр III} = 7 кВт 

2). а).  P_{ср гр I} = 1.5 * 0.6 = 0.9 кВт

            P_{ср гр II} = 0.45 * 0.7 = 0.315 кВт

            P_{ср гр III} = 7 * 0.4 = 2.8 кВт

      б). Q_{ср гр I} = 0.9 * 0.75 = 0.675 кВАР

   Q_{ср гр II} = 0.315 * 0.75 = 0.236 кВАР

   Q_{ср гр III} = 2.8 * 1.33 = 3.724 кВАР

3). а). ∑P_ср = P_{ср гр I} + P_{ср гр II} + P_{ср гр III} = 0.9 + 0.315 + 2.8 = 4.015 кВт

      б). ∑Q_ср = Q_{ср гр I} + Q_{ср гр II} + Q_{ср гр III} = 0.675 + 0.236 + 3.724 = 4.635 кВАР

4). K_{u ср} = ₌

5). m = =    m>3; K_u > 0.2 => ₌ = 2.56

6). K_max = 1.65

7). а). P_p = K_max * ∑P_ср = 1.65 * 4.015 = 6.625 кВт

     б). Q_p = 1.1 * ∑Q_ср = 1.1 * 4.635 = 5.1 кВАР

     в). S_p = =   = = = 8.36 кВА

     г). I_p = = = = 12.72 А

 

 

II). ШРП-5-Ш-1:

1). P_{н гр I} = P_н1 + P_н2 = 130 + 50 = 180 кВт

2). а).  P_{ср гр I} = 180 * 0.1 = 18 кВт

      б). Q_{ср гр I} = 18 * 1.73 = 31.14 кВАР

3). а). ∑P_ср = 18 кВт

      б). ∑Q_ср = 31.14 кВАР

4). K_{u ср} = ₌

5). m = =    m<3; K_u < 0.2 => n_э = 2

6). K_max = 3.43

7). а). P_p = K_max * ∑P_ср = 3.43 * 18 = 61.75 кВт

     б). Q_p = 1.1 * ∑Q_ср = 1.1 * 31.14 = 34.254 кВАР

     в). S_p = =   = = = 70.61 кВа

     г). I_p = = = = 107.41 А

 

 

 

III). ШРП-4-Ш-1:

1). P_{н гр I} = 8 кВт

      P_{н гр II} = 20 кВт 

2). а).  P_{ср гр I} = 8 * 0.4 = 3.2 кВт

            P_{ср гр II} = 20 * 0.6 = 12 кВт

      б). Q_{ср гр I} = 3.2 * 1.33  = 4.256 кВАР

   Q_{ср гр II} = 12 * 0.75 = 9 кВАР

3). а). ∑P_ср = P_{ср гр I} + P_{ср гр II} = 3.2 + 12 = 15.2 кВт

      б). ∑Q_ср = Q_{ср гр I} + Q_{ср гр II} = 4.256 + 9 = 13.256 кВАР

4). K_{u ср} = ₌

5). m = =    m<3; K_u > 0.2 => n_э = 3

6). K_max = 1.46

7). а). P_p = K_max * ∑P_ср = 1.46 * 15.2 = 22.19 кВт

     б). Q_p = 1.1 * ∑Q_ср = 1.1 * 13.256 = 14.58 кВАР

     в). S_p = =   = = = 26.55 кВа

     г). I_p = = = = 40.39 А

 

 

 

IV). ШРП-3-Ш-1:

1). P_{н гр I} = 17 кВт

      P_{н гр II} = 32 кВт 

2). а).  P_{ср гр I} = 17 * 0.25 = 4.25 кВт

            P_{ср гр II} = 32 *0.4  = 12.8 кВт

      б). Q_{ср гр I} = 4.25 * 2.68  = 11.39 кВАР

   Q_{ср гр II} = 12.8 * 1.33 = 17.024 кВАР

3). а). ∑P_ср = P_{ср гр I} + P_{ср гр II} = 4.25 + 12.8 = 17.05 кВт

      б). ∑Q_ср = Q_{ср гр I} + Q_{ср гр II} = 11.39 + 17.024 = 28.63 кВАР

4). K_{u ср} = ₌

5). m = =    m<3; K_u > 0.2 => n_э = 3

6). K_max = 1.87

7). а). P_p = K_max * ∑P_ср = 1.87 * 17.05 = 31.88 кВт

     б). Q_p = 1.1 * ∑Q_ср = 1.1 * 28.63 = 31.49 кВАР

     в). S_p = =   = = = 44.81 кВа

     г). I_p = = = = 68.16 А

 

 

 

V). ШРП-А1-Ш-1:

1). P_{н гр I} = 1.6 кВт

      P_{н гр II} = 25 + 1.7 = 26.7 кВт

      P_{н гр III} = 8 кВт

      P_{н гр IV} = 1.7 кВт  

2). а).  P_{ср гр I} = 1.6 * 0.85 = 1.36 кВт

            P_{ср гр II} = 26.7 * 0.4 = 10.68 кВт

            P_{ср гр III} = 8 * 0.75 = 6 кВт

            P_{ср гр IV} = 1.7 * 0.9 = 1.53 кВт

      б). Q_{ср гр I} = 1.36 * 0.33 = 0.45 кВАР

   Q_{ср гр II} = 10.68 * 1.33 = 14.21 кВАР

   Q_{ср гр III} = 6 * 0.75 = 4.5 кВАР

            Q_{ср гр IV} = 1.53 * 0.33 = 0.51 кВАР

3). а). ∑P_ср = P_{ср гр I} + P_{ср гр II} + P_{ср гр III} + P_{ср гр V} = 1.36 + 10.68 + 6 + 1.53 = 19,57 кВт

      б). ∑Q_ср = Q_{ср гр I} + Q_{ср гр II} + Q_{ср гр III} + Q_{ср гр IV} = 0.45 + 14.21 + 4.5 + 0.51 = 19.67 кВАР

4). K_{u ср} = ₌

5). m = =    m>3; K_u > 0.2 => ₌ = 3.04

6). K_max = 1.46

7). а). P_p = K_max * ∑P_ср = 1.46 * 19.57 = 28.57 кВт

     б). Q_p = 1.1 * ∑Q_ср = 1.1 * 19.67 = 21.64 кВАР

     в). S_p = =   = = = 35.84 кВа

     г). I_p = = = = 54.52 А

 

VI). ШРП-6-Ш-1:

1). P_{н гр I} = 22 + 32 = 54 кВт

      P_{н гр II} = 10 + 10 = 20 кВт 

2). а).  P_{ср гр I} = 54 * 0.4 = 21.6 кВт