Модернизация системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха ОАО «Энерготехмаш»

1). Определяем номинальную мощность  для ЭП с повторно – кратковременном режимом работы.

                              P_н = P_пас. *                            (31)   

Р=10 * ,  Р= 7,7 кВт

2). Определить ток нагрузки для трёхфазных электроприёмников.

 

                            I _Р =                            (32)      

     I _р = = 25,1 А

3). Определить сечение проводников по условию допустимых длительных токов :

 

 I_Р  ≤ I_Д К_п Кt                                (33)                           

 

        I_Р- расчётный ток ЭП,

       Кп=1 – поправочный коэффициент на количество проложенных проводников (один проводник)

       К_t =1,04 –поправочный температурный коэффициент (расчетной температуре среды +20˚С.)

      I_Д -   длительно допустимый ток нагрева провода или кабеля 

 

I_Р/ К_п Кt=

А

Выбираем провод АПВ (3x10+2x10)

 

 

 

4. Автоматические  выключатели  выбираются согласно  условиям:

Uн.а ≥ Uс;   

Iн.р. ≥  Iр. 31,5>25,1

Iн.а ≥  Iн.р. ; 100>31,5   

Выбираем автоматический выключатель ВА 51-31.

Разработка 51предназначена для отключений при  КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Выключатели серии ВА разработки 51 имеют тепловой (ТР) и электромагнитный расцепители, иногда только ЭМР. ВА 51 имеют среднюю коммутационную способность.

Проверим  выбранный выключатель по следующим  условиям:

 

1. Ток срабатывания при перегрузке:

                       I_ср.пер.=1,35∙I_нр =1,35∙31,5=42,5 А                    (34)    

2. Ток срабатывания автомата при КЗ и проверка его на ложность срабатывания:

                                  I_ср.кз=10∙I_нр≥1,35∙K∙I_р                                       (35)

10∙31,5≥1,35∙6∙25,1

315А≥188,3А

   3. Проверка выбранного сечения провода на соответствие аппарату защиты

                                      I_Д >K_з∙ I_ср.пер.                           (36)

38>1∙42,5

38А<42,5А

Выбранный провод  АПВ (3x10+2x10) не удовлетворяет условию, поэтому перевыбираем провод  АПВ (3x16+2x16)

55А>42,5А

Условие выполнено. Окончательно принимаем провод АПВ (3x16+2x16).

Аналогично  производится выбор проводников  и защитной аппаратуры на другие одиночные  потребители,  данные расчетов сводятся в таблицу 9.

 

Таблица 9.

Потребитель	Iр, А	Марка и сечение проводника	Iд, А	Аппарат защиты
				тип	Iнв А	Iнр, А	Iср.пер А	Iср.кз, А
Поперечно-строгальные  станки	25,1	АПВ (3x16+2x16)	55	ВА 51-31	100	31,5	42,5	315
Токарно-револьверные	13,6	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	16	21,6	160
Одношпиндельные автоматы токарные	10,6	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	16	21,6	160
Токарные автоматы	17,1	АПВ (3x10+2x10)	38	ВА 51-25	25	20	27	200
Алмазно-расточные  станки	22,4	АПВ (3x10+2x10)	38	ВА 51-25	25	25	33,8	250
Горизонтально-фрезерные станки	58,4	АПВ (3x50+2x25)	120	ВА 51-31	100	63	108	800
Наждачные станки	14,1	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	16	21,6	200
Кран-балки	36,0	АПВ (3x16+2x16)	55	ВА 51-31	100	40	54	400
Заточные станки	20,3	АПВ (3x10+2x10)	38	ВА 51-25	25	25	33,8	250
Вентиляторы	47,4	АПВ (3x50+2x25)	120	ВА 51-31	100	63	85,1	630

 

 

2.8.2. Выбор схемы электроснабжения с разбивкой потребителей по группам, с определением расчетной мощности потребителя по группам

 

Упорядоченно  расположенные потребители запитываем шинопроводами марки ШРА, а сам  шинопровод – кабелем с цеховой ТП.

Разбросанные  по цеху  потребители запитываем проводом в трубе от РП, а РП – кабелем сшин цеховой ТП.

 

Рассмотрим  ШРА-1

Все потребители  ШРА-1 относятся к группе А с  К_и<0,6

1). Суммарная установленная мощность группы потребителей:

 

∑Р_уст= кВт

 

2). Среднесменная активная мощность группы потребителей:

 

∑Р_см=∑Р_{уст i}∙К_{и i}

 

∑Р_см=15∙0.185+12,8∙0.18+4,4∙0.13=2,8+2,3+0,6=5,7кВт

 

3). Среднесменная реактивная мощность

∑Q_см=∑Р_{см i} ∙tg φ

∑Q_см= =7,2 кВт

 

   4). Средний коэффициент использования для ШРА-1

К_иср=

К_иср= =0,177

 

5). Эффективное число электроприемников для ШРА-1

 

n_э =(∑Pуст)²/ ∑P²уст

n_э =

Примем ближайшее  большее значение n_э =7

 

6). В зависимости от n_э и Ки определим коэффициент максимума

(табл. 2.6 [8]):

 

Км = 2,27

 

7). Расчетная активная мощность для ШРА-1

 

Р_р=К_м∙∑Р_см

Р_р=2,27·5,7=12,94 кВт

 

8). Расчетная реактивная мощность для ШРА-1

 

Q_р= К_м ∙∑Q_см

где К_м=1,1 — так как n_э<10

Q_р=1,1∙7,2=7,92 кВАр

 

9). Расчетная полная мощность

S_p=

S_p= кВА

 

 

 

 

10). Расчетный ток на группу потребителей

I_p=

,                               

  где U_с=0,38 кВ — напряжение системы.

I_p= А

  Так как ток питающей шины не может быть меньше тока отдельного электроприёмника в группе, то для  дальнейших расчётов принимаем, что расчётный ток группы равен максимальному току отдельного электроприёмника в группе: I_p=25,1 А.

Аналогично  проводятся расчеты и для других групп потребителей, результаты расчетов сводятся в таблицу 10.

Таблица 10.

Пункт питания	Состав потребителей	Кол-во	∑Руст, кВт	∑Рсм кВт	∑Qсм, кВАр	nэ	Км	Рр, кВт	Qр, кВАр	Sp, кВА	Ip, А
ШРА - 1	Поперечно-строгальные станки (поз. 1,2)	2	32,2	5,7	7,2	7	2,27	12,9	7,9	15,2	25,1
	Токарно-револьверные (3,5,6,7)	4
	Одношпиндельные автоматы токарные (4,8)	2
ШРА – 2	Токарные автоматы (9,10,11,12,13 14,15)	7	38,5	6,93	8,11	7	2,25	15,6	8,9	18,0	27,3
ШРА – 3	Алмазно-расточные станки (19,20)	2	95,9	17,9	20,9	10	1,9	34	23	41	62,4
	Горизонтально-фрезерные станки (21,22,23,24, 25)	5
	Токарные автоматы (26,27)	2
	Токарно-револьверные (28,29,30,31)	4
Пункт питания	Состав потребителей	Кол-во	∑Руст, кВт	∑Рсм кВт	∑Qсм, кВАр	nэ	Км	Рр, кВт	Qр, кВАр	Sp, кВА	Ip, А
ШРА-4	Одношпиндельные автоматы токарные (32,33,34)	3	82,4	14,9	20,4	11	1,85	27,6	22,5	35,6	58,4
	Поперечно-строгальные станки (40,41,46)	3
	Наждачные станки (35,36)	2
	Заточные станки (42,43)	2
	Горизонтально-фрезерные станки (37,38)	2
	Кран-балки (39)	1
	Алмазно-расточные станки (44,45)	2
РП – 1	Группа А:		22,1	4,10	4,80	3	---	14,6	12,7	19,3	58,4
	Алмазно-расточные станки (16,17)	2
	Горизонтально-фрезерные станки (18)	1
	Группа Б:		15	10,5	7,87	--
	Вентиляторы (54)	1
РП – 2	Группа А:		24,7	4,25	7,94	6	2,46	21,0	16,6	26,8	47,4
	Кран-балки (47)	1
	Заточные станки (48,49,52, 53)	4
	Наждачные станки (50,51)	2
	Группа Б:		15	10,5	7,87	--	---
	Вентиляторы (55)	1

 

 

 

 

 

2.8.3 Выбор кабеля и аппарата защиты для групповой сети

 

Определим сечение  проводников по условию допустимых длительных токов :

 

 I_Р  ≤ I_Д  К_п Кt                             

 

        I_Р- расчётный ток ЭП,

       Кп=1 – поправочный коэффициент на количество проложенных проводников

       К_t =1,04 –поправочный температурный коэффициент (расчетная температура среды +20˚С.)

      I_Д -   длительно допустимый ток нагрева провода или кабеля 

 

I_Р/ К_п Кt=

А

Выбираем кабель АВВГ(3x10+2x10) ,  I_Д =46 А 

 

Для защиты ответвления, идущего к ШРА – 1 выбираем автоматический выключатель  ВА57 – 35  согласно условиям:

Uн.а ≥ Uс;   

Iн.р. ≥  Iр.; 31,5>25,1

Iн.а ≥  Iн.р. ; 250>31,5   

Проверим  выбранный выключатель по следующим  условиям:

 

1. Ток срабатывания при перегрузке:

I_ср.пер.=1,25∙I_нр =1,25∙31,5=39,4 А

2. Ток срабатывания автомата при КЗ и проверка его на ложность срабатывания:

I_ср.кз=10∙I_нр≥1,25∙K∙I_р

10∙31,5≥1,25∙6∙25,1

315≥188

 

     3. Проверка выбранного сечения кабеля на соответствие аппарату защиты

К_п Кt I_Д >K_з∙ I_ср.пер.

1·1,04·46>0,8∙39,4

46>31,5

Условие выполнено. Окончательно принимаем кабель АВВГ(3x10+2x10).

 

 

Аналогично  производится выбор проводников  и защитной аппаратуры на другие группы потребителей,  данные расчетов сводятся в таблицу 11.

 

Таблица 11

Пункт питания	Iр, А	Марка и сечение проводника	Iд, А	Аппарат защиты
				тип	Iнв, А	Iнр, А	Iср.пер., А	Iср.кз, А
ШРА - 1	25,1	АВВГ (3x10+2x10)	46	ВА57-35	250	31,5	40	315
ШРА - 2	27,3	АВВГ (3x10+2x10)	46	ВА57-35	250	31,5	40	315
ШРА - 3	62,4	АВВГ (3x35+2x16)	95	ВА57-35	250	63	79	630
ШРА - 4	58,4	АВВГ (3x35+2x16)	95	ВА57-35	250	63	79	630
РП - 1	58,4	АВВГ (3x35+2x16)	95	ВА57-35	250	63	79	315
РП - 2	40,6	АВВГ (3x25+2x16)	75	ВА51-33	250	50	62,5	500

 

 

 

 

 

 

4. Выбор распределительных шкафов и шинопроводов.

 

1). По номинальному напряжению, току и необходимому количеству отходящих линий на группу потребителей (РП-1) выбирается шкаф навесной распределительный для силовых установок переменного тока ПР8501-1151 с автоматическими выключателями типа ВА51-31 и ВА51-25.

Аналогично выбираются шкафы для остальных групп  потребителей. Результаты сводятся в таблицу 12.

Таблица 12.

Группа потребителей	Тип шкафа	Число и тип трехполюсных выключателей на отходящих линиях
		ВА51-25	ВА51-31
РП-1	ПР8501-1042	4	2
РП-2	ПР8501-1044	8	2

 

2). Комплектные шинопроводы предназначены помещений с нормальными условиями среды. Они поставляются в виде отдельных сборных секций, которые представляют собой три или четыре шины, заключённые в оболочку и скреплённые самой оболочкой или изоляторами – клещами. Применение комплектных шинопроводов позволит значительно облегчить монтаж цеховой сети.

Распределительные шинопроводы выбирают по расчётному току из условия:

Для ШРА-1 – выбираем комплектный шинопровод ШРА4-250-73-У3

условие выполнено

Потери напряжения в распределительном шинопроводе  с равномерной нагрузкой и расположением вводной секции в начале шинопровода определяем по формуле:

где l=16м – длина шинопровода

что меньше 5%.

Для остальных шинопроводов расчёт аналогичен, результаты сведём в таблицу 13.

Таблица 13.

Группа потребителей	Марка шинопровода	,А	,А
ШРА-1	ШРА4-250-73-У3	23,1	250
ШРА-2	ШРА4-250-73-У3	27,3	250
ШРА-3	ШРА4-250-73-У3	62,4	250
ШРА-4	ШРА4-250-73-У3	54,1	250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9. Расчёт токов КЗ в цеховой силовой сети, напряжением 0,4 кВ.