2 Выбор схемы электроснабжения

В настоящее время производство, передача, распределение и потребление электроэнергии в нашей стране осуществляют на трёхфазном переменном токе частотой 50 Гц.

По напряжению все электроустановки и электроприёмники подразделяются на две большие группы: электроприёмники до 1000 В; электроприёмники свыше 1000 В.

По роду тока: электроприёмники , питающиеся от сети переменного тока нормальной частоты 50 Гц; электроприёмники, питающиеся от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты; электроприёмники, питающиеся от сети постоянного тока.

В установках до 1000 В применяются основные номинальные напряжения: 220 В, 380 В, 660 В. В цехах промышленных предприятий применяется в основном система питания напряжением 380/220 В. Основное достоинство этой системы питания – возможность совместного питания силовой и осветительной нагрузки. Данная система применяется во всех случаях, когда этому не препятствуют местные условия и если с помощью технико-экономического расчёта не доказана целесообразность использования более высокого напряжения. Система напряжения 660/380 В применятся реже, так как во многих случаях сохраняется необходимость иметь сеть напряжением 380/220 В для питания осветительных установок.

Система напряжения, применяемая в слесарном цеху 380/220 В, электрооборудование питается от сети переменного тока с частотой 50 Гц.

Слесарный цех питается от комплектной трансформаторной подстанции, в которой установлен один трансформатор на 160 кВА. Эта подстанция питает два шинопровода, которые проложены в цехе на подвесках, которые соответственно запитывают станки и оборудование . В цехе напряжение сети 380/ 220В, питание силовых и осветительных установок совмещенное.

Рисунок 1- Схема электроснабжения цеха

3 Расчёт электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок производится по методу коэффициента расчетной нагрузки. Произведём расчёт для первого шинопровода ШРА-1. Результаты расчетов приведены в таблице 2.

Средневзвешенный коэффициент использования, К_{и.ср.вз.}, вычисляют по формуле:

(1)

где - суммарная активная нагрузка по ШРА-1,кВт [р.3, таблица 2];

- суммарная номинальная мощность электроприёмников по ШРА-1,кВт [р.3, таблица 2].

Групповой коэффициент реактивной мощности, tgφ вычисляют по формуле:

(2)

где К_иР_нtgφ– суммарная реактивная нагрузка по ШРА-1, квар [р.3, таблица 2];

К_иР_н- суммарная активная нагрузка по ШРА-1, кВт [р.3, таблица 2].

Эффективное число электроприемников, n_эф., шт., вычисляют по формуле:

(3)

где – суммарная номинальная мощность электроприёмников по ШРА-1, кВт, [р.3, таблица 2];

- суммарная квадратичная мощность электроприёмников по ШРА-1, кВт [р.3, таблица 2].

Коэффициент расчетной мощности К_р выбирают по таблице [8,с.274,таблица П6]:

К_р = 1,35

Расчетную активную мощность, Р_р, кВт, вычисляют по формуле:

Р_р = К_р · К_{и ·} Р_н , (4)

где К_р- коэффициент расчётной нагрузки [8, с.274, таблица П6];

К_{и ·} Р_н – суммарная активная нагрузка по ШРА-1, кВт, [р.3, таблица 2].

Р_р = 1,35 · 19,67 = 29,3

Так как эффективное число электроприемников n_эф ≥ 10, то расчетную реактивную мощность, Q_р, квар, вычисляют по формуле:

Q_р = 1,1 · К_и · Р _н· tgφ , (5)

где К_и ·Р_н · tgφ- суммарная реактивная нагрузка по ШРА-1, квар [р.3, таблица 2].

Q_р = 1,1 · 31,5 = 31,5

Полную расчетную мощность, S_р, кВА, вычисляют по формуле:

(6)

где Р_р - активная расчетная мощность, кВт, [р.3, таблица 2];

Q_р - реактивная расчетная мощность,квар, [р.3, таблица 2].

Расчетный ток I_р, А, вычисляют по формуле:

(7)

где U_н - номинальное напряжение сети, кВ;

S_p - полная расчетная мощность, кВА, [р.3, таблица 2].

Расчет по ШРА2,СП1 и СП2 аналогичен, данные расчета приведены в таблице 2.

Произведём расчёт для всего участка. Результаты расчетов приведены в таблице 2.

Средневзвешенный коэффициент использования, Ки.ср.вз_., вычисляют по формуле (1):

Групповой коэффициент реактивной мощности tgφ_. вычисляют по формуле (2):

Эффективное число электроприемников, n_эф., шт., вычисляют по формуле (3):

Коэффициент расчетной мощности К_р выбирают по таблице [10,таблица П6]:

К_р = 1,37

Расчетную активную мощность, Р_р, кВт, вычисляют по формуле (4):

Р_р = 1,37 · 61 = 67,1

Так как эффективное число электроприемников n_эф > 10, то расчетную реактивную мощность, Q_р, квар, вычисляют по формуле:

Q_р = 1,1 · К_и · Р_н · tgφ , (8)

где К_и · Р_н· tgφ- суммарная реактивная нагрузка по РШ 1, квар [р.3, таблица 2].

Q_р = 1,1 · 87 = 87

Полную расчетную мощность, S_р, кВА, вычисляют по формуле (6):

Расчетный ток I_р, А, вычисляют по формуле (7):

Установленную мощность освещения, Р_уст, кВт, определяют по формуле:

(9)

где - удельная мощность освещения, кВт/м² (0,006-0,008 кВт/м²) [1, с.113, таблице 2,4];

S- площадь цеха, м² [из задания].

Активную расчетную мощность освещения, Р_р.ос., кВт, вычисляют по формуле :

Р_р.ос.= Р_уст · К_с · К_пра , (10)

где Кс – коэффициент спроса осветительной нагрузки (0,95) [1, с.42,];

Кпра – коэффициент спроса освещения для производственных помещений, [4, с.291,таблица 8.3].

Расчетную реактивную мощность освещения, Q_р.ос.,квар, вычисляют по формуле:

Q_р.ос = Р_{р.ос ·} tgφ_гр , (11)

где tgφ - коэффициент мощности по цеху [р.3, таблица 2];

Р_р.ос - активная расчетная мощность освещения, кВт.

Q_р.ос = 8,064 · 1,42 = 9,95

Полную расчётную мощность освещения S_р.ос., кВА вычисляют по формуле:

(12)

где - активная расчётная мощность освещения, кВт;

Q_р.ос.- реактивная расчётная мощность освещения, квар.

Расчётный ток по освещению I_р.ос., А, вычисляют по формуле:

(13)

где S_р.ос.- полная расчётная мощность освещения, кВА;

U_н.ос.- номинальное напряжение освещения, кВ.