7. Цеховая распределительная сеть
Произведем расчет сети 0,4 кВ. План расположения ЭО в АЦ представлен в приложении 1. Рассчитаем необходимую мощность на освещение: так как нам необходимо рассчитать освещение только на данный цех, то произведем расчет без учета дополнительной мощности
S0=∑SM*0.1=918.7*0.1=91.87кВа
Максимальный ток освещения:
Так как мастерскую питает 2 трансформатора — участок делится на 2 части
Таблица 7. Распределения электроприемников на трансформаторы
№ на плане |
1 -ый трансформатор |
№ на плане |
2-ой трансформатор |
||
Наименование оборудования |
∑РН, кВт |
Наименование оборудования |
2РН, кВт |
||
1...6 |
Пресс эксцентриковый Типа КА-213 |
10,8 |
18 |
Автомат болтовысадочный |
2,8 |
7...11 |
Пресс кривошипный Типа К-240 |
22,5 |
19 |
Автомат резьбонакатный |
4,5 |
12...15 |
Вертикально-сверлильные станки типа 20А125
|
18 |
20 |
Станк протяжной |
8,2 |
16,17 |
Преобразователи сварочные типа ПСО-ЗОО |
30 |
21,22 |
Автоматы гайковысадочные |
36 |
23,24 |
Барабаны голтовочные |
9 |
27 |
Автомат обрубной |
15 |
25 |
Барабан виброгалтовочный |
4,5 |
28 |
Машина шнекомоечная |
4,2 |
26 |
Станок виброгалтовочный |
7,5 |
29...38 |
Автоматы гайконарезные |
15 |
|
|
|
39 |
Кран-тележка |
1,9 |
|
|
|
40,41 |
Электроточило наждачное |
14,4 |
|
|
|
42 |
Автомат трехпозиционный высадочный |
7,5 |
|
|
|
43,44 |
Вибросито |
1,2 |
|
|
|
45,46 |
Вентиляторы |
10 |
|
Всего: |
102,3 |
|
|
120,7 |
Электроснабжение приемников организованно через 7 распределительных пунктов (РП), разбиение осуществлялось по территориальному признаку(см. Приложение 2).
Для
примера подробно рассмотрено
электроснабжение нагрузки получающей
питание от РП1. Прежде
чем выбрать коммутационное оборудование
и токоподвод для распределительного
пункта 1 (РП1) рассчитаем максимальные
токи электроприемников с учетом их Ки
и cos
подключенных к этому РП.
Рассчитаем для приемников № 1.. .6
Их
суммарная мощность 
Средняя
нагрузка 
Коэффициент максимума был рассчитан в пункте 2
Км = 1,5
Рассчитаем максимальную мощность
Максимальная реактивная мощность получится
Полная максимальная мощность
Далее рассчитаем максимальный ток
Аналогично рассчитаем и для электроприемников № 7... 11 и № 12... 15. Получим Рм = 5,7 кВт; Iм = 12,7 А и Рм = 4,59 кВт; Iм = 10,2 А соответственно.
Расчет и выбор автоматических выключателей
При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, короткие замыкания (КЗ) вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.
Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок.
Аппаратами защиты являются; автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.
Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии. Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые.
Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при КЗ.
Автоматические выключатели серии ВА
Выключатели серии ВА разработок 51, 52, 53, 55 предназначены 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 разработок 51 и 52 имеют тепловой (ТР) и электромагнитный (ЭМР) расцепители, иногда только ЭМР.
ВА 51Г и ВА 52Г предназначены для защиты АД с короткозамкнутым ротором, работающих в режиме АСЗ (пуск и отключение).
Уставка срабатывания в зоне перегрузки 1,251нр в течение времени не более 2 ч (с нагретого состояния).
Имеют 2- и 3- полюсное исполнение на напряжение до 660 В переменного и 400 В постоянного напряжения.
ВА 51-31-1 применяются только для ОУ и имеют 1-полюсное исполнение.
Выключатели серии ВА разработок 53, 55, 75 имеют полупроводниковый максимальный расцепитель с регулированием ступеней:
-номинального тока расцепителя: 0,63; 0,8; 1,0 от номинального тока выключателя.
-уставки срабатывания в зоне КЗ для переменного тока - (2, 3,5, 7, 10) IH.P , для постоянного - (2, 4, 6) IH.P;
-уставки времени срабатывания при 61H.P. переменном и 51H.P. постоянном токе - 4, 8 и 16с.
ВА 53 - токоограничивающие, ВА 55 - селективные с выдержкой времени в зоне КЗ: 0,1; 0,2; 0,3 с - для переменного и 0,1; 0,2с - для постоянного тока.
Рис.4 Принципиальная элек- рис.5 Принципиальная электрическая
трическая схема ВА 53(55,75) схема ВА 51(52)
= 0,5 — коэффициент включения.
—
коэффициент использования берется из
таблицы 3. Так как
—
уже учитывается то вместо К3
используется
1/
.
За номинальные значения групп приемников примем максимальные токовые нагрузки.
Поделив это значение на количество оборудований в группе получатся номинальные значения, необходимые для выбора выключателя.
Для электроприемников № 1 ...6 номинальный ток
Для защиты электроприемников № 1…6 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-25 с комбинированным расщепителем из приложения И(из 8, табл. 4): IН.АВТ — 25 А, IНТР = 6,3 А, IЭМР = 7 *IНТР = 44,1 А, и проверяем правильность выбора:
Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.
Для электроприемников № 7... 11 номинальный ток
Для защиты электроприемников № 7...11 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-25 с комбинированным расцепителем из приложения И(из 8, табл. 4) IН.АВТ — 25 А , IНТР = 8 А, IЭМР = 7 *IНТР = 56 А, и проверяем правильность выбора:
Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.
Для электроприемников № 12... 15 номинальный ток
Для защиты электроприемников № 12...15 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-25 с комбинированным расцепителем из приложения И(из 8, табл. 4) IН.АВТ — 25 А , IНТР = 6,3 А, IЭМР = 7 *IНТР = 44,1 А, и проверяем правильность выбора:
Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.
Для распределительного пункта 1 ток расцепителя
Для защиты электроприемников на РП1 выбирается автоматический выключатель серии ВА51-31 с комбинированным расцепителем из приложения И(из 8. табл. 4): ) IН.АВТ — 100 А , IНТР = 80 А, IЭМР = 7 *IНТР = 560 А, и проверяем правильность выбора:
Все условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель выбран правильно.
Выберем шкаф распределительный на РП1 с номинальным током до 500А серии ПР 8503 с напольной установкой с 2 входящими и 18 отходящими линиями.
PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - Pn1
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
----------------------------------------------------------
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
----------------------------------------------------------
1 6 1.80 0.650 0.170
2 5 4.50 0.650 0.170
3 4 4.50 0.500 0.140
PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 15
Номинальная активная мощность Pном 51.300
Номинальная pеактивная мощность Qном 70.109
Эффективное число ЭП Nэ 13.048
Коэффициент использования Kи 0.159
Коэффициент максимума Kм 1.866
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.000
Сpедняя активная мощность Pc 8.181
Сpедняя pеактивная мощность Qc 10.983
Сpедний коэффициент мощности COS 0.597
Pасчетная активная мощность Pp 15.262
Pасчетная pеактивная мощность Qp 10.983
Полная pасчетная мощность Sp 18.803
Pасчетный ток Ip 0.02857
Далее проведем выбор автоматических выключателей по программе PRES6.
Автоматический выключатель ввода в распределительный шкаф
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 221.800
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.170
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.500
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 18.000
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.920
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.885
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 33.589 A
Пусковой ток двигателя Iп = 251.918 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.255
Расчетная активная мощность группы Pp = 56.559 кВт
Расчетный ток группы Ip = 171.865 A
Пиковый ток группы Iпик = 415.217 A
- АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-35 ВА52-35 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 250 250
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 200.0 200.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 12 12
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 15.0 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматом
I к должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
15.0 кА - для ВА51-35
30.0 кА - для ВА52-35
CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 225.00
(Кабель в земле, медные жилы, резиновая изол., 50.0 мм2)
I ном.р < I доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
Выбор кабелей
Рассчитаем сечение кабеля по экономической плотности для приемников № 1...6. По ранее рассчитанным данным максимальный ток для этих электроприемников IM1=6,1 А. Значит для одного приемника
Учитывая то, что автоматизированный цех работает 16 часов в день (2 смены), то в год примем 4000 часов. Тогда по таблице
Таблица 8.
Проводник- неизолированные провода |
Тм, час |
||
1000…3000 |
3000…5000 |
5000…8700 |
|
Медные |
2,5 |
2,1 |
1,8 |
Алюминиевые |
1,3 |
1,1 |
1,0 |
выберем экономическую плотность тока для алюминиевого кабеля jэк= f(Tм, вид проводника)= 2,1 А/мм2
Расчет экономического сечения провода:
Выберем кабель ВВГ (3x1,5)мм2 ;Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле Iдоп=21 А;
Iдоп=21А>IM1=1,02 A
Проверим сечение кабеля по потере напряжения по следующей формуле
где Ррасч — мощность передаваемая по кабелю, кВт; L — длина линии, м;С —коэффициент, значение которой зависит от напряжения, числа фаз и материала провода ; F —сечение провода, мм2.
Ррасч — возьмем из ранее проделанных расчетов ; L — определим по плану расположения ЭО АЦ для самого отдаленного от РП электроприемника, С — для медных, 3-х фазных, на напряжение 380 В равно 77, F = 1,5 мм2. По этим данным рассчитаем потери напряжения
Все условия выполняются, кабель и сечение выбраны правильно.
Аналогично рассчитаем сечение кабеля для электроприемников № 7...11.
IM=12,7
A; IM1
Выберем кабель ВВГ (Зх1,5)мм2 Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле Iдоп = 21 А.
Проверим сечение кабеля по потере напряжения по следующей формуле
Все условия выполняются, значит кабель и сечение выбраны правильно. Аналогично рассчитаем сечение кабеля для электроприемников № 12... 15.
IM=10,2
A;
IM1
Выберем кабель ВВГ (Зх1,5)мм Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле Iдоп = 21 А.
Проверим сечение кабеля по потере напряжения по следующей формуле
Все условия выполняются, значит кабель и сечение выбраны правильно.
Рассчитаем сечение кабеля для прокладки между распределительным шкафом и распределительным пунктом:
Рассчитаем ток
Выберем кабель ВВГ (Зх4)мм2 Предельно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в земле Iдоп = 37 А.
Проверим сечение кабеля по потере напряжения
Все условия выполняются, кабель и сечение выбраны правильно.