Выбор двигателей для электроприемников. Выбор пусковой и защитной аппаратуры. Определение расчетной нагрузки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

 РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Гомельский Государственный Технический

Университет им. П.О. Сухого

Кафедра «Электроснабжение»

Расчетно-графическая работа

Выполнил: ст. гр. ЭП-41

Принял: преподаватель

Гомель 2004

1.  Выбор двигателей для электроприемников.

От силового пункта  1 (СП1) запитаны:

-  1 токарный станок 

Двигатель 4А132S4У3 с параметрами:

P_H = 7,5 кВт; η_Н = 87,5 %; Cosφ = 0,86; K_П = 7,5; I_H = 15,14 А; I_П = 113,55 А.

-  печь сопротивления  ;

-  1 строгальный станок

Двигатель 4А160S4У3 с параметрами:

P_H = 15 кВт; η_Н = 88 %; Cosφ = 0,88; K_П = 7; I_H = 29,43 А; I_П = 206 А.

-  1 насос

Двигатель 4А112М4У3 с параметрами:

P_H = 5,5 кВт; η_Н = 85,5 %; Cosφ = 0,85; K_П = 7; I_H = 11,5 А; I_П = 80,5 А.

-  1 сверлильный станок  p_У = 3 кВт

Двигатель 4А100L4У3 с параметрами:

P_H = 4 кВт; η_Н = 84 %; Cosφ = 0,84; K_П = 6; I_H = 8,61 А; I_П =51,68 А.

СП2:

-  2 сверлильных станка p_У = 3 кВт

Двигатель 4А100L4У3 с параметрами:

P_H = 4 кВт; η_Н = 84 %; Cosφ = 0,84; K_П = 6; I_H = 8,61 А; I_П =51,68 А.

-  1 шлифовальный станок  

Двигатель 4А100S4У3 с параметрами:

P_H = 3 кВт; η_Н = 82 %; Cosφ = 0,83; K_П = 6; I_H = 6,69 А; I_П = 40,2 А.

-  1 сварочный трансформатор p_У = 40 кВА: ТС – 300: сварочный ток 300 А, пределы регулирования сварочного тока 110 – 385 А, мощность (условная приведенная к трехфазной) 20 кВт, напряжение питающей сети 380 В, рабочее напряжение 30 В, напряжение холостого хода 63 В, КПД 84 %,

Cosφ = 0,51, I_H = 71 А.

СП3:

-  5 точильных станков p_У = 2,5 кВт

Двигатель 4А100S4У3 с параметрами:

P_H = 3 кВт; η_Н = 82 %; Cosφ = 0,83; K_П = 6; I_H = 6,69 А; I_П = 40,2 А.

-  3 фрезерных станка p_У = 4,5 кВт

Двигатель 4А112М4У3 с параметрами:

P_H = 5,5 кВт; η_Н = 85,5 %; Cosφ = 0,85; K_П = 7; I_H = 11,5 А; I_П = 80,5 А.

ШРА1:

-  5 револьверных станков

Двигатель 4А132М4У3 с параметрами:

P_H = 11 кВт; η_Н = 87,5 %; Cosφ = 0,87; K_П = 7,5; I_H = 21,95 А; I_П = 164,63 А.

-  5 фрезерных станков 

Двигатель 4А112М4У3 с параметрами:

P_H = 5,5 кВт; η_Н = 85,5 %; Cosφ = 0,85; K_П = 7; I_H = 11,5 А; I_П = 80,5 А.

-  10 штамповочных прессов 

Двигатель 4А132М4У3 с параметрами:

P_H = 11 кВт; η_Н = 87,5 %; Cosφ = 0,87; K_П = 7,5; I_H = 21,95 А; I_П = 164,63 А.

-  6 строгальных станков

Двигатель 4А160S4У3 с параметрами:

P_H = 15 кВт; η_Н = 88 %; Cosφ = 0,88; K_П = 7; I_H = 29,43 А; I_П = 206 А.

-  6 сверлильных станков  p_У = 3 кВт

Двигатель 4А100L4У3 с параметрами:

P_H = 4 кВт; η_Н = 84 %; Cosφ = 0,84; K_П = 6; I_H = 8,61 А; I_П =51,68 А.

2.  Выбор пусковой и защитной аппаратуры.

2.1   Выбор пускателей.

Пускатели электромагнитные серии ПМЛ предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, для  остановки трехфазных АД с короткозамкнутым ротором, а в исполнении с трехполюсными реле серии РТЛ – для защиты управляемых ЭД от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов возникающих при обрыве одной из фаз.

ПМЛ-ХХХХХХХХ

Х- величина пускателя по номинальному току (1-10А; 2-25А; 3-40А; 4-63А;5-80А; 6-125А; 7-200А).

Х- исполнение пускателей по назначению и наличию теплового реле (1-нереверсивный пускатель без теплового реле; 2-нереверсивный пускатель с тепловым реле; 5-реверсивный пускатель без теплового реле с электрической и механической блокировкой; 6-реверсивный пускатель с тепловым реле, с  электрической и механической блокировкой; 7-пускатель звезда-треугольник).

Х- исполнение пускателей по степени защиты и наличию кнопок (0-IP00 без кнопок; 1-IP54 без кнопок, 2-IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп», 3-IP54 с кнопками «Пуск» и «Стоп» и сигнальной лампой)

Х- число контактов вспомогательной цепи;

Х- сейсмостойкое исполнение пускателя;

ХХ- климатическое исполнение пускателей;

Х- исполнение по износостойкости.

Для электроприемников:

1)  4А100L4У3, 4А100S4У3 – ПМЛ-162102;

2)  4А112М4У3, 4А132S4У3, 4А132М4У3 – ПМЛ-262102;

3)  4А160S4У3 – ПМЛ-362002.

2.2 Выбор защитной аппаратуры.

Наиболее распространенными аппаратами защиты в установках до 1000В являются плавкие предохранители. Номинальный ток плавкой вставки для безинерционных предохранителей должен удовлетворять условиям:

I_ДЛ - величина длительного расчетного тока электроприемника.

a - коэффициент зависящий от характеристики предохранителей и режима перегрузки. Для двигателей с нормальными условиями пуска a=2,5.

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей и защиты электроприемника. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер.

Автоматы выбирают по их номинальному току. Уставки токов расцепителей определяют по следующим отношениям:

- для силовых одиночных электроприемников ток уставки теплового расцепителя:

- ток уставки электродинамического расцепителя:

где

I_H -номинальный ток электроприемника.

I_ПУСК- пусковой ток электродвигателя.

По данным пункта 1 для двигателей рассчитываем и выбираем предохранители и автоматы.

1)4А100S4У3

предохранитель: I_ВСТ³6,7 А;  I_ВСТ³16,08 А, значит ПР-2-60-20;

автомат: I_Э³100,625 А,  А3110-100-100.

2)4А112М4У3

предохранитель: I_ВСТ³11,5 А;  I_ВСТ³32,2 А, значит ПР-2-60-35;

автомат: I_Э³100,625 А,  А3120-200-150.

3)4А132S4У3

предохранитель: I_ВСТ³15,14 А;  I_ВСТ³45,42 А, значит ПР-2-60-60;

автомат: I_Э³141,875 А,  А3130-200-150.

4)4А132М4У3

предохранитель: I_ВСТ³21,95 А;  I_ВСТ³65,88 А, значит ПН-2-100-80;

автомат: I_Э³205,875 А,  А3140-600-200.

6)4А160S4У3

предохранитель: I_ВСТ³29,43 А;  I_ВСТ³82,4 А, значит ПН-2-100-100;

автомат: I_Э³257 А,  А3140-600-300.

7)Печь сопротивления ток 5,32А  ПР-2-15-6.

8)Сварочный трансформатор I_Н=71А   ПН-2-100-80.

3. Определение расчетной нагрузки.

Одним из основных методов определения расчетной нагрузки является метод упорядоченных диаграмм показателей графиков электрических нагрузок. В основе метода лежит коэффициент использования отдельного приемника и групповые коэффициенты.

Для определения расчетных нагрузок группы электроприемников более трех расчет рационально приводить в табличной форме.

Пример расчета:

Для силового пункта СП2, являющегося группой электроприемников и включающего:

1 шлифовальный станок с мощностью на валу двигателя 3 кВт и 2 сверлильных станка с мощностью 4 кВт

В четвертом столбце считается общая  номинальная мощность электроприемников:

Коэффициент использования определяется по таблице [3, с.12, табл.1.1].Для электродвигателей универсального назначения (шлифовальные станки, фрезерные, сверлильные и т.п.) коэффициент использования активной мощности:

В шестой колонке коэффициент реактивной мощности [3, с.12, табл.1.1].

Далее колонки 7,8,9 заполняются расчетными величинами:

Эффективное число электроприемников:

Коэффициент расчетной нагрузки определяется по таблице [3, с.15, табл.1.2] при   k_И=0,15 и n_Э=3 коэффициент k_Р=3,35.

Расчетная активная мощность

Расчетная реактивная мощность:

Тогда полная расчетная мощность равна:

Расчетный ток

Аналогично рассчитываем СП1, СП3, ШРА1. Полную нагрузку по цеху определяют путем суммирования активных и реактивных нагрузок отдельных групп электроприемников.

Расчеты сводим в таблицу.

Исходные данные				По справ. данным		Расчетные величины			Эффективное число ЭП	Коэффициент расчетной нагрузки	Расчетная мощность			Расчетный ток, А.
Наименование электроприемника	Кол-во	Ном.уст. мощн. кВт.		Коэф. использ.	Коэф. реакт. мощн.	KИ∙РН	KИ∙РН∙tgφ	n∙(PН)2			Активная, кВт.	Реактивная, квар.	Полная, кВА
		Одного ЭП, рН	Общая
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Токарный станок	1	7,5	7,5	0,14	0,6/1,33	1,05	1,4	56,25
Печь сопротил.	1	3,5	3,5	0,55	0,95/0,33	1,925	0,63	12,25
Строгальный станок	1	15	15	0,14	0,6/1,33	2,1	2,8	225
Сверлильный станок	1	4	4	0,14	0,6/1,33	0,56	0,745	16
Насос	1	5,5	5,5	0,65	0,8/0,75	3,57	2,67	30,25
СП1	5	3,5-15	35,5	0,26	0,71/1	9,2	8,245	339,8	3,71	2,2	20,31	10,153	22,7	34,5
Сверлильный станок	2	4	8	0,14	0,6/1,33	1,12	1,49	32
Шлиф. станок	1	3	3	0,14	0,6/1,33	0,43	0,57	9
СП2	3	3-4	11	0,14	0,6/1,33	1,55	2,06	41	2,95	3,35	5,159	2,25	5,62	8,54
Фрезерный станок	3	5,5	16,5	0,14	0,6/1,33	2,31	3,07	90,75
Точильное оборудование	5	3	15	0,14	0,6/1,33	1,12	1,49	32
СП3	8	3-5,5	31,5	0,14	0,6/1,33	4,41	5,87	135,75	7,3	2,45	10,8	6,452	12,6	19,11
Револьверный станок	5	11	55	0,14	0,6/1,33	7,7	10,24	605
Фрезерный станок	5	5,5	27,5	0,14	0,6/1,33	3,85	5,12	151,25
Сверлильный станок	6	4	24	0,14	0,6/1,33	3,36	4,47	96
Штамповочный пресс	10	11	110	0,25	0,65/1,17	27,5	32,125	1210
Строгальный станок	6	15	90	0,14	0,6/1,33	12,6	16,76	1350
ШРА1	32	4-15	306,5	0,18	0,6/1,33	55,01	68,72	3412,25	27,53	1,425	78,62	73,4	107,54	163,4
Однофазный сварочный тр-р СП2	1	20	20	0,3	0,35/2,67	6	16,02	400	1	2,67	16,02	17,6	23,8	36,2
Итого:	49	3-20	404,5	0,19	0,6/1,42	76,17	101	4328,8	38	1,28	98,4	107,6	145,8	221,5

4. Выбор типа СП, ШРА, ВРУ.

4.1. Распределительные  шкафы и ящики.

На участках цеха для распределения электроэнергии, поступающей по питающим линиям, между группами силовых электроприемников, устанавливаются распределительные силовые шкафы.

Для управления отдельными электроприемниками, например кранами, устанавливаются ящики управления.

В этих устройствах (силовые шкафы и ящики управления) сосредоточена коммутационно-защитная аппаратура (рубильники, предохранители, автоматические выключатели), предназначенная для управления электроприемниками до 1кВ, и их защиты от коротких замыканий и прегрузки.

Выбор распределительных силовых шкафов осуществляется в зависимости от

-  расчетного тока группы электроприемников;

-  количества присоединяемых ответвлений;

-  значений пиковых токов присоединений.

4.2. Условия выбора шкафов и распределительных шинопроводов.

1.   Т.е. расчетный ток группы электроприемников  должен быть меньше номинального тока шинопровода (шкафа).

2.  - количество электроприемников группы меньше или равно количеству возможных присоединений.

3.  - ток срабатывания защиты в шкафу больше тока срабатывания защиты