Разработка системы электроснабжения инструментального отделения ремонтно-механического цеха завода

СОДЕРЖАНИЕ

Задание…………………………………………………………………………………………………………3

Исходные данные………………………………………………………………………………………...3

Расчётная часть…………………………………………………………………………………………….4

Расчёт нагрузок индивидуальных ЭП………………………………………………………….4

Определение расчётных значений осветительных  нагрузок отделения….5

Определение расчётных нагрузок силовых ЭП отделения………………………..6

Транспорт электрической энергии………………………………………………………………7

Расчёт токов короткого замыкания……………………………………………………………11

Выбор и проверка автоматических выключателей…………………………………..13

Проверка кабельных линий на термическую стойкость…………………………..13

Заключение…………………………………………………………………………………………………14

Библиографический список……………………………………………………………………….15

ЗАДАНИЕ.

Разработать систему электроснабжения инструментального отделения ремонтно – механического цеха завода.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Исходные и справочные данные электроприёмников приведены в табл. 1,2

Таблица 1. Исходные данные электроприёмников

№ по заданию	Наименование ЭП	Рпасп, кВт
1	Токарно – затыловочный станок	3
2	Универсально – фрезерный станок	6
3	Настольно – фрезерный станок	2
4	Вертикально – сверлильный станок	2
5	Радиально – сверлильный станок	1
6	Широкоуниверсальный фрезерный станок	1
7	Токарно – винторезный станок	6
8	Координатно – расточный станок	2
9	Внутришлифовальный станок	4
10	Плоскошлифовальный станок	3
11	Круглошлифовальный станок	4
12	Обдирочно – шлифовальный станок	1
13	Полуавтомат для заточки сверл и зенкеров	2
14	Вентилятор	4
15	Кран – балка. Режим работы ПКР	4

Таблица 2. Справочные данные электроприёмников

№	Наименование ЭП	Ки	ПВ,%	cosφ/tgφ
1	Токарно – затыловочный станок	0,18	70	0,65/1,17
2	Универсально – фрезерный станок	0,18	70	0,65/1,17
3	Настольно – фрезерный станок	0,17	70	0,6/1,33
4	Вертикально – сверлильный станок	0,11	70	0,45/1,98
5	Радиально – сверлильный станок	0,13	70	0,45/1,98
6	Широкоуниверсальный фрезерный станок	0,18	70	0,6/1,33
7	Токарно – винторезный станок	0,11	70	0,65/1,17
8	Координатно – расточный станок	0,18	70	0,45/1,98
9	Внутришлифовальный станок	0,22	70	0,65/1,17

Таблица 2. Продолжение

№	Наименование ЭП	Ки	ПВ,%	cosφ/tgφ
10	Плоскошлифовальный станок	0,17	70	0,6/1,33
11	Круглошлифовальный станок	0,22	70	0,65/1,17
12	Обдирочно – шлифовальный станок	0,18	70	0,65/1,17
13	Полуавтомат для заточки сверл и зенкеров	0,3	60	0,6/1,33
14	Вентилятор	0,7	100	0,8/0,75
15	Кран – балка	0,22	25	0,5/1,73
16	Освещение	-	100	0,9/0,48

Питание отделения ремонтно – механического цеха осуществить на напряжении 380 В.

Все ЭП отделения по надёжности питания относятся к электроприёмникам третьей категории.

Окружающая среда отделения нормальная.

Технические характеристики ЭП принимать по справочным данным [3,4].

При расчёте осветительной нагрузки принять: высота корпуса равна 7 м, габариты отделения составляют  12×15 м.

Длина питающей линии равна 75 м.

Ток КЗ в питающей линии 9,5 кА, ударный коэффициент 1,08.

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ.

1.  Расчёт нагрузок индивидуальных ЭП.

На примере ЭП № 1 – 3 определим расчё  тную активную и реактивную мощности, которые для индивидуальных ЭП можно принять равным средним значениям мощностей:

1)  для ЭП № 1

2)  для ЭП № 2

3)  для ЭП № 3

Результаты расчёта мощностей остальных ЭП сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Расчётные величины

№	Наименование ЭП	,кВт	,кВт	, кВАр
1	Токарно – затыловочный станок	2,51	0,452	0,529
2	Универсально – фрезерный станок	5,02	0,904	1,058
3	Настольно – фрезерный станок	1,673	0,284	0,378
4	Вертикально – сверлильный станок	1,673	0,184	0,364
5	Радиально – сверлильный станок	0,837	0,109	0,216
6	Широкоуниверсальный фрезерный станок	0,837	0,151	0,201
7	Токарно – винторезный станок	5,02	0,552	0,646
8	Координатно – расточный станок	1,673	0,301	0,596
9	Внутришлифовальный станок	3,347	0,736	0,861
10	Плоскошлифовальный станок	2,51	0,427	0,568
11	Круглошлифовальный станок	3,347	0,736	0,861
12	Обдирочно – шлифовальный станок	0,837	0,151	0,177
13	Полуавтомат для заточки сверл и зенкеров	1,549	0,465	0,619
14	Вентилятор	4	2,8	2,1
15	Кран – балка	2	0,44	0,761
16	Освещение	1,3	1,496	0,718

2.  Определение расчётных значений осветительных  нагрузок отделения.

В  качестве источника света выбираем лампы ДРЛ, тогда:

 кВт,

 кВАр,

где =12×15 – площадь цеха, м²;

=7,0·10^-3 – удельная мощность осветительной нагрузки, Вт/м²;

=0,95 – коэффициент спроса осветительной нагрузки;

=1,25 – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре;

=0,48 – соответствует cosφ_o осветительной нагрузки.

3.  Определение расчётных нагрузок силовых ЭП отделения.

Определим средневзвешенный коэффициент использования:

Определим средневзвешенный коэффициент мощности отделения:

Эффективное число электроприёмников:

.

Округляем полученное число до ближайшего меньшего значения  =11.

По значениям  и  определяем расчетный коэффициент (по кривым зависимости Кр=f(n_э,Ки) или по табл. 2,3 [2]).

Расчётная активная мощность ЭП, подключенных к узлу питания:

 кВт.

Расчётная реактивная мощность для питающих сетей напряжением до 1 кВ при  >11  определяется по формуле

 кВАр.

Тогда полная расчётная мощность группы электроприёмников:

 кВА.

4.  Транспорт электрической энергии.

Рис.1. Схема транспорта электроэнергии внутри отделения

Выбор проводника линии ТП – СП (рис.1):

Расчётная мощность, передаваемая по линии

 кВА.

Расчётный ток нормального режима

А.

Выбираем комплектный шинопровод  ШРА – 73 – 400 со следующими параметрами:  U_ном=0,4 кВ, I_ном=400 А, i_дин=25 кА.

 i_уд = кА< i_дин .

Шинопровод проходит по условиям выбора.

Выбор линии W2, соединяющей СП и ЭП15.

Расчётная мощность, передаваемая по линии

 кВА.

Расчётный ток нормального режима

А.

Из [3] выбираем кабель марки КРВБ - 4×35 со следующими параметрами: U_ном=0,4 кВ, I_доп=109 А.

Допустимый длительный ток нормального режима:

I_доп,нр=К₁К₂К₃I_доп=1·1·1·109=109 А,

допустимый ток кратковременной перегрузки:

I_{доп,пер}= К_пер· I_доп,нр=1,0·109=109 А, где

К₁ – коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды (воздуха, воды, земли),

К₂ – коэффициент, учитывающий количество параллельно проложенных кабелей в одной траншее,

К₃ – коэффициент, учитывающий фактическое тепловое сопротивление грунта,

К_пер – коэффициент допустимой перегрузки, который зависит от материала жил и типа изоляции.

 - условие выполняется. Следовательно, окончательно выбираем кабель марки КРВБ - 4×35.

Выбор линии W3, соединяющей СП и ЭП14.

Расчётная мощность, передаваемая по линии

 кВА.

Расчётный ток нормального режима

А.

Из [3] выбираем кабель марки АВВГ - 4×35 со следующими параметрами: U_ном=0,4 кВ, I_доп=109 А.

Допустимый длительный ток нормального режима:

I_доп,нр=К₁К₂К₃I_доп=1·1·1·109=109 А,

допустимый ток кратковременной перегрузки:

I_{доп,пер}= К_пер· I_доп,нр=1,15·109=125,4 А.

 - условие выполняется. Следовательно, окончательно выбираем кабель марки АВВГ -  4×35.

Результаты расчётов для остальных ЭП сведены в табл.4

Коэффициенты К₁, К₂, К₃ принимаем равными 1,0. Коэффициент К_пер принимаем равным 1,15 для кабелей АВВГ и 1,0 для кабеля КРВБ [3].                     

Таблица 4. Выбор марок проводников системы потребления

№	ЛЭП	,кВт	, кВАр	,кВА	,А	,А	,А	Марка
W1	ТП – СП	13,23	15,29	20,22	29,2	400	400	ШРА – 73 – 400
W2	СП – ЭП15	0,44	0,761	0,88	1,27	109	109	КРВБ - 4×35
W3	СП – ЭП9	2,05	2,467	3,21	4,63	109	125,4	АВВГ - 4×35
W4	СП – ЭП1	1,305	1,771	2,2	3,18	109	125,4	АВВГ - 4×35
W5	СП – ЭП14	2,8	2,1	3,5	5,1	109	125,4	АВВГ - 4×35
W6	СП – ЭП6	2,097	2,836	3,53	5,1	109	125,4	АВВГ - 4×35
W7	ЭП9 – ЭП10	1,314	1,606	2,08	3	109	125,4	АВВГ - 4×35
W8	ЭП10 – ЭП11	0,887	1,038	1,37	1,98	109	125,4	АВВГ - 4×35
W9	ЭП11 – ЭП12	0,151	0,177	0,23	0,33	109	125,4	АВВГ - 4×35
W10	ЭП1 – ЭП7	0,853	1,242	2,2	3,18	109	125,4	АВВГ - 4×35
W11	ЭП7 – ЭП8	0,301	0,596	0,67	0,97	109	125,4	АВВГ - 4×35
W12	ЭП6 – ЭП2	1,946	2,635	3,28	4,73	109	125,4	АВВГ - 4×35
W13	ЭП2 – ЭП3	1,042	1,577	1,89	2,73	109	125,4	АВВГ - 4×35

Таблица 4 (Продолжение).

№	ЛЭП	,кВт	, кВАр	,кВА	,А	,А	,А	Марка
W14	ЭП3 – ЭП13	0,758	1,199	1,42	2,05	109	125,4	АВВГ - 4×35
W15	ЭП13 – ЭП4	0,293	0,58	0,65	0,94	109	125,4	АВВГ - 4×35
W16	ЭП4 – ЭП5	0,109	0,216	0,24	0,35	109	125,4	АВВГ - 4×35

Принципиальная схема электроснабжения инструментального отделения РМЦ приведена на рис.2.

Рис. 2. Принципиальная схема электроснабжения отделения

5.  Расчёт токов короткого замыкания.

Исходные данные для расчёта токов короткого замыкания:

В, , , кА, .

Расчётные схемы для расчёта токов КЗ в узлах нагрузки представлены на рис.3:

Рис.3. Расчетная схема и схема замещения

Сопротивление электрической цепи КЗ в точке К – 1:

 мОм.

Активные и реактивные сопротивления в точке К – 2:

мОм,

мОм.

Суммарное сопротивление в точке К – 2:

мОм.

Периодическая составляющая тока КЗ в точке К – 2:

Значения ударных токов КЗ в точках К – 1, К – 2:

кА,

кА.

6.  Выбор и проверка автоматических выключателей.

Выбор автоматического выключателя на отходящей линии СП – ЭП14.

Максимальный рабочий ток А.

Из [3] выбираем автоматический выключатель ВА – 51 – 25.

Исходные данные для выбора и проверки выключателя приведены в табл.5.

Таблица 5. Условия выбора и проверки автоматического выключателя