Электроснабжение завода “Шарикоподшипник”

  I   -  I   92  I 592.70 I   .21 I  1.28   I 123.83 I  157.93 I    54   I   .65 I  81.04 I  103.36 I 131.34 I  199.61 I

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

4. Выбор схемы  и расчет внутрицеховой электрической  сети 

 

Внутрицеховые сети условно делят на питающие и  распределительные. К первым относят  провода и кабели, отходящие непосредственно  от распределительных устройств трансформаторных подстанций к первичным силовым пунктам и щитам, ко вторым – отходящие от пунктов, щитов, или шинопроводов к электроприемникам. Питающие сети могут выполняться по радиальным или магистральным схемам. Распределительные сети чаще всего бывают радиальными.

Для питания  значительного числа электроприемников небольшой мощности, расположенных компактно по площади цеха, следует применять распределительные шинопроводы серии ШРА 4, присоединяемые к шинам до 1 кВ ТП с помощью аппаратов защиты и управления.

Радиальные схемы распределительных сетей с силовыми пунктами следует предусматривать в тех случаях, когда применению распределительных шинопроводов препятствуют условия среды, территориальное размещение электроприемников, наличие кранов и другие местные условия. При этом рекомендуется использовать силовые распределительные шкафы серии ШР1, ШРС1, СПУ62, а также ШР11 с трехфазными группами плавких предохранителей ПН2 и НПН2 для защиты отходящих линий.

При построении схем необходимо стремиться к тому, чтобы длина  линий была минимальной. Следует также исключать или сводить к минимуму случаи обратных перетоков мощности.

Приняв во внимание все вышеуказанное, принимаем решение  о питании группы №3 электроприемников  цеха от распределительного шинопровода.

Питание групп  № 1 и № 2 будем осуществлять от распределительных шкафов серии  ШР 11.

Распределительные шинопроводы выбираются по условию

                     

  где I_Н – номинальный ток шинопровода, А;

            I_Р – расчетный ток группы электроприемников, A.

Если распределительный  шинопровод подключается не в начале, то он выбирается по расчетному току наиболее нагруженного плеча от точки присоединения питающей линии до конца шинопровода. Для этого предварительно вычисляется ток нагрузки на 1 м шинопровода по выражению

      

где S_РШ – полная мощность расчетной нагрузки группы электроприемников,                                        

                 питающихся от шинопровода, кВ^.А;

               l_Ш – длина распределительного шинопровода, м.

Расчетный ток  плеча шинопровода, имеющего длину l_Р, определяется как

       

При присоединении  питающей линии в начале шинопровода l_Р = l_Ш.

В питающем шинопроводе  потеря напряжения не должна превышать 1,5…1,8 %.

Потери напряжения в шинопроводе рассчитываются по формуле 

    

где I_Р  и l_Ш  – расчетный ток и длина наиболее нагруженного плеча шинопро-

                              вода;

            r_ош и x_ош – удельные активное и реактивное сопротивления шинопровода.

В качестве примера  произведем выбор шинопровода А3, питающего 3 группу электроприемников.

Шинопровод  присоединен к питающей линии  в начале, следовательно, I_Р =196,9 А (таблица 3.3). По таблице П18 [1] выбираем распределительный шинопровод марки ШРА4-250 с I_Н = 100 А.

По условию (4.1)

      ===================

По выражению (4.4) определим потери напряжения

*

*

Потери напряжения не превышают допустимой величины, следовательно, шинопровод выбран правильно.

Выбор шинопроводов А4,А7, и А8 аналогичен. Для питания 4, 7 и 8-ой групп выбираем распределительные  шинопроводы ШРА4-100 (I_Н = 100 А, r_ош = 0,21 Ом/км, x_ош = 0,21 Ом/км) Шинопровод ШРА4 комплектуется ответвительными коробками: У2031 (предохранитель ПН2-100, I_Н  = 100 А) и У2033 (разъединитель I_Н  = 250 А).

На вводе в распределительные  шинопроводы, питающие 3, 4, 7 и 8-ую группы устанавливаем автоматический выключатель.

Произведем выбор автоматического  выключателя для подключения  шинопровода А3. По формуле (4.12) определим  пиковый ток группы № 5

По условиям (2.6) и (2.7) по [1] для 3 группы выбираем автоматический выключатель ВА51-25 с I_НА = 25 А, I_НР = 25 А .

Для отстройки  от пиковых токов по (4.4)

Для остальных групп  выбор автоматов производим аналогично, результаты выбора сводим в таблицу 4.1.

Произведем выбор автоматических выключателей в линейных панелях  ЩО 70-У3 на примере группы № 3

По условию  селективности номинальные токи расцепителей двух последовательно расположенных  автоматов  по направлению потока энергии должны отвечать условию:  I_{НР. Б}  = 1,5*I_{НР. М} .

Учитывая выше сказанное, по условию селективности  выбираем автоматический выключатель  ВА53-41 / 1000 А, I_НР = 1000 А.

Аналогично  выбираем автоматы в линейных панелях  для остальных групп. Результаты выбора сводим в таблицу 4.2.

Выбираем автоматический выключатель во вводной панели ЩО 70-У3 цеха. Расчетный и максимальный кратковременный токи проектируемого цеха соответственно равны I_Р = 305 А , I_КР = 538,32А .

По условиям (2.9) и (2.10), по [1] во вводной панели устанавливаем автоматический выключатель ВА 51-37/400. По условиям (2.6) и (2.7):

Выберем сечения  проводов и жил кабелей для  подключения оборудования цеха к   распределительным шинопроводам и распределительным шкафам.

Распределение электроэнергии от ЩО 70-У3 к распределительным  шинопроводам осуществляется небронированными кабелями марки АВВГ. Сечения жил проводов и кабелей напряжением до 1 кВ по нагреву определяются по таблицам допустимых токов, составленным для нормальных условий прокладки, в зависимости от расчетных значений длительно допустимых токовых нагрузок I_ДОП  из соотношения

       

где к_п – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей

             (при нормальных условиях прокладки к_п =1).

Для цеховых электрических  сетей, как правило, должны применяться  провода и кабели с алюминиевыми жилами.

Сечение нулевого провода следует принимать равным или большим половины фазного сечения, но не меньшим, чем требуемое по механической прочности.

Выбранные проводники должны соответствовать их защитным аппаратам, что проверяется по условию

       

где к_з  - кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отно-

             шению к номинальному току  или току срабатывания защитного  ап-

             парата, определяемая по [1];

      I_З – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.

Наличие аппаратов  защиты с завышенными значениями I_З не является обоснова-

нием для  увеличения сечения проводников  сверх принятого по выражению (4.5). По (4.6) допускается применение ближайшего меньшего сечения, но не меньшего, чем  это требуется по условию нагрева  расчетным током [1].

Определим сечение  провода, которым электроприемник N31 запитывается к распределительному шинопроводу. По таблице 2.2 имеем I_Р = 10,85 А; I_З = 31,5 А.

 По выражению (4.5) определяем

По условию (4.6)

 

Так по условию (4.5) и по [1] принимаем провод АПВ 4(1x2,5), I_ДОП = 19 А.

Выбор проводов для подключения  остальных электроприемников к  распределительным шинопроводам аналогичен. Результаты выбора представлены в таблице 2.2.

Определим сечения жил  кабелей для подключения распределительных   шинопроводов. В качестве примера выберем кабель для питания группы №7 (шинопровод А7). По таблице 4.1 имеем I_Р = 89,33 А; I_З = 160 А.

 По выражению (4.5) имеем

По условию (4.6)

По [1] принимаем кабель 2xАВВГ 3(1x50)+1x50, I_ДОП = 175 А.

Аналогично выбираем питающие кабели для остальных групп. Результаты выбора сводим в таблицу 4.3.

 

Электрические сети до 1 кВ, рассчитанные на нагрев, проверяются  на потерю напряжения.  Для определения напряжения на зажимах электроприемников необходимо найти потери напряжения в питающем трансформаторе, линиях и шинопроводах. Напряжение на зажимах самого удаленного электроприемника в % определяется как

        

где U_ИП – напряжение на шинах до 1 кВ ТП, U_ИП = 105 %;

             DU_i – потеря напряжения в i-ом элементе;

              n – число элементов на пути от ТП до точки, в которой определяется U_Э.

Потеря напряжения в  трансформаторе:

Потеря напряжения в  линии электропередачи в процентах  вычисляюся по формуле

     

где I_Р и l – расчетный ток и длина линии;

             r_о и x_o – удельное активное и индуктивное сопротивление линии;

             cos j - коэффициент мощности нагрузки линии.

Определим потерю напряжения до наиболее удаленного приемника на плане цеха.

Трансформатор ТМЗ-630/10, кабель марки АВВГ 3(1x150)+1x95,  I_ДОП = 335 А, I_Р = 305А, r_o = 0,329 Ом/км, х_о = 0,081 Ом/км, соs j = 0,61; sin j = 0,79.

%

%

%

По формуле (4.8) определяем:

Определяем потерю напряжения в проводниках , питающих  электроприемник  от распределительного шинопровода. Провода марки АПВ 4(1х2,5),  I_ДОП = 19 А, I_Р = 10,85 А, r_o = 0,329 Ом/км, х_о = 0,082 Ом/км, соs j = 0,65; sin j = 0,76.

По формуле (4.8) определяем:

 

Определяем напряжение на зажимах электроприемника по (4.7)

                               U_Э = 105-1,62-3,675-0,013-0,004 = 99,688 %

 что является допустимой  величиной, т.к. допускается отклонение  напряжения

( -5 +10) %.

 

4.2Определение расчетных нагрузок завода

Эффективное число электроприемников  цеха определяем по формуле:

где Р_н.max.- номинальная мощность наиболее мощного электроприемника цеха,       кВт.

Расчетную реактивную силовую нагрузку для цеха определяем по формуле:

где tg φ_i – коэффициент реактивной мощности i-ой категории электроприемников.

Расчетную активную осветительную  нагрузку для цеха определяем по формуле:

где Р_уд. – удельная мощность общего равномерного освещения на 1м² площади при освещенности Е = 100лк, Вт/м², [1];

где  F – площадь цеха, м²;

       Е_факт. – фактическая (требуемая) освещенность цеха, лк;

       Е_норм. – нормируемая освещенность, Е_норм. = 100лк.

Расчетную реактивную осветительную  нагрузку для цеха определяем по формуле:

где - коэффициент реактивной мощности лампы:

                        для ЛЛ –        ;   

                        для ДРЛ –       ;   

Расчетную активную и реактивную нагрузку на напряжение до 1кВ определяем по выражениям:

 Полную расчетную нагрузку для  цеха определяем по формуле:

Для примера приведем расчет электрических нагрузок административного  корпуса. Исходные данные для расчета представлены в табл. 4.4, 4.5.

Таблица 4.4

Расчет осветительной  нагрузки

№ цеха	Наименование цеха	Руд., Вт/м2	F, м2	Енорм., лк	Ефакт., лк	Рр.о., кВт	Qр.о., квар
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	Производственный корпус № 1 Производственный корпус № 2 Производственный корпус № 3 Корпус литых сепараторов Кузнечный корпус Цех ширпотреба РМЦ Компрессорная Инструментальный корпус Механический цех Заводоуправление Инженерный корпус	6 6 6 6 6 7 6 7 6 6 7 7	18400 34816 23040 21760 14400 1456 1360 1664 14336 4000 2592 2400	100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100	300 300 300 300 200 200 300 150 250 300 300 300	331,2 626,69 414,72 391,68 172,8 20,38 24,48 <span class="dash041e_0441_043d_043e_0432_043d_043e_0439_0020_0442_0435_043a_0441_0442_0020_0441_0020_043e_0442_0441_0