Механический цех: расчет электроснабжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет защиты

 

При эксплуатации электрических сетей возможны нарушения  их нормального режима работы, при  которых ток в проводниках  резко возрастает, что вызывает повышение  их температуры выше величины допустимых ПУЭ.

К таким  аварийным режимам относя короткое замыкание и перегрузка.

При коротком замыкании токи могут достигать  значений в десятки раз превышающих  номинальные токи электроприёмников  и допустимые токи проводников.

При перегрузках  электроприёмников по обмоткам трансформаторов, двигателей и по проводникам протекают  повышенные токи. Поэтому как электроприёмники так и участки сетей должны защищаться аппаратами защиты, отключающие  участок при аварийном режиме.

Для защиты электрический сетей напряжением  до 1000 В плавкие предохранители, автоматические выключатели и тепловые реле магнитопускателей.

Плавкие предохранители защищают от токов короткого  замыкания.

Автоматические  выключатели имеют либо тепловые, либо электромагнитные, либо комбинированные (тепловой и электромагнитный) расцепители. Тепловые расцепители осуществляют защиту от перегрузок, а электромагнитные от токов короткого замыкания.

Выбор предохранителей  проводится в следующим условиям:

1. для одиночных ЭП не имеющих предохранителей выбор проводится по следующим условиям , где — номинальный ток плавкой вставки, — расчётный ток лини.
2. для ЭП имеющих один двигатель

 

а) ;

б) ;

;

 

 — коэффициент запаса;

= 1,6 для тяжёлых условий пуска;

= 2,5 для лёгких условий пуска;

3) для  линий питающих группу ЭП с  двигателем 

 

а) ;

б) ;

 

Выбор автоматических выключателей проводится по следующим  условиям.

 

  .

 

Ток срабатывания электромагнитных или комбинированных расцепителей проверяется по максимальному кратковременному току линии

ПУЭ наряду с проверкой проводников по допустимому  нагреву устанавливают определенное соотношение между токами защитного  аппарата и допустимыми токами провода  , где - ток защитного аппарата, К₃ - коэффициент защиты.

 

 

 

6.1 Расчет и выбор защиты питающих линий

 

Защита  питающих распределительных линий  будет, осуществляется с помощью  включателей серии A3700.

Защита  питающих распределительных линий  осуществляется автоматическими включателями серии А 3700.

Расчет  и выбор выключателей питающих линий  выполняется в следующей последовательности.

Определяется  пиковый ток линии СП:

 

, где 

= ;

= 399,6 А; К_И = 0,6;

= 1105,4 А;

 

Определяется  ток отсечки выключателя:

 

 А.

 А.

 

Определяется  ток предельного отключения:

 

 кА.

 

Определяем  ток защищаемой линии:

 

, где К_З =1, I_З =630 А.

, условие выполняется. 

Расчеты по СП4,СП5 и СП6 проводятся аналогично. Результаты расчета и выбора выключателей сводим в таблицу 5.

 

Таблица 5 Выбор защитных аппаратов питающих линий

Наименование линии								Тип защитного аппарата
К СП1 К СП2 К СП3	399,6	630	1105,4	1381,7	630	1	630	А3790
К СП4 К СП5 К СП6	221,8	250	765,6	957	250	1	250	А3720Б
К КТП	621,4	5000	3977	4971,2	5000	1	5000	ВА57-39-340010 500/5000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2 Расчет и выбор защиты распределительных линий

 

Защита  распределительных линий предусматривается  с помощью плавких предохранителей. Расчет и выбор предохранителей  отходящих линий выполняется  в следующей последовательности;

Определяется  пусковой ток электроприёмников  распределительного пункта СП-1:

Для Сварочных автоматов:

 

= 784,2 А.

 

Определяется  номинальный ток плавкой вставки  электроприемников СП-1 по формуле.

Для Сварочных автоматов:

 

 

По справочным материалам принимаются нормированные  значения токов установок.

 

Для Сварочных автоматов ;

Расчеты по СП2 — СП6 проводится аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

 

Таблица 6 Защита распределительных линий

Электроприемники по плану	IНОМ	IПУСК		IПЛ.ВС.	Тип защиты аппарата
СП 1 Силовые автоматы	130,7	784,2	313,7	400	ПП57-800-400
СП 2 Вентиляторы Компрессоры Продольно - строгальные станки     Кран - балка	13,6 40,7   21,6       15,4	81,6 244,2   129,6       92,4	34,8 97,7   51,84       36,96	40 100   80       40	ПН2-100-40 ПН2-250-100   ПН2-250-80       ПН2-100-40
СП 3 Алмазно - расточные станки Мостовой кран Горизонтально - строгальные станки	7,6   57,31 22,8	45,6   343,86 136,8	18,24   137,54 54,7	40   250 80	ПН2-100-40   ПН2-400-250 ПН2-250-80
СП 4 Расточные станки	22,8	136,8	54,7	80	ПН2-250-80
СП 5 Электропечи сопротивления Радиально - сверлильные станки Вертикально - сверлильные станки Алмазно - расточные станки Заточные станки	68,4   10,6     3,8     4,9	390,4   63,8     22,8     29,4	164,1   25,5     9,2     11,8	250   40     20     20	ПН2-400-250   ПН2-100-40     ПКЭ-106-6-20У2   ПКЭ-106-6-20У2
СП 6 Поперечно - строгательные станки Токарно-револьверные станки	12,9     13,4	77,5     80,2	31     32,1	40     40	ПН2-100-40     ПН2-100-40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Выбор места и типа силовых распределительных пунктов СП

 

Распределительные сети электроснабжения цеха силовые  пункты строятся с использованием силовых  распределительных устройств —  это силовых распределительных  пунктов СП и распределительных  шинопроводов. СП применяются при  расположении ЭП компактными группами на плане цеха, а также в цехах  с пыльной или агрессивной  средой. ШР применяются при расположении ЭП вряд.

СП - это  законченное комплектное устройство заводского изготовления для приёма и распределения электроэнергии, управления и защиты ЭП от перегрузок и короткого замыкания содержащими  рубильники, предохранители, выключатели, счётчики.

ШР —  это комплектный шинопровод заводского изготовления собираемый из отдельных  секций и могущих принимать любую  конфигурацию.

СП следует  размещать нагрузок для экономии проводникового материала.

В разрабатываемой  схеме электроснабжения применены  четыре силовых распределительных  пункта. Электроприёмники большой мощности необходимо подключать непосредственно  к шинам низкого напряжения цеховой  подстанции.

Для проектирования цеха приняты силовые распределительные  шкафы с рубильником на вводе  и с предохранителями на отходящих  линиях. В качестве СП используем распределительный  трехфазный шкаф серии ШР 11.

Технические данные СП представлены в таблице 7

 

Таблица 7 Технические данные СП

Наименование СП	Тип шкафа	Аппарат на вводе	Аппарат защиты	Число предохранительных групп
СП 1 Силовые автоматы	ШР 11 - 73505	Р 16-373	ПП57-800-400	2х800
СП 2 Вентиляторы Компрессоры Продольно - строгальные станки     Кран - балка	ШР 11 - 73509	Р 16-373	ПН2-100-40 ПН2-250-100   ПН2-250-80       ПН2-100-40	4х100+4х250
СП 3 Алмазно - расточные станки Мостовой кран Горизонтально - строгальные станки	ШР 11 - 73708	Р 16-373	ПН2-100-40   ПН2-400-250 ПН2-250-80	2х400+2х250+2х100
СП 4 Расточные станки	ШР 11 - 73509	Р 16-373	ПН2-250-80
СП 5 Электропечи сопротивления Радиально - сверлильные станки Вертикально - сверлильные станки Алмазно - расточные станки Заточные станки	ШР 11 - 73509	Р 16-373	ПН2-400-250   ПН2-100-40     ПКЭ-106-6-20У2   ПКЭ-106-6-20У2	2х400+2х100+4х60
СП 6 Поперечно - строгательные станки Токарно-револьверные станки	ШР 11 - 73505	Р 16-373	ПН2-100-40     ПН2-100-40	4х100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Выбор компенсирующих устройств

 

Большинство ЭП помимо активной мощности потребляют и реактивную. Основными потребителями  реактивной мощности являются АД, сварочные  трансформаторы, газоразрядные лампы. Между значениями реактивной мощности вырабатываемой генераторами электростанций и значениями реактивной мощности потребляемой ЭП должен существовать баланс. Нарушение  этого баланса за счет высокого потребления  реактивной мощности приводит к отрицательным  последствиям (перегрузка по току генераторов, увеличение токовой нагрузки в линиях, увеличение капитальных затрат и  потеря напряжения в линии), поэтому  важной задачей является снижение потребления  реактивной мощности от системы (через  трансформаторы подстанций предприятий  и цехов). Реактивную мощность могут  генерировать не только генераторы электростанций, но и другие источники: воздушные  и кабельные ЛЭП, а также специальные  устройства, которые называются компенсирующими (КУ). В качестве КУ используют синхронные компенсаторы и статические конденсаторы. В качестве КУ на коммунальных и  промышленных предприятиях обычно применят батареи статических конденсаторов.

Мощность  КУ определяется выражением

 

, где

 фактический расчетный коэффициент  реактивной мощности.

 ─ наиболее активная расчетная мощность подстанций.

─ оптимальный коэффициент реактивной мощности задаваемой электросистемой, обычно составляет ;

 кВар.

 

─ реактивная мощность, которая может  быть передана потребителю энергосистемой в режиме максимума активных нагрузок.

Значение  зависит от ; = 0,03 – 0,98;

В качестве КУ применяем комплектную конденсаторную установку типа КРМФ (УК)-0,4-175 мощностью 175 кВар

 

 

Таблица 8

Тип установки	Мощность, квар	Комплектующие конденсаторы	Ном. Ток, А	Тип корпуса	Количество  ячеек	Вес, кг
КРМФ (УК)-0,4-175	175	3*50+1*25	230/175/146	MidiC	1	200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП

 

Количество  трансформаторов на цеховой подстанции определяется категорией потребителей. Для электроснабжения ЭП 1 и 2 категории  сооружают двух трансформаторные подстанции. Для питания потребителей 2 категории  допускают сооружение однотрансформаторной подстанции при наличии низковольтных  перемычек включаемых вручную или  автоматически.