Расчёт сети электроснабжения цеха промышленного предприятия

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Курский государственный  технический университет

 

 

 

Кафедра электротехники и автоматики

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчётно-графическая  работа

«Расчёт сети электроснабжения цеха промышленного  предприятия»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Курск 2006}

Задание

 

Для системы электроснабжения производственного участка с  заданными потребителями электроэнергии рассчитать токовые нагрузки, выбрать  сечение проводов и кабеля, выбрать  пусковые и защитные аппараты, определить мощность трансформатора.

Система электроснабжения (рис.1) состоит из трансформаторной подстанции ТП с трёхфазным трансформатором типа ТМ, магистральной кабельной линии, распределительного пункта РП.

Линии, питающие потребителей, выполнены проводом АПВ, проложенным  в стальных трубах.

Магистральная линия выполнена кабелем марки ААШВ, проложенным в стальных трубах.

Защита питающих линий  от РП до потребителей от перегрузок и  коротких замыканий выполнена плавкими предохранителями ПП1 – ПП4 и автоматическими  выключателями АС и АН.

Пуск электродвигателей М1 – М4 и защита их от перегрузок осуществляется магнитными пускателями ПМ1 – ПМ4 с тепловыми реле.

 

 

 

             Рис. 1.  Схема электроснабжения  производственного участка.

 

Исходные данные для  расчетно-графической работы.

 

Таблица 1

NN п/п	Потребитель	Тип                      электродвигателя	Рн	Uн	Iпуск Iн	КПД ηн	Cos φн	tg φ	Кс
-	-	-	КВТ	В	-	-	-	-	-
1
2
3
4
5
6

 

В таблице 1:

Р_н – номинальная мощность потребителя, квт;

U_{н –} номинальное линейное напряжение, В;

I_пуск

  I_н 

Cos φ_н, tg φ_н – номинальное значение коэффициента мощности и tg φ_н;

К_{с –} коэффициент спроса, учитывающий загрузку электродвигателей.

 

 

1. Расчёт нагрузок линий.

 

1). Расчётная активная  мощность токоприёмников, квт.

Р_р = Р_н * К_{с, квт.}

2). Расчётная реактивная мощность электродвигателей, квар.

Q_р = Р_р * tg φ, квар.

3). Полная расчетная  мощность линий, КВА, 

S_р =

, КВА.

4). Активная расчётная мощность магистрали, квт.

Р_рм =

Р_р, квт.

5). Расчётная реактивная мощность магистрали, квар.

Q_рм =

Q_р, квар.

6). Полная расчётная  мощность магистрали, мощность трансформатора, ква.

S_рм = S_рт =

, ква.

 

По расчётным мощностям определяем расчётные токи питающих линий и магистрали.

а). Для электродвигателей (трёхфазных асинхронных)

  S_р * 1000

                                                    * U_н

б). Для магистрали

 

    S_рм * 1000

                                                    * U_н

в). Для однофазных потребителей (освещение, нагревательные приборы)

 

  Р_р * 1000

                                                         U_ф

где U_ф – фазное напряжение, В.

 

 

 

 

Результаты вычислений снесены в таблицу 2.

Таблица 2

 

NN п/п	Рр	Qр	Sр	Ррм	Qрм	Sрм	Ip	Ipм	Iн дв.
	квт	квар	ква	квт	квар	ква	А	А	А
1
2
3
4
5
6
маг

 

 

2. Выбор марок и сечений жил проводов и кабеля магистрали.

 

Для подключения электродвигателей, осветительной нагрузки и нагревательных приборов выбираем провод марки АПВ (провод с алюминиевыми жилами с поливинилхлоридной изоляцией), прокладываемый в стальных трубах.

Для магистральной линии выбираем кабель марки ААШВ (кабель с алюминиевыми токоведущими жилами, с бумажной изоляцией, общей алюминиевой оболочкой и покрытый поливинилхлоридной оболочкой – шлангом).

Выбор сечений проводов q производится по таблице допустимых токов из условия, что допустимый ток I_доп. должен быть равен или несколько больше расчётного тока I_р.

I_доп. ≥ I_р.

При выборе сечения проводов и кабелей по таблицам учитываются  способы их прокладки.

По таблицам же выбираются и диаметры стальных труб в зависимости  от количества проводов в одной трубе. Так для двигателей необходимо минимум  три провода и максимум четыре.

Выбранное сечение проводов и кабеля проверяется на допустимую потерю напряжения ΔU по формуле:

для трёхфазных токоприёмников

  Р_р * l_i * 1000

                                                      γ q U_н

для однофазных токоприёмников

     2Р_р * l_i * 1000

                                                      γ q U_ф

 

где  γ – проводимость алюминия, γ = 32;

        l_{i – длина линии, м;}

        q_i – сечение жил провода и кабеля, мм²

 

Суммарная потеря напряжения от трансформатора до токоприёмника ΔU_о

ΔU_о = ΔU_i + ΔU_м , В,

Где  ΔU_i – потеря напряжения в линии, В;

         ΔU_м – потеря напряжения в магистрали, В.

Потеря напряжения в  процентах от номинального

                                                            U_о    

                                                     U_i

Величина ΔU% не должна превышать 5% для асинхронных двигателей и нагревательных приборов и 2,5% для освещения.

Если ΔU% больше допустимых значений, то выбирается ближайшее большее сечение провода и проводится проверка на ΔU%.

 

Результаты расчёта  приведены в таблице 3.

Таблица 3

 

NN п/п	Iр	q	ΔU	ΔUо	ΔU%	Диаметр       трубы	Марка провода      (кабеля)
-	А	мм2	В	В	%	мм
1
2
3
4
5
6
маг

 

 

3. Выбор пусковых и защитных аппаратов.

 

а). Для защиты линий  и асинхронных двигателей от больших  перегрузок и коротких замыканий выбираем плавкие предохранители серии ПР–2 (предохранитель разборный).

Предохранитель выбирается по току плавкой вставки I_вст и допустимому току для патрона (корпуса) предохранителя I_п.

I_{п ≥} I_р

 

Ток плавкой вставки

где К – Коэффициент, учитывающий, кратковременность пускового тока, равный 2,5.

Предохранители и плавкие  вставки выбираются по таблицам, приведенном  в методическом пособие по выполнению РГР.

б). Для защиты от перегрузок и коротких замыканий линий к  осветительной и электронагревательной нагрузкам используются автоматические выключатели серии ВА-51.

Эти же автоматы используются для защиты магистрали. Автоматические выключатели выбираются по таблицам методического пособия по номинальному току  I_нав. И току расцепителя I_расц.

I_нав. ≥ I_р        I_расц. ≥ I_р

Электромагнитные расцепители  отключают автомат при токах, равных 7-10 кратному номинальному току.

в). Выбор магнитных  пускателей.

Для пуска асинхронных  двигателей и защиты электродвигателей  от перегрузок выбираем магнитные пускатели серии ПМЛ и ПМА с тепловыми реле.

Магнитные пускатели  выбираются по номинальному току

I_{н пуск.} ≥ I_{н дв.}

Номинальный ток двигателя.

 

 

 

 

 

 

_{Результаты  выбора электрических  аппаратов приведены  в таблице 4.}

_{Таблица 4}

 

NN п/п	Предохранители тип  ПР-2				Магнитные пускатели		Автоматические      выключатели
	Ip	Iпуск	Iн патрона	Iвст.	ТИП	Iн	ТИП	Iн авт.	Iн расц.
	А	А	А	А	-	А	-	А	А
1
2
3
4
5
6
маг

 

Контрольные вопросы.

1. Из каких элементов состоит система электроснабжения участка, цеха?
2. Для чего используется трансформатор?
3. Как выбирается и проверяется сечение провода, кабеля?
4. Какое напряжение фазное или линейное используется для подключения электродвигателей и освещения?
5. По каким параметрам выбираются электрические аппараты (предохранители, магнитные пускатели, автоматические выключатели)?