Выбор рода тока напряжения

При проектировании системы электроснабжения цеха, важным является выбор рациональных напряжений для схемы, т.к. их значения определяют параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанции и сетей.

В производстве применяется трехфазный переменный ток с промышленной частотой 50 Гц. Трехфазные электрические сети и установки являются более экономичными в отличии от однофазных.

Согласно ПУЭ, электроустановки разделяются на две группы:

1. Электроустановки напряжением до 1 кВ;

2. Электроустановки напряжением выше 1 кВ.

В зависимости от рода тока, применяются следующие напряжения:

~ 12 и 36 В; ~ 220/127 В; ~ 380/220 В; ~ 660 В; ~ 3, 6, 10, 20, 35 и 110 кВ;

= 220 и 440 В.

По роду тока различают электроприемники, работающие:

от сети переменного тока нормальной промышленной частоты 50 Гц;

от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты;

от сети постоянного тока.

Наибольшее распространение получили надежные, простые в конструкции и дешевые асинхронные двигатели.Все основное производственное электрооборудование цеха в электроприводе имеет электродвигатели переменного трехфазного тока, рабочее напряжение которых 380 В. Двигатели постоянного тока, которые дороже как по стоимости, так и по обслуживанию -отсутствуют. Приемники электроэнергии, работающие на более высоком напряжении, в цехе не предусмотрены. Отсюда следуя, мы приходим к выводу, что рациональным напряжением для электроснабжения потребителей электроэнергии данного цеха является трехфазное переменное напряжение ~ 0,4 кВ (380/220 В), с промышленной частотой 50 Гц (согласно ПУЭ).

 

2. Расчёт электрических нагрузок на сторонах 0,4 и 6-10 кВ.

 

При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети.

Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников.

Расчет начинают с определения номинальной мощности каждого электроприемника, независимо от его технологического процесса средней мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчетной мощности участка или цеха.

Расчетные силовые нагрузки определяем методом упорядоченных диаграмм.

Для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, приводим их работу к длительному режиму.

Кран балка

(1)

кВт

Определяем нагрузку 1 – фазного к установленной 3 – фазной мощности:

Электропривод раздвижных ворот

(2)

(3)

 

 

(4)

где Р_н – номинальная мощность, кВт;

Р_А, Р_В, Р_С – мощность фазы А, В, С соответственно, кВт;

Р_Ф.НБ, Р_Ф.НМ – мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт;

Н - неравномерность.

 

Остальные приемники электроэнергии являются приемниками длительного режима работы.

 

(8)

 

для секции 1

 

для секции 2

 

где Р_Н,НБ, Р_Н.НМ – номинальное приведенные к длительному режиму активной мощности электроприемников наибольшего и наименьшего по группе, для двух секций, кВт.

Эффективное число электроприемников в группе определяется по формуле:

 

nэф (9)

 

Определяется

Секция1,n_эф1=

Секция 2,

n_эф1=

 

n_эф2=

 

после определяется К_м – коэффициент максимума активной нагрузки

(10)

Секция 1

 

Секция 2

 

Принимаем, , т.к.при n_э ≤ 10

Определяем средне–смену нагрузку и приводим ее к длительному режиму рассчитываем Р_СМ, Q_СМ, S_СМ, для каждого электроприемника по секциям:

Универсальные заточные станки

 

(11)

кВт

 

Р_см – средняя сменная активная нагрузка, кВт

 

(12)

кВар

 

Q_см – средняя сменная реактивная нагрузка, квар

 

(13)

кВА

 

S _см – средняя сменная полная нагрузка, кВ×А

 

Расчеты для остальных электроприемников аналогичны. Найдем сменную мощность для групп и цеха, данные расчеты заносим в сводную ведомость.

Чтобы выбрать сечение линии, необходимо вычислить расчетный ток в ней, который определяется по формуле

 

А (14)

 

Все данные записываются в таблицу – 2.

 

3. Расчёт осветительных нагрузок по удельной мощности

 

Значение расчетной активной осветительной нагрузки Р_см.о, кВт предварительно определяется методом удельной мощности на единицу площади по формуле

 

Р_см.о = Р_ном.о ∙ К_с.о (5)

 

где Р_ном.о – номинальная мощность осветительной нагрузки, кВт;

К_с.о – коэффициент спроса осветительной нагрузки, определяемый

по [8, с. 336],К_с.о =0,95

Номинальная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле

 

Р_ном.о = р_уд ∙ F (6)

 

где р_уд – удельная мощность освещения на единицу производственной

площади, кВт/м²,определяемая по [8, с. 148 - 167], принимаем

10 кВт/м²;

F – площадь цеха, м².

Расчетная реактивная осветительная нагрузка Q_см.о,кВАр определяется по формуле (если предполагается установка для освещения газоразрядных источников света)

 

Q_см.о = Р_р.о ∙ tgφ_о (7)

 

где tgφ_о – коэффициент реактивной мощности, соответствующий коэффициенту мощности cosφ_о= 0,95с учетом индивидуальной или групповой компенсации реактивной мощности источников света.

Подставляя известные данные в (5)– (7) получим

 

Р_ном.о = 10∙10^-3∙ 1500 = 15 кВт,

 

Р_смо = 15 ∙ 0,95 = 14,25 кВт,

 

Q_см.о = 14,25 ∙ 0,33 = 4,7кВар.

 

Полученные значения расчетных активнойР_см.о и реактивнойQ_см.о нагрузок записываем в «Таблицу 2» в строке для нагрузок освещения.

 

Таблица - 2 Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование РУ и электроприемников	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
Рн, кВт	n	∑Рн, кВт	Ки	cosφ	tgφ	m	Рсм, кВт	Qсм, квар	Sсм, кВА	nэ	Км	Км´	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА	Iм,А
Секция 1
Электропривод раздвижных ворот 1–фаз ПВ=25%	2,25		13,5	0,6	0,65	1,17	–	8,1	9,47	12,46
Универсальные заточные станки	3,5		10,5	0,14	0,5	1,73	–	1,47	2,54	2,93
Заточные станки для червячных фрез				0,14	0,5	1,73	–	1,96	3,39	3,91
Резьбошлифовальные станки	5,2		10,4	0,14	0,5	1,73	–	1,456	2,51	2,90
Заточные станки для фрезерных головок	4,2		8,4	0,14	0,5	1,73		1,176	2,03	2,34
Круглошлифовальные станки				0,14	0,5	1,73			12,11	13,98
ВСЕГО по Секций 1:	–		106,8	0,22	0,53	1,63	5,9	23,5	38,3	44,94	3,60	2,64	1,0	62,04	38,3	75,0
Секция2
Токарные станки	8,5		25,5	0,14	0,5	1,73		3,57	6,17	7,13
Вентиляторы				0,7	0,8	0,75		8,4	6,3	10,5
Плоско- шлифовальные станки	2,8		16,8	0,14	0,5	1,73		2,352	4,06	4,69
Внутришлифовальные станки	1,2		7,2	0,14	0,5	1,73		1,008	1,74	2,01
Кран балка ПВ=40%	6,32		6,32	0,05	0,5	1,98		0,5	0,86	0,99
Заточные станки	2,8		11,2	0,14	0,5	1,73		1,568	2,71	3,13
ЩО:				0,85	0,95	0,33		14,25	4,7		–	–	–	14,25	4,7		22,8
ВСЕГО по Секций 2:	–		97,7	0,21	0,52	1,61	3,5	20,52	33,04	38,89	5,0	2,42	1,0	49,66	33,04	61,54	93,6
ВСЕГО на ШНН без КУ			204,5	0,215	0,525	1,62		44,02	71,34	83,83	–	–	–	111,7	78,47	136,54	207,7