Xreferat.com » Остальные рефераты » Электроснабжение электромеханического цеха

Электроснабжение электромеханического цеха

src="https://xreferat.com/image/70/1306531391_47.gif" alt="" width="744" height="1140" />2.4 Расчет распределительных линий


2.4.1 Проводники электросетей от проходящего по ним тока согласно закону Джоуля-Ленца нагреваются. Количество выделенной тепловой энергии пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания тока Q = I2Rt. Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделяемым в проводнике с током и отдачей в окружающую среду.

Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельнодопустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах.

Длительнопротекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно-допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву.

Значение допустимых длительных токовых нагрузок составляем для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25°С, температура земли +15°С и при условии, что в траншее уложен только один кабель. Если условие прокладки проводников отличается от идеальных, то допустимый ток нагрузки определяется с поправкой на температуру (kп1) и количество прокладываемых кабелей в одной траншее (kп2)

2.4.2 Определяем сечение кабеля для силового шкафа №1.

1) Расчетный ток СШ1 равен Iр = 22,5 А

По рекомендации выбираем кабель сечением S = 10 мм2 и допустимым током Iд = 85 А;

2) Проверяем выбранный кабель по условию нагрева

По условию Iд>= Iд/, следовательно, условие выполняется;

3) Проверяем кабель по потере напряжения

где l – длина кабельной линии, км;

r0 – активное сопротивление кабеля, Ом/км (принимается в зависимости от сечения кабеля);

х0 – индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.

К остальным силовым шкафам расчет сечения кабелей ведется аналогично.

Расчетные данные заносим в таблицу 2.4.1


где l – длина кабельной линии, км;

r0 – активное сопротивление кабеля, Ом/км (принимается в зависимости от сечения кабеля);

х0 – индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.

К остальным силовым шкафам расчет сечения кабелей ведется аналогично.

Расчетные данные заносим в таблицу 2.4.1


Таблица 2.4.1


Iр, А

Iд, А

S,мм2

Iд/, А

Kп1

Кп2

L, км

R0, Ом/км

Х0, Ом/км

ΔU,%

СШ1 22,5 85 10 83 1,04 0,94 0,06 1,85 0,099 0,58
СШ2 27 85 10 83 1,04 0,94

0,07

1,85 0,099 0,6
СШ3 34,8 85 10 83 1,04 0,94 0,02 1,85 0,099 0,4
СШ4 38,6 85 10 83 1,04 0,94 0,03 1,85 0,099 0,42
СШ5 26,3 85 10 83 1,04 0,94 0,024 1,85 0,099 0,4
СШ6 38,3 85 10 83 1,04 0,94 0,042 1,85 0,099 0,44
СШ7 21 85 10 83 1,04 0,94

0,06

1,85 0,099 0,58

2.4.3 По рассчитанным токам для групп электроприемников распределительные силовые шкафы

1) Для СШ1, Iр = 22,5 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.

2) для СШ2, Iр = 27 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.

3) для СШ3, Iр = 34,8 А выбираем силовой шкаф серии ШРС1-53У3 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.

4) для СШ4, Iр = 38,6 А выбираем силовой шкаф серии ШРС1-53У3 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.

5) для СШ5, Iр = 26,3 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.

6) для СШ6, Iр = 38,3 А выбираем силовой шкаф серии ШРС1-53У3 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.

7) для СШ6, Iр = 21 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 8 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.


2.4.3 Выбор проводников и расчет токов к электроприемникам

Расчет производится исходя из мощности электроприемников к которым подводятся кабеля. Исходя из экономии применение кабелей с алюминиевыми жилами целесообразнее, чем применение кабелей с медными жилами. Условия окружающей среды не требуют применения кабелей с медными жилами, так как помещение взрыво- и пожаробезопасно.

1) Определяем расчетный ток группы станков 3,5,6,7 – токарно-револьверные станки

где Р – мощность установки, кВт;

η – КПД установки (0,82ч0,87);

Выбираем провод серии АПВ четырехжильный с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2 и допустимым током 19 А;

2) Проверяем выбранный кабель по потере напряжения для самого дальнего приемника в группе

3)Определяем расчетный ток автомата 4 – одношпиндельный автомат токарный

Выбираем провод серии АПВ четырехжильный с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2 и допустимым током 19 А;

4) Проверяем выбранный кабель по потере напряжения для автомата


5) Для приемников других групп расчет ведется аналогично первой группе. Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.4.2.


Таблиц 2.4.2

Наименование

ЭО

Рэп, кВт

Iр, А

Cos φ КПД

ΔU, %

S, мм2

Кран-балки

5 14 0,5

0,85

0,24 2,5
Токарно-револьверные станки 4,8 17,2 0,5

0,85

0,75 2,5
Горизонтально-фрезерные станки 10 35,7 0,5 0,85

0,6

8
одношпиндельный автомат 1,8 6,4 0,5 0,85 0,3 2,5
Токарные автоматы 4,5 12,4 0,5 0,85 0,64 2,5

Н

Продолжение таблицы 2.4.2.

аименование

ЭО

Рэп, кВт

Iр, А

Cos φ КПД

ΔU, %

S, мм2

Наждачные станки 1,5 9,3 0,5 0,85 0,16 2,5
Заточные станки 2,3 14,24 0,5 0,85 0,24 2,5
Поперечно-строгальные станки 5,5 19,67 0,5 0,85 0,34 4
Алмазно-расточные станки 2,8 10 0,5 0,85 0,2 2,5



2.5 Выбор аппаратов защиты


2.5.1 Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений открыто проложенными изолированными незащищенными проводниками с горючей изоляцией; силовые сети, когда по условию технолотческого процесса или режима их работы могут возникать длительные перегрузки; сети взрывоопасных помещений или взрывоопасных наружных установок независимо от условий технологического процесса или режима работы сети.

Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяют плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей.

Для защиты электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители. Они являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранители являются токоограничивающими аппаратами, так как в них обеспечивается околодуговое пространство и отключение цепи настолько быстро, что при больших кратностях тока в предохранителе ток не успевает достигнуть предельного значения.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя и реверса. В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемый электродвигатель от перегрузки. Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитной системой, в который дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы цепи ЭД.

Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при анормальных режимах (КЗ и перегрузки), для редких оперативных включений (3-5 в час) при нормальных режимах, а также для защиты цепей от недопустимых снижениях напряжения. Для защиты от токов КЗ в автоматическом выключателе применяется электромагнитный расцепитель мгновенного действия. Тепловой (обычно биметаллический) расцепитель предназначен для защиты от перегрузок, за счет изгибания биметаллической пластины. Расцепитель минимального напряжения срабатывает при недопустимом снижении напряжения в сети (30-50%). Такие расцепители применяют для ЭД, самозапуск которых нежелателен при самопроизвольном восстановлении питания.

2.5.2 Выбор аппаратов защиты

Произведем выбор аппаратов защиты устанавливаемых у силовых шкафов.

1) К силовым шкафам примем к установке автоматические выключатели, так как они защищают одновременно от токов КЗ и перегрузок одновременно

2) Произведем расчет для силового шкафа 4

Iр = 38,6 А – расчетный ток силового шкафа;


Iн.а.>=Iн.р.

Iн.р.>=Iр=38,6 А

Выбираем автоматический выключатель серии ВА51Г-31, Iн.а. = 100 А, Iн.р.= 31,5 U = 380 В


2.5.2 Аналогично выбираем автоматические выключатели ко всем силовым шкафам. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.5.1.


Таблица 2.5.1



Iр, А

Iном, А

Iн.р. А

Uном, В

Тип АВ
СШ1 22,5 25 25 380 ВА52-25
СШ2 27 100 31,5 380 ВА51Г-31
СШ3 34,8 100 31,5 380 ВА51Г-31
СШ4 38,6 100 31,5 380 ВА51Г-31
СШ5 26,3 100 31,5 380 ВА51Г-31
СШ6 38,3 100 31,5 380 ВА51Г-31
СШ7 21 25 25 380

ВА52-25


2.5.3 Для остальных приемников малой мощности целесообразно применить магнитные пускатели совместно с предохранителями.

Произведем выбор для токарных автоматов с Iном = 12,4 А

1) Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-2200 с Iном = 25 А и номинальным током главных контактов Iном.гл.кон = 25 А, номинальное напряжение U = 380В;

2) Выбор предохранителя. Определяем ток плавкой вставки

Выбираем предохранитель типа НПН-60М с номинальным током патрона Iном= 60 А, и номинальным током плавкой вставки Iном.вст= 60 А

2.5.6 Аналогично выбираем магнитные пускатели и предохранители к остальным приемникам. Результаты заносим в сводную таблицу 2.5.2.


Таблица 2.5.2

Приемники Тип магнитного пускателя

Iном,

А

Iном.гл.кон,

А

Тип

предохранителя

Iном,

А

Iном.вст,

А

Поперечно-строгальные ст. ПМЛ-2200 25 25 ПН2-100 100 100
Токарно-револьверные ст. ПМЛ-2200 25 25 ПН2-100 100 100
Одношпиндельные автоматы ПМЛ-1200 10 10 НПН-60М 60 25
Токарные автоматы ПМЛ-2200 25 16 НПН-60М 60 60
Алмазно-расточные станки ПМЛ-2200 25 16 НПН-60М 60 50
Горизонтально-фрезерные ст. ПМЛ-3200 40 40 ПН2-250 250 200
Наждачные станки ПМЛ-1200 10 10 НПН-60М 60 45
Кран-балки ПМЛ-2200 25 16 ПН2-100 100 100
Заточные станки ПМЛ-2200 25 16 ПН2-100 100 100


2.4 Расчет токов короткого замыкания


2.4.1 Общие сведения о КЗ

При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные КЗ, между двумя фазами – двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 – 92 % от общего числа КЗ).

Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.

Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.

Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ самоликвидируется в течении безтоковой паузы коммутационного аппарата.

Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.

Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.

Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

2.4.2 Расчет токов КЗ.

1) Для расчетов токов КЗ составляется расчетная схема – упрощенная однолинейная схема электроустановки, в которой учитываются все элементы линии. Расчетная схема представлена на рисунке 2.4.

2) По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчета КЗ (рис. 2.5.). Все сопротивления указаны в именованных единицах.

3) Определяем сопротивления элементов цепи расположенных на стороне высокого напряжения трансформатора

где Lc – длина линии до трансформатора, х0 – удельное индуктивное сопротивление линии, r0 – активное удельное сопротивление.

Сопротивления приводятся к НН:

4) Определяем сопротивления для трансформатора

Rт=16,6 мОм, Хт=41,7 мОм

5) Определяем сопротивления для автоматических выключателей

1SF R1SF= 0,4 мОм, X1SF=0,17 мОм, Rп1SF=0,6 мОм

SF1 RSF1= 1,3 мОм, XSF1=1,2 мОм, RпSF1=0,75 мОм

6) Определяем сопротивление кабельных линий

КЛ1 r0/=3,12 мОм, x0=0,099 мОм

Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то

КЛ2 r0/=4,16 мОм, x0=0,08 мОм

7) Определяем сопротивления участков цепи до каждой точки КЗ


8) Определяем 3-фазные и 2-фазные токи КЗ

9) Определяем ударные токи КЗ

10) Определяем действующее значение ударного тока

где q – коэффициент действующего значения ударного тока

11) Результаты расчетов заносим в сводную ведомость токов КЗ таблица 2.4.


Таблица 2.4

Точка КЗ

Rк,

мОм

Xк,

мОм

Zк

мОм

Rк/Xк


Ку


q


,

кА

iу, кА


,

кА

,

кА

Zп,

мОм

,

кА

К1

103

50,3

114,6

>1

1

1

2,01

2,01

2,01

1,75

15

2,9

К2

50,1

3,9

50

>1

1

1

4,6

4,6

4,6

4,02

91,2

1,4

К3

14

0,8

14,1

>1

1

1

16

16

16

13,92

371

0,5


12) Определяем 1-фазные токи КЗ

Результаты заносим в сводную ведомость токов КЗ.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В данной пояснительной записке произведен расчет электроснабжение электромеханического цеха, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения курсового проекта мы произвели расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм. Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учета оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств. Произвели расчет релейной защиты, и рассчитали оптимальное количество и сопротивление заземляющих устройств.

На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения электромеханического цеха.


Силовые шкакфыи группы электроприемников


n

Установленная мощность, приведенная к ПВ = 100%

m=Рном max/Pном min

Коэффициент использования kи

cos φ/ tg φ до компенсации

Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену


nэ


kм

Расчетная нагрузка


Iр

Пределы номинальных мощностей приемников в группе

Суммарная мощность Рном, кВт

Рсм=kиРном, кВт

Qсм=Рсмtgφ, квар

Рр=kмРсм,кВт

Qр

Sр, кВа

Силовой шкаф №1















Станки мелкие (1,2,3,5-7)

6

4,8-5,5

30,2


0,14

0,5/1,73

4,23

7,3







Автомат токарный 4

1

1,8

1,8


0,17

0,65/1,17

0,306

0,36







Итого по СШ№1

7

32


>3

0,14

0,5/1,72

4,54

7,8

6

2,64

12

8,6

14,8

22,8
















Силовой шкаф №2















Станки (8-15)

8

1,8-4,5

33,3


0,17

0,65/1,17

5,7

9,7







Итого по СШ №2

8

1,8-4,5

33,3

<3

0,17

0,65/1,17

5,7

9,7

8

2,47

14,1

10,67

17,7

27
















Силовой шкаф №3















Станки мелкие (48,53)

2


55,3


0,14

0,5/1,73

2,7

4,7







Кран-балка

1


3,9


0,1

0,5/1,73

0,39

0,7







Итого по СШ№3

3


59,1

>3

0,13

0,5/1,73

3,09

5,4

3


20,9

9,342

22,9

34,8
















Силовой шкаф №4















Станки (16-18,22-25)

7

2,8-10

55,6


0,14

0,5/1,73

7,8

13,5







Итого по СШ№4

7

2,8-10

55,6

>3

0,14

0,5/1,73

7,8

13,5

6

2,64

20,6

14,85

25,4

38,6
















Силовой шкаф №5















Станки (30,31,37,38,44,45)

6

2,8-10

35,2


0,14

0,5/1,73

4,9

8,5







Кран-балка

1

3,9

3,9


0,1

0,5/1,73

0,39

0,7







Итого по СШ№5

7

2,,8-10

39,1

>3

0,14

0,5/1,73

5б3

9,2

6

2,64

14

10,1

17,3

26,3
















Силовой шкаф №6















Станки мелкие (21,28,42…)


23,8



0,14

0,5/1,73

3,3

5,764







Автомат токарный 34

1

1,8



0,17

0,65/1,17

0,306

0,358







Итого по СШ№6

5

25,6


>3

0,14

0,5/1,68

3,638

6,122

3


23,04

10,26

25,2

38,3

Силовой шкаф №7















Станки (19,20,40,41)

4

2,8-5,5

16,6


0,14

0,5/1,73

2,32

4







Автоматы (26,27,32,33)

4

1,8-4,5

12,6


0,17

0,65/1,17

2,14

2,5







Итого по СШ№7

8


29,2

>3

0,14

0,57/1,45

4,46

6,5

6

2,64

11,8

7,5

13,8

21

Итого



22,1



0,52/1,65

35,338

58,22



116,42

71,32

136,5

207,4


Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: