Выбор напряжения цеховой питающей электросети
Выбирая напряжение питающей электрической сети необходимо учесть уже принятую величину напряжения. В силу того, что промышленность в настоящее время не производит серийно оборудование на 660 В, то примем для внутрицеховой питающей сети напряжение 380 В, за счет чего у нас будут большие потери напряжения в питающих сетях. Осветительная нагрузка будет питать от цеховой трансформаторной подстанции. Питание трансформаторной подстанции будет осуществляться кабельной линией напряжением 10 кВ.
Разработка принципиальной схемы внутреннего электроснабжения
Цеховые сети распределения электроэнергии должны:
Обеспечить необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии.
Быть удобными и безопасными в эксплуатации
Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.
Системы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства (РУ) низкого напряжения цеховой ТП, предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приемников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью).
Питание осуществляется от 2-х трансформаторной подстанции. С учетом мощности электроприемников и их расположения в данном цехе используется смешанная схема внутрицехового электроснабжения с использованием радиальных линий отходящих от РУ низшего напряжения ТП и питающих распределительные пункты, расположенные в центре электрических нагрузок.
Расчет электрических нагрузок
Общие положения
Данный расчет необходим для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места установки компенсирующих устройств (КУ), для выбора токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, определения потерь мощности, напряжения и выбора защиты. Основной метод расчета – метод упорядоченных диаграмм. Для цеховой электрической сети расчет проводится на трех уровнях электроснабжения.
Уровень – линии от отдельных электроприемников до РП или шинопровода, к которому они подключены.
Уровень – линии до ТП
Уровень – шины низкого напряжения цеховой ТП.
Расчет нагрузки I уровня
Расчет нагрузки первого уровня необходим для выбора проводов и кабелей идущих от отдельных электроприемников до РП или шинопроводов.
Для электроприемников работающих в длительном режиме:
- коэффицент загрузки по
активной мощности.
где Рф – фактическая мощность потребителя;
Расчет будем вести по номинальной нагрузке установленного оборудования.
Для приемников питающихся в повторно кратковременном режиме (ПКР) таких как кран-балка и тельфер:
где ПВ – продолжительность включения.
Ток первого уровня для таких приемников будет равен номинальному току данного электроприеника
.
Аналогичные расчеты для остальных приемников приведены в таблице 1.
Расчет нагрузки II уровня
Расчет нагрузки второго уровня необходим для выбора ШР, кабелей соединяющих ШР с цеховой ТП и кабелей соединяющих РП с цеховой ТП.
На втором уровне расчетная нагрузка определяется по методу упорядоченных диаграмм.
Определяется среднесменная мощность каждого электроприемника:
Где Kи – коэффициент использования отдельного электроприемника,
tgсм – среднесменный коэффициент реактивной мощности отдельного электроприемника.
Определяется общая среднесменная нагрузка:
;
Определяется Кигр – коэффициент использования группы электроприемников:
Определяется nэ – такое число одинаковых по режиму работы и мощности электроприемников, которое создает такой же максимум нагрузки, как и n реальных, разнородных (различных) по режиму работы и мощности приемников.
По Кигр и nэ (по графикам в [1]) определяется Км – коэффициент максимума по активной мощности Кмq=1 при nэ >10 и Кмq=1,1 при nэ <=10.
Кмq – коэффициент максимума пр реактивной мощности. Для электроприемников с Ки>=0,6 Км=1 и Кмq=1, т.е. Рм2=Рсм и Qм2=Qсм (эти электроприемники выносятся отдельной строкой).
Определяется нагрузка второго уровня:
;
;
Электроприемники мощностью (Рм1) которых намного превышает мощность другтх электроприемников выносятся отдельной строкой. Для них РмII=РсмI и QмII=QсмI.
Пример расчета:
Расчет нагрузки второго уровня РП1:
Для электроприемника №24 (компрессорная станция):
По полученным коэффициенту использования и числу эффективных электроприемников определяем коэффициент максимума, который составил 1,22[9]. Отсюда:
Аналогично проводим расчет для других электроприемников. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.
таблица 2 – расчет нагрузки второго уровня
узел нагрузки, оборудование |
установленная мощность, P, кВт |
число электроприемников, nэп |
коэффициент использования, Ки |
tgφсм(cosφсм) |
Pсм, кВт |
Qсм, квар |
Эффективное чило электроприемников |
коэффициент максимума, Км |
PмII, кВт |
QмII, квар |
SмII, кВА |
IмII, А |
Iпик, А |
||||||
РП-1 |
|||||||||||||||||||
Транспортны станок |
30 |
1 |
0,95 |
1,73 |
28,50 |
49,31 |
|
|
|
|
|
|
380,61 |
||||||
Ленточный стан |
15 |
1 |
0,95 |
1,73 |
14,25 |
24,65 |
|
|
|
|
|
|
210,98 |
||||||
верхний шнек |
18,5 |
1 |
0,6 |
1,73 |
11,10 |
19,20 |
|
|
|
|
|
|
257,06 |
||||||
Цеховой шнек |
11 |
1 |
0,6 |
1,73 |
6,60 |
11,42 |
|
|
|
|
|
|
141,89 |
||||||
Элеватор |
11 |
1 |
0,6 |
1,73 |
6,6 |
11,42 |
|
|
|
|
|
|
141,89 |
||||||
Вибростол |
2,2 |
1 |
0,95 |
1,73 |
2,09 |
3,62 |
|
|
|
|
|
|
32,56 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,165 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вентилятор |
18,5 |
1 |
0,97 |
0,75 |
17,945 |
13,46 |
|
|
|
|
|
|
237,86 |
||||||
итого: |
106,75 |
8 |
0,82 |
|
87,25 |
133,36 |
5,89 |
1,1 |
95,98 |
146,69 |
175,30 |
266,34 |
645,63 |
||||||
РП-2 |
|||||||||||||||||||
Металорежущий стан |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Металорежущий стан |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Металорежущий стан |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Металорежущий стан |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Металорежущий стан |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Металорежущий стан |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Вибратор |
2,2 |
1 |
0,6 |
1,73 |
1,32 |
2,28 |
|
|
|
|
|
|
32,56 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,2 |
1,73 |
0,11 |
0,19 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,45 |
1,73 |
0,25 |
0,43 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,4 |
1,73 |
0,22 |
0,38 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
итого: |
333,85 |
10 |
0,50 |
|
166,90 |
288,73 |
6,14 |
1,51 |
252,02 |
317,61 |
405,44 |
616,01 |
1250,71 |
||||||
РП-3 |
|||||||||||||||||||
Сверлильный стан |
37 |
1 |
0,96 |
1,73 |
35,52 |
61,45 |
|
|
|
|
|
|
414,11 |
||||||
Двигатель груши |
15 |
1 |
0,5 |
1,73 |
7,50 |
12,98 |
|
|
|
|
|
|
210,98 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,2 |
1,73 |
0,11 |
0,19 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Фланцевый стан |
37 |
1 |
0,7 |
1,73 |
25,90 |
44,81 |
|
|
|
|
|
|
389,97 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вентиляция |
15 |
1 |
0,82 |
1,73 |
12,30 |
21,28 |
|
|
|
|
|
|
213,55 |
||||||
итого: |
105,1 |
6 |
0,66 |
|
69,20 |
119,71 |
3,46 |
1,29 |
89,26 |
131,68 |
159,08 |
241,70 |
621,24 |
||||||
РП-4 |
|||||||||||||||||||
Ленточный стан |
18 |
1 |
0,95 |
1,73 |
17,1 |
29,583 |
|
|
|
|
|
|
257,06 |
||||||
Нижний Шнек |
11 |
1 |
0,6 |
1,73 |
6,60 |
11,42 |
|
|
|
|
|
|
141,89 |
||||||
Наждачный стан |
30 |
1 |
0,72 |
1,73 |
21,60 |
37,37 |
|
|
|
|
|
|
380,61 |
||||||
Наждачный стан |
30 |
1 |
0,72 |
1,73 |
21,60 |
37,37 |
|
|
|
|
|
|
380,61 |
||||||
Наждачный стан |
30 |
1 |
0,72 |
1,73 |
21,60 |
37,37 |
|
|
|
|
|
|
380,61 |
||||||
Наждачный стан |
30 |
1 |
0,72 |
1,73 |
21,60 |
37,37 |
|
|
|
|
|
|
380,61 |
||||||
Вентиляция |
15 |
1 |
0,82 |
1,73 |
12,30 |
21,28 |
|
|
|
|
|
|
213,55 |
||||||
итого: |
146 |
7 |
0,84 |
|
122,40 |
211,75 |
4,99 |
1,12 |
137,09 |
232,93 |
270,27 |
410,64 |
721,77 |
||||||
РП-5 |
|||||||||||||||||||
Фланецевый стан |
30 |
1 |
0,6 |
1,73 |
18,00 |
31,14 |
|
|
|
|
|
|
326,56 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
мельница загрузочная |
3 |
1 |
0,34 |
1,73 |
1,02 |
1,76 |
|
|
|
|
|
|
38,76 |
||||||
Привод тележки |
7,5 |
1 |
0,1 |
1,73 |
0,75 |
1,30 |
|
|
|
|
|
|
74,00 |
||||||
Привод тележки |
5,5 |
1 |
0,5 |
1,73 |
2,75 |
4,76 |
|
|
|
|
|
|
56,20 |
||||||
Привод вибростола |
11 |
1 |
0,6 |
1,73 |
6,60 |
11,42 |
|
|
|
|
|
|
110,40 |
||||||
Вентилятор камер |
3 |
1 |
0,8 |
1,73 |
2,40 |
4,15 |
|
|
|
|
|
|
41,99 |
||||||
Наждачный стан |
2,2 |
1 |
0,05 |
0,75 |
0,11 |
0,08 |
|
|
|
|
|
|
32,56 |
||||||
итого: |
63,85 |
10 |
0,50 |
|
32,13 |
55,47 |
3,60 |
1,65 |
53,01 |
61,02 |
80,82 |
122,80 |
421,15 |
||||||
РП-6 |
|||||||||||||||||||
Ходовой стан |
3 |
1 |
0,6 |
1,73 |
1,80 |
3,11 |
|
|
|
|
|
|
38,76 |
||||||
Ходовой стан |
3 |
1 |
0,6 |
1,73 |
1,80 |
3,11 |
|
|
|
|
|
|
38,76 |
||||||
Подъемный стан |
22 |
1 |
0,3 |
1,73 |
6,60 |
11,42 |
|
|
|
|
|
|
384,93 |
||||||
Каретнвый стан |
3 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,90 |
1,56 |
|
|
|
|
|
|
38,30 |
||||||
Вентиляция |
15 |
1 |
0,82 |
1,73 |
12,30 |
21,28 |
|
|
|
|
|
|
213,55 |
||||||
итого: |
31 |
5 |
0,36 |
|
11,10 |
19,20 |
1,31 |
1,65 |
18,32 |
21,12 |
27,96 |
42,48 |
414,51 |
||||||
РП-7 |
|||||||||||||||||||
Смеситель |
5,5 |
1 |
0,55 |
1,73 |
3,03 |
5,23 |
|
|
|
|
|
|
61,44 |
||||||
Смеситель |
5,5 |
1 |
0,55 |
1,73 |
3,03 |
5,23 |
|
|
|
|
|
|
61,44 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
7,24 |
||||||
Привод |
15 |
1 |
0,2 |
1,73 |
3,00 |
5,19 |
|
|
|
|
|
|
210,98 |
||||||
Ленточный Транспортер |
5,5 |
1 |
0,55 |
1,73 |
3,03 |
5,23 |
|
|
|
|
|
|
61,44 |
||||||
Ходовая |
5,5 |
1 |
0,55 |
1,73 |
3,03 |
5,23 |
|
|
|
|
|
|
61,44 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вентиляция |
15 |
1 |
0,82 |
1,73 |
12,30 |
21,28 |
|
|
|
|
|
|
213,55 |
||||||
итого: |
53,1 |
8 |
0,52 |
|
27,73 |
47,97 |
8,13 |
1,4 |
38,82 |
52,77 |
65,51 |
99,54 |
309,44 |
||||||
РП-8 |
|||||||||||||||||||
Каретнвый стан |
2,2 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,66 |
1,14 |
|
|
|
|
|
|
32,56 |
||||||
Подъемный стан |
30 |
1 |
0,3 |
1,73 |
9,00 |
15,57 |
|
|
|
|
|
|
380,61 |
||||||
Ходовой стан |
11 |
1 |
0,6 |
1,73 |
6,60 |
11,42 |
|
|
|
|
|
|
141,89 |
||||||
Ходовой стан |
11 |
1 |
0,6 |
0,75 |
6,60 |
4,95 |
|
|
|
|
|
|
141,89 |
||||||
итого: |
54,2 |
4 |
0,42 |
|
22,86 |
33,08 |
2,56 |
1,87 |
42,75 |
36,39 |
56,14 |
85,29 |
464,74 |
||||||
РП-9 |
|||||||||||||||||||
Пригрузочный стан |
3 |
1 |
0,5 |
1,73 |
1,50 |
2,60 |
|
|
|
|
|
|
38,76 |
||||||
Пригрузочный стан |
3 |
1 |
0,5 |
1,73 |
1,50 |
2,60 |
|
|
|
|
|
|
38,76 |
||||||
Пригрузочный стан |
4 |
1 |
0,5 |
1,73 |
2,00 |
3,46 |
|
|
|
|
|
|
51,07 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,3 |
1,73 |
0,17 |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
8,07 |
||||||
Привод |
55 |
1 |
0,5 |
1,73 |
27,50 |
47,58 |
|
|
|
|
|
|
635,81 |
||||||
Вибратор |
0,55 |
1 |
0,2 |
1,73 |
0,11 |
0,19 |
|
|
|
|
|
|
8,81 |
||||||
итого: |
66,65 |
7 |
0,49 |
|
32,94 |
56,99 |
1,45 |
1,87 |
61,60 |
62,68 |
87,88 |
133,53 |
769,34 |
||||||
ЯРН |
|||||||||||||||||||
кранбалка |
30 |
1 |
0,5 |
1,73 |
15,00 |
25,95 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
итого по цеху: |
|
|
|
|
587,5 |
992,21 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||