6 Расчёт и выбор силовой сети объекта

6.1 Схемы электрических силовых сетей выполняются радиальными или магистральными. Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного щита трансформаторной подстанции ТП, отходят линии, питающие крупные электроприёмники или групповые распределительные пункты, от которых, в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие прочие мелкие электроприёмники. Радиальные схемы обеспечивают высокую надёжность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они не требуют установки распределительного щита на подстанции, и энергия распределяется по совершенной схеме блока «трансформатор – магистраль», что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. При магистральных схемах, выполненных шинопроводами ШМА и ШРА, перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести то, что при повреждении магистральной сети отключаются все потребители, питаемые от неё.

Учитывая особенности радиальных и магистральных сетей, обычно применяют смешанные схемы электрических сетей в зависимости от характера производства, условий окружающей среды и т.д. Например, в машиностроительных цехах машиностроительной промышленности при системе блока «трансформатор – магистраль» электроснабжение выполняют магистральным шинопроводом ШМА, к которому присоединяют распределительные шинопроводы ШРА. На некоторых участках цеха устанавливают распределительные пункты для питания электроприёмников, которые присоединяют к ближайшим магистральным или распределительным шинопроводам.

6.2 Выбираем магистральный шинопровод по максимальному расчётному току с учётом перегрузки и проверяем на потерю напряжения.

6.2.1 Вычисляем расчётный ток для выбора ШМА:

6.2.2 Выбираем шинопровод ШМА 4-1250-У3, с номинальным напряжением до 660 В и номинальным током I_н = 1250А. [3]

6.2.3 Выполняем проверку шинопровода на потерю напряжения:

где и – соответственно активное и индуктивное сопротивления шинопровода на фазу;

Р = Р_р ̸ n_т – расчётная нагрузка на трансформатор или шинопровод, кВт;

l = l_шма ̸ 2 – расчётная длина шинопровода, км.

Общая потеря напряжения в шинопроводах не должна превышать 2 %.

∆U = ∆U_шма + ∆U_шра ≤ 2 %.

6.2.4 Выбираем автоматический выключатель ВА 53-41-3, I_н = 1000 А.

6.3 Расчёт силовой сборки 1.

В сборку входят два агрегатно-расточные станки с I_н = А , два радиально-сверлильные станки с I_н = А и один токарно-шлифовальный станок

I_н = А . В расчёт силовой сборки входит выбор распределительного шинопровода и автоматического выключателя.

6.3.1 Определяем длительный ток в линии с несколькими электродвигателя-ми:

I_дл = Σ I_н; I_дл = 27,06 · 2 + ∙ 2 + = 98,94 А.

6.3.2 Вычисляем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:

I_н.р ≥ 1,1 · I_дл; I_н.р = 1,1 · 98,94 = 108,83 А.

6.3.3 Выбираем в качестве аппарата защиты (АЗ) автоматический выключатель серии ВА с комбинированным полупроводниковым максимальным расцепителем с регулированием ступеней номинального тока расцепителя от номинального тока выключателя при условии, что номинальный ток ВА: I_н.а ≥ I_н.р.

Выбирается ВА 51-33-3:

V_н.а = 380 В;

I_н.а = 160 А;

I_н.р = 100 А;

I_н.р регулируется ступенчато: 0,63 I_н.а  0,8 I_н.а  1,0 I_н.а.

I_н.р = 0,63 I_н.а; I_н.р = 1,0·160 = 160 А;

I_у(п) = 1,25 I_н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I_у(кз) = 10 I_н.р.

I_откл = 25 кА.

6.3.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-160-32-У3; I_н = 160 А.

6.3.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.3.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U_шма + ∆U_шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 0,36 = 0,67 % ≤ 2 %.