2.1. Размещение силовых установок цеха.
В лесопильном цехе с головным фрезерно-брусующим станком для обработки тонкомерного сырья в целях электроснабжения оборудования спроектируем один распределительный щит (РЩ), который будет питать два групповых щита (ГЩ-1 и ГЩ-2).
К ГЩ-1 подключены двигатели: конвейера для отходов окорки (15), окорочного станка (1), цепного конвейера (14), ленточного конвейера (13), рубильной машины (12) и устройства для сортировки щепы (11).
К ГЩ-2 подключены двигатели: ленточного конвейера (2), цепных конвейеров (3,8), фрезерно-брусующих станков с околостаночной механизацией (4,5,7), делительного модуля (6), роликового конвейера (9) и реверсивного цепного транспортера (10).
Данная схема размещения представлена в приложении В.
2.2. Определение расчётных нагрузок.
Одним из основных методов определения расчётных нагрузок, наиболее часто применяемых в практике проектирования, является метод, определяющий расчётную нагрузку по установленной мощности и коэффициенту спроса.
Для группы однородных по режиму работы приёмников расчётная нагрузка определяется из выражений:
;
(1.9)
;
(2.0)
;
(2.1)
где Рр – расчётная активная мощность (кВт), Кс – коэффициент спроса данной характерной группы приёмников, Руст. – установленная активная мощность (кВт), Qр – расчётная реактивная мощность (кВАр), cosφ – коэффициент мощности, Sр – расчётная полная мощность (кВА).
В кабелях, идущих от секции шин к отдельным крупным приёмникам или силовым распределительным шкафам, питающим отдельные приёмники или группу приёмников, должны учитываться потери активной и реактивной мощности. По нормам эти потери составляют не более 2-3 % по активной и реактивной мощности соответственно. Тогда формула (2.1) принимает следующий вид:
;
(2.1а)
где Sр – расчётная полная мощность с учётом активных и реактивных потерь (кВА), Рр – расчётная активная мощность с учётом активных потерь (кВт), Qр – расчётная реактивная мощность с учётом реактивных потерь (кВАр), ΔР – потери активной мощности (кВт), ΔQ – потери реактивной мощности (кВАр), которые рассчитываются по следующим формулам:
;
(2.2)
;
(2.3)
Решение (окорочный станок):
кВт
кВАр
кВт
кВАр
кВА
Коэффициенты спрос и найденные по ним расчётные нагрузки приведены в приложении Г.
2.3. Выбор сечения проводов.
Сечение проводов сети низкого напряжения выбирают по двум условиям:
1) По допустимой токовой нагрузке (по нагреву).
2) По потерям напряжения в проводе.
Выбор сечений проводов по нагреву осуществляется по расчётному току (А):
;
(2.4)
где Sр – расчётная полная мощность потребителя (ВА), Uн – номинальное напряжение (В).
Расчётный ток для линии, питающей электродвигатели, принимается равным номинальному току электродвигателя (А). Отсюда формула (2.4) принимает вид:
;
(2.4а)
Решение (окорочный станок):
А
где Рн – номинальная мощность (Вт), cos φ – номинальный коэффициент мощности, η – коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке.
По справочным данным в зависимости от расчётного тока определяют ближайшее большее стандартное сечение, исходя из того, что Iр ≤ Iдоп., где Iдоп. – длительно допустимый ток нагрузки (А).
При изменении нагрузки электроэнергии потребителей изменяется величина тока в питающей линии, а, следовательно, и потеря напряжения в ней. Расчёт проводят для режима максимальной нагрузки. Допустимые отключения напряжения в процентах от номинального напряжения сети составляют:
На зажимах приборов рабочего освещения в производственных и общественных помещениях 2,5%.
На зажимах электродвигателя и аппаратов для их пуска и управления 5%.
Для основной массы потребителей электроэнергии (бытовые электроприёмники, осветительные установки жилых помещений и т.п.) 5%.
Формулы для определения потерь напряжения в электрических линиях получены на основании схем замещения этих линий, а для линий переменного тока – с помощью построения векторных диаграмм и их анализа.
Выбор сечения проводов по потере напряжения для трёхфазной цепи осуществляется по формуле:
;
(2.5)
где L – длина линии (м), Р – мощность потребителя (Вт), γ – удельная проводимость (удельная проводимость меди 53 м/Ом·мм2), ΔU – относительные потери напряжения (%), Uн – номинальное напряжения линии (В).
Решение (окорочный станок):
мм2
Применение более высоких напряжений Uн позволяет значительно уменьшить сечение S проводов, а, следовательно, экономить проводниковый материал.
Для создания силовой сети цеха будем использовать кабели с медными жилами с полихлорвиниловой изоляцией в полихлорвиниловой оболочке пониженной горючести, которые будут проложены в кабельных коробах. Результаты расчётов представлены в приложении Д.