Категорирование электроприемников по бесперебойности электроснабжения.
По требованию к бесперебойности электроснабжения по ПУЭ электротермические установки принадлежат, в основном, ко 2-й и 3-й категориям. Металлообрабатывающие станки в РМЦ большей частью относятся к потребителям 3-й категории.
Характеристика сред производственных помещений.
Таблица 1.2. Характеристика помещений РМЦ по условиям среды.
№ отделения |
Наименование отделения |
Характеристика помещения по условиям среды |
1 |
Механическое отделение |
Нормальная |
2 |
Слесарно-сборочное отделение |
Нормальная |
3 |
Электроремонтное отделение |
Нормальная |
4 |
Гальваническое отделение |
Химически активная |
5 |
Кузнечное отделение |
Пыльная, жаркая |
6 |
Термическое отделение |
Жаркая |
7 |
Инструментальная |
Нормальная |
8 |
Склад |
Нормальная |
9 |
Бытовые помещения: а) конторские б) санузлы, душевые |
Нормальная Влажная |
Построение схемы распределительных сетей.
Цех в плане изображается в виде прямоугольника (вариант А). Принят строительный модуль 6 метров.
В каждом отделении предусмотрены проезды
шириной 2,5
3 м для свободного прохода и проезда
электрокар и другого внутрицехового
транспорта. Под электрооборудование
отводится площадь в зависимости от
мощности: до 3 кВт – 1,5х2 м2; 3,1
15 кВт – 2х3 м2; 16
30 кВт – 2,5х4 м2; свыше 31 кВт – 3х6
м2. Общая площадь цеха определяется
составом электрооборудования.
Размещение оборудования в цехе представлено на рисунке 1.
Схема электроснабжения зависит от требований электроприемников к бесперебойности электроснабжения, мощности электроприемников, их режимов работы, требований к качеству электроэнергии и расположения электроприемников на плане цеха.
Электроприемники присоединяются к силовым пунктам (СП). Число отходящих линий от СП не более 8, наибольший номинальный ток – 400 А для СП с предохранителями и 600 А для СП с автоматическими выключателями.
СП присоединяются к источнику питания по радиальной или магистральной схеме. При наличии мощных удаленных электроприемников или большого числа мелких близко расположенных вытянутых в цепочку электроприемников используются комплектные шинопроводы.
Построение схем питающих сетей.
Однолинейная электрическая схема питающих и распределительных сетей представлена на рисунке 2.
В качестве источника электроэнергии для РМЦ используем цеховую трансформаторную подстанцию комплектного исполнения (КТП) 10/0,4 кВ.
Определение электрических нагрузок по отдельным участкам, отделениям и по цеху в целом.
Расчёт электрических нагрузок в сети ниже 1 кВ выполняют снизу вверх, сначала – на ближайших к электроприемникам СП и шинопроводах, затем – на промежуточных СП после чего на шинах ТП.
Определение Iр для расчета сетей РМЦ производится в соответствии с формулой:
Для двух и менее приемников электрической энергии расчетная мощность принимается равной сумме их номинальных мощностей:
Если приемников более двух для определения активной (Рр) и реактивной (Qр) расчетных нагрузок при известных размещениях и мощностях электроприемников, пользуются методом «упорядоченных диаграмм» в соответствии с формулой:
где Кр – коэффициент расчетной нагрузки, который выбирается в зависимости от коэффициента использования Ки (справочное значение) и эффективного числа приемников электроэнергии nэф:
где Рном.i – номинальные активные мощности всех n приемников.
Если к СП подключены электроприемники
с разными Ки и коэффициентами
реактивной мощности tg
,
то в расчетах следует пользоваться
средневзвешенными значениями — Ки
св и tg
св
где Ки и
– коэффициент использования и коэффициент
реактивной мощности соответственно
каждого из n электроприемников
группы.
Реактивная расчетная мощность в сетях напряжением ниже 1 кВ рассчитывается в зависимости от nэф при:
nэф < 10
nэф > 10
Исходные данные для расчета электрических
нагрузок представлены в таблице 1.3., где
по каждому из отделений приведены
основные коэффициенты – справочные Ки
, значения
.
Таблица 1.3. Исходные данные для нахождения расчетных мощностей.
№ п/п |
Наименование оборудования |
Мощность, кВт/ед. |
Количество ед. оборудования |
Ки |
|
tgφ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1. Механическое отделение Н=6 м. |
||||||
1 |
Токарные станки |
16,2 |
1 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
12,5 |
3 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
||
5,5 |
2 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
||
4,8 |
2 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
||
2 |
Строгальные станки |
12,0 |
2 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
4,2 |
3 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
||
3 |
Фрезерные станки |
15,7 |
1 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
12,5 |
1 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
||
8,9 |
2 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
||
7,1 |
2 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
||
1,5 |
2 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
||
4 |
Карусельные станки |
28,5 |
2 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
5 |
Сверлильные станки |
2,9 |
2 |
0,7 |
0,7 |
1,02 |
0,8 |
2 |
0,8 |
0,7 |
1,02 |
||
6 |
Шлифовальные станки |
21,5 |
2 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
13,6 |
1 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
||
2. Слесарно-сборочное отделение Н=12 м. |
||||||
1 |
Отрезные станки |
2,5 |
4 |
0,7 |
0,7 |
1,02 |
2 |
Ножницы |
7,0 |
2 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
3 |
Прессы |
17,0 |
1 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
4 |
Обдирочно-шлифовальные |
3,5 |
3 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
5 |
Трубоотрезные |
3,1 |
3 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
6 |
Трубогибочные |
7,0 |
1 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
7 |
Преобразователь сварочный |
28,0 |
2 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
8 |
Трансформатор сварочный |
35,0 |
3 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
9 |
Кран мостовой |
29,0 |
1 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
3. Электроремонтное отделение Н=6 м. |
||||||
1 |
Строгальные станки |
5,6 |
2 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
2 |
Точильные станки |
4,5 |
2 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
3 |
Сушильные шкафы |
4,0 |
2 |
0,6 |
0,9 |
0,48 |
4 |
Токарные станки |
15,1 |
4 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
5 |
Обдирочные станки |
4,5 |
2 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
6 |
Машины электросварочные |
20,5 |
3 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
4. Гальваническое отделение Н=6 м. |
||||||
1 |
Выпрямители |
22,0 |
3 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
2 |
Шкафы сушильные |
10,0 |
3 |
0,6 |
0,9 |
0,48 |
6,0 |
1 |
0,6 |
0,9 |
0,48 |
||
3 |
Полировочные станки |
3,2 |
2 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
5. Кузнечное отделение Н=12 м. |
||||||
1 |
Молоты |
15,0 |
2 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
2 |
Горны |
1,0 |
3 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
3 |
Обдирочные танки |
2,8 |
4 |
0,6 |
0,8 |
0,75 |
4 |
Печи сопротивления |
45,8 |
3 |
0,6 |
0,9 |
0,48 |
5 |
Тельферы |
15,0 |
1 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
6. Термическое отделение Н=6 м. |
||||||
1
|
Печи сопротивления
|
24,0 |
4 |
0,5 |
0,95 |
0,33 |
22,0 |
4 |
0,5 |
0,95 |
0,33 |
||
19,0 |
4 |
0,5 |
0,95 |
0,33 |
||
15,0 |
2 |
0,6 |
0,95 |
0,33 |
||
2,2 |
1 |
0,6 |
0,95 |
0,33 |
||
1,1 |
2 |
0,5 |
0,95 |
0,33 |
||
2 |
Вентиляторы |
5,0 |
2 |
0,8 |
0,7 |
1,02 |
7. Инструментальная Площадь=30 м2(5х6). руд =1,2 кВт/ м2. Р=36 кВт. Ки=0,7 |
0,8 |
0,75 |
||||
8. Склад Площадь=100 м2(10х10). руд =0,4 кВт/ м2. Р=40 кВт. Ки=0,8 |
0,9 |
0,48 |
||||
9. Бытовые помещения Площадь=100 м2(10х10). руд =0,3 кВт/ м2. Р=30 кВт. Ки=0,85 |
0,8 |
0,75 |
||||
Пример расчета расчетных нагрузок выполним для СП1, для других СП результаты сведем в таблицу 1.4.
Определим значение эффективного числа электроприемников:
Суммарная номинальная мощность 6 приемников энергии, питающихся по данному участку:
(кВт)
Определим значения средневзвешенных значений коэффициента использования и коэффициента реактивной мощности:
По таблице 2 [1] определяем значение коэффициента расчетной нагрузки Кр:
Кр = 1,06 (для Kи=0,6 и nэф =6)
Определим расчётную активную нагрузку:
(кВт)
Определим расчётную реактивную нагрузку:
(квар)
Полная расчетная нагрузка и ток на участке:
(кВА)
(А)
Таблица 1.4. Расчет электрических нагрузок.
№ СП |
|
nэф |
Kи.св |
|
Kp |
Pp, кВт |
Qp, квар |
Sp, кВА |
Ip, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
СП1 |
131,9 |
5,69 |
0,51 |
0,78 |
1,06 |
71,31 |
61,18 |
93,96 |
142,76 |
СП4 |
23 |
6,89 |
0,57 |
1,02 |
1,04 |
13,63 |
15,3 |
20,5 |
31,15 |
СП3 |
52,6 |
7,56 |
0,61 |
0,9 |
1,0 |
32,09 |
31,77 |
45,16 |
68,61 |
СП2 |
87,6 |
6,99 |
0,64 |
0,75 |
1,0 |
56,06 |
46,25 |
72,68 |
110,43 |
СП5 |
105 |
3 |
0,5 |
1,02 |
1,34 |
70,35 |
78,93 |
105,73 |
160,64 |
СП6 |
102 |
3,86 |
0,55 |
0,83 |
1,12 |
62,83 |
57,36 |
85,08 |
129,27 |
СП13 |
106 |
- |
- |
- |
- |
82,7 |
53,39 |
98,44 |
149,56 |
СП8 |
19,3 |
6,92 |
0,65 |
1,02 |
1,0 |
12,55 |
14,08 |
18,86 |
28,65 |
СП7 |
31,5 |
5,4 |
0,54 |
0,75 |
1,06 |
18,03 |
14,87 |
23,37 |
35,51 |
СП10 |
37,2 |
7,88 |
0,52 |
0,77 |
1,02 |
19,73 |
16,71 |
25,86 |
39,29 |
СП9 |
121,9 |
6,84 |
0,5 |
1,02 |
1,1 |
67,05 |
75,23 |
100,77 |
153,1 |
СП11 |
96 |
5,26 |
0,53 |
0,85 |
1,06 |
53,93 |
50,42 |
73,83 |
112,17 |
СП12 |
16,8 |
4,43 |
0,55 |
0,54 |
1,08 |
9,98 |
5,93 |
11,61 |
17,64 |
СП14 |
85 |
6,15 |
0,57 |
0,73 |
1,04 |
50,39 |
40,46 |
64,62 |
98,18 |
СП15 |
137,4 |
3 |
0,6 |
0,48 |
1,22 |
100,58 |
53,11 |
113,74 |
172,81 |
СП16 |
14,2 |
5,87 |
0,6 |
0,81 |
1,06 |
9,03 |
8,05 |
12,1 |
18,38 |
шинопровод |
260 |
11,89 |
0,5 |
0,33 |
0,85 |
110,5 |
36,47 |
116,36 |
176,79 |
|
909,8 |
9,84 |
0,54 |
0,79 |
0,9 |
524,86 |
468,03 |
703,23 |
1068,45 |
,кВт
Таблица 1.5. Расчет электрических нагрузок по участкам сети.
Участок |
Pp, кВт |
Qp, квар |
Sp, кВА |
Ip, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
ТП-СП1 |
71,31 |
61,18 |
93,96 |
142,76 |
СП3-СП4 |
13,63 |
15,3 |
20,5 |
31,15 |
СП2-СП3 |
45,72 |
47,07 |
65,62 |
99,7 |
ТП-СП2 |
101,78 |
93,32 |
138,09 |
209,81 |
ТП-СП5 |
70,35 |
78,93 |
105,73 |
160,64 |
ТП-СП6 |
62,83 |
57,36 |
85,08 |
129,27 |
СП8-СП13 |
82,7 |
53,39 |
98,44 |
149,56 |
СП7-СП8 |
95,25 |
67,47 |
116,73 |
177,35 |
ТП-СП7 |
113,28 |
82,34 |
140,04 |
212,77 |
СП9-СП10 |
19,73 |
16,71 |
25,86 |
39,29 |
ТП-СП9 |
86,78 |
91,94 |
126,43 |
192,09 |
ТП-СП11 |
53,93 |
50,42 |
73,83 |
112,17 |
ТП-СП12 |
9,98 |
5,93 |
11,61 |
17,64 |
ТП-СП14 |
50,39 |
40,46 |
64,62 |
98,18 |
ТП-СП15 |
100,58 |
53,11 |
113,74 |
172,81 |
ТП-СП16 |
9,03 |
8,05 |
12,1 |
18,38 |
Электрические нагрузки инструментальной, склада и бытовых помещений (СП13) рассчитываются по удельной мощности на единицу производственной площади:
,
где
– удельная номинальная мощность на 1м2
производственной площади,
F – площадь размещения приемников группы.
Нагрузка инструментальной:
Нагрузка склада:
Нагрузка бытовых помещений:
Суммарные нагрузки на участке СП8-СП13:
