
- •Курсовой проект Тема: «Снабжение электромеханического цеха»
- •Введение
- •Краткая характеристика производства и потребителей электрической энергии эсн и эо ремонтно-механического цеха.
- •Выбор схемы электроснабжения
- •Расчет электрических нагрузок
- •Выбор цеховых тп(ктп).
- •Расчет сетей 0,4 кВ.
- •6. Расчет токов короткого замыкания.
- •7.Выбор высоковольтного оборудования:
- •8. Расчет заземляющих устройств.
- •9. Спецвопрос «Назначение релейной защиты»
- •Нормативная документация
- •Литература
Расчет сетей 0,4 кВ.
Производим расчеты Iр, Sн, Iп, Iпик, необходимые для дальнейшего выбора аппаратов защиты, токопроводов и другого электрооборудования.
Находим номинальный ток электроприемника:
Iн = Pн/ √3∙Uн∙cosφ∙η = 110/ √3∙0,38 = 167,3 А
где Pн – номинальная активная мощность, потребляемая электроприемником;
Uн – номинальное напряжение сети, к которой подключен электроприемник;
cosφ – коэффициент реактивной мощности(для термических установок равен 1)
η – коэффициент полезного действия.
Находим суммарный ток:
∑Iн = Iн1+Iн2+…+Iнn = 167,3+167,3 = 334,6 А
Пусковой ток находится по формуле:
Iпуск = Iн∙Кп = 24,4∙7 = 170,8 А
где Кп – кратность пускового тока, показывает, во сколько раз пусковой ток превышает номинальный в момент пуска электродвигателя.
Пиковый ток находится по формуле:
Iпик = Iп max+(∑Iн – Ки∙Iн) = 170,8+(46,8 – 0,14∙22,4) = 214,2 А
Iпик, А |
|
|
|
471,51 |
160 |
214,2 |
185 |
245,8 |
Iпуск,, А |
|
|
|
270,75 |
121,8 |
170,8 98,15 51,1 |
150 121,5 39,2 |
200,2 91 |
∑Iн, А |
334,6 |
152 |
115,6 |
108,3 |
52,2 |
46,8 |
37,8 |
41,6 |
Iн, А |
167,3 |
76 |
57,8 |
36,1 |
17,4 |
24,4 15,1 7,3 |
20 16,2 5,6 |
28,6 13 |
η,% |
90 |
90 |
90 |
89,5 |
87,5 |
87,5 87,5 87,5 |
87,5 87,5 81,5 |
89,5 87,5 |
cosφ |
1 |
1 |
1 |
0,8 |
0,8 |
0,87 0,86 0,83 |
0,87 0,86 0,83 |
0,89 0,87 |
Pнi, кВт |
110 |
50 |
38 |
17 |
8 |
12 7,5 3,5 |
10 8 2,5 |
15 6,5 |
№ ЭП |
49, 50 |
51, 54 |
52, 53 |
55 – 57 |
58 – 60 |
23 – 28 |
42 – 47 |
1 – 8 |
Наименование ЭП |
Камерная печь |
Сушильная камера |
Сушильный шкаф |
Вентилятор |
Вентилятор |
Сверлильный станок |
Сверлильно-расточной станок |
Токарно-револьверный |
Iпик, А |
46,9 |
343,6 |
187,3 |
592,8 |
202,2 |
199,5 |
1147,25 |
79,87 |
|
Iпуск,, А |
46,9 |
298,9 16,8 39,2 |
147 98,7 54,6 |
502,4 105,7 62,3 |
200,2 |
199,5 |
1147,25 |
68,6 36,75 |
|
∑Iн, А |
26,8 |
50,7 |
42,9 |
101,3 |
28,6 |
28,5 |
176,5 |
14,7 |
47,5 |
Iн, А |
6,7 |
42,7 2,4 5,6 |
21 14,1 7,8 |
77,3 15,1 8,9 |
28,6 |
28,5 |
176,5 |
9,8 4,9 |
47,5 |
η,% |
82 |
90 73 81 |
87,5 87,5 82 |
91,5 87,5 85 |
89,5 |
82 |
81 |
87,5 81 |
81 |
cosφ |
0,83 |
0,87 0,73 0,83 |
0,87 0,86 0,83 |
0,86 0,86 0,84 |
0,89 |
0,65 |
0,5 |
0,88 0,83 |
0,4 |
Pнi, кВт |
3 |
22 0,85 2.5 |
10,5 7 3,5 |
40 7,5 4,2 |
15 |
10 |
47 |
5 2,2 |
10,12 |
№ ЭП |
16 – 19 |
9, 20 – 22 |
29 – 36 |
37 – 41 |
14, 15 |
11, 12 |
13 |
48 |
10 |
Наименование ЭП |
Фрезерный |
Резьбообрабатывающий |
Шлифовальный |
Универсальный фрезерный |
Ножницы |
Пресс |
Обрубные ножницы |
Тельфер |
Сварочный тр-р |
Выбор аппаратов защиты:
Для выбора предохранителя необходимо удовлетворение условий по номинальному напряжению Uн и току плавкой вставки Iном пл вст - величина тока, при которой происходит разрушение плавкой вставки предохранителя.
Для термических установок номинальный ток плавкой вставки находится следующим образом:
Iном пл вст ≥ Iн
Находим ток плавкой вставки для предохранителей камерных печей:
Iном пл вст ≥ Iн = 167,3 А
Выбираем предохранитель типа ПН2-250 с номинальным током 250 А и номинальным током плавкой вставки 200 А.
Для электродвигателей ток плавкой вставки находится по формуле:
Iном пл вст ≥Iпуск/ α = 270,75/ 2,5 = 108,3 А
где α – коэффициент, характеризующий условия пуска.
Выбираем предохранитель типа ПН2-250 с номинальным током плавкой вставки 250 А и током плавкой вставки 125 А.
Для группы электродвигателей номинальный ток плавкой вставки находится следующим образом:
Iном пл вст ≥Iпик/ α = 214,2/ 2,5 = 85,68 А
где Iпик – пиковый ток.
Выбираем предохранитель типа ПН2-100 с номинальным током 100 А и номинальным током плавкой вставки 100 А.
Для защиты сварочного трансформатора ток плавкой вставки находится по следующей формуле:
Iном пл вст ≥1,2∙Iн∙√ПВ = 1,2∙47,5∙√0,4 = 36,04 А
Выбираем предохранитель типа ПН2-63 с номинальным током 63 А и током плавкой вставки 40 А.
Основная характеристика плавких предохранителей – токо-временная зависимость – зависимость времени разрушения плавкой вставки от проходящего по ней тока.
Плавкие предохранители в первую очередь предназначены для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания.
№ ЭП |
Iном ЭП |
Iпик/ α |
Iном пред |
Iном пл вст |
Тип пред-ля |
49,50 |
167,3 |
|
250 |
200 |
ПН2-250 |
51,54 |
76 |
|
100 |
80 |
ПН2-100 |
52,53 |
57,8 |
|
63 |
63 |
ПН2-63 |
55 – 57 |
36,1 |
108,3 |
250 |
125 |
ПН2-250 |
58 – 60 |
17,4 |
48,72 |
63 |
63 |
ПН2-63 |
48 |
14,7 |
31,94 |
63 |
40 |
ПН2-63 |
1-8 |
41,6 |
98,32 |
100 |
100 |
ПН2-100 |
9, 20 – 22 |
50,7 |
137,44 |
250 |
160 |
ПН2-250 |
10 |
47,5 |
36,04 |
63 |
40 |
ПН2-63 |
11,12 |
28,5 |
199,5 |
250 |
200 |
ПН2-250 |
13 |
176,5 |
458,9 |
600 |
500 |
ПН2-600 |
16 – 19 |
26,8 |
46,9 |
63 |
63 |
ПН2-63 |
23 – 28 |
46,8 |
85,68 |
100 |
100 |
ПН2-100 |
29 – 36 |
42,9 |
74,92 |
100 |
80 |
ПН2-100 |
37 – 41 |
101,3 |
237,12 |
250 |
250 |
ПН2-250 |
42 – 47 |
37,8 |
74 |
100 |
80 |
ПН2-100 |
14,15 |
28,6 |
80,88 |
100 |
80 |
ПН2-100 |
Для выбора тепловых реле используем следующую формулу:
Iтр ≥ 1,15∙Iн = 1,15∙36,1 = 41,51 А
Выбираем тепловое реле типа ТРН – 60 с номинальным током реле 60 А и номинальным током теплового элемента 50 А.
№ ЭП |
Iном ЭП |
1,15∙Iн |
Iном т р |
Iном т э |
Тип тепл. реле |
48 |
14,7 |
16,9 |
20 |
20 |
ТРН-20 |
55 – 57 |
36,1 |
41,51 |
60 |
50 |
ТРП-60 |
58 – 60 |
17,4 |
20,01 |
20 |
20 |
ТРН-20 |
1 – 8 |
41,6 |
47,84 |
60 |
50 |
ТРП-60 |
9, 20 – 22 |
50,7 |
58,3 |
60 |
50 |
ТРП-60 |
10 |
47,5 |
54,62 |
60 |
60 |
ТРП-60 |
11,12 |
28,5 |
32,77 |
32 |
32 |
ТРН-32 |
13 |
176,5 |
202,97 |
600 |
250 |
ТРП-600 |
14,15 |
28,6 |
32,89 |
40 |
40 |
ТРН-40 |
16 – 19 |
26,8 |
30,82 |
32 |
32 |
ТРН-32 |
23 – 28 |
46,8 |
53,82 |
60 |
60 |
ТРП-60 |
29 – 36 |
42,9 |
49,33 |
60 |
50 |
ТРП-60 |
37 – 41 |
101,3 |
116,49 |
150 |
150 |
ТРП-150 |
42 – 47 |
37,8 |
43,47 |
60 |
50 |
ТРП-60 |
Главный орган теплового реле – биметаллическая пластина, которая представляет собой 2 спаянных пластины из разных металлов с разным коэффициентом расширения при нагревании, которая при прохождении по ней тока определенной величины нагревается и изгибается в сторону пластины с меньшим коэффициентом расширения, отключая при этом силовой контакт. Тепловое реле предназначено для защиты электродвигателей от перегрузок, но не от токов короткого замыкания, т.к. оно быстрее разрушится, чем отключит защищаемую электрическую цепь.
Для выбора автоматических выключателей необходимо выполнение двух условий:
Iном т р ≥ 1,15∙Iн
Iном отс ≥ 1,25∙Iпик
где Iном отс – номинальный ток электромагнитного расцепителя.
Iном т р ≥ 1,15∙14,7 = 16,9 А
Iном отс ≥ 1,25∙79,87 = 99,83 А
Выбираем автоматический выключатель типа ВА51Г-31 с номинальным током 100 А и током расцепителя 100 А
№ ЭП |
1,15∙Iн |
1,25∙Iпик |
Кр |
Iн выкл |
Iн расц |
Тип выключателя |
48 |
16,9 |
99,83 |
14 |
100 |
100 |
ВА51Г-31 |
55 – 57 |
41,51 |
589,38 |
10 |
630 |
630 |
ВА51-39 |
58 – 60 |
20,01 |
400 |
10 |
400 |
400 |
ВА51-37 |
1 – 8 |
47,84 |
307,25 |
10 |
400 |
320 |
ВА51-37 |
9, 20 – 22 |
58,3 |
429,6 |
10 |
630 |
500 |
ВА51-39 |
11,12 |
32,77 |
249,37 |
12 |
250 |
250 |
ВА51-35 |
13 |
202,97 |
1434 |
5 |
1600 |
1600 |
ВА55-41 |
14,15 |
32,89 |
252,75 |
10 |
400 |
320 |
ВА51-37 |
16 – 19 |
30,82 |
58,6 |
7 |
100 |
63 |
ВА51-31 |
23 – 28 |
53,82 |
267,75 |
10 |
400 |
320 |
ВА51-37 |
29 – 36 |
49,33 |
234,12 |
10 |
250 |
250 |
ВА51-35 |
37 – 41 |
116,49 |
741 |
7 |
1000 |
1000 |
ВА53-41 |
42 – 47 |
43,47 |
231,25 |
12 |
250 |
250 |
ВА51-35 |
Выбор проводников:
Для выбора сечения проводника необходимо выполнение условия
Iдоп ≥ Iр/ Кп
где Iдоп – длительно допустимый ток проводника, А
Кп = К1∙К2∙К3
А также на соответствие с защитным аппаратом:
Iдоп ≥ Iз∙Кз/ Кп
где Iз – ток защиты защитного аппарата
Iдоп ≥ Iр/ Кп = 167,3/ 1,06 = 157,8 А
Iдоп ≥ Iз∙Кз/ Кп = 200∙0,33/ 1,06 = 61,9 А
Выбираем провод АПВ-066 4(1х95) с Iдоп = 176 А
Обозначение |
Iн, А |
Iр, А |
Кз∙Iз |
Марка и сечение |
Iдоп,А |
49,50 |
167,3 |
|
66 |
АПВ-066 4(1х95) |
176 |
51,54 |
76 |
|
26,4 |
АПВ-066 4(1х35) |
85 |
52,53 |
57,8 |
|
20,79 |
АПВ-066 4(1х25) |
70 |
48 |
14,7 |
|
13,2 |
АПВ-066 4(1х2) |
15 |
55 – 57 |
36,1 |
|
41,25 |
АПВ-066 4(1х8) |
37 |
58 – 60 |
17,4 |
|
20,79 |
АПВ-066 4(1х2,5) |
19 |
1 – 8 |
41,6 |
|
33 |
АПВ-066 4(1х16) |
55 |
9, 20 – 22 |
50,7 |
|
52,8 |
АПВ-066 4(1х16) |
55 |
11,12 |
28,5 |
|
66 |
АПВ-066 4(1х6) |
30 |
13 |
176,5 |
|
165 |
АПВ-066 4(1х95) |
176 |
14,15 |
28,6 |
|
26,4 |
АПВ-066 4(1х6) |
30 |
16 – 19 |
26,8 |
|
20,79 |
АПВ-066 4(1х5) |
27 |
23 – 28 |
46,8 |
|
33 |
АПВ-066 4(1х16) |
55 |
29 – 36 |
49,33 |
|
26,4 |
АПВ-066 4(1х16) |
55 |
37 – 41 |
116,49 |
|
82,5 |
АПВ-066 4(1х50) |
120 |
42 – 47 |
43,47 |
|
26,4 |
АПВ-066 4(1х16) |
55 |
10 |
47,5 |
|
13,2 |
АПВ-066 4(1х16) |
55 |
М1 |
|
268,9 |
|
АВВГ-066 4х120 |
295 |
М2 |
|
215,2 |
|
АВВГ-066 4х95 |
250 |
М3 |
|
118,3 |
|
АВВГ-066 4х35 |
130 |
М4 |
|
151,8 |
|
АВВГ-066 4х5 |
165 |
М5 |
|
269,44 |
|
АВВГ-066 4х120 |
295 |
М6 |
|
71,59 |
|
АВВГ-066 4х16 |
75 |
М7 |
|
95,06 |
|
АВВГ-066 4х25 |
105 |
М8 |
|
5,72 |
|
АВВГ-066 4х2,5 |
23 |
Выбираем магистральный шинопровод:
iрш = Sрш/ √3∙Uн∙Lш = 808,97/ √3∙0,38∙47,3= 26,07 А – ток нагрузки на 1 м шинопровода
Lш – длина до наиболее мощного потребителя от магистрали.
Iр = Lр∙iрш = 47,3∙26,07 = 1233,11 А
Iн ≥ Iр = 1233,11А
Выбираем магистральный шинопровод ШМА4-1250
Марка |
Iн, А |
Uн, В |
Электродин. стойкость, кА |
r, Ом |
х, Ом |
ШМА4-1250 |
1250 |
660 |
70 |
0,0338 |
0,0161 |
Выбираем распределительные шинопроводы:
Марка |
Iн, А |
Электродин. стойкость, кА |
r, Ом |
х, Ом |
ШРА4-250 |
250 |
15 |
0,21 |
0,21 |
ШРА4-400 |
400 |
25 |
0,15 |
0,17 |
ШРА4-100 |
100 |
7 |
0,21 |
0,21 |
Выбираем магнитные пускатели для вентиляторов. Условие выбора:
Iном гл кон ≥ Iном = 36,1
где Iном гл кон – номинальный ток главных контактов.
Выбираем магнитный пускатель типа ПА-321 с номинальным током главных контактов 40 А.
№ пускателя |
Iном, А |
Uн, В |
Iном гл кон |
Iном пуск |
КМ1 – КМ3 |
36,1 |
380 |
40 |
40 |
КМ4 – КМ6 |
17,4 |
380 |
23 |
23 |
Выбираем шкафы распределительные, к которым присоединены камерные печи (2 шт), сушильные камеры (2 шт), сушильные шкафы (2 шт).
№ шкафа |
Iн рубильника |
Тип шкафа |
ШР1 |
400 |
ШР1-26 |
ШР2 |
400 |
ШР1-26 |
ШР3 |
400 |
ШР1-27 |
Выбираем силовые шкафы
№ силового ящика на плане |
Тип силового ящика |
Iном пр, А |
1 |
ЯПП-15 |
16 |
2,3 |
ЯБ1-2 |
200 |
4,5 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
6,7 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
8 |
ЯБ1-2 |
200 |
9 |
ЯВЗ-33 |
300 |
10 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
11 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
Расчет потерь напряжения:
Находим потери напряжения в трансформаторе:
Допустимые потери напряжения в нормальном режиме не должны превышать 5%, а в аварийном режиме – не более 10%:
∆Uдоп % = 10 - ∆Uт
где ∆Uт – потери напряжения в трансформаторе.
∆Uт = βт∙cosφ∙(Ua%+Up%∙tgφ)
где Ua – активная составляющая напряжения К.З. трансформатора, находится по формуле:
Ua% = 10∙∆Pk/ Sном = 10∙10,8/ 1000 = 0,108
где ∆Pк – потери короткого замыкания.
Sном – номинальная мощность трансформатора.
Up – реактивная составляющая напряжения трансформатора, находится по формуле:
Up% = √U2k% - U2a% = √5,52 – 0,1082 = 5,49
где Uk – потери напряжения короткого замыкания в трансформаторе.
Находим потери напряжения в данном трансформаторе:
∆Uт% = βт∙cosφ∙(Ua%+Up%∙tgφ) = 0,8∙0,89∙(0,108+5,49∙0,51) = 2,07
∆Uдоп % = 10 - ∆Uт = 10 – 2,07 = 7,93
Находим потери напряжения в линии, питающей самый удаленный электроприемник:
∆U% = 105∙P∙L∙(r0∙cosφ+x0∙sinφ)/ U2н = 105∙110∙0,0486∙(0,0338+0,0161∙0,1)/ 3802 = 0,13