4 Расчет нагрузок цеха
Перед тем как рассчитать нагрузку цеха разделим все электроприемники на группы , которые будут питаться от распределительного шкафа.
Расчет нагрузок для групп электроприемников проводим по методу упорядоченных диаграмм в следующей последовательности на примере второй группы электроприемников с электродвигателями №5;6;7;8;9;10;11;12, номинальная мощность двигателей соответственно РН.Д=37;30;37;45;37;7,5;2.2;5,5 кВт.
1 Фактическое число электродвигателей:
n=
+
=8
2 Суммарная активная мощность двигателей:
∑РН= РН1+РН2+ …+Рn, (3.1)
где Р1,2…- номинальные мощности двигателей соответствующих станков кВт.
∑РН= 3×37+30+45+7,5+2,2+5,5=201,2кВт.
3 Активная мощность за наиболее загруженную смену:
РСМ=∑КИ·KН; (3.2)
РСМ =0,12·(2,2+5,5+ 37+30+37+45+37+7,5)=24,1кВт
4 Реактивная мощность за наиболее загруженную смену:
QСМ=∑РСМ·tgφ; (3.3)
QСМ=24,1·2,29=55,2 кВАр
5 Эффективное число электроприемников в группе:
nЭ=
;
(3.4)
nЭ=
6 Групповой коэффициент использования:
КИ
=
;
(3.5)
КИ
=
7 Групповой tgφ:
tgφ=
=
Расчётный коэфициент для реактивной нагрузки примем Кр’=1,1 , поскольку KИ<0,2 и nЭ 10.Kp=1,96
23.430131.00ПЗ
РР=Кр · РСМ; (3.7)
РР =1,96 ·24,1=47,2кВт
9 Расчетная реактивная нагрузка:
16.43
01 03. 00 ПЗ
QР=1,1·55,2=60,7 кВАр.
10 Полная нагрузка электроприемников:
SР
;
(3.9)
SР
=76,8кВА
11 Расчетный ток группы:
IР=
(3.10)
IР=
=
116,4А
12 Пиковый ток группы:
IПИК. ГР =IП.МАХ+ IР.ГР- IН.МАХ·КИ ; (3.11)
IП.МАХ- пусковой ток самого мощного электроприемника в группе, А;
IН.МАХ- номинальный ток самого мощного электроприемника в группе, А;
КИ- коэффициент использования самого мощного электроприемника в группе.
IПИК. ГР =625+116,4 – 83,3·0,12=731,5А
Аналогично рассчитываем нагрузки для второй, третей и четвертой группы электроприемников и результаты расчетов сводим в таблицу 3.1.
16.43
01 03. 00 ПЗ
|
№ |
n |
РН, кВт |
КИ |
Cos tanφ |
РСМ кВт |
QСМ кВт |
nЭ |
Kp |
|
РР кВт |
QР кВАр |
Sр кВА
|
IР А |
Iпик |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ШРА1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
1 |
37 |
0,12 |
0.4/2.29 |
4.44 |
10.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 |
1 |
30 |
0,12 |
0.4/2.29 |
3.6 |
8.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 |
1 |
37 |
0,12 |
0.4/2.29 |
4.44 |
10.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 |
1 |
45 |
0,12 |
0.4/2.29 |
5.4 |
12.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 |
1 |
37 |
0,12 |
0.4/2.29 |
4.44 |
10.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10 |
1 |
7,5 |
0,12 |
0.4/2.29 |
0.9 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 |
1 |
2,2 |
0,12 |
0.4/2.29 |
0.3 |
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12 |
1 |
5,5 |
0,12 |
0.4/2.29 |
0.6 |
1.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого ШРА1 |
8 |
201,2 |
0,12 |
2.28 |
24.1 |
54.9 |
5.7 |
1.96 |
1.1 |
47.2 |
60.7 |
76,8 |
116.4 |
731.5 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ШРА2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
7,5 |
0,12 |
0.4/2.29 |
0,9 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
3 |
11 |
0,12 |
0.4/2.29 |
1,32 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
1 |
4 |
0,12 |
0.4/2.29 |
0,48 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4 |
1 |
4 |
0,12 |
0.4/2.29 |
0,48 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого ШРА 2 |
7 |
26,5 |
0,12 |
2,28 |
3,18 |
7,2 |
2,9 |
2,2 |
1,1 |
14,7 |
16,9 |
22,3 |
34,3 |
196,7 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ШРА3 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
13 |
1 |
11 |
0,12 |
0,4/2,29 |
1,32 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
14 |
1 |
2,2 |
0,12 |
0,4/2,29 |
0,26 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
15 |
1 |
3 |
0,12 |
0,4/2,29 |
0,36 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
18 |
1 |
5,5 |
0,17 |
0,65/1,16 |
0,94 |
1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
19 |
1 |
7,5 |
0,17 |
0,65/1,16 |
1,3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого ШРА3 |
5 |
29,2 |
0,14 |
1,5 |
4,2 |
6,3 |
4,5 |
3,1 |
1,1 |
12,7 |
7,6 |
14,8 |
22,8 |
185,16 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ШРА4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
16 |
1 |
5,5 |
0,12 |
0,4/2,29 |
0,6 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
17 |
1 |
11 |
0,12 |
0,4/2,29 |
1,32 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
20 |
1 |
5,5 |
0,17 |
0,65/1,16 |
0,6 |
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого ШРА4 |
3 |
22 |
0,14 |
1,8 |
2,5 |
4,6 |
2,7 |
6,9 |
1,1 |
27,6 |
6 |
28,3 |
43,4 |
191,1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Пресс |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
22 |
1 |
200 |
0,17 |
0,4/2,29 |
37,4 |
43,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Сварочный трансформатор |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
21 |
1 |
32 |
0,2 |
0,4/2,29 |
6,4 |
30,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого по цеху |
25 |
510,9 |
0,15 |
2,07 |
77,8 |
146,6 |
3,9 |
3,5 |
1,1 |
102,2 |
91,2 |
142,2 |
216,9 |
1304,5 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Освещение |
0,95 |
|
16,38 |
5,8 |
17,4 |
26,5 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого с освещением |
|
|
118,6 |
97 |
159,6 |
243,4 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Дополнительная нагрузка |
0,8 |
|
200 |
150 |
250 |
380,29 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого с дополнительной нагрузкой |
|
16.43
01 03. 00 ПЗ
|
368,6 |
247 |
409,6 |
623,69 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
/
5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА
Вводной автомат для группы электроприемников выбираем по следующим условиям на примере второй расчетной группы:
Iна 116,4А;
Iнр>116,4A;
Из справочника (Л1,с.94) выбираем автоматический выключатель ВА51-33 с Iна=160А и Iнр=125А.
П итающий кабель для каждой группы приемников выбираем по следующим условиям:
IДОП 116,4А;
IДОП
;
IДОП ≥ 125А,
Выбираем кабель АВВГ 3(1×70)+1×50мм2 с IДОП=140А (Л1,с.112 )
Выбираем распределительный шкаф для первой группы электроприемников.
Силовые шкафы выбирают:
1 По числу подключенных электроприемников.
2 По току расцепителя вводного автомата.
Для второй группы принимаем шкаф распределительный ПР-85 в комплекте с вводным автоматом ВА51-33 с Iнр=125А.(Л1,с.105)
Аналогично выбираем вводные автоматы, питающие кабели и распределительные шкафы для остальных групп электроприемников и результаты расчетов сводим в таблицу 3.2
Tаблица 3.2 – Выбор автоматов, питающих кабелей и распределительных шкафов для групп.
№ |
Вводной Автомат |
Тип кабеля
|
Тип шкафа
|
Число станков в группе
|
|||||||
Тип |
Iна, А |
Iнр, А |
Марка |
Iдоп, А |
ΔU, % |
|
|
||||
1 |
ВА51-33 |
160 |
125 |
АВВГ3(1×70)+ 1×50 |
140 |
|
ПР-85 |
8 |
|||
2 |
ВА51-25 |
25 |
25 |
АВВГ3(1×4)+ 1×2,5 |
27 |
|
ПР-85 |
4 |
|||
3 |
ВА51-25 |
25 |
25 |
АВВГ3(1×4)+ 1×2,5 |
27 |
|
ПР-85 |
5 |
|||
4 |
ВА51-25 |
25 |
25 |
АВВГ3(1×4)+ 1×2,5 |
27 |
|
ПР-85 |
3 |
|||
16.43
01 03. 00 ПЗ
Расчет нагрузок цеха.
Расчетная силовая нагрузка цеха определяется методом упорядоченных диаграмм так же, как и для групп электроприемников.
1 Средняя активная, реактивная мощность за наиболее загруженную смену:
РСМ.Ц=∑РСМ+РН.ПР·КИ+РН.СВ·КИ (3.12)
QСМ.Ц=∑QСМ+РCМ.ПР·tgφПР+РCМ.СВ· tgφСВ., (3.13)
где ∑РСМ- суммарная сменная нагрузка цеха кВт,
∑QСМ- суммарная реактивная нагрузка цеха квар,
РН.ПР- номинальная мощность двигателя пресса кВт,
РCМ.ПР-сменная активная мощность двигателя пресса кВт
РCМ.СВ - сменная активная сварочного трансформатора кВт,
tgφПР, tgφСВ-tgφ пресса и сварочного тр-ра соответственно.
∑РСМ =24,1+3,18+4,2+2,5+37,4+6,4=77,78кВт
∑QСМ =54,9+7,2+6,3+4,6+43,01+30,6=146,6кВАр;
2 Суммарная номинальная мощность цеха:
РН.Ц=Р1+Р2+Р3+Р4+ РН.СВ+ РН.ПР, (3.14)
где Р1,Р2….-активные номинальные мощность групп электроприемников ,кВт
РН.Ц=201,2+26,5+29,2+22=278,9кВт
3 Групповой коэффициент использования цеха:
КИ.Ц
;
(3.15)
КИ.Ц
=0,19
4 Эффективное число электроприемников в цеху:
nЭ=
;
nЭ
=
=1,8
5 Коэффициент максимума в зависимости от коэффициента использования группы и эффективного числа электроприемников:
КМ
;
(3.16)
КМ
=3,3
6 Расчетная активная мощность цеха:
РРЦ=РСМ.Ц· КМ; (3.17)
РРЦ=77,78·3,3=256,7кВт.
7 Расчетная реактивная мощность цеха:
QРЦ=QСМ.Ц· КМ' (3.18)
Коэффициент максимума для реактивной нагрузки примем КМ'=1,1 , поскольку
16.43
01 03. 00 ПЗ
16.430131.00ПЗ
QРЦ=146,6·1,1=161,3кВАр.
8 Полная расчетная нагрузка цеха:
SРЦ
;
(3.19)
SРЦ
=303,2кВА
9 Расчетный ток группы цеха:
IРЦ=
;
(3.20)
IРЦ=
=
466,4А
10 Пиковый ток цеха:
IПИК.Ц =IП.МАХ+ IР.Ц- IН.МАХ·КИ ; (3.21)
23.430131.00ПЗ
16.430131.00ПЗ
Выбираем вводную панель ЩО70М-21 с разъединителем АВМ-15 на 1500А.
В зависимости от количества присоединений и расчётного тока цеха выбираем две линейные панели:
1) ЩО70М-13 с АВМ-4(разъединитель) 400×1 (для питания первой группы)
2) ЩО70М-08, 100×4(от данной панели запитаем 1;3;4 и сварочный трансформатор)
3) ЩО70М-14 с АВМ-10 на 1000А (для питания пресса)
12 Выбираем автомат:
IНА IР.Ц; (3.22)
IНА 466,4;
IНР IР.Ц; (3.23)
IНР 466,4;
Выбираем автомат ВА51-39 с IНА=630А и IНР=500А.
KОТС.IНР ≥ 1,25IП; (3.24)
10. 500≥ 1,25. 1175,8;
5000≥ 1469,7(верно)
13 Выбираем кабель, питающий вводную панель:
IДОП IР.Ц; (3.25)
IДОП 466,4А;
Принимаем условие прокладки в земле. Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке2АСБГ (3×95) +1×50 мм2 IДОП=255А. (Л1, с.112).
23.430131.00ПЗ
16.43
01 03. 00 ПЗ