7 Вибір електричної мережі крану Визначення потужностей механізмів крану приведених до %

Активні потужності двигунів, (кВт)

,

,

,

де , , - активні потужності двигунів механізмів піднімання, переміщення візка і моста відповідно при %;

, , - номінальна потужність двигунів механізмів піднімання, переміщення візка і моста відповідно відомі з попередніх розрахунків.

, , - тривалість включення двигунів механізмів підйому, переміщення візка і моста відповідно відомі з попередніх розрахунків.

, , - ККД двигунів механізмів піднімання, переміщення візка і моста відповідно відомі з попередніх розрахунків.

Остаточно маємо:

Реактивні потужності двигунів, (квар)

де , , - реактивні потужності двигунів механізмів підйому, переміщення візка і моста відповідно при %;

, , - значення тангенсів для коефіцієнтів потужності двигунів відповідних механізмів.

Остаточно маємо:

Визначення загальної активної потужності двигунів, (кВт)

Визначення загальної реактивної потужності двигунів, (квар)

,

Розрахунок електричної мережі цеху полягає у виборі високовольтної (ВВ) і низьковольтної (НВ) мереж.

Розрахунок високовольтної мережі

За умовами проектування цех живлять два трансформатори:

, кВА.

кВА, - коефіцієнт завантаження, .

Розрахункова потужність трансформатора, (кВА)

Розрахунок високовольтної мережі

Вибір кабелю по допустимому струму

Знаходимо розрахунковий струм, (А):

За довідковими таблицями приймаємо найближче більше стандартне значення перерізу:

мм², для якого А.

Вибираємо високовольтний кабель з алюмінієвими жилами із паперовою ізоляцією в алюмінієвій оболонці (броні) з наповнювачем марки ААБл-10-335, для якого

Перевіряємо обраний кабель на допустиме перевантаження в аварійному режимі роботи.

Аварійний струм у ВВ лінії (А) визначається з умови, що ВВ лінія повинна витримувати перевантаження до , тобто відключення одного з трансформаторів

де - номінальна напруга трансформатора на високій стороні, кВ.

Допустиме перевантаження кабелю в аварійному режимі роботи складає . Тоді умова перевірки має вигляд:

Перевірка на допустиму втрату напруги

Перевіряємо обраний кабель за допустимою втратою напруги:

,

де - допустима втрата напруги у кабелі;

- номінальна напруга трансформатора, кВ;

Тобто умова перевірки має вигляд:

Втрата напруги у кабелі, (В):

де - довжина лінії, км;

- коефіцієнт потужності трансформатора, , ;

- питомий індуктивний опір лінії, Ом/км;

- питомий активний опір лінії:

де - провідність алюмінію, .

Тоді втрата напруги:

Остаточно маємо, що втрати напруги у ВВ мережі складає:

Умова перевірки виконується.

Перевірка кабелю за струмом КЗ

Умова перевірки перерізу має наступний вид:

,

де - вибране значення перерізу, мм²;

- мінімальне значення перерізу, що розраховується за формулою, ( ):

де - фіктивний час КЗ, приймаємо с;

- коефіцієнт, що визначається в залежності від матеріалу; для алюмінію ;

I_t= - усталене значення струму КЗ, розраховуєть за формулою, (А):

де - потужність короткого замикання, приймаємо МВА;

- 105 % від номінальної напруги трансформатора, тобто напруга з урахуванням втрат, кВ;

Остаточно маємо:

Перевірка:

Умова перевірки виконується, отже кабель вибрано вірно.

Розрахунок низьковольтної мережі

Загальна потужність двигунів і освітлення

Загальна потужність двигуна механізму піднімання, (кВА):

Загальна потужність двигуна механізму переміщення візка, (кВА):

Загальна потужність двигуна механізму переміщення моста крану, (кВА):

Струми в низьковольтній мережі

Розрахункове значення струму у лінії двигуна механізму піднімання, (А):

де - напруга на низькій стороні трансформатора, В.

Розрахункове значення струму у лінії двигуна механізму переміщення візка, (А):

Розрахункове значення струму у лінії КЛ2, (А):

Розрахункове значення струму у лінії двигуна механізму переміщення моста, (А):

Розрахункове значення струму у лінії КЛ1:

Вибір кабельної лінії КЛ1

Струм у кабельній лінії, (А):

Обираємо кабель, виходячи з умови :

АВВГ-1-410

Розрахуємо втрати напруги у лінії, (В):

де - довжина лінії, км;

- коефіцієнт потужності, , ;

- питомий індуктивний опір лінії, ;

- питомий активний опір лінії, за формулою:

Тоді втрата напруги, (В):

Вибір кабельної лінії КЛ2

Струм у кабельній лінії, (А):

Обираємо кабель, виходячи з умови :

АВВГ-1-410

Розрахуємо втрати напруги у лінії:

де - довжина лінії, км;

- коефіцієнт потужності, , ;

- питомий індуктивний опір лінії, Ом/км;

- питомий активний опір лінії, за, (Ом/км):

Тоді втрата напруги:

Розрахунок втрат напруги в трансформаторі

Розрахунок втрат напруги у відсотках:

,

де -- коефіцієнт потужності трансформатора, , ;

- коефіцієнт завантаження ;

, - активна і реактивна складові напруги КЗ, що розраховуються за формулами:

,

де кВт - втрати КЗ;

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

Активна складова, (%):

.

Реактивна складова, (%):

.

Остаточно маємо:

.

Втрата напруги у вольтах, (В):

де - номінальна напруга, В;

В.

Вибір тролея

Тролейні проводи застосовують у кранових установках для живлення двигунів піднімання, переміщення візка і моста.

В якості тролеїв кранових установок раніше застосовувались кутова сталь або шинопроводи ШТМ, які зараз замінюються шинопроводами ШРА (найбільш уживані).

Тролейну лінію можна розрахувати методом, що базується на виборі кутової сталі або шинопроводів серії ШРА, які забезпечують умови нагріву і допустимої втрати напруги.

Визначення номінального і пускового струмів найбільш потужного двигуна

,

де - потужність найбільш потужного двигуна, кВт;

- паспортна потужність двигуна механізму підйому, кВ;

, - коефіцієнт потужності і ККД найпотужнішого двигуна;

Пусковий струм, (А):

,

де - кратність пускового струму, ;

Сумарна номінальна потужність двигунів, (кВт)

Спожита потужність, (кВт)

Ефективне число двигунів, (шт)

де - номінальні потужності двигунів відповідних механізмів,

Максимальний розрахунковий струм тролея, (А)

,

де - струм активного тридцяти хвилинного навантаження;

- коефіцієнт попиту, для ефективної кількості електроприймачів і середнього режиму роботи маємо ;

- відповідає коефіцієнту потужності, ( );

Тимчасовий пусковий струм, (А)

де , - пусковий і номінальний струм відповідно найпотужнішого двигуна, А;

Вибір шинопроводу

Вибираємо найближчий за номінальним струмом тролейний шинопровід ШРМ-75, з номінальним струмом A, що більше ніж A.

Для обраного шинопроводу питомі опори складають:

Ом/км;

Ом/км.

Втрати напруги у тролейному шинопроводі, (В)

,

де - довжина шинопроводу, км;

- коефіцієнт потужності, приймаємо ,

Загальні втрати у низьковольтній мережі і перевірка по допустимій втраті напруги

Сумарні втрати напруги, (В)

,

Умова перевірки

Сумарні втрати напруги не повинні перевищувати 10% від номінальної напруги, тобто:

Умова перевірки виконується, тобто розрахунок проведено правильно і мережа вибрана вірно.