2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения

Цеховую сеть можно выполнить на напряжение 220 и 380 В.

Напряжение 660 В должно применяться на предприятиях где имеется большое количество электродвигателей в диапазоне мощностей 200 – 600 кВт. Перевод питания электроприёмников с напряжения 380 В на 660 В снижает затраты на сооружение низковольтной кабельной сети примерно на 30% и сокращает потери электроэнергии в этой сети в 1,3–1,4 раза. Внедрение напряжения 660 В обеспечивает снижение капитальных затрат относительно общей стоимости электроустановок стоящего предприятия на 0,5–1,5%.

В рассматриваемом цехе максимальная мощность электродвигателя 21 кВт, поэтому эффективность внедрения напряжения 660 В незначительна.

Для установленных потребителей электроэнергии цеха основным напряжением питания является напряжение 380 В. Питание освещения осуществляется напряжением 220 В.

Таким образом, в качестве основного напряжения в цехе выбирается напряжение 380/220 В.

Осветительная и силовая нагрузки будут питаться от общих цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ.

3 Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры

Согласно ПУЭ для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, независимо от их мощности рекомендуется применять электродвигатели синхронные или асинхронные с короткозамкнутым ротором. Обычно для одного цеха выбирают двигатели одной серии.

Выбираем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А напряжением 380 В, так как они просты в исполнении, дешевы и не требуют регулирования частоты вращения.

Серия 4А является массовой серией АД, рассчитанных на применение в различных областях промышленности . Она охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт и выполнена на 17 высотах оси вращения — от 50 до 355 мм.

Серия включает основное исполнение АД, ряд модификаций и специализированные исполнения. Двигатели основного исполнения соответствуют общим требованиям и предназначены для нормальных условий работы (двигатели общего назначения). Они выпускаются во всем диапазоне мощностей и высот оси вращения, охватываемых серией. Это трехфазные АД с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту питания 50 Гц, имеющие степень защиты IP44 или IP23.

Модификации и специализированные исполнения АД серии 4А построены на базе их основного исполнения, т. е. имеют те же принципиальные конструктивные решения основных элементов и высоты оси вращения. Они выпускаются отдельными отрезками серий на определенные высоты оси вращения и номинальные мощности и предназначены для применения в механизмах, предъявляющих специфические требования к электроприводу, или в условиях эксплуатации, отличных от нормальных, имеющие степень защиты IP54.

Для крана принимаем асинхронные двигатели серии 4MTF (с фазным ротором), 4MTKF (с короткозамкнутым ротором). Это двигатели повторно-кратковременного режима работы. Применяются на кранах с тяжелыми условиями работы. Основной режим работы ПВ 40%.

Условия выбора электродвигателей:

(3.1)

Выбор пусковой и защитной аппаратуры производим по выражению (3.2):

,

(3.2)

где - номинальный ток расцепителя, А;

- номинальный ток электродвигателя, А.

Величины, приведённые в каталогах на асинхронные электродвигатели, связаны между собой следующими зависимостями:

;	(3.3)
,	(3.4)

где - номинальная мощность, кВА;

- номинальный ток, А;

- номинальная мощность, кВт;

- номинальный коэффициент мощности;

- КПД при номинальных нагрузке и параметрах.

.

(3.5)

Типы двигателей и их технические характеристики приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. - Выбор двигателей для электроприемников

№	Название ЭП		Кол.	Р, кВт	Данные электродвигателей
					Тип двигателя	Рн, кВт	Iном, А	U, кВ	Iпус, А	n, об/мин	η, %	cosφ
1	Станок токарный		12	21	4А180S4УП3	22,0	41,31	0,38	289,2	1500	90	0,9
2	Станок фрезерный		7	11	4А132M4 УП3	11,0	21,98	0,38	164,8	1500	87,5	0,87
3	Автоматическая линия		3	15	4А180M8 УП3	15,0	31,94	0,38	191,7	750	87	0,82
			3	15	4А180M8 УП3	15,0	31,94	0,38	191,7	750	87	0,82
			3	15	4А180M8 УП3	15,0	31,94	0,38	191,7	750	87	0,82
4	Вентилятор		9	12	4А160S2 УП3	15,0	28,8	0,38	216	3000	88	0,9
5	Насос		8	8	4А132M4 УП3	11,0	41,31	0,38	309,8	1500	87,5	0,87
6	Автоматическая линия		1	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1	750	86	0,75
			1	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1	750	86	0,75
			1	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1	750	86	0,75
			1	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1	750	86	0,75
12	Мосто-вой кран	подъем груза	2	15	MTF312-6	15,0	40,0	0,38	-	1000	81	0,70
		передвиж. тележки	2	5	MTF112-6	5,0	14,7	0,38	-	925	74	0,70
		передвиж. крана	2	11	MTF311-6	11,0	30,5	0,38	-	945	79	0,69
13	Транспортёр		2	8	4А132M4 УП3	11,0	21,98	0,38	164,8	1500	87,5	0,87

4А180S4УП3

Название серии

Высота оси вращения, мм

Установочный размер по длине станины

Число полюсов

Пылезащищенного исполненияIP54

Климатическое исполнение и категория размещения

Выберем электродвигатель, пусковую и защитную аппаратуру для станка токарного, P=22кВт.

Из [14] выбираем АД 4А180S4УП3 с Рн=22 кВт; cos=0,9; =90%;

n =1500 об/мин.

Рассчитаем по выражению (3.5):

.

Таблица 3.2 – Выбор аппаратуры защиты и управления

№ п/п	Наименование технологического оборудования.		Электродвигатели или электроприемники					Аппарат защиты			Аппарат управления
			тип		Мощ­ность Рном, кВт	номи­нальный ток Iном, А	коли­чество п, шт.	Выключатель	номиналь­ный ток выключа­теля Iн.в, А	номиналь­ный ток расцепи­теля Iн.р, А	Контактор, пускатель	номи­наль­ный ток Iн, А	Тепловое реле	уставка теплово­го реле
1	2		3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	Станок токарный		4А180S4УП3		22,0	41,31	12	АЕ2066М1-100-54У3А	160	50	ПМЛ-461004Б	63	РТЛ-2057	38-52
2	Станок фрезерный		4А132M4УП3		11,0	21,98	7	АЕ2066М1-100-54У3А	160	25	ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1022	18-25
3	Автоматическая линия		4А160M8УП3		45,0	31,94	3	АЕ2066М1-100-54У3А	160	100	ПМЛ-361004Б	40	РТЛ-2055	30-41
			4А132S8 УП3			31,94					ПМЛ-361004Б	40	РТЛ-2055	30-41
			4А225M8УП3			31,94					ПМЛ-361004Б	40	РТЛ-2055	30-41
4	Вентилятор		4А160S2 УП3		15,0	28,8	9	АЕ2066М1-100-54У3А	160	31,5	ПМЛ-361004Б	40	РТЛ-2053	23-32
5	Насос		4А132M4УП3		11,0	21,98	8	АЕ2066М1-100-54У3А	160	25	ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1022	18-25
Продолжение таблицы 3.2
6	Автоматическая линия		4А132S8 УП3		30,0	17,68	1	АЕ2066М1-100-54У3А	160	80	ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1021	13-19
			4А132М8УП3			17,68	1				ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1021	13-19
			4А132S8 УП3			17,68	1				ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1021	13-19
			4А160M8УП3			17,68	1				ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1021	13-19
9	Машина дуговой сварки		-		74,5	113,3	2	АЕ2066М1-100-54У3А	160	125	-	-	-	-
10	Индукционная печь		-		60,8	92,5	3	АЕ2066М1-100-54У3А	160	125	-	-	-	-
11	Электропечь сопротивления		-		70	106,5	2	АЕ2066М1-100-54У3А	160	125	-	-	-	-
12	Мостовой кран		МТК 15т		26,0	69,75	2	АЕ2066М1-100-54У3А	160	80	ПМЛ-461004Б	63	РТЛ-2057	38-52
											ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1021	13-19
											ПМЛ-361004Б	40	РТЛ-2053	23-32
13	Транспортёр		4А132M4УП3		11,0	21,98	2	АЕ2066М1-100-54У3А	160	25	ПМЛ-261004Б	25	РТЛ-1022	18-25