4 Выбор схемы электроснабжения и расчет параметров электрических сетей

По характеристикам технологического процесса для питания потребителей используют переменный электрический ток частотой f = 50 Гц.

В сетях внутрицехового электроснабжения для питания силовых и осветительных электрических приемников напряжением до 1 кВ возможно применение трех основных ступеней напряжения: 220\127; 400\230; 660\400. Выбор той или иной ступени напряжения зависит от значений потребляемой мощности, вида производства, индивидуальных мощностей электрических приемников и других факторов. Поэтому выбор напряжения в установках до 1 кВ должен производится комплексно.

Система 400/230 В наиболее полно удовлетворяет условиям питания потребителя в силу возможности совместного питания осветительных и силовых потребителей и относительно низкого напряжение между «землей» и проводом.

Для уменьшения потерь электроэнергии в цеховых электрических сетях рекомендуется применять напряжение не ниже 400 В.

Исходя из вышеизложенного, принимаем для внутрицехового электроснабжения систему напряжения 400/230 В.

Выбираем для электроснабжения магистральную схему питания, так как она имеет преимущественное применение для равномерно распределенной нагрузки в цехах, когда приемники расположены близко друг к другу. Магистральные схемы удобны для машиностроительного производства, где перегруппировка приемников, изменение технологического процесса является достаточно частым явлением.

Схема внутрицеховой сети изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема внутрицеховой сети

Магистральная сеть выполняется шинопроводом, а отводы к потребителям выполняем изолированным проводом марки АПВ. Сечение проводников выбирается по допустимому нагреву с соблюдением условий прокладки и условий окружающей среды.

Так как среда в помещении цеха нормальная, то принимаем температуру внутри цеха 25 ⁰С.

Для определения сечения проводников от ЭП находим их расчетные токи, А, по формуле:

(4.1)

где Р_н – номинальная мощность ЭП, кВт;

U_н – номинальное напряжение сети; U_н = 400 В;

сos_н – номинальный коэффициент мощности ЭП;

_н – номинальный КПД ЭП.

На станках установлены асинхронные электродвигатели серии 4А с синхронной частотой вращения 1500 об/мин и мощностью, равной или большей мощности станков.

Данные для расчета приведены в таблице 4.1.

Для примера по формуле (4.1) определим ток ЭП1, мощность ЭД станка P_н = 18.5 кВт; cos j = 0.88 ; h_н = 0.9, кратность пускового тока K_п = 7.

А.

Аналогично находим токи остальных ЭП и заносим их в таблицу 5.

Таблица 4.1 – Данные расчета и выбора проводов.

ЭП	Мощность ЭП Рн, кВт	Расчетный ток Iр, А	Марка провода	Допустимый ток Iдоп, А	Сечение провода F, мм2	Длина участка L, м
1	18.0	33.72	АПВ	55	16	12.8
2	20.0	39.2	АПВ	55	16	11.2
3	4.5	10.8	АПВ	19	2.5	9.8
3	4.5	10.8	АПВ	19	2.5	7.8
4	0.6	0.42	АПВ	19	2.5	4.8
5	7.0	14.39	АПВ	19	2.5	3.2
47	7.75	20.86	АПВ	55	16	15.2
47	7.75	20.86	АПВ	55	16	12.6
48	12.5	27.64	АПВ	55	16	5.8
48	12.5	27.64	АПВ	55	16	7.8
48	12.5	27.64	АПВ	55	16	10
53	2.8	6.36	АПВ	19	2.5	14.6
54	10.0	20.86	АПВ	55	16	12
54	10.0	20.86	АПВ	55	16	9.2
54	10.0	20.86	АПВ	55	16	6.6
55	8.8	20.86	АПВ	55	16	4.4

Сечение жил шинопровода магистральной сети выбираем по расчетному току группы и заносим в таблицу 4.2.

Например, для группы 2: I_р2 = 39.68 А, выбираем шинопровод ШРМ – 75, размеры шины 3,55х11,2 мм² , I_доп = 100 А.

Таблица 4.2 – Результаты выбора шин для групп ЭП

Номер группы	Расчетный ток I, A	Марка шинопровода	Сечение шинопровода, мм2	Допустимый ток Iдоп, А	Длина участка L, м
1	75.63	ШРМ – 75	3.55×11.2	100	46.2
2	39.68	ШРМ – 75	3.55×11.2	100	25.8
3	42.44	ШРМ – 75	3.55×11.2	100	21.2

Схема внутрицеховой сети представлена на рисунке 3.