новая папка 1 / 241514

оборудование типа 4А, то есть электродвигатели серии 4А, которые являются массовой серией асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

2. Расчет нагрузок, выбор проводников и аппаратов защиты

Исходными данными для расчета электрических нагрузок являются установленная мощность и характер изменения нагрузок, определенный технологическим режимом.

Расчетом нагрузки по допустимому нагреву называется такая неизменная во времени 30-минутная нагрузка, которая вызывает такой же нагрев проводников над окружающей температурой или такой же тепловой износ изоляции, как и реальная во времени нагрузка.

Установленная мощность электроприемника – это определяемая по паспорту мощность [3], на которую он рассчитан и может длительно потреблять при номинальном напряжении и продолжительном режиме.

Все заданные потребители разделяются на группы элетроприемников с одинаковыми режимами работы. Для каждой группы определяется номинальная мощность:

- электроприемники длительного режима работы: Рн =Рпасп – для станков; Рн.печ.=Рпасп – для электропечей;

Рн.печ.=Sпасп∙cosφ – для выпрямительных установок, где cosφ=0,57, где Рпасп, Sпасп – паспортная мощность.

- электроприемники повторно-кратковременного режима:

Рн.=Рпасп	ÏÂ		ïàñï	,
где ПВпасп – паспортная продолжительность включения.
Рн.= Sпасп∙					∙ cosφ – для сварочных машин, трансформаторов.
	ÏÂ

ïàñï

Для каждой группы находятся коэффициенты: Ки - коэффициент использования, Cos - коэффициент мощности [1].

13

Определяется средняя активная Рсм, кВт и реактивная Qсм, кВАр мощности за максимально загруженную смену для каждой группы электроприемников:

Рсм = n K и Рном , кВт,

где Рном – номинальная мощность ЭП, кВт; n – число ЭП в группе однородного режима работы; Ки – коэффициент использования установленной мощности.

Qсм Рсм tg φ, кВАр ,

где tgφ – коэффициент мощности ЭП.

tg φ= 1 cos2 . cos

Оборудование распределяют на два шинопровода ШР1 и ШР2. Определяются суммарные мощности активная ∑Pсм, кВт и реактивная

∑Qсм, кВАр для каждого шинопровода и количество электроприемников ∑n на каждом из них:

Для ШР1:

15
Ðñì Pñì1	- 3	Pñì4	6 Ðñì7	9 Ðñì10	12 Ðñì13	15,
1
15
Qcì Qñì1	- 3	Qñì4	6 Qñì7	9 Qñì10	12 Qñì13	15,
1

15

n n1 n2 n3 ... n15.

1

14

Для ШР2:

30
Ðñì Ðñì16	18 Ðñì19	21 Ðñì22	24 Ðñì25	27 Ðñì28	30,
15
30
Qñì Qñì16	18 Qñì19	21 Qñì22	24 Qñì25	27 Qñì28	30,
15

30

n n16 n17 n18 ... n30.

16

Определяется групповой коэффициент использования для каждого шинопровода:

	Ðñì
Ки =		,
	Ðí

где Ðñì - суммарная установленная номинальная активная мощность

одного шинопровода, кВт, Ðí - суммарная номинальная мощность одного

шинопровода, кВт.

Определяется величина m для каждого шинопровода:

m Рн max , Pн min

где m - значение, равное отношению номинальной мощности Рн наибольшего электроприемника на одном из шинопроводов к номинальной мощности Рнmin наименьшего электроприемника на этом же шинопроводе.

Если n≥5, m≥3, Ки≥0,2, Р=const, то эффективное число приемников nэ ≈ n.

15

Если n≥5, m≤3, Ки≤0,2, Р≠const , то nэ не определяется.

Максимальная потребляемая активная мощность определяется по коэффициенту загрузки Кз:

Рр1(2) =Кз∙∑Рн1(2),

где Кз = 0,9 – для приемников продолжительного режима; Кз = 0,75 – для приемников повторно-продолжительного режима; Кз = 1,0 – для приемников кратковременного режима.

Реактивная Qр, кВАр, и полная Sр кВА, максимальные мощности для ШРА1, ШРА2:

Qp1(2)=Pp1(2)·tgφ,

Sp.шра1(2) Р2р.шра1(2) Q2р.шра1(2) .

Если n≥5, m≥3, Ки≥0,2, Р≠const , то nэ =2 Ðí .

Ðí .íà è á

Если n≤5, m≥3, Ки≥0,2, Р≠const , то nэ =2 2( Ðí )2 .

Ð2 í

Если n≥5, m≥3, Ки≤0,2, Р≠const , то эффективное число приемников определяется по выражению:

n ý = n ý ∙ n ,

где n ý - относительное эффективное число приемников, рассчитываемое в следующем порядке:

- определяется суммарная номинальная мощность Ðí - всех приемников,

подключенных к данному шинопроводу;

- выбрается из числа n наибольший по мощности приемник,

16

подсчитывается количество приемников n/1, у которых номинальная мощность

каждого больше половины или равна мощности наибольшего из них: Pím ax ; 2

-вычисляют суммарную номинальную мощность Р/н∑ наиболее крупных приемников в количестве n/;

-определяют относительное значение

n* nn ,

Ð Ðí . Ðí

По таблице из [1] определяем n ý и км.

Определяется активная Рр, кВт, реактивная Qр, кВАр, и полная Sр кВА,

максимальные мощности для ШРА1, ШРА2 и всего цеха:

ШР1:

ШР2:

15

30

Ðð.øðà1

Ê ì Ðñì.øðà1

,

Ðð.øðà2

Ê ì Ðñì.øðà2 ,

1

16

15

30

Qð.øðà1

Ê ì

Qñì.øðà1

,

Qð.øðà2

Ê ì Qñì.øðà2 ,

1

16

S

p.øðà1

Ð2

Q2

,

S

p.øðà2

Ð2

Q2

.

ð.øðà1

ð.øðà1

ð.øðà2

ð.øðà2

Определяется полная мощность всего цеха:

Sð öåõà Sð.øðà1 Sð.øðà2 .

Выбор проводников и аппаратов защиты.

Все коммутационные аппараты защиты, измерительные трансформаторы

17

тока и напряжения, изоляторы и проводники должны удовлетворять условиям работы при нормальном режиме работы и быть устойчивыми при воздействии токов короткого замыкания и при перенапряжениях.

Они должны выбираться в зависимости от условий окружающей среды и условий размещения. Должны учитываться: температура и влажность,

запыленность, наличие химических и биологических воздействий на изоляцию и проводники, высота над уровнем моря. Класс изоляции всех аппаратов и проводников должен соответствовать номинальному напряжению сети. По заданию курсовой работы среда помещения цеха нормальная, что указывает на отсутствие влажности, запыленности, наличие химических и биологических воздействий на изоляцию проводников и аппаратов,

Провода, кабели и шины выбирают расчетным путем в соответствии с длительно-допустимыми токами нагрузки.

По условию нагрева расчетным током осуществляется выбор сечения проводников в сетях до 1000В с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов. При расчете сети по нагреву выбирают марку проводника в зависимости от характеристики среды помещения.

При выборе провода и кабеля стандартного сечения жил:

-по нагреву: выбирают ближайшее большее значение;

-по термической стойкости: выбирают ближайшее меньшее значение;

-по потерям напряжения: выбирают ближайшее значение.

Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки определяется расчетный максимальный ток электроприемника по формуле:

	Ip						Рн		,
				3 U			cosφ
						н		η
							н	н
где Ðí номинальная активная мощность, кВт;								U í номинальное линейное
напряжение, кВ;	cosφ номинальный						коэффициент мощности двигателя,
	н

18

кВт; í номинальный кпд двигателя.

Выбор сечения проводника по нагреву длительных токов нагрузки сводится к сравнению расчетного тока с допустимым табличным значением для выбранных марок проводников и условий их прокладки.

При выборе сечения проводников должно соблюдаться условие:

Iд Iр,

где Iд - длительно допустимый ток по нагреву, А.

Если температура воздуха отличается от значения 25î Ñ, то допустимый ток нагрузки определяется с поправкой на температуру Ê ò .

Определяется Iд с поправочным коэффициентом:

I I К .

д д т

Сечение шин выбирают по нагреву длительно-допустимым максимальным током нагрузки и по экономической целесообразности.

Рассчитывается ток для выбора шинопроводов:

I				S	р.шр		.
	р.шр
		3				Uн

Рассчитывается ток всего цеха:

	Iр цеха			Sp			.
						Uн
				3

19

По полученным значениям расчётного тока выбирается для ШPА1, ШРА2 и всего цеха шинопровод из условия:

Iä Ið .

Защиту и коммутацию цеховых сетей осуществляют автоматически: включателями, предохранителями и рубильниками.

Более совершенная коммутация получается, если применяются автоматические выключатели, снабжённые максимальной защитой. Эти аппараты многократного действия, снабженные устройствами выдержки времени и обеспечивают избирательное действие защиты.

Условия выбора автоматических выключателей:

Uí.â Uí.ó ,

Ií.â Ið.ó ,

Iò.ðàñö 1,25 Ið.ó .

Условия выбора автоматического выключателя для ШР1 и ШР2:

Uн.в Uс ,

Iн.в Iр ,

Iт.расц 1,1 Imax,

Iэ.р 1,2 Iпик ,

Iр Iр ,

где Iпик=Iпуск.наиб+Imax.гр.-Iн..наиб∙Ки, Imax.гр – сумма всех расчетных токов электроприемников кроме наибольшего; Ки - коэффициент использования наибольшего по расчетному току электроприемника из группы.

20

Iпуск. наиб=Iр.наиб ∙ ,

где λ Iп - кратность по пусковому току.

Iн

3. Определение величины допустимых потерь напряжения

Выбранные по длительно допустимому току и согласованные с током защиты аппаратов, сечения проводников проверяем на потерю напряжения.

Расчёт выполняется для одного звена схемы - для участка собственно линии, без учёта трансформатора в схеме:

Расчёт проводится для обоих участков сети трёхфазного переменного

тока с несколькими распределительными нагрузками по формулам:

U%

105

(r0 x

L2 L3 ) ,

Uн2

0 tg ) Р1 L1 P2 (L1

L2 ) P3 (L1

U%

105

U2

(r0 x0 tgφ) L1 (P1 P2

Pн3 ) L

2 (P2

Pн3 ) L3 P3 ,

н

где Ð - мощность первого электроприёмника,

кВт;

и

- суммарная

Ð

Ð

1

2

3

мощность электроприемников от второго на каждом шинопроводе до восьмого и от девятого на каждом шинопроводе до пятнадцатого соответственно , кВт; L1, L2, L3 - расстояние от трансформаторной подстанции до первого электроприемника на каждом шинопроводе, от первого электроприемника до восьмого на каждом шинопроводе, от восьмого электроприемника до

пятнадцатого на каждом шинопроводе, км; r - активное сопротивление на фазу

0

шинопровода, Ом/км; x - реактивное сопротивление на фазу шинопровода,

0

Ом/км.

21

В нормальных режимах работы с учётом возможности регулирования напряжения на цеховой подстанции, потеря в силовой сети до 1000 (В) не должна превышать 6-8 % от номинального напряжения согласно ПУЭ.

4. Выбор компенсирующих устройств

Большая часть промышленных приёмников в процессе работы потребляют из сети помимо активной мощности Р и реактивную мощность Q. В зависимости от характера электрооборудования предприятия его реактивная нагрузка может составлять до 130% активной. Передача значительного количества реактивной мощности по линиям и через трансформаторные системы электроснабжения невыгодна.

Определяется фактический tg :

ô

tg ф QР р .

р

Если tg ô tg ô.îïò , то необходимо определить расчётную мощность

компенсирующего устройства, кВАр:

Qку Рр (tg ф tg ф.опт ) ,

где tg ô.îïò = 0,33 – оптимальный tg ô .

По справочной литературе выбирается компенсирующее устройство по условию

QÊÓí Qêó .

22