Реферат: Электроснабжение цеха

--PAGE_BREAK--



6. Выбор схемы электроснабжения цеха
Схемы электроснабжения приёмников электрической энергии

промышленных предприятий зависят от мощности отдельных приёмников, их количества, распределения по территории и других факторов и должны отвечать следующим требованиям:

1. Обеспечить необходимую надёжность электроснабжения в зависимости от категории приёмников;

2. Иметь оптимальные технико-экономические показатели по капитальным затратам, расходу цветных металлов, эксплуатационным расходам и потерям энергии;

3. Быть удобными в эксплуатации;

4. Допускать применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Схемы цеховых сетей бывают радиальные и магистральные.

Для механического цеха выберем два варианта схем электроснабжения

и произведем технико-экономический расчёт для каждой из них.

Вариант 1
Таблица 2

Распределение цехового ЭО по пунктам питания и шинопроводам

№ отделения/цеха

№ ЭО по прану цеха (кол-во)

№ тип пункта питания

1

1(2),2,3,4(3)

РП-3

1

5(2),6,7,8,9,49

РП-4

2

14, 15(3)

РП-1

2

11,12(2), 13

РП-2

3

16(3),17,18(2),19,20(2),21(2),22(2)

ШРА-1

3

23(2),24(2),25(2),27(3),28(2),29,30,31(3),32(2),33,34(2)

ШРА-2

4

42(2), 43(2),44, 45(4), 46 (3), 47(3), 48,35

РП-9

5

52,51,50,53(2),35(3)

РП-8

6

54(2),58,56,57

РП-5

6

55,59(2),60(3),61(2)

РП-6

7

62,63,64,65(2),66,67,68(2)

РП-7

4

42(2), 43(2),44, 45(3)

РП-10

4

36,37(2),38(2),39,40,41(2)

РП-11



Вариант 2

№ отделения/цеха

№ ЭО по прану цеха (кол-во)

№ тип пункта питания

1

1(2),2,3,4(3)

РП-3

1

5(2),6,7,8,9,49

РП-4

2

14, 15(3)

РП-1

2

11,12(2), 13

РП-2

3

36,37(2),38(2),39,40,41(2),16(3),17,18(2),19,20(2),21(2),22(2)

ШРА-1

3

23(2),24(2),25(2),27(3),28(2),29,30,31(3),32(2),33,34(2)

ШРА-3

4

42(2), 43(2),44, 45(4), 46 (3), 47(3), 48

ШРА-2

5

52,51,50,53(2),35(3)

РП-8

6

54(2),58,56,57

РП-5

6

55,59(2),60(3),61(2)

РП-6

7

62,63,64,65(2),66,67,68(2)

РП-7






7. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии
При наличии электроприёмников с интервалом мощностей Рн = 0,1 – 120 кВт

Принимаем напряжение распределения электроэнергии Uн = 380 В. Это напряжение так же выгодно для освещения 220 В.




8. Расчёт и выбор параметров схемы
Используем метод упорядоченных диаграмм. Расчёт ведём по двум вариантам схем.
8.1 Определение расчётной нагрузки на питающую линию ТП-ШРА 1
Количество оборудования n= 11 (шт.)

Суммарная мощность
<img width=«128» height=«27» src=«ref-1_1689477819-381.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">
Находим эффективное число приемников
<img width=«99» height=«23» src=«ref-1_1689478200-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">число наибольших приемников, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего приемника (включая сам наибольший приемник)
<img width=«101» height=«23» src=«ref-1_1689478406-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095"> где <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1689478622-101.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">  — суммарная номинальная мощность <img width=«16» height=«23» src=«ref-1_1689478723-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097"> наибольших приемников группы
<img width=«192» height=«23» src=«ref-1_1689478819-320.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">
Где <img width=«25» height=«23» src=«ref-1_1689479139-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">  — относительное число ЭП группы, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего ЭП
<img width=«245» height=«24» src=«ref-1_1689479247-398.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">




где <img width=«33» height=«23» src=«ref-1_1689479645-125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101"> относительная мощность <img width=«16» height=«23» src=«ref-1_1689478723-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102"> наибольших ЭП

По полученным значениям <img width=«25» height=«23» src=«ref-1_1689479139-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"> и <img width=«33» height=«23» src=«ref-1_1689479645-125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104"> по графикам определения эффективного числа электроприемников определяется
<img width=«168» height=«24» src=«ref-1_1689480099-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">
Определяем <img width=«35» height=«24» src=«ref-1_1689480385-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106"> по значениям Ки и <img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1689480508-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">

где
<img width=«147» height=«51» src=«ref-1_1689480608-510.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">
Определим расчетную активные, реактивные и полную мощности.
<img width=«331» height=«27» src=«ref-1_1689481118-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">

<img width=«321» height=«56» src=«ref-1_1689481737-987.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">
Аналогичные расчёты производим для остальных параметров двух вариантов схем, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицы 4
8.2 Выбор типа шинопровода и питающего его кабеля
а) По полученному расчётному току Iр, выбираем по справочнику тип шинопровода ШРА — 73

<img width=«104» height=«25» src=«ref-1_1689482724-433.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">, Размер на фазу 35Ч5

Материал шин – алюминий марки АДО.

б) Выбор кабеля питающего шинопровод.

АПВБ – Алюминиевая жила однопроволочная, полиэтиленовая изоляция, поливинилхлоридная оболочка, броня из двух стальных лент, нормальная подушка под бронёй, нет наружного покрова.
<img width=«89» height=«21» src=«ref-1_1689483157-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">; <img width=«96» height=«25» src=«ref-1_1689483347-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">
Проверим самый загруженный и удаленный шинопровод

ШРА – 2
<img width=«530» height=«43» src=«ref-1_1689483569-1085.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">
Кабель питающий шинопровод
<img width=«541» height=«45» src=«ref-1_1689484654-1135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">

<img width=«321» height=«23» src=«ref-1_1689485789-503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">
Условие выбора кабеля.
<img width=«108» height=«28» src=«ref-1_1689486292-317.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117"> 60,2 (А.) < 140 (А.)
Аналогичные действия производим для остальных параметров двух вариантов схем.
8.3 Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии
Распределительную сеть выполняем проводом АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция).

Сечения проводов выбираем по условию:
<img width=«109» height=«28» src=«ref-1_1689486609-354.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">
Ток линий, питающих отдельные приемники:
<img width=«167» height=«48» src=«ref-1_1689486963-410.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">
Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Диаметр труб D выбираем по формуле:
<img width=«216» height=«25» src=«ref-1_1689487373-401.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">
где <img width=«72» height=«25» src=«ref-1_1689487774-170.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">-наружные диаметры проводов

<img width=«64» height=«24» src=«ref-1_1689487944-151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">- число проводов и кабеля данного диаметр

Принятый диаметр труб в соответствии с их сечением

2,5; 4<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_1689488095-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">-20мм

6; 8 <img width=«33» height=«21» src=«ref-1_1689488095-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">-25мм

10<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_1689488095-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">-40мм

16<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_1689488095-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">-63мм

25<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_1689488095-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">-80мм

Например:рассмотрим линию РП–3 – 4(вертикально сверлильный станок)

По его установленной мощности <img width=«95» height=«24» src=«ref-1_1689488700-309.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128"> из справочника определяем коэффициент мощности<img width=«80» height=«24» src=«ref-1_1689489009-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129"> и КПД <img width=«73» height=«23» src=«ref-1_1689489196-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">

Далее рассчитываем ток питающей линии




<img width=«355» height=«48» src=«ref-1_1689489482-835.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">
После чего согласно условию <img width=«109» height=«28» src=«ref-1_1689486609-354.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132"> выбираем марку и сечение провода: АПВ 4х2,5 <img width=«109» height=«28» src=«ref-1_1689486609-354.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">; <img width=«61» height=«24» src=«ref-1_1689491025-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">; внутренний диаметр трубы-20мм.

Проверяем по падению напряжения самую удаленную и самую загруженные кабельные линии

Вариант 1

а) Самая удаленная линия ТП – РП8
<img width=«546» height=«45» src=«ref-1_1689491349-1151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">
б) Самая загруженная линия ТП – РП7
<img width=«545» height=«44» src=«ref-1_1689492500-1152.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">
Вариант 2

а) Самая удаленная линия ТП – РП9
<img width=«554» height=«45» src=«ref-1_1689493652-1160.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">
б) Самая загруженная линия ТП – РП7
<img width=«546» height=«44» src=«ref-1_1689494812-1153.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">
Аналогичные действия производим для остальных приёмников, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицу.
8.4 Технико-экономический расчёт проводов, кабельных линий шинопроводов
Целью технико-экономического расчета является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.

Из сравниваемых вариантов оптимальным считается вариант, обеспечивающий минимум приведенных годовых затрат.

После приведения к сопоставимому виду для каждого варианта определяются капитальные вложения, эксплутационные расходы и суммарные приведенные затраты.

При производстве технико-экономических расчетов можно использовать

укрупненные показатели стоимости (УПС) элементов электроснабжения.

Для примера рассмотрим кабельную линию ТП-РП 1:

Капиталовложения в линию
<img width=«263» height=«23» src=«ref-1_1689495965-442.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">
Где: <img width=«21» height=«23» src=«ref-1_1689496407-105.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">-стоимость <metricconverter productid=«1 Км» w:st=«on»>1 км линии, тыс.руб

<img width=«9» height=«19» src=«ref-1_1689496512-82.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">-длина линии, км

Определяем коэффициент загрузки кабелей и проводов в нормальном режиме
<img width=«155» height=«48» src=«ref-1_1689496594-383.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">
<img width=«28» height=«24» src=«ref-1_1689496977-120.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">- нормированная величина потерь мощности, удельная величина (справочное значение)

Определяем потери мощности <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1689497097-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">в линии при действительной нагрузке
<img width=«301» height=«25» src=«ref-1_1689497204-503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">
Потери энергии в линии составят
<img width=«296» height=«23» src=«ref-1_1689497707-468.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">
Стоимость потерь энергии в линии равна
<img width=«317» height=«24» src=«ref-1_1689498175-502.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">
Ежегодные амортизационные отчисления составят
<img width=«268» height=«24» src=«ref-1_1689498677-435.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">
<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1689499112-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">-коэффициент амортизационных отчислений, равный 0,03

Остальные расчеты для двух вариантов схем производятся аналогично и заносятся в таблицы

Далее производим технико-экономический расчет силовых пунктов.

Для приема и распределение электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Для цехов с нормальными условиями окружающей среды изготавливают шкафа серий СП-62 и ШРС1-20У3 защищенного исполнения. Шкафы имеют на вводе рубильник, а на выводах –предохранители типа ПН2 или НПН2. номинальные токи шкафов СП-62 и ШРС1-20У3 составляют 250 и 400А



Наименование СП

тип

К т.р

Са т.р

РП-1

ШРС1-53У3

6,4

0,403



<img width=«273» height=«24» src=«ref-1_1689499215-449.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">
<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_1689499112-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">-коэффициент амортизационных отчислений, для СП равный 0,063

Остальные расчеты производятся аналогично для двух вариантов схем и заносятся в таблицы

Затраты составят
<img width=«321» height=«25» src=«ref-1_1689499767-489.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">
<img width=«21» height=«24» src=«ref-1_1689500256-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">-коэффициент эффективности капиталовложений, зависит от срока окупаемости, равный 0,125

1 вариант
<img width=«539» height=«48» src=«ref-1_1689500356-1289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">
2 вариант
<img width=«523» height=«48» src=«ref-1_1689501645-1256.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">
На основании проведённого технико-экономического расчёта принимаем вариант схемы электроснабжения цеха № 1.




8.5 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры
а) Выбор предохранителей

Выбор предохранителей производят по условиям:
<img width=«83» height=«51» src=«ref-1_1689502901-310.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">
Плавкую вставку для безынерционных предохранителей с учетом следующих условий:
<img width=«108» height=«48» src=«ref-1_1689503211-363.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">
<img width=«23» height=«24» src=«ref-1_1689503574-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">-коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска.

<img width=«23» height=«24» src=«ref-1_1689503574-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">=2,5- при частых и легких пусках

<img width=«23» height=«24» src=«ref-1_1689503574-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">=1,6-2- при тяжелых и редких пусках

а) для защиты присоединений с равномерной нагрузкой
Iн.в.<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_1689503895-87.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">Iр,
где Iн.в.- номинальный ток плавкой вставки, А;

Iр— расчетный ток электроприемника, А.

б) для защиты ответвлений к двигателям
Iн.в.<img width=«13» height=«16» src=«ref-1_1689503895-87.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">Iп/<img width=«23» height=«24» src=«ref-1_1689503574-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">,
где Iп— пусковой ток двигателя, А;

<img width=«23» height=«24» src=«ref-1_1689503574-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">- коэффициент, учитывающий увеличение тока при пуске двигателей.
Iп=<img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1689504283-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">×Iн.дв.,
где Iн.дв— номинальный ток двигателя, А.

<img width=«36» height=«25» src=«ref-1_1689504283-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">-кратность пускового тока

Рассмотрим в качестве примера выбор предохранителя трубоотрезного станка № п.п.55.
Iр=82,9А

Iп=82,9×6,82=567,9 А

Iп/2,5=227,1А

Iн.в.=250 А

250 А>89А
Выбираем предохранитель типа ПН2-600 с Iн.п=600 А и Iн.в=250 А.

Далее согласуем его с проводом питающим приёмник по условию
<img width=«120» height=«24» src=«ref-1_1689504545-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">; <img width=«205» height=«23» src=«ref-1_1689504773-499.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">;
провод проходит согласование.

Аналогичные действия производим для остальных приёмников, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицу в которой также применяются предохранители марок: НПН-15; ПН-2-100; НПН-60; ПН-2-250;

    продолжение
--PAGE_BREAK--