Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха

 

 

Выбор числа и мощности питающих трансформаторов и компенсационного устройства.

 

Так как потребитель 2-й категории, то можно выбрать двухтрансформаторную подстанцию.

Номинальную мощность трансформатора определяем по условию

где – коэффициент загрузки трансформатора (для приемников второй категории принимается 0,7-0,8); Sр – расчетная максимальная мощность объекта.

 кВА

Из расчетной таблицы 2 видно, что коэффициент реактивной мощности cosφ=0,6. Оптимальным же является значение cosφ=0,95…0,98. Для достижения такого значения необходимо проводить компенсацию реактивной мощности. Следовательно, необходимо выбрать компенсационное устройство.

Расчет компенсационного устройства проводим по формуле:

где Q – расчетная мощность компенсационного устройства, квар;

 – коэффициент, учитывающий  повышений cosφ естественным образом, принимается =0,9;

 – расчетная активная  мощность, кВт;

, – коэффициент реактивной мощности до и после компенсации (для cosφ=0,98 =0,2).

 квар

Для установки выбираем компенсатор реактивной мощности КРМ-0,4-200-5-40 У3 IP20 напольного исполнения.

Потери в трансформаторе определяем по следующим формулам:

 кВт

 квар

где и – соответственно потери активной и реактивной мощности в трансформаторе;

 – расчетная полная  мощность с учетом компенсации, кВА.

Определим потери мощности в трансформаторе:

 кВт

 квар

Результаты сводим в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчетная таблица мощностей с учетом потерь после компенсации реактивной мощности.

Наименование	cosφ/tgφ	Расчетная нагрузка			Кол-во, мощность тр-ов.
		кВт	кВар	кВА
1	2	3	4	5	6
Итого по ШНН	0,6/1,4	130,15	135	187,64	Кз=Sр/(n*Sном.тр-ра)=140/(1*250)=0,56
Компенсирующее устройство	–	–	-104,11	–
Итого с КУ	0,98/0,2	130,15	30,89	133,77
Потери в тр-ре	–	2,68	13,37	13,75
Итого по ШВН	0,98/0,2	132,83	44,26	140

 

 

Согласно расчету выбираем трансформаторную подстанцию типа КТП ВЦ-250/10/0,4У3 с силовым трансформатором типа ТМ 250-10/0,4 У3.

По условию коэффициент загрузки трансформатора питающего приемники 2 и 3-й категории надежности электроснабжения должен составлять 0,5 – 0,7. В нашем случае Кз=0,56, следовательно мощность трансформатора выбрана верно. Запас мощности обеспечен. После компенсации мы обеспечили cosφ=0,98, что соответствует норме и обеспечивает экономию электроэнергии, улучшает качество электроэнергии и увеличивает срок службы силовых трансформаторов и прочего электрооборудования цеха.

 

Основные параметры подстанций типа КТП-ВЦ

 

Наименование параметра	КТП
	250
Мощность силового трансформатора	250
Номинальное напряжение на стороне высшего напряжения (ВН), кВ	6 (10)
Номинальное напряжение на стороне низшего напряжения (НН), кВ	0,4
Номинальный ток сборных шин, А
-устройство со стороны высшего напряжения (УВН)	630
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	800
Ток термической стойкости в течении tс, кА
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	20
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	10
Ток электродинамической стойкости, кА
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	51
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	25
Способ выполнения нейтрали
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	изолированная
-устройство со стороны низшего напряжения (РУНН)	глухозаземленная

 

КТП выпускаются:

• Однотрансформаторные (КТП)-правые и левые;
• Двухтрансформаторные (2КТП)-однорядные и двухрядные;

В двухрядных подстанциях для соединения секций установлен шинопровод, длину которого оговаривают при заказе.

В состав КТП входят:

• Устройства ввода со стороны высшего напряжения – УВН;
• Силовой трансформатор;
• Распределительное устройство со стороны низшего напряжения – РУНН

1. Устройства ввода со стороны высшего напряжения реализовано на камерах серии КСО-393А

• С выключателями нагрузки типа ВНА-П-10/630-20з;
• С выключателями нагрузки типа ВНПР-10/400;
• С вакуумными выключателями типа ВВ/TEL-10/630;

Или с помощью шкафа «глухого ввода», в котором высоковольтные кабели присоединяются непосредственно к выводам силового трансформатора.

2. В КТП применяются трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы масленые типа ТМ, ТМЗ, ТМГ, ТМФ или сухие типа ТСЛ.
3. РУНН состоит из набора шкафов:

• Шкафа ввода низшего напряжения (ШНВ);

• Шкафа отходящих линий (ШНЛ);
• Шкафа секционного (ШНС) – только для двухтрансформаторных КТП;
• Шинопровода – только для двухрядных КТП.

В шкафах РУНН установлены автоматические выключатели выдвижного исполнения. Оперативное управление автоматическими выключателями выведено на дверь шкафа. Для учета электроэнергии в КТП устанавливаются  счетчики активной и реактивной энергии. Счетчики устанавливаются в шкафу учета (размещенном на корпусе ШВН) или в приборном отсеке шкафа ШВН, в зависимости от заказанной компоновки КТП.

В двухтрансформаторной подстанции предусмотрено устройство автоматического включения резерва (АВР), обеспечивающее отключение вводного выключателя НН и включение секционного выключателя при исчезновении напряжения на вводе.

Размещение и монтаж

Подстанция устанавливается на кирпичный или бетонный фундамент, изготовленный с учетом габаритных размеров.

КТПНУ поставляется в полной заводской готовности.

Подключение силового трансформатора по сторонам высшего и низшего напряжений выполняется шинными и кабельными перемычками (в зависимости от исполнения).

 

Расчет искусственного освещения

 

Мощность системы освещения:

где: = 0,85 – коэффициент спроса для ламп накаливания (табличное значение);

F – площадь цеха, м2; м2

 – удельная мощность, Вт/м

где: Еmin = 50 Лк – минимальное значение нормированной освещённости в производственных помещениях при использовании для этого ламп накаливания (согласно СНиП);

 кВт

принимаем

 кВт

 кВт

 

Ведомость электроприводов по помещениям.

 

Выбор по мощности производим по условию:

где - номинальная активная мощность электродвигателя, кВт;

-мощность на валу  исполнительного механизма, кВт.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:

где – номинальная мощность двигателя, кВт;

 – номинальное напряжение, В;

- КПД при номинальной  нагрузке;

 - номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток двигателя:

где - кратность пускового тока по отношению к .

Результаты заносим в таблицу 4.

 

 

Таблица 4 – Ведомость электроприводов
№ по тех плану	№ по проекту эл оборудования	механизм			двигатели и прочее электрооборудование								прим.
		наименование	Р,кВт	Кол-во	кол-во на 1 мех-зм	Тип; КПД; cosφ; Iп/Iн.	Рн, кВт	Iн, А	частота вращения, об/мин	Uн, В	Исп. ротора	Iпуск, А
1, 21	1, 21	Краны мостовые	36 кВА	2	3	МТ(F)Н132LB-6; 0,73; 0,87; 7,0	7,5	31	940	380	фазн.	217	ПВ=25%
2, 3, 22, 23	2, 3, 22, 23	Манипуляторы электрические	3,2	4	1	АИР100L4; 0,84; 0,82; 7,0.	4	8,8	1425	380	к.з.р.	61,6	-
6, 28	6, 28	Точильно-шлифовальные станки	2	2	1	АИР80В2; 0,81; 0,85; 7,0	2,2	4,85	2835	380	к.з.р.	34	-
7, 8, 26, 27	7, 8, 26, 27	Настольно-сверлильные станки	2,2	4	1	АИР80В2; 0,81; 0,85; 7,0	2,2	4,85	2835	380	к.з.р.	34	-
9, 10, 29, 30	9, 10, 29, 30	Токарные полуавтоматы	10	4	1	АИР132М2; 0,88; 0,91; 7,6.	11	21	2920	380	к.з.р.	159,6	-
11, 12, 13, 14	11, 12, 13, 14	Токарные станки	13	4	1	АИР160S4; 0,89; 0,85; 7,0.	15	30,2	1460	380	к.з.р.	211,4	-
15, 16, 17, 18, 19, 20, 33, 34, 35, 36, 37	15, 16, 17, 18, 19, 20, 33, 34, 35, 36, 37	Слиткообдирочные станки	3	11	1	АИР90L2; 0,83; 0,87; 7,0.	3	6,31	2840	380	к.з.р.	44,2	-
24, 25	24, 25	Горизонтально-фрезерные станки	7	2	1	АИР112М2; 0,86; 0,87; 7,3.	7,5	14,8	2890	380	к.з.р.	108,1	-
31, 32	31, 32	Продольно-строгальные станки	10	2	1	АИР132М2; 0,88; 0,91; 7,6.	11	21	2920	380	к.з.р.	159,6	-
38, 39, 40	38, 39, 40	Анодно-механические станки	75	3	1	АИР250S2; 0,93; 0,9; 7,4.	75	137	2970	380	к.з.р.	1013,8	-
41	41	Тельфер	5	1	1	АИР112М4; 0,84; 0,82; 7,0.	5,5	16,4	1440	380	к.з.р.	114,8	-
42, 43	42, 43	Вентиляторы	4,5	2	1	АИР112М4; 0,84; 0,82; 7,0.	5,5	16,4	1440	380	к.з.р.	114,8	-

 

 

Выбор коммутационных, защитных аппаратов и кабелей

 

Выбор по мощности производим по условию:

где - номинальная активная мощность электродвигателя, кВт;

-мощность на валу  исполнительного механизма, кВт.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:

где – номинальная мощность двигателя, кВт;

 – номинальное напряжение, В;

- КПД при номинальной  нагрузке;

 - номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток двигателя:

где - кратность пускового тока по отношению к .

 

Условие выбора магнитных пускателей:

Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ с тепловыми реле типа РТЛ.

Условие выбора магнитного пускателя:

,

где – номинальный ток пускателя, А;

 – номинальный ток электродвигателя, A.

Условия выбора теплового реле:

где – номинальный ток теплового реле, А;

 – ток срабатывания  теплового элемента реле, А.

 

Электрические сети и электроприемники необходимо защищать от токов короткого замыкания и от длительных токовых перегрузок.

В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий следует широко применять плавкие предохранители. Автоматы должны устанавливаться только в следующих случаях:

-необходимость автоматизации  управления;

-необходимость обеспечения  более скорого по сравнению  с предохранителями восстановления  питания, если при этом не имеют  решающего значения вероятность  неселективных отключений и отсутствие эффекта ограничения тока короткого замыкания;

-частые аварийные отключения.

Проанализировав все выше изложенное, принимаем решение - выполнить защиту электродвигателей автоматическими выключателями серии ВА с комбинированным расцепителем, которые выбираются по следующим условиям:

,

,

где – номинальный ток автомата, А;

 – номинальный ток расцепителя, А.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному току линии :

Для подключения электроприемников к распределительным шинопроводам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которая осуществляется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.