ЭСН и ЭО участка механосборочного цеха

Для питания большого числа  электроприемников сравнительно небольшой  мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы  с двумя видами магистральных  линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным  для магистральных схем. Распределительные  магистрали, к которым непосредственно  подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей  или непосредственно от шин комплектной  трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются.

К главным питающим магистралям  подсоединяется возможно меньшее число  индивидуальных электроприемников. Это  повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся  в том, что при повреждении  магистрали одновременно отключаются  все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии  в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным  технологическим процессом.

К шинам низшего напряжения трансформаторной подстанции подключены через  ШМА – 1 (ШРА – 1).

 

 

• ШРА – 1 через линейный выключатель питает электроприемники № 1,2,3,4,5,6,9,10,11,12,13,14;
• ШРА – 2 через линейный выключатель питает электроприемники №16,17,18,19,20,21,24,25,26,27,28.
• ШРА – 3 через линейный выключатель питает электроприемники №7,8,15,22,23,30,29,31.

 

 

 

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

Расчет электрических  нагрузок группы электроприемников. Расчеты ведутся методом коэффициента максимума. Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) рассчитанных нагрузок группы электроприемников.

Р_М= К_МР_СМ.;Q_М. = К_м'Q_СМ.;S_М. =;

где  Рм – максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм – максимальная реактивная нагрузка, квар;

Sм – максимальная полная нагрузка, кВ*А;

Км – коэффициент максимума активной нагрузки, определяется по (8,табл.1.5.3) и зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников;

К_М' – коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Qсм – средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВар.

Р_СМ= К_И∑Р_Н;Q_CM = Р_СМtgφ,

где К_И – коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации(8, табл. 1.5.1);

Рн – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tgφ – коэффициент реактивной мощности;

n_Э =F(n, m, К_ИСР, Рн) – эффективное число электроприемников, может быть определено по упрощенным вариантам (8, табл.1.5.2);

К_ИСР – средний коэффициент использования группы электроприемников,

 

Средний коэффициент мощности cosφ и средний коэффициент реактивной мощности tgφ.

;

m – показатель силовой сборки в группе

m =Рн.нб. / Рн.нм.,

где Рн.нб, Рн.нм- номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе.

В соответствии с практикой  проектирования принимается Км' = 1,1 при nэ < 10;Км' = 1 при nэ > 10.

Производим расчет нагрузок и составляем сводную ведомость  нагрузок по электромеханическому цеху в табличной форме (табл. 2.1).

В графу 1 записывается наименование групп электроприемников и узлов  питания.

В графу 2 записывается мощность электроприемников и узлов питания(Р_н).

В графу 3 записывается количество электроприемников для групп  и узла питания(n)

В графу 4 для групп приемников и узла питания заносятся суммарная  номинальная мощность (Р_н∑)

∑Р_н =_;

В графу 5 записывается коэффициент  использования электроприемников (К_и)

В графы 6 и 7 для групп  приемников записываются tgφ. и cosφ. Определяется по (4, табл.1.5.1).

В графу 8 для групп приемников записываются показатель силовой сборки в группе m>3

В графу 9 записывается средняя  активная мощность за наиболее загруженную  смену (Р_см)

;

В графу 10 записывается средняя  реактивная мощность за наиболее загруженную  смену (Q_см)

;

В графу 11 записывается средняя  нагрузка за наиболее загруженную смену (S_см)

S=;

В графу 12 записывается эффективное  число электроприемников, n_э= n

В графу 13 записывается коэффициент  максимума активной нагрузки.

В графу 14 записывается коэффициент  максимума реактивной нагрузки. К_м'

В графу 15 записывается максимальная активная мощность Р_м, определяемая по формуле:

ΣР_м = К_мР_см;

гдеP_м – максимальная активная нагрузка,(кВт)

K_м – коэффициент максимума активной нагрузки

В графу 16, записывается максимальная реактивную мощность Q_м,

определяемая по формуле:

ΣQ_M = К_м'Q_CM;

В графе 17 записывается максимальная полная мощность S_м, определяемая по формуле:

ΣS_м=

В графе 18 записывается максимальный ток I_м, определяемый по формуле:

Iм = Sм / √3 · Uн;

 

 

 

 

Произведем расчет нагрузок на ШРА – 1

; Q_CM = Р_см tgφ; S_CM =

Наждачные станки:

К_и = 0,14;

tgφ =1,73;

Р_см.= 0,14*10,8= 1,51 кВт;

Q_см. = 1,512 *1,73= 2,61 кВар;

S_см.=кВ*А.

Карусельно-фрезерные станки:

К_И= 0,14;

tgφ =1,73;

Р_СМ. = 0,14*75 = 10,5 кВт;

Q_CM.= 10,5*1,73= 18,16 кВар;

S_CM.== 20,97 кВ*А.

Токарные полуавтоматы:

К_И. = 0,14;

tgφ= 1,73;

Р_СМ.= 0,14*108 = 15,12 кВт;

Q_СМ.= 15,12 *1,73= 26,15 кВар;

S_CM. = = 30,2 кВ*А.

Продольно-фрезерные станки:

К_И. = 0,14;

tgφ = 1,73;

Р_СМ. = 0,14*204 = 28,56 кВт;

Q_CM.= 28,56 *1,73 = 49,4 кВар;

S_CM. == 57,06 кВ*А.

m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 68/3,6 = 18,88

 

В итоге по ШРА-1:

∑Р_СМ =1,51+10,5+15,12+ 28,56=55,69 кВт;

∑Q_CM.= 2,61+18,16+26,15+49,4= 96,32кВар;

∑S_CM = = 111,26 кВ*А.

К_М. = 2,24;

К^/_M. = 1;

∑Р_М. = К_МР_СМ; ∑Q_M= K^/_MQ_CM; ∑S_M=

∑Р_М. = 2,24*55,69= 124,74 кВт;

∑Q_M. = 1*96,32= 96,32кВар;

∑S_M. == 157,6 кВ*А;

I_M. = S_{M(ШРА – 1)}/3U_H = 157,6 /0,65 = 242,46 А.

 

Произведем расчет нагрузок на ШРА – 2

; Q_CM = Р_смtgφ; S_CM =

Круглошлифовальные станки:

К_и = 0,17;

tgφ =1,17;

Р_см.= 0,17*14= 2,38 кВт;

Q_см. = 2,38 *1,17= 2,78 кВар;

S_см.=кВ*А.

Вертикально-сверлильные  станки:

К_И= 0,14;

tgφ =1,73;

Р_СМ. = 0,14*22= 3,08 кВт;

Q_CM.= 3,08 *1,73= 5,32 кВар;

S_CM.== 6,14 кВ*А.

Вентиляторы:

К_И. = 0,6;

tgφ=0,75;

Р_СМ. = 0,6*20 = 12 кВт;

Q_СМ.= 12*0,75= 9 кВар;

S_CM. = = 15 кВ*А.

Агрегатные вертикально-сверлильные  станки:

К_И. = 0,14;

tgφ = 1,73;

Р_СМ. = 0,14*36 = 5,04 кВт;

Q_CM.= 5,04 *1,73 = 8,71 кВар;

S_CM. == 10,06 кВ*А.

Агрегатные горизонтально-сверлильные  станки:

К_И. = 0,14;

tgφ = 1,73;

Р_СМ. = 0,14*44 = 6,16 кВт;

Q_CM.= 6,16 *1,73 = 10,65 кВар;

S_CM. == 12,3 кВ*А.

Закалочная установка:

К_И. = 0,75;

tgφ = 0,33;

Р_СМ. = 0,75*50 = 37,5 кВт;

Q_CM.= 37,5 *0,33= 12,37 кВар;

S_CM. == 39,48 кВ*А.

m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 50/7 = 7,14

 

В итоге по ШРА-2:

∑Р_СМ =2,38+3,08+12+5,04+6,16+37,5= 66,16 кВт;

∑Q_CM.= 2,78+5,32+9+8,71+10,65+12,37= 48,83кВар;

∑S_CM = = 82,22 кВ*А.

К_М. = 1,52;

К^/_M. = 1;

∑Р_М. = К_МР_СМ; ∑Q_M= K^/_MQ_CM; ∑S_M=

∑Р_М. = 1,52*66,16= 100,56 кВт;

∑Q_M. = 1*48,83= 48,83кВар;

∑S_M. == 111,79кВ*А;

I_M. = S_{M(ШРА – 2)}/3U_H = 111,79 /0,65 = 171,98 А.

 

Произведем расчет нагрузок на ШРА – 3

; Q_CM = Р_смtgφ; S_CM =

Горизонтально-расточные  станки:

К_и = 0,17;

tgφ =1,33;

Р_см.= 0,17*51,2= 8,7 кВт;

Q_см. = 8,7 *1,33 = 11,57 кВар;

S_см.=кВ*А.

Клепальная машина:

К_И= 0,17;

tgφ =1,17;

Р_СМ. = 0,17*24,8= 3,47 кВт;

Q_CM.= 3,47 *1,17 = 4,05 кВар;

S_CM.== 5,33 кВ*А.

Вертикально-протяжные станки:

К_и = 0,14;

tgφ =0,73;

Р_см.= 0,14*60= 8,4 кВт;

Q_см. = 8,4 *0,73= 6,13 кВар;

S_см.=кВ*А.

Шлифовально-обдирочные станки:

К_И= 0,17;

tgφ =1,17;

Р_СМ. = 0,17*18= 3,06 кВт;

Q_CM.= 3,06 *1,17 = 3,58 кВар;

S_CM.== 4,7 кВ*А.

m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 30/9 = 3,33

 

В итоге по ШРА-3:

∑Р_СМ =8,7 +3,47+8,4+3,06  =23,63 кВт;

∑Q_CM.=11,57 +4,05+6,13+3,58=25,33 кВар;

∑S_CM = = 34,64кВ*А.

∑Р_н=51,2+24,8+60+18=154 кВт;

К_и.ср=∑Р_СМ. /∑Р_{н =}23,63/154=0,15

К_М. =2,72;

К^/_M. =1,1;

∑Р_М. = К_МР_СМ; ∑Q_M= K^/_MQ_CM; ∑S_M=

∑Р_М. = 2,72*23,63 =64,43 кВт;

∑Q_M. = 1,1*25,33 =27,86кВар;

∑S_M. == 70,19кВ*А;

I_M. = S_{M(ШРА – 3)}/3U_H = 70,19 /0,65 = 107,98 А.

 

Произведем расчет нагрузок наШМА-1 (ШРА-3) (ШНН)

∑Р_М. = К_МР_СМ; ∑Q_M= K^/_MQ_CM; ∑S_M=

∑n=12+11+8=31;

∑Р_н=397,8+186+76+78=737,8 кВт;

∑Р_СМ =55,69+66,16+23,63=145,48 кВт;

∑Q_CM=  96,32+48,83+25,33=170,48 кВт;

∑S_CM== 224,11 кВ*А;

∑Р_М ==124,74+119,08+64,43=289,73кВт;

∑Q_M =_.=96,32  +53,71+17,18+10,68 =177,89кВар;

      ∑S_M. == 351,98кВ*А;

∑I_M.=242,46+171,98+107,98=492,42 А.

 

Потери в трансформаторе:

 

 

 

 

_{Всего на ВН:}

 

 

 

 

 

Таблица 3 – Технические  данные электроприемников

Наименование  Ру и элекро-приемников  для ШРА	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за  смену						Нагрузка максимальная
	Pн, кВт	n	Pн.∑, кВт	Kи	cos φ	tg φ	m	Pсм, кВт	Qсм, квар	Sсм, кВ*А	nэ	Kм	K'м,	Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВ*А	Iм,  А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
ШРА-1 Наждачные станки	3,6	3	10,8	0,14	0,5	1,73		1,51	2,61
Карусельно-фрезерные станки	25	3	75	0,14	0,5	1,73		10,5	18,16	20,97
Токарные полуавтоматы	36	3	108	0,14	0,5	1,73		15,12	26,15	30,2
Продольно-фрезерные станки	68	3	204	0,14	0,5	1,73		28,56	49,4	57,06
ВСЕГО поШРА-1	-	12	397,8	0,14	0,16	1,8	>   3	55,69	96,32	111,26	12	2,24	1	124,74	96,32	157,6	242,46
ШРА-2 Круглошлифовальные станки	7	2	14	0,17	0,65	1,17		2,38	2,78
Вертикально-сверлильные  станки	11	2	22	0,14	0,5	1,73		3,08	5,32	6,14
Вентиляторы	10	2	20	0,6	0,8	0,75		12	9	15
Агрегатные вертикально-сверлильные  станки	18	2	36	0,14	0,5	1,73		5,04	8,71	10,06
Агрегатные горизонтально-сверлильные  станки	22	2	44	0,14	0,5	1,73		6,16	10,65	12,3
Закалочная установка	50	1	50	0,75	0,95	0,33		37,5	12,37	39,48
ВСЕГО поШРА-2	-	11	186	0,35	0,7	1,04	>   3	66,16	48,83	82,22	11	1,52	1	100,56	48,83	111,79	171,98
ШРА-3 Горизонтально-расточные  станки	25,6	2	51,2	0,14	0,5	1,33		8,7	11,57
Клепальная машина	12,4	2	24,8	0,17	0,65	1,17		3,47	4,05	5,33
Вертикально-протяжные станки	30	2	60	0,14	0,5	0,73		8,4	6,13
Шлифовально-обдирочные станки	9	2	18	0,17	0,65	1,17		3,06	3,58	4,7
ВСЕГО по ШРА-3	-	8	154	0,15	0,68	1,07	>   3	23,63	25,33	34,64	8	2,72	1,1	64,43	27,86	70,19	107,98
Всего по  ШРА-4 (ШМА-1, на ШНН)	-	31	737,8	0,2	0,65	1,17	>   3	145,48	170,48	224,11	49,18	1,23	1	289,73	173,01	226,04	492,42
Потери														4,52	22,604	23,04	-
Всего на ВН														294,2	195,4	353,4	-