Расчет цеховой электрической сети до 1000 В
Общие положения
Расчет электроснабжения цеха выполняется в следующей последовательности.
1. Приемники цеха распределяются по пунктам питания (распределительным пунктам, шкафам, сборкам, распределительным и магистральным шинопроводам, щитам станций управления и т. п.), выбирается схема и способ прокладки питающей сети цеха (от ТП до пунктов питания). Принятая схема (радиальная, магистральная, смешанная) питающей сети должна обеспечивать требуемую степень надежности питания приемников и требуемую по технологическим условиям гибкость и универсальность сети в отношении присоединения новых приемников и перемещения приемников по площади цеха. Выбор способа прокладки питающей сети производится с учетом характера окружающей среды и возможных условий места прокладки. Исполнение силовых распределительных пунктов и шинопроводов должно также соответствовать характеру окружающей среды.
2. Определяются расчетные электрические нагрузки по пунктам питания цеха (см. табл. 2.22).
3. Выполняются светотехнический и электротехнический расчеты освещения цеха.
4. Производится выбор сечений питающей сети по длительно допустимой токовой нагрузке из условия нагрева и проверка их по потере напряжения.
5. Производится выбор силовой распределительной сети и аппаратов защиты и управления цеха.
6. Производится расчет питающей и распределительной сети по условиям допустимой потери напряжения; построение эпюры отклонений напряжения для цепочки линий от шин ГПП до зажимов одного наиболее удаленного от цеховой ТП или наиболее мощного электроприемника для режимов максимальной и минимальной нагрузок, а в случае двухтрансформаторной подстанции и послеаварийного режима.
|
|
7. Производится расчет токов короткого замыкания для участка цеховой сети от ТП до наиболее мощного электроприемника цеха.
Формирование схемы силовой питающей сети
При составлении схемы силовой питающей сети напряжением до 1 кВ рекомендуется руководствоваться следующими соображениями.
1. Каждый участок или отделение цеха следует питать от одного или нескольких распределительных устройств до 1 кВ, от которых не должны, как правило, питаться другие участки или отделения цеха. Также желательна привязка цеховых трансформаторных подстанций к определенным цехам, если этому не препятствует незначительность электрической нагрузки.
2. Питающие сети напряжением до 1 кВ должны формироваться таким образом, чтобы длина распределительной сети напряжением до 1 кВ была, по возможности, минимальной.
3. Магистральные сети являются по сравнению с радиальными сетями в большинстве случаев более экономичными.
|
|
4. При более или менее равномерно распределенной нагрузке шаг прокладки магистралей зависит от плотности нагрузки. Например, при прокладке магистральных шинопроводов на ток 1600 А могут быть рекомендованы соотношения, указанные в табл. 2.20.
Таблица 2.20
Рекомендуемый шаг прокладки магистральных шинопроводов
Плотность нагрузки, кВА/м2 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,35 | 0,5 | 1 |
Шаг прокладки магистралей, м | 48 | 36 | 24 | 18 | 18, 12 | 12 |
5. Питающие сети должны прокладываться, преимущественно, открыто. Применение трубных электропроводок должно обосновываться.
Пример схемы силовой питающей сети до 1 кВ представлен на рис. 8.2 (п. 8.4)
2.9.3. Расчет электрических нагрузок
по пунктам питания цеха
Расчет электрических нагрузок по пунктам питания цеха или корпуса на напряжении до 1 кВ выполняется по методу упорядоченных диаграмм [6, 12] в соответствии с РТМ 36.18.32.4-92 [8]. Расчет выполняется по форме Ф636-92 [8] (табл. 2.4). Последовательность расчета аналогична п. 2.2.6, только расчет ведется не для всех ЭП цеха, а по группам ЭП в соответствии с их принадлежностью к пунктам питания.
Для каждого пункта питания (распределительный пункт, шкаф, сборка, распределительный и магистральный шинопроводы, щит станций управления и т. п.) ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми kи и tg φ и номинальной мощностью. Для каждой характерной группы определяются расчетные величины Kи·Рном, Kи·Рном·tg φ, n·р2ном.
|
|
Для синхронных двигателей до 1 кВ в графах 7, 15 (табл. 2.4) cos φ и реактивная мощность kи·рном·tg φ указываются со знаком «минус».
При многоступенчатой схеме распределения электроэнергии при определении нагрузки вышестоящей ступени суммируются расчетные величины Kи·Рном, Kи·Рном·tg φ, n·р2ном всех узлов питания, подключенных к данной ступени.
Эффективное число ЭП определяется по формуле
,
где n – число электроприемников в группе.
Для каждого из перечисленных узлов питания (распределительный пункт, шкаф, сборка, распределительный и магистральный шинопроводы, щит станций управления и т. п.) в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования (2.12) и эффективного числа электроприемников nэ по табл. 2.21 определяется коэффициент расчетной мощности Kр.
Таблица 2.21
Значения коэффициентов расчетной нагрузки Kр
для питающих сетей напряжением до 1000 В
nэ | Коэффициент использования Kи
| ||||||||||
0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | |||
1 | 8,00 | 5,33 | 4,00 | 2,67 | 2,00 | 1,60 | 1,33 | 1,14 | 1,0 | ||
2 | 6,22 | 4,33 | 3,39 | 2,45 | 1,98 | 1,60 | 1,33 | 1,14 | 1,0 | ||
3 | 4,05 | 2,89 | 2,31 | 1,74 | 1,45 | 1,34 | 1,22 | 1,14 | 1,0 | ||
4 | 3,24 | 2,35 | 1,91 | 1,47 | 1,25 | 1,21 | 1,12 | 1,06 | 1,0 | ||
5 | 2,84 | 2,09 | 1,72 | 1,35 | 1,16 | 1,16 | 1,08 | 1,03 | 1,0 | ||
6 | 2,64 | 1,96 | 1,62 | 1,28 | 1,11 | 1,13 | 1,06 | 1,01 | 1,0 | ||
7 | 2,49 | 1,86 | 1,54 | 1,23 | 1,12 | 1,10 | 1,04 | 1,0 | 1,0 | ||
8 | 2,37 | 1,78 | 1,48 | 1,19 | 1,10 | 1,08 | 1,02 | 1,0 | 1,0 | ||
9 | 2,27 | 1,71 | 1,43 | 1,16 | 1,09 | 1,07 | 1,01 | 1,0 | 1,0 | ||
10 | 2,18 | 1,65 | 1,39 | 1,13 | 1,07 | 1,05 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
11 | 2,11 | 1,61 | 1,35 | 1,1 | 1,06 | 1,04 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
12 | 2,04 | 1,56 | 1,32 | 1,08 | 1,05 | 1,03 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
13 | 1,99 | 1,52 | 1,29 | 1,06 | 1,04 | 1,01 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
14 | 1,94 | 1,49 | 1,27 | 1,05 | 1,02 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
15 | 1,89 | 1,46 | 1,25 | 1,03 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
16 | 1,85 | 1,43 | 1,23 | 1,02 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
17 | 1,81 | 1,41 | 1,21 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
18 | 1,78 | 1,39 | 1,19 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
19 | 1,75 | 1,36 | 1,17 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
20 | 1,72 | 1,35 | 1,16 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
21 | 1,69 | 1,33 | 1,15 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
22 | 1,67 | 1,31 | 1,13 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
23 | 1,64 | 1,30 | 1,12 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
24 | 1,62 | 1,28 | 1,11 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
25 | 1,6 | 1,27 | 1,1 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
30 | 1,51 | 1,21 | 1,05 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
35 | 1,44 | 1,16 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
40 | 1,4 | 1,13 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
45 | 1,35 | 1,1 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
50 | 1,3 | 1,07 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
60 | 1,25 | 1,03 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
70 | 1,2 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
80 | 1,16 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
90 | 1,13 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
100 | 1,1 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Расчетная активная мощность узла питания определяется по расчетной величине Kи·Рном = S(kи·рном) и соответствующему значению Kр
.
Расчетная реактивная мощность узла питания определяется в зависимости от nэ:
при nэ ≤ 10 ;
при nэ > 10 .
При расчете электрической нагрузки магистральных шинопроводов суммируются итоговые расчетные величины Kи·Рном, Kи·Рном·tg φ, n·р2ном всех узлов питания, подключенных к магистральному шинопроводу. Определяются средневзвешенный коэффициент использования и эффективное число электроприемников, затем по табл. 2.5 (см. п. 2.2.6) определяется коэффициент расчетной нагрузки Kр.
Результирующая расчетная нагрузка магистрального шинопровода определяется по выражениям:
;
;
.
Пример. Выполнить расчет электрических нагрузок до 1 кВ по пунктам питания цеха для принципиальной (однолинейной) схемы, представленной на рис. 2.9.
Рис. 2.9. Принципиальная схема силовой питающей сети
Таблица 2.22
Расчет электрических нагрузок по пунктам питания цеха
Исходные данные | Расчетные | nэ | Kр | Расчетная мощность | Расчетный ток Iр, А | |||||||||||
Наименование ЭП | Количество ЭП n, шт. | Номинальная мощность, кВт | Kи | Коэффициент реактивной мощности | Kи·Рном | Kи·Рном·tg φ | n·р2ном | Рр, кВт | Qp, квар | Sp, кВА | ||||||
одного ЭП | общая | cos φ | tg φ | |||||||||||||
рном,min | рном,max | |||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
Распределительный пункт ШР1 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Печи сопротивления | 2 | 10,0 | 10,0 | 20 | 0,50 | 0,95 | 0,33 | 10,0 | 3,3 | 200,0 | – | – | – | – | – | – |
Вентиляторы | 2 | 7,0 | 7,0 | 14 | 0,65 | 0,80 | 0,75 | 9,1 | 6,8 | 98,0 | – | – | – | – | – | – |
Станки | 2 | 2,8 | 2,8 | 6 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 0,8 | 1,4 | 15,7 | – | – | – | – | – | – |
2 | 4,0 | 4,0 | 8 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 1,1 | 1,9 | 32,0 | – | – | – | – | – | – | |
1 | 3,0 | 3,0 | 3 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 0,4 | 0,7 | 9,0 | – | – | – | – | – | – | |
1 | 14,0 | 14,0 | 14 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 2,0 | 3,5 | 196,0 | – | – | – | – | – | – | |
2 | 1,7 | 1,7 | 3 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 0,4 | 0,7 | 5,8 | – | – | – | – | – | – | |
Итого | 12 | – | – | 68 | 0,35 | – | – | 23,9 | 18,4 | 556 | 8 | 1,15 | 27,5 | 20,2 | 34,1 | 52 |
Распределительный пункт ШР2 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Молоты | 2 | 28,0 | 28,0 | 56 | 0,24 | 0,65 | 1,17 | 13 | 15 | 1560 | – | – | – | – | – | – |
Индукционные печи низкой частоты | 5 | 20,0 | 20,0 | 100 | 0,70 | 0,95 | 0,33 | 70 | 23 | 2000 | – | – | – | – | – | – |
Итого | 7 | – | – | 156 | 0,53 | – | – | 83 | 33 | 3560 | 6 | 1,09 | 90,5 | 41 ,8 | 100 | 152 |
Распределительный пункт ШР3 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Прессы штамповочные | 3 | 28,0 | 28,0 | 34 | 0,17 | 0,65 | 1,17 | 14,2 | 16,4 | 2340 | 3 | 2,94 | 42 | 18 | 46 | 70 |
Продолжение табл. 2.22
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
ШР1+ШР3 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Распределительный пункт ШР1 | 12 | – | – | 68 | 0,35 | – | – | 23,9 | 18,4 | 556 | – | – | – | – | – | – |
Распределительный пункт ШР3 | 3 | – | – | 84 | 0,17 | – | – | 14,2 | 16,4 | 2340 | – | – | – | – | – | – |
Итого | 15 | – | – | 162 | 0,25 | – | – | 38,1 | 34,8 | 2895 | 8 | 1,34 | 51 | 38 | 64 | 97 |
Щит станций управления ЩСУ1 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Насосы | 5 | 20,0 | 20,0 | 100 | 0,70 | 0,30 | 0,75 | 70 | 52 | 2000 | – | – | – | – | – | – |
Насосы с синхронным двигателем | 2 | 75,0 | 75,0 | 150 | 0,70 | –0,90 | 0,48 | 105 | –72 | 11200 | – | – | – | – | – | – |
Итого | 7 | – | – | 250 | 0,70 | – | – | 175 | –20 | 13200 | 4 | 1,08 | 189 | –21,6 | 190 | 290 |
Щит станций управления ЩСУ2 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Технолог. механизмы участка 1 ПТС | 2 | 2,8 | 2,8 | 5,6 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 3,1 | 2,7 | 16 | – | – | – | – | – | – |
6 | 10,0 | 10,0 | 60 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 33 | 29 | 600 | – | – | – | – | – | – | |
2 | 15,0 | 15,0 | 30 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 16,5 | 14,5 | 450 | – | – | – | – | – | – | |
3 | 28,0 | 28,0 | 84 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 46,2 | 40,6 | 2340 | – | – | – | – | – | – | |
3 | 40,0 | 40,0 | 120 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 66 | 58 | 4800 | – | – | – | – | – | – | |
Итого | 16 | – | – | 300 | 0,55 | – | – | 165 | 145 | 8206 | 11 | 1,02 | 168 | 145 | 222 | 338 |
Щит станций управления ЩСУ3 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Технолог. механизмы участка 2 ПТС | 4 | 25,0 | 25,0 | 100 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 55 | 48 | 2500 | – | – | – | – | – | – |
3 | 50,0 | 50,0 | 150 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 82 | 72 | 7500 | – | – | – | – | – | – | |
2 | 100,0 | 100,0 | 200 | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 110 | 97 | 20000 | – | – | – | – | – | – | |
Итого | 9 | – | – | 450 | 0,55 | – | – | 247 | 217 | 30000 | 6 | 1,09 | 269 | 238 | 359 | 546 |
Щит станций управления ЩСУ4 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Автоматическая поточная линия SPL | 2 | 1,0 | 1,0 | 2 | 0,60 | 0,70 | 1,02 | 1,2 | 1,2 | 2 | – | – | – | – | – | – |
2 | 3,0 | 3,0 | 6 | 0,60 | 0,70 | 1,02 | 3,6 | 3,7 | 18 | – | – | – | – | – | – | |
4 | 5,5 | 5,5 | 22 | 0,60 | 0,70 | 1,02 | 13,2 | 13,5 | 120 | – | – | – | – | – | – | |
6 | 10,0 | 10,0 | 60 | 0,60 | 0,70 | 1,02 | 36,0 | 36,7 | 600 | – | – | – | – | – | – | |
2 | 20,0 | 20,0 | 40 | 0,60 | 0,70 | 1,02 | 24,0 | 24,5 | 800 | – | – | – | – | – | – | |
Итого | 16 | – | – | 130 | 0,60 | – | – | 78 | 80 | 1540 | 11 | 1,0 | 78 | 80 | 111 | 169 |
Окончание табл. 2.22
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
Распределительный шинопровод ШП1 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Станки | 3 | 1,7 | 1,7 | 5,1 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 0,7 | 1,2 | 9,0 | – | – | – | – | – | – |
4 | 3,2 | 3,2 | 12,8 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 1,8 | 3,1 | 40 | – | – | – | – | – | – | |
4 | 4,5 | 4,5 | 18 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 2,5 | 4,3 | 80 | – | – | – | – | – | – | |
1 | 14,0 | 14,0 | 14 | 0,14 | 0,50 | 1,73 | 1,9 | 3,3 | 196 | – | – | – | – | – | – | |
3 | 5,0 | 5,0 | 15 | 0,20 | 0,65 | 1,17 | 3,0 | 3,5 | 75 | – | – | – | – | – | – | |
2 | 8,0 | 8,0 | 16 | 0,20 | 0,65 | 1,17 | 3,2 | 3,7 | 128 | – | – | – | – | – | – | |
2 | 11,5 | 11,5 | 23 | 0,20 | 0,65 | 1,17 | 4,6 | 5,3 | 266 | – | – | – | – | – | – | |
1 | 20,0 | 20,0 | 20 | 0,20 | 0,65 | 1,17 | 4,0 | 4,6 | 400 | – | – | – | – | – | – | |
Итого | 20 | – | – | 124 | 0,17 | – | – | 21,8 | 29 | 1194 | 12 | 1,44 | 31 | 29 | 42 | 64 |
Распределительный шинопровод ШП2 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Печи сопротивления | 5 | 40,0 | 40,0 | 200 | 0,50 | 0,95 | 0,33 | 100 | 33 | 8000 | – | – | – | – | – | – |
Станки | 19 | 2,8 | 2,8 | 53 | 0,20 | 0,65 | 1,15 | 10,6 | 12,2 | 149 | – | – | – | – | – | – |
3 | 4,0 | 4,0 | 12 | 0,20 | 0,65 | 1,15 | 2,4 | 2,8 | 48 | – | – | – | – | – | – | |
11 | 5,0 | 5,0 | 55 | 0,20 | 0,65 | 1,15 | 11,0 | 12,6 | 275 | – | – | – | – | – | – | |
8 | 10,0 | 10,0 | 80 | 0,20 | 0,65 | 1,15 | 16,0 | 18,4 | 800 | – | – | – | – | – | – | |
Итого | 46 | – | – | 400 | 0,35 | – | – | 140,0 | 79 | 9350 | 17 | 1,0 | 140 | 79 | 160 | 242 |
Магистральный шинопровод М1 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
ШСУЗ | 9 | – | – | 450 | – | – | – | 247 | 217 | 20000 | – | – | – | – | – | – |
ЩСУ1 | 7 | – | – | 250 | – | – | – | 180 | -20 | 13200 | – | – | – | – | – | – |
ШСУ2 | 16 | – | – | 300 | – | – | – | 165 | 145 | 8205 | – | – | – | – | – | – |
ШР2 | 7 | – | – | 156 | – | – | – | 83 | 38 | 3560 | – | – | – | – | – | – |
ШР1 | 12 | – | – | 68 | – | – | – | 23,9 | 18,4 | 556 | – | – | – | – | – | – |
ШР3 | 3 | – | – | 84 | – | – | – | 14,2 | 16,4 | 2340 | – | – | – | – | – | – |
ШСУ4 | 16 | – | – | 130 | – | – | – | 78,0 | 60 | 1540 | – | – | – | – | – | – |
ШП1 | 20 | – | – | 724 | – | – | – | 21,8 | 29 | 1194 | – | – | – | – | – | – |
ШП2 | 46 | – | – | 400 | – | – | – | 140 | 79 | 9350 | – | – | – | – | – | – |
Итого | 136 | – | – | 1962 | 0,48 | – | – | 953 | 507 | 69946 | 55 | 0,74 | 705 | 450 | 843 | 1280 |
СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВОПРОС
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1322; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!