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 |
| |||||||||||
| Наименование ЭП | Количество ЭП n, шт. |
| 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 |
Расчетный ток Iр, А
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: 1388; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!