Электроснабжение и электрооборудование механического цеха серийного производства

 

Категория 3

                 3~10кВ. 50Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Радиальная схема ЭСН  с РП

Q – силовой выключатель ВН

SF – автоматический выключатель НН

РП – распределительный  пункт

ЩО – щит освещения (рабочего)

УАВР – устройства автоматического  включения резерва

УАРТ – устройства автоматической разгрузки по току.

 

ШТР 1-10,13,14,15,35.

ШТР 2- 1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,18,19,20.

ШР 1-16,17,21,25,26,27,31,32,33,34.

ШР 2 –22,23,24,28,29,30.

Таблица 3.

Название	Мощность Р	Общая Р
1…3	10	30кВт
4,5	3,2	6,4кВт
6,7	1,6	3,2кВт
8	32	32кВт
9	30	30кВт
10	52,5	52,5 кВт
11,12	24	48кВт
13 … 15	18,5	55,5 кВт
16 … 18	5	15кВт
19,20	22	44кВт
21 … 28	10,5	84кВт
29,30	19	38кВт
31 … 34	8,5	34кВт
35	32 кВ А	32 кВ А

 

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.

Рм. = Км Рсм.; Qм. = Км' Qсм.; Sм. =

 где Рм. - максимальная  активная нагрузка, кВт;

Qм. - максимальная реактивная  нагрузка, квар;

Sм. - максимальная полная  нагрузка, кВА;

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

Км' - 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_u ._н; Qсм. = Р см tg;

где Ки - 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;

tg - коэффициент реактивной мощности;

nэ = F(n, m, Ки ср, Рн) - эффективное  число электроприемников, может  быть определено по упрощенным  вариантам (8, табл.1.5.2);

Ки ср - средний коэффициент  использования группы электроприемников,

Ки ср= ;

Средний коэффициент мощности cos? и средний коэффициент реактивной мощности tg.

; tg

m - показатель силовой  сборки в группе

m = Рн. нб. / Рн. нм.,

где Рннб, Рннм - номанальные  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 (Рн).

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 (?)

=n. Рн;

В графу 5 записывается коэффициент  использования электроприемников (Ки)

В графы 6 и 7 для групп  приемников записываются tg?. и cos?. 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 (Рсм)

Р см= Ки. ;

 

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

Qсм. = Р см tg ;

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

S_cм=;

В графу 12 записывается эффективное  число электроприемников, nэ= n

В графу 13 записывается коэффициент  максимума активной нагрузки.

В графу 14 записывается коэффициент  максимума реактивной нагрузки. Км'

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

=Км•;

где Pм - максимальная активная нагрузка,(кВт)

Kм - коэффициент максимума  активной нагрузки

В графу 16, записывается максимальная реактивную мощность Qм,

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

=;

В графе 18 записывается максимальный ток Iм, определяемый по формуле:  Iм = Sм / . Uн;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Произведем расчет нагрузок на ШТР – 1

Кран мостовой работает в  повторно-кратковременном режиме, с ПВ = 60%, приведем мощность электроприемника к длительному режиму:

Рн. = Рп. · √ПВ = 32000 · √0,60 = 25 кВт

Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену:

; Qсм = Рсмtgφ; S=;

Сварочные автоматы:

Ки = 0.1;

Рсм. = 0.1 · 25 = 2,5 кВт;

Qсм. = 2,5 · 1.73 = 4,3кВар;

Sсм.=  √2,5²+4,3² = 4,9кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 4,9 / 1.73 · 0.38 = 1,1 А.

Продольно строгальный станок:

Рсм. = 0.17 · 52,5 = 9 кВт;

Qсм. = 9 · 0.17 = 11кВар;

Sсм.=  √9²+11² = 14,2кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 14,2 / 1.73 · 0.38 = 3,1 А.

Продольно фрезерный станок:

Рсм. = 0,17 · 55,5 = 9,4 кВт;

Qсм. = 9,4 · 1,17 = 10кВар;

Sсм.=  √9,4²+10² = 13,7кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 13,7 / 1.73 · 0.38 = 3 А

Определяем nвсего по ШТР-1

n=1+1+3=5

Определяем ∑ Рнвсего по ШТР-1

∑ Рн = 52,5+55,5+25=133Квт

 

Определяем суммарную  активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по ШТР-1 и определяем среднее значение Kuср , cosи  tg.

∑Pсм=2,5+9+9,4=20,9 кВт

∑Qсм=4,3+11+10=25,3кВар

∑Sсм=√20,9²+25,3² = 32,8кВ · А

Ku ср = 20,9: 25=0.8

Cos = 20,9:32,8=0,6

Tg=25,3:20,9=1,2

Определяем максимальный ток:

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 32,8 / 1.73 · 0.38 = 49,7 А.

Произведем расчет нагрузок на ШТР – 2

Карусельный фрезерный станок:

Рсм. = 0.17 · 30 = 5,1 кВт;

Qсм. = 5,1 · 1.17 = 5,9кВар;

Sсм.=  √5,1²+5,9² = 7,8кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 7,8 / 1.73 · 0.38 = 1,7 А

  Станок заточный:

Рсм. = 0.14 · 6,4 = 0,8 кВт;

Qсм. = 0,8 · 1.73 =1,4кВар;

Sсм.=  √0,8²+1,4² = 1,6кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 1,6 / 1.73 · 0.38 = 0,4 А

            Станок наждачный:

Рсм. = 0.14 · 3,2 = 0,5 кВт;

Qсм. = 0,5 · 1.73 = 0,9кВар;

Sсм.=  √0,5²+0,9² = 1кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 1 / 1.73 · 0.38 = 0,2 А

 

 

 

            Вентилятор приточный:

Рсм. = 32 · 0.6 = 19,2 кВт;

Qсм. = 0,75 · 19,2 = 14,4кВар;

Sсм.=  √19,2²+14,4² = 24кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 24 / 1.73 · 0.38 = 5,3 А

       Вентилятор  вытяжной:

Рсм. = 0.6 · 30 = 18 кВт;

Qсм. = 18 · 0.75 = 14кВар;

Sсм.=  √18²+14² = 23кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 23 / 1.73 · 0.38 = 5,1 А

            Плоскошлифовальный станок:

Рсм. = 0.14 · 48 = 7 кВт;

Qсм. = 7 · 1,73 = 12кВар;

Sсм.=  √7²+12² = 14кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 14 / 1.73 · 0.38 = 3,1 А

            Резьбонарезной станок:

Рсм. = 0.17 · 5 = 1 кВт;

Qсм. = 1 · 1.17 = 1кВар;

Sсм.=  √1²+1² = 1,4кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 1,4 / 1.73 · 0.38 = 0,2 А

            Токарно-револьверный станок:

Рсм. = 0.17 · 44 = 8 кВт;

Qсм. = 8 · 1,17 = 9кВар;

Sсм.=  √8²+9² = 12кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 12 / 1.73 · 0.38 = 2,6 А

 

          Определяем nвсего по ШТР 2

n=3+2+2+1+1+2+1+2=14

Определяем ∑Рн всего по ШТР-2

∑Pн= 30+6,4+3,2+32+30+48+5+44=198,6 кВт

Определяем суммарную  активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по ШТР-2 и определяем среднее значение Kuср , cosи  tg.

∑Pсм=5,1+0,8+0,5+19,2+18+7+1+7,5=59,1 кВт

∑Qсм=5,9+1,4+0,9+14,4+14+12+1+9=58,6кВар

∑Sсм=√59,1²+58,6² = 77,8кВ · А

Ku ср = 59,1: 198,6=0,3

Cos = 59,1:77,8=0,7

Tg=58,6:59,1=0,9

Определяем максимальный ток:

Iм. = Sм. _(ШТР-2) / √3 · Uн. = 77,8 / 1.73 · 0.38 = 117,8 А.

Произведем расчет нагрузок на ШР – 1

Резьбонарезной станок:

Рсм. = 0.17 · 10 = 1,7 кВт;

Qсм. = 1,7 · 1.17 = 1кВар;

Sсм.=  √1.7²+1² = 2кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 2 / 1.73 · 0.38 = 0,4 А

      Полуавтомат  фрезерный:

Рсм. = 0.17 · 34 = 5,8 кВт;

Qсм. = 5,8 · 1.17 = 6,8кВар;

Sсм.=  √5,8²+6,8² = 8,9кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 8,9 / 1.73 · 0.38 = 2,2 А

    Полуавтомат зубофрезерный:

Рсм. = 0.17 · 25.5 = 4.3 кВт;

Qсм. = 1.17 · 4.34 = 5кВар;

Sсм.=  √4.3²+5² = 7кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШР-1) / √3 · Uн. = 7 / 1.73 · 0.38 = 1.5 А

Определяем nвсего по ШР – 1

n= 2+4+3=9

 

Определяем ∑Рн всего по ШР-1

∑Рн= 10+42+25,5=77,5 кВт

Определяем суммарную  активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по ШР-1 и определяем среднее значение Kuср , cosи  tg.

∑Pсм=1,7+4,3+7,1=13,1кВт

∑Qсм=8,3+5+1=14,3кВар

∑Sсм=√13,1²+14,3² = 19,4кВ · А

Ku ср = 13,1: 77,5=0.2

Cos = 13,1:19,4=0,7

Tg=14,3:13,1=1.1

Определяем максимальный ток:

Iм. = Sм. _(ШТР-2) / √3 · Uн. = 19,4 / 1.73 · 0.38 = 29,4 А.

Произведем расчет нагрузок на ШР – 2

Полуавтомат фрезерный:

Рсм. = 0.17 · 42 = 7,1 кВт;

Qсм. = 7,1 · 1.17 = 8,3кВар;

Sсм.=  √7,1²+8,3² = 11кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 11 / 1.73 · 0.38 = 2.2 А

          Зубофрезерный станок:

Рсм. = 0.14 · 38 = 5,3 кВт;

Qсм. = 1.1 · 1.73 = 9,2кВар;

Sсм.=  √5,3²+9,2² = 11кВ · А;

Iм. = Sм. _(ШТР-1) / √3 · Uн. = 11 / 1.73 · 0.38 = 16,7 А

         Определяем nвсего по ШР-2

n=4+2=6

Определяем ∑Рн всего по ШР-2

∑Рн=42+38=80кВт

Определяем суммарную  активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по ШР-1 и определяем среднее значение Kuср , cosи  tg.

∑Pсм=7,1+5,3=12,4кВт

∑Qсм=8,3+9,2=17,5кВар

∑Sсм=√12,4²+17,5² = 21,4кВ · А

Ku ср = 12,4: 13,3=0.9

Cos = 12,4:21,4=0.6

Tg=17,5:12,4=1,4

Определяем максимальный ток:

Iм. = Sм. _(ШТР-2) / √3 · Uн. = 21,4 / 1.73 · 0.38 = 32,4 А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.Сводная ведомость нагрузок по цеху.

Наименование РУ и электроприёмников	Нагрузка установленная								Нагрузка  средняя за смену							Максимальная нагрузка
	Рн кВт	N	Рн ∑ кВт	Ки		Cos	Tg	m	Рсм кВт	Qсм квар		Sсм кВ*А	n э	Км	м	Рм кВт	Qм квар	Sм Кв*А		Im A
Карумельный фрезерный станок 1…3	10	3	30	0,14		0,5	1.73	-	5,1	5,9		7,8	3	-	-	5,1	5,9	7,8		1,7
Станок заточный     4,5	3,2	2	6,4	0,17		0,65	1,17	-	0,8	1,4		1,6	2	-	-	0,8	1,4	1,6		0,4
Станок наждачный     6,7	1,6	2	3,2	0,17		0,65	1,17	-	0,5	0,9		1	2	-	-	0,5	0,9	1		0,2
Вентилятор приточный       8	32	1	32	0,6		0,8	0,75	-	19,2	14,4		24	1	-	-	19,2	14,4	24		5,3
Вентилятор вытяжной         9	30	1	30	0,6		0,8	0,75		18	14		23	1	-	-	18	14	23		5,1
Продольно – строгальный станок 10	52,5	1	52,5	0,17		0,65	1,17	-	9	11		14,2	1	-	-	9	11	14,2		3,1
Плоскошлифовальный станок 11,12	24	2	48	0,14		0,5	1,73	-	7	12		14	2	-	-	7	12	14		3,1
Продольно-фрезерный станок 13…15	18,5	3	55,5	0,17		0,65	1,17	-	9,4	10		13,7	3	-	-	9,4	10	13,7		3
Резьбонарезной станок  16…18	5	3	15	0,17		0,65	1,17	-	2,7	1		1,4	3	-	-	2,7	1	1,4		0,7
Токарно-револьверный станок 19,20	22	2	44	0,17		0,65	1,17	-	7,5	9		12	2	-	-	7,5	9	12		2,6
Полуавтомат фрезерный 21…28	10,5	8	84	0,17		0,65	1,17	-	14,2	16,6		21,8	8	-	-	14,2	16,6	21,8		4,4
Зубофрезерный станок 29,30	38	2	76	0.14		0,5	1,73	-	5,3	10,2		9,6	2	-	-	5,3	10,2	9,6		2,4
Полуавтомат зубофрезерныый 31…34	8,5	4	34	0,17		0,65	1,73	-	5,8	6,8		8,9	4	-	-	5,8	6,8	8,9		1,5
Кран мостовой 35	25	1	25	0,1		0,65	1,73	-	2,5	4,3		4,9	1	-	-	2,5	4,3	4,9		1,1
Всего ШНН									107	117,5		157,9		-	-	107	117,5	157,9
Потери														-	-	2,1	11,8	12
Всего на ВН														-	-	109,1	129,3	169,9