- •Электроснабжение автоматизированного цеха
- •Электроснабжение автоматизированного цеха
- •Введение
- •1. Выбор системы электроснабжения
- •1.1Краткая характеристика технологического процесса производства промышленного объекта и потребителей электроэнергии
- •1.2Характеристика производственных помещений по характеру микроклимата и выбор степени защиты электрооборудования от воздействия окружающей среды
- •1.3 Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения электроэнергией
- •1.4 Выбор напряжения электрической сети и системы внутрицехового электроснабжения, выбор источников питания электроэнергией
- •1.5 Выбор режима работы нейтрали источников питания, электрической сети и электрооборудования
- •1.6 Выбор варианта схемы системы электроснабжения
- •2. Выбор системы внутрицехового электроснабжения
- •2.1Определение расчетных нагрузок
- •2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов и типа подстанции
- •2.3 Выбор местоположения трансформаторной понизительной подстанции
- •2.4 Выбор сечений проводов и жил кабелей силовых приемников электроэнергии
- •2.5 Расчет потери напряжения в электрической сети
- •2.6 Расчет и выбор средств компенсации реактивной мощности
- •2.7 Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения
- •2.8 Расчет потери мощности и электроэнергии в системе электроснабжения
- •2.9 Расчет защитного заземления и зануления в электрической сети
- •3.Расчет и выбор электрических аппаратов и токоведущих частей в системе электроснабжения
- •3.1 Выбор токоведущих частей первичных цепей распределительных устройств
- •3.2 Расчет и выбор аппаратов защиты и управления
- •Заключение
- •Список используемой литературы
2. Выбор системы внутрицехового электроснабжения
2.1Определение расчетных нагрузок
Для заданного в задании электрооборудования выбираем коэффициент использования, коэффициент мощности, коэффициент спроса и tgφ. Все параметры для заданного оборудования сводим в таблицу 1.
Таблица 1
Наименование установки |
Рн, кВт |
Ки |
Кс |
cosφ |
tgφ |
n | ||
|
|
|
|
|
|
| ||
Пресс эксцентриковый типа КА-213 |
2,2 |
0,16 |
0,2 |
0,6 |
1,33 |
3 | ||
Пресс кривошипный типа К-240 |
3,0 |
0,14 |
0,16 |
0,5 |
1,73 |
2 | ||
Вертикально-сверлильные станки 2А 125 |
3,0 |
0,14 |
0,16 |
0,5 |
1,73 |
2 | ||
Преобразователи сварочные типаПСО-300 |
14,0 |
0,14 |
0,16 |
0,5 |
1,73 |
1 | ||
Автомат-болтовысадочный |
4 |
0,14 |
0,16 |
0,5 |
1,73 |
2 | ||
Автомат резьбонакатный |
5 |
0,16 |
0,2 |
0,6 |
1,33 |
3 | ||
Станок протяжный |
7,5 |
0,16 |
0,2 |
0,6 |
1,33 |
3 | ||
Автомат гайковысадочный |
10 |
0,16 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
3 | ||
Барабаны голтовочные |
5 |
0,17 |
0,25 |
0,65 |
1,17 |
6 | ||
Барабан виброголтовочный |
5,5 |
0,14 |
0,16 |
0,5 |
1,73 |
6 | ||
Станок виброголтовочный |
8,2 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
1 | ||
Автомат обрубной |
10 |
0,14 |
0,16 |
0,5 |
1,73 |
4 | ||
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
Т.к. все оборудование по условию задания относится к третьей категории, то электроснабжение будет производиться от одного трансформатора.
Разобьем все оборудование на несколько групп:
оборудование №29-40 номера запитываются от распределительного шинопровода ШРА1;
оборудование №11, 20-22 – от ШМА;
оборудование №14-19, 23-28 номера – от распределительного шинопровода ШРА2;
оборудование 6,7,12,13 – от распределительного шинопровода ШРА3;
оборудование №2-5, 8-10 – от распределительного пункта РП1;
Принимаем освещение цеха газоразрядными лампами при условии Р’н=9-11 Вт/м2, Ки=0,85, cosφ=0,95, tgφ=0,33. Номинальная потребляемая мощность всех осветительных установок будет равна:
Рн=Р’н*S,
где Р’н – номинальная мощность осветительной установки приходящейся на один квадратный метр,Вт/м2;
S – площадь цеха, м2.
S=50*30=1500 м2
Рн=10*1500=15 000 Вт=15 кВт
Приведем нагрузку 3-х фазного ПКР к длительному режиму:
Рн=Рп*=10*=6,32 кВт – мостовой кран
Рис.1
Схема распределения однофазной нагрузки
по фазам
Между фазами А и В включен Электропривод раздвижных ворот Р1’=3,5 кВт
Между фазами В и С включение отсутствуют: Р2’=0 кВт
Между фазами А и С включения отсутствуют: Р3’=0 кВт
Рассчитаем нагрузку на каждую из фаз:
Рн=Рп*= 3,5*=1,75 кВ;
кВт
=2,625 кВт
Как видно из расчета максимально загружена фаза В, минимально фаза С и А. Определим величину неравномерности распределения нагрузок по фазам по формуле:
где – Рф.нб – наиболее загруженная фаза;
Рф.нм – наименее загруженная фаза.
=33,3%
Т.к. Н>15% и включение на фазное напряжение условная 3-фазная мощность будет находиться по формуле
Ру(3)=3*Рф.нб=3*3,5=10,5 кВт
Исходя из вышеприведенного составим таблицу нагрузки.
Таблица 2
Присоединение |
Нагрузка, кВт |
Присоединение |
Нагрузка, кВт |
РП1 |
|
ШРА2 |
|
Универсальные заточные станки
Заточные станки для фрезерных головок
Заточные станки для червячных фрез |
2,5
3,0
7,0 |
Плоскошлифовальные станки Токарные станки Внутришлифовальные станки Вертикально-сверлильные станки |
38,0
6,5
8,9
7,5 |
ШРА1 |
|
ШРА3 |
|
Плоскошлифовальные станки Кран-балка Заточные станки Электропривод раздвижных ворот Внутришлифовальные станки |
38,0
3,32 2,4
10,5
8,9 |
Горизонтально-расточные станки
Резьбошлифовальные станки
Электропривод раздвижных ворот |
17,5
4,8
10,5 |
ЩО |
|
ШМА |
|
Освещение |
15 |
Электропривод раздвижных ворот Вентиляторы |
10,5 4,0 |
Составим сводную ведомость нагрузок (приложение 1).
Приведем пример расчета для оборудования присоединенного к распределительному шкафу РП1.
Перечень присоединенного оборудования приведен в таблице 2
Таблица 2
РП1 |
Рн |
Ки |
cosφ |
tgφ |
n |
Универсальные заточные станки |
2,5 |
0,16 |
0,6 |
1,33 |
3 |
Заточные станки для фрезерных головок |
3,0 |
0,14 |
0,5 |
1,73 |
2 |
Заточные станки для червячных фрез |
7,0 |
0,14 |
0,5 |
1,73 |
2 |
Общая нагрузка на РП1
Робщ=Σ(Рн*n),
где Рн – номинальная нагрузка одного агрегата, кВт;
n – число установок подключенных к шинопроводу.
Робщ=2,5*3+3*2+7*2=27,5кВт.
Определим среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее загруженную смены Рсм для каждой установки:
Рсм=Ки*Робщ*n
где Ки – коэффициент использования установки,0,7.
Рсм1=2,5*3*0,16=1,2 кВт
Рсм2=3*2*0,14=0,84кВт
Рсм3=7*2*0,14=1,96кВт
Рсм об=ΣРсм=1,2+0,84+1,96=4,0 кВт
Qсмi=Рсмi*tgφi
Qсм1=1,2*1,33=1,6 квар
Qсм2=0,84*1,73=1,45 квар
Qсм3=1,96*1,73=3,39 квар
QсмОБ=ΣQсмi=1,6+1,45+3,39=6,44 квар
Sсм==7,581 кВА
пересчитаем Ки, cosφ, tgφ
Ки=ΣРсм/ΣРн=4,0/27,5=0,145
cosφ=ΣРсм/ΣSсм=4,0/7,581=0,528
tgφ= ΣQсм/ΣРсм=6,44/4,0=1,61
Определим максимальные допустимые активную, реактивную, полную нагрузки:
Рм=Км*Рсм
Qм=К’м*Qcм
Sм=
где Км – коэффициент максимума активной нагрузки, т.к Ки=0,145 а nэ=7 то Км=2,48;
К’м – коэффициент максимума реактивной нагрузки, 1,1.
т.к. к РП1 подключены потребители одного наименования, то максимальные активные, реактивные и полные мощности соответственно равны максимальным мощностям за смену.
Рм=2,48*4,0=9,92 кВт
Qм=1,1*6,44=7,084 квар
Sм=12,2 кВА
Определяем ток на РП1:
Iм=,
где Uл – номинальное напряжение установки, кВ.
Iм==18,52 А
Аналогичным образом рассчитываются нагрузки и на всех остальных присоединительных устройствах (см. приложение 1).