Расчет силовой сети цеха Определение расчетной нагрузки силового пункта

Силовая электрическая нагрузка рассчитывается в табличной форме методом упорядоченных диаграмм.

Предварительно все электроприемники делятся на характерные группы. Для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, прежде необходимо привести мощность, заданную в исходных данных, к номинальной мощности длительного режима. Значения коэффициентов использования К_и и мощности cos для отдельных групп электроприемников выбираются по справочникам.

Средняя нагрузка каждой j–ой группы электроприемников определяется по формуле:

,

где Р_нi – номинальная мощность одного электроприемника; К_иj – коэффициент использования j–ой группы; Р_нj – номинальная мощность j–ой группы.

Далее определяется средневзвешенный коэффициент использования К_и :

,

где Р_см , Р_н – соответственно средняя и номинальная мощности узла электроснабжения.

Чтобы вычислить расчетную активную нагрузку по формуле

,

необходимо определить эффективное число n_э электроприемников в узле

Если отношение номинальных мощностей наиболее мощного (Р_нмах) и наименее мощного (Р_нмin) электроприемников, входящих в узел или группу,

,

то допускается считать n_э = n, если n > 4 (где n – действительное число электроприемников).

При m > 3 и K_и > 0,2 можно пользоваться формулой:

.

В случае, если найденное по этой формуле число n_э окажется больше чем n, следует принять

n_э = n .

Значение коэффициента максимума К_м в зависимости от значений n_э и К_и определяется по справочникам.

Расчетная максимальная реактивная нагрузка определяется следующим образом:

при n_э < 10 Q_р=1,1 Q_см

при n_э > 10 Q_р= Q_см

Полная расчетная мощность узла равняется:

,

этой мощности соответствует ток

,

где U_н – номинальное напряжение сети.

Выбор силового пункта

Для выбора силового пункта необходимо рассчитать номинальные токи предохранителей или автоматов и их токи срабатывания (номинальные токи плавких вставок предохранителей и уставки тепловых и (или) электромагнитных расцепителей автоматов).

Выбор предохранителей в электрической сети до 1 кВ определяется следующими требованиями:

1. Номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять условию:

I_нв > I_р ,

где I_р – расчетный ток в начале защищаемой линии.

2. Номинальный ток плавкой вставки должен также удовлетворять условию обеспечения пуска электродвигателей

I_нв > I_пик / К_пл ,

где I_пик – пиковый ток.

Для одного электродвигателя, подключенного к линии, I_пик = I_пуск , для группы двигателей, подключенных к линии

I_пик = I_р + ( К_пуск - 1 ) I_нmax ,

где I_пуск – пусковой ток электродвигателя ; I_р – расчетный ток в линии, питающей группу электродвигателей; I_нmax – номинальный ток самого мощного двигателя в группе; К_пуск –кратность пускового тока двигателя по отношению к номинальному.

Коэффициент К_пл принимается равным К_пл = 2,5 (легкий пуск или питание нескольких электродвигателей), К_пл = 1,6 (тяжелый пуск), К_пл = 2 (средний пуск).

3. Для обеспечения защиты проводников линии ток плавкой вставки должен быть согласован с допустимым током проводника

К_сн I_доп > К_з I_нв .

4. Для обеспечения безопасности людей необходимо, чтобы выполнялось условие:

3 I_нв < I_к⁽¹⁾ ,

где I_к⁽¹⁾ – ток однофазного КЗ (петли “фаза–нуль”) в конце защищаемого участка сети.

Последнее представляет собой проверку на срабатывание схемы защитного зануления.

Установка токов срабатывания максимальных защит на автоматических выключателях выбирается по следующим условиям.

Для автоматических выключателей серии А–3100 и А–3700:

1. Защита от перегрузки осуществляется выбором уставки теплового расцепителя

I_тепл > I_р

I_тепл > 1,5 I_доп ,

где I_тепл – величина уставки теплового расцепителя автомата.

2. Защита от короткого замыкания осуществляется выбором уставки электромагнитного расцепителя (при 15 % –ной погрешности в токе срабатывания)

I_мгнов > 1,25 I_пик ,

где I_мгнов – величина тока уставки электромагнитного (мгновенного) расцепителя.

3. Для обеспечения защиты проводов линии уставка расцепителя должна удовлетворять условию:

I_мгнов < 4,5 I_доп .

4. По условию обеспечения безопасности людей в случае применения автоматических выключателей переменного тока до 100 А

1,4 I_мгнов < I_к⁽¹⁾ ;

– при установке автоматов с номинальным током более 100 А

1,25 I_мгнов < I_к⁽¹⁾ ;

– для автоматов с обратной зависимой от тока характеристикой времени срабатывания

3 I_мгнов < I_к⁽¹⁾ .

В случае применения автоматических выключателей серии АВМ защита от перегрузки и коротких замыканий обеспечивается выбором уставок расцепителей по следующим условиям:

– для расцепителя типа 1

I_мгнов > 1,25 I_пик ;

– для расцепителей типа 2 и 3

I_расц²⁽³⁾ « I_кз

t_ср > 1,5 t_пуск ,

здесь I_кз  – максимальный ток короткого замыкания на защищаемом участке.

После выбора уставки расцепителя определяется его время срабатывания t_ср при кратности тока I_пуск/I_расц по кривым [11, стр. 657].

Для выключателей серии “Электрон” с полупроводниковыми реле максимальной токовой защиты, характеристики t_ср = f(I/I_уст) которых настраиваются непосредственно в эксплуатации, условия выбора

I_н > I_р .

Кроме соблюдения указанных выше условий для аппаратов защиты должны соблюдаться условия проверки их на отключающую способность при коротком замыкании

I_{откл.пред} > I_кз .

Из справочной литературы выбираем силовой пункт по токам аппаратов защиты и числу отходящих линий.