1 Общая часть

1.1 Назначение объекта и его характеристики

Цех металлорежущих станков (ЦМС) предназначен для серийного производства деталей по заказу.

ЦМС предусматривает наличие производственных, служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Металлорежущие станки различного назначения размещены в станочном, заточном и резьбошлифовальном отделениях.

Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.

Цех получает ЭСН от собственной цеховой транспортной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,3 км от ГПП завода. Подводимое напряжение – 10 или 35 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 5 км.

Количество рабочих смен – 3. Грунт в районе цеха – глина при температуре +5 С.

Каркас здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 м каждый.

Размер цеха A*B*H=50*30*8 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

характеристики объектов проектирования (назначения, классификация по технологической среде)

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества. Пожароопасные зоны делятся на следующие классы:

Зоны класса П-2 – зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокнам нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объему воздуха;

Относится к объектам с повышенной опасностью, т.к. по условиям производства в воздух выделяется технологическая пыль в таком количестве, что может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.д.

1.2 Характеристика электрооборудования объекта

Цех получает ЭСН от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ЦП), расположенной на расстоянии 1,3 км от ГПП завода. Подводимое напряжение – 10 или 35 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 1,5 км. Оборудование цеха питается напряжением 220В переменным однофазным током, частотой 50 Гц и 380В переменным трехфазным током, частотой 50 Гц. Потребители ЭЭ относятся ко 2 и 3 категории надежности электроснабжения.

Электроприемники относящиеся ко второй категории, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих мест, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Рекомендуется обеспечивать электропитанием от двух независимых источников, для них допустимы перерывы на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Электроприемники 3 категории называются все остальные Электроприемники, не подходящие под определения 1 и 2 категорий. К ним можно отнести ЭП во вспомогательных цехах, на неответственных складах, в цехах не серийного производства. Для электроснабжения электроприемников 3 категории достаточно одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.

1.3 Ведомость электрических нагрузок

Ведомость электрических нагрузок приведена в Таблице 1

Таблица 1 – Ведомость электрических нагрузок

№ на плане	Наименование ЭО подстанций	Вариант	Примечание
		1
		Рэп, кВт
1,11,40	Электропривод раздвижных ворот	3,5	1 фазные ПВ=25%
2…4	Универсальные заточные станки	2,5
5,10	Заточные станки для червячных фрез	7
6,7	Резьбошлифовальные станки	4,8
8,9	Заточные станки для фрезерных головок	3
12,13,17…19	Круглошлифовальные станки	10,2
14…16	Токарные станки	6,5
20…22	Вентиляторы	4
23,24,29,30,36,37	Плоскошлифовальные станки	38
25…28,34,35	Внутришлифовальные станки	8,9
31	Кран – балка	10	ПВ=40%
32,33,38,39	Заточные станки

2 Специальная часть

2.1 Выбор метода расчета

Метод упорядоченных диаграмм, который в 60-70-е годы директивно применялся для всех уровней системы электроснабжения и на всех стадиях проектирования, в 80-е годы трансформировался в расчет нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности. При наличии данных о числе электроприемников, их мощности, режимах работы его рекомендуют применять для расчета элементов системы электроснабжения 2УР, 3УР (провод, кабель, шинопровод, низковольтная аппаратура), питающих силовую нагрузку до 1кВ (упрощенно для эффективного числа приемников всего цеха, т.е. для сети 6-10кВ 4УР). Различие метода упорядоченных диаграмм и расчета по коэффициенту расчетной активной мощности заключается в замене коэффициента максимума Км, всегда понимаемого однозначно как отношение Рmax/Рc , коэффициентом расчетной активной мощности Кр . Порядок расчета для элемента узла следующий:

1. Составляется перечень (число) силовых электроприемников с указанием их номинальной Рном(i) (установленной) мощности.

2. Определяется рабочая смена с наибольшим потреблением электроэнергии и выделяется характерные сутки.

3. Описываются особенности технологического процесса, влияющее на электропотребление, выделяются электроприемники с высокой неравномерностью нагрузки (которые рассчитывают по максимуму эффективной нагрузки) .

4. Исключаются из расчета (перечня): а) электроприемники малой мощности; б) резервные по условиям расчета электрических нагрузок; в) включаемые эпизодически.

5. Определяются группы m электроприемников, имеющих одинаковый тип (режим) работы, и выделяются из них j-е подгруппы, j=1,…,m, имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования Ки(i).

6. Выделяются электроприемники одинакового режима работы и определяются их средняя мощность

(1)

где Рном(i) – номинальная мощность отдельного электроприемника.

7. Вычисляется средняя реактивная нагрузка

Q (2)

где tgφi – коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cosφ , характерному для i-го электроприемника.

8. Находится групповой коэффициент использования Ки активной мощности

(3)

где Рном(j) – установленная мощность подгруппы.

9. Рассчитывается эффективное число электроприемников в группе из n электроприемников:

(4)

где nэ – число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Рmax, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы. При числе электроприемников в группе четыре и более допускается принимать nэ равным n (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника Рном(max) к номинальной мощности меньшего Рном( min) меньше трех. При этом при определении значения n допускается исключать мелкие электроприемники, суммарной мощности которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.

10. По справочным данным в зависимости от (3), (4) и постоянной времени нагрева Т0 принимается величина расчетного коэффициента Кр.

11. Определяется расчетный максимум нагрузки

(5)

Значение расчетного коэффициента активной мощности Кр для Т0 =10 мин – сетей напряжением до 1кВ, питающих 2УР.

Для 3УР постоянного нагрева Т0 =2,5 ч и при nэ > 50 и Ки ≤ 0,5 Кр =0,7; Ки > 0,5; Кр =0,8. Для кабелей, образующих высоковольтные сети 6-10кВ потребителей, Кр=1.

Упрощенно эффективное число приемников для цеха

(6)

где Рном(max) – номинальная мощность наибольшего электроприемника цеха.

Физический смысл выражения (6) объяснить трудно. Оно возникло из формулы (конец 50-х – начало 60-х годов)

(7)

когда из группы электроприемников, для которой определяли расчетную нагрузку, были выделены наибольшие по мощности приемники ni и суммарная мощность Рном(i) всех m приемников, входящих в группу. Размытость понятия «группа» (необходимо исключить лишние) и понятие «наибольших по мощности» осложняло проведение расчетов.

Электрические нагрузки отдельных узлов системы электроснабжения в сетях напряжением выше 1кВ (находящиеся на 4УР, 5УР) рекомендуется определять аналогично с включением потерь в трансформаторах.

Результаты расчетов нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности сводят в таблицу.