Электроснабжение предприятия машиностроения

Размещено на http://allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Энергетика России обеспечивает надежное электроснабжение потребителей различных потребителей электрической и тепловой энергии. Основным потребителем электрической энергии является различные отрасли промышленности, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом более 70% потребителей электроэнергии приходятся на промышленные объекты.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1кВ и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности; к ним предъявляются определенные требования по надежности питания, качеству электроэнергии, резервированию и защиты отдельных элементов. При проектировании, сооружении, и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбрать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжения. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприёмников и особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и эффективности их работы.

Важнейшие задачи, которые в настоящее время решают энергетики и энергостроители, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда, в улучшении структуры производства электроэнергии, и т.д.

В системе цехового распределения электроэнергии широко используют комплектные распределительные устройства, подстанции и силовые и осветительные токопроводы. Это создает гибкую и надежную систему распределения, в результате чего экономится большое количество проводов и кабелей. Упрощены схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет отказа от выключателей на первичном напряжении. Широко применяют современные системы автоматики, а также простые и надежные устройства защиты отдельных элементов находящихся в системе электроснабжения промышленных предприятий.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика потребителей

В решении задачи сохранения и развития отечественной технологической среды, обеспечивающей выпуск конкурентоспособных на мировом рынке главенствующая роль принадлежит созданию высокоэффективных производственных систем, реализующих современные технологии. Такие производства должны обладать высоким уровнем автоматизации всех составляющих элементов. Создание таких производств базируется на реконструкции действующих и проектировании новых. В современных условиях предъявляются особые требования к проектированию автоматизированных производств, к срокам и качеству выполнения проектных работ. Проектирование является сферой, аккумулирующей новейшие достижения науки и преобразующей их в действующие производственные системы, в частности, автоматизированные и автоматические участки и цеха.

Дальнейшее развитие и повышение эффективности машиностроения возможно при существенном росте уровня автоматизации производственного процесса. В последние годы широкое распространение получили работы по созданию новых высокоэффективных автоматизированных механосборочных производств и реконструкции действующих производств на базе использования современного оборудования и средств управления всеми этапами производства.

1.2 Ведомость потребителей электроэнергии

Автоматизированный цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий. Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два основных участка: штамповочный и высадочный. На участках установлено штатное оборудование: кузнечно-прессовое, станочное и др. В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др.

Цеховая трансформаторная подстанция получает питание от главной понизительной подстанции (ГПП) завода по кабельной линии длиной 1 км напряжением . Расстояние от энергосистемы до ГПП- 4 км, линия ЭСН - воздушная. В перспективе от этой же ТП предусмотрено ЭСН других участков с расчетными мощностями: , .

На штамповочном участке требуется частое перемещение оборудования. По надежности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 1-ой категории. Грунт в районе цеха - супесь с температурой +22^оС. Каркас здания смонтирован из блоков-секций длинной 6 метров каждый. Размеры цеха .

Перечень оборудования цеха представлен в табл. 1. Расположение основного оборудования показано на плане рис. 1.

Таблица 1 - Перечень электроприёмников цеха и их характеристика

№ на плане	Наименование электроприёмника		n
1	2	3	4	5	6	7	8
	3ф, длительный режим работы
1…6	Пресс эксцентриковый типа КА-213	2,2	6	0,17	0,25	0,65	1,17
7…1	Пресс кривошипный типа К-240	3	5	0,17	0,25	0,65	1,17
12…15	Вертикально-сверлильные станки типа 2А 125	3	4	0,14	0,16	0,5	1,73
18	Автомат болтовысадочный	4	1	0,17	0,25	0,65	1,17
19	Автомат резьбонакатной	5	1	0,17	0,25	0,65	1,17
20	Станок протяжный	7,5	1	0,14	0,16	0,5	1,73
21,22	Автоматы гайковысадочные	10	2	0,17	0,25	0,65	1,17
23,24	Барабаны головочные	5	2	0,06	0,1	0,65	1,17
25	Барабан виброголовочный	5,5	1	0,06	0,1	0,65	1,17
26	Станок виброголовочный	8,2	1	0,14	0,16	0,5	1,73
27	Автомат обрубной	10	1	0,17	0,25	0,65	1,17
28	Машина шнекомоечная	5,2	1	0,7	0,8	0,8	0,75
29…38	Автоматы гайконарезные	1,2	10	0,17	0,25	0,65	1,17
42	Автомат трехпозиционный высадочный	5,8	1	0,17	0,25	0,65	1,17
45,46	Вентиляторы	5	2	0,6	0,7	0,8	0,75
	3ф, повторно-кратковременный режим работы
39	Кран-тележка	2	1	0,1	0,2	0,5	1,73
	1ф, длительный режим работы
16,17	Преобразователи сварочные типа ПСО-300	14	2	0,2	0,6	0,6	1,33
40,41	Электроточило наждачное	1,5	2	0,14	0,16	0,5	1,73
43,44	Вибросито	0,8	2	0,06	0,1	0,65	1,17

Рисунок 1 - План расположения электрооборудования цеха

1.3 Категория потребителей электроэнергии

Потребители (приемники) электроэнергии различаются по режиму работы, назначению, исполнению, потребляемой мощности, частоте потребляемого тока, условиям работы, ответственности.

В начальной стадии развития электрификации основными потребителями электроэнергии были электрическое освещение (лампы накаливания) и асинхронный электропривод. В настоящее время в связи с бурным развитием науки и техники, совершенствованием и внедрением новой прогрессивной технологии производства появились достаточно мощные потребители электроэнергии. К ним относят электрические печи и электротермические установки, руднотермические печи, прокатные станы, электрифицированный транспорт, электрофизические установки (ускорители, лазеры), газонефтетрубопроводы, компрессорные станции и др. Бурно развивается электрификация сельского хозяйства, на долю которого приходится 80% всех распределительных сетей. Появление крупных животноводческих комплексов значительно увеличило уровень электропотребления в сельском хозяйстве.

Потребители электроэнергии в зависимости от режима и условий работы могут получать питание от электрических сетей переменного или постоянного тока и работать в различных условиях: на открытом воздухе, в закрытых помещениях, при повышенной влажности, агрессивности внешней среды, больших изменениях температуры и т.д. По обеспечению надежности электроснабжения всех потребителей электроэнергии разделяют на три категории. машиностроение электроэнергия подстанция

К I категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Питание таких электроприемников обеспечивается от двух независимых взаимно резервирующих источников. Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время автоматического восстановления питания при отказе одного из источников. Независимым называется такой источник питания электроприемника, на котором сохраняется напряжение в установленных пределах для послеаварийного режима при исчезновении его на другом источнике питания.

Из электроприемников I категории выделяют особую группу электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Электроснабжение этой группы осуществляют от грех независимых взаимно резервирующих источников питания.

Ко II категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Такие электроприемники рекомендуют обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Питание электроприемников II категории допускается и по одной воздушной линии, но в этом случае Правила устройства электроустановок (ПУЭ) требуют, чтобы аварийный ремонт линии проводили за время не более одних суток.

К III категории относят все остальные электроприемники, электроснабжение которых можно выполнять от одного источника питания при условии, что его перерывы, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента, не превышают одних суток.

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет электрических нагрузок

Для нахождения мощности трансформаторов методом коэффициента максимума [4] заполняется сводная ведомость нагрузок по цеху. Для группы электроприёмников (табл. 4) рассчитывают приведённые ниже параметры.

Суммарная активная мощность группы однородных электроприёмников (колонка 4)

.

Средняя за смену активная мощность группы электроприёмников (колонка 9)

.

Средняя за смену реактивная мощность группы электроприёмников (колонка 10)

.

Для остальных групп расчёты выполняются аналогично.

Для узла, к которому подключено несколько электропотребителей (табл. 3), рассчитываются следующие параметры.

Средний коэффициент использования (колонка 5)

Таблица 4 - Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование электроприёмников	Установленная нагрузка	Средняя за смену нагрузка	Максимальная нагрузка
	, кВт	n	, кВт	Ки			m	, кВт	, кВАр	, кВА	nэ	Kм	K'м	, кВт	, кВАр	, кВА	, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Шинопровод рапределительный 1
Пресс эксцентриковый типа КА - 213	2,2	6	13,2	0,17	0,65	1,17		2,2	2,6	3,4
Пресс кривошипный типа К - 240	3	5	15	0,17	0,65	1,17		2,6	3	4
Вертикально - сверлильные станки типа 2А 125	3	4	12	0,14	0,5	1,73		1,7	2,9	3,4
Автомат болтовысадочный	4	1	4	0,17	0,65	1,17		0,7	0,8	1,1
Автомат резьбонакатной	5	1	5	0,17	0,65	1,17		0,9	1,1	1,4
Станок виброголовочный	8,2	1	8,2	0,14	0,5	1,73		1,2	2,1	2,4
Барабан виброголовочный	5,5	1	5,5	0,06	0,65	1,17		0,3	0,4	0,5
Барабаны головочные	5	2	10	0,06	0,65	1,17		1,1	1,3	1,7
Всего по ШМА 1		21	72,9	0,15	0,6	1,3	4,5	10,7	14,2	17,5	15	1,8	1,0	19,3	14,2	24,0	36,5
Шинопровод распределительный 2
Автоматы гайконарезные	1,2	10	12	0,17	0,65	1,17		2	2,3	3
Автомат трехпозиционный высадочный	5,8	1	5,8	0,17	0,65	1,17		1	1,2	1,6
Вентиляторы	5	2	10	0,6	0,8	0,75		6	4,5	7,5
Кран-тележка	2	1	2	0,1	0,5	1,73		0,2	0,3	0,4
Станок протяжный	7,5	1	7,5	0,14	0,5	1,73		1,1	2	2,3
Автоматы гайковысадочные	10	2	20	0,17	0,65	1,17		3,4	4	5,2
Машина шнекомоечная	5,2	1	5,2	0,7	0,8	0,75		3,6	2,7	4,5
Автомат обрубной	10	1	10	0,17	0,65	1,17		1,7	2	2,6
Всего по ШМА 2		23	77,1	0,25	0,67	1,1	8,3	19,5	20,9	29,1	16	1,51	1,0	29,4	20,9	36,1	54,9
Щит распределительный
Преобразователи сварочные типа ПСО-300	14	2	42	0,2	0,6	1,33		8,4	11,2	14,0
Вибросито	0,8	2	1,6	0,06	0,65	1,17		-	-	-
Электроточило наждачное	1,5	2	3	0,14	0,5	1,73		-	-	-
Всего по ЩР		6	42	0,2		1,33		8,4	11,2	14,0	2	3,04	1,0	25,5	11,2	27,9	42,4
Щит освещения			21,6	1,0	0,95	0,32		21,6	6,9	22,7		1,0	1,0	21,6	6,9	22,7	34,5
Резерв														95,0	130,0	161,0
Всего на стороне низкого напряжения без КУ		52	213,6		0,7	1,02								190,8	183,2	271,0
Всего на стороне низкого напряжения с КУ					0,98	0,21								190,8	38,7	194,7
Потери в трансформаторе														3,9	19,5	19,9
Всего на стороне высокого напряжения														194,7	58,2	214,6

.

Коэффициент активной мощности (колонка 6)

.

Коэффициент отношения реактивной мощности к активной (колонка 7)

.

Отношение наибольшей и наименьшей мощности электроприёмников, подключенных к узлу ШМА1 (колонка 8)

.

Полная мощность для узла (колонка 11)

.

Эффективное число электроприёмников (колонка 12) определяется по табл. 1.5.2 [7] исходя из следующих данных: , , .

, ,

где - число электроприёмников с , ;

- суммарная мощность электроприёмников с , .

,

где - по табл. 1.5.4 [7].

Коэффициент максимума определяется по табл. 1.5.3 [7] для и : .

Коэффициент максимума реактивной нагрузки (колонка 14) при принимается , в остальных случаях .Так как , принимаем .

Максимальная потребляемая активная мощность (колонка 15)

.

Максимальная потребляемая реактивная мощность (колонка 16)

.

Полная мощность (колонка 17)

.

Максимальный ток линии (колонка 18)

2.2 Компенсация реактивной мощности

Исходные данные для расчёта компенсирующего устройства приведены в табл. 3.

Расчётная мощность компенсирующего устройства

,

где - коэффициент, учитывающий повышение естественным способом, принимается ;

- расчётное значение коэффициента реактивной мощности, принимаем , тогда .

Расчётная мощность компенсирующего устройства

.

Таблица 3 - Исходные данные

Параметр
Всего на НН без КУ	0,7	1,02	190,8	183,2	271,0

Выбираем компенсирующее устройство 2хАУКРМ-0,38-70-5 [7] со ступенчатым регулированием по 10 кВАр, по одной на секцию.

Фактические значения коэффициентов с учётом выбранного КУ

; .

С учётом компенсирующего устройства полная и реактивная мощности

;

.

Полученные значения заносим в табл. 4.

Активные, реактивные и полные потери в трансформаторе соответственно (колонки 15-17)

;

;

.

Суммарная мощность на стороне высокого напряжения (колонки 15-17)

;

;

.

Номинальная мощность одного трансформатора выбирается из условия

,

где - число трансформаторов на подстанции; для первой категории ЭП, для второй, для третьей.

.

Выбираем КТП 2х160-10/0,4 с двумя трансформаторами ТМ 160-10/0,4.

2.2.1 Расчет и выбор силового трансформатора

Технические данные трансформаторов:

Величина линейного напряжения на первичной обмотке;

Величина линейного напряжения на вторичной обмотке;

Потери холостого хода ;

Потери короткого замыкания ;

Напряжение короткого замыкания ;

Ток холостого хода .

Сопротивления схемы замещения

,

,

.

Коэффициент загрузки трансформаторов

.

2.2.2 Выбор типа КТП

Исходные данные для расчёта компенсирующего устройства приведены в табл. 3.

Расчётная мощность компенсирующего устройства

,

где - коэффициент, учитывающий повышение естественным способом, принимается ;

- расчётное значение коэффициента реактивной мощности, принимаем , тогда .

Расчётная мощность компенсирующего устройства

.

Таблица 3 - Исходные данные

Параметр
Всего на НН без КУ	0,7	1,02	190,8	183,2	271,0

Выбираем компенсирующее устройство 2хАУКРМ-0,38-70-5 [7] со ступенчатым регулированием по 10 кВАр, по одной на секцию.

Фактические значения коэффициентов с учётом выбранного КУ

; .

С учётом компенсирующего устройства полная и реактивная мощности

;

.

Полученные значения заносим в табл. 4.

Активные, реактивные и полные потери в трансформаторе соответственно (колонки 15-17)

;

;

.

Суммарная мощность на стороне высокого напряжения (колонки 15-17)

;

;

.

Номинальная мощность одного трансформатора выбирается из условия

,

где - число трансформаторов на подстанции;

для первой категории ЭП, для второй, для третьей.

.

По [7] выбираем КТП 2х160-10/0,4 с двумя трансформаторами ТМ 160-10/0,4.

2.3 Расчет и выбор центра электрических нагрузок

Ввиду незначительности мощности трёхфазных приёмников (39 поз.), работающих в повторно-кратковременном режиме работы, принимаем их мощность как для длительного режима работы.

Так как суммарная неравномерность распределения однофазных приёмников меньше 15% от суммарной установленной мощности ЭП, принимаем в качестве приведённой мощности утроенную мощность самого мощного однофазного приёмника:

.

Так как ТП имеет два трансформатора, то нагрузки на каждый трансформатор должны быть распределены по возможности равномерно.

Распределение нагрузок представлено в табл. 2.

Таблица 2 - Распределение нагрузок по секциям

Секция 1	n, шт	Приведённая нагрузка, кВт	n, шт	Секция 2
1	2	3	4	5	6
ШМА 1					ШМА 2
Пресс эксцентриковый типа КА - 213	6	13,2	12	10	Автоматы гайконарезные
Пресс кривошипный типа К - 240	5	15	5,8	1	Автомат трехпозиционный высадочный
Вертикально - сверлильные станки типа 2А 125	4	12	10	2	Вентиляторы
Автомат болтовысадочный	1	4	2	1	Кран-тележка
Автомат резьбонакатной	1	5	7,2	1	Станок протяжный
Станок виброголовочный	1	8,2	20	2	Автоматы гайковысадочные
Барабан виброголовочный	1	5,5	5,2	1	Машина шнекомоечная
Барабаны головочные	2	10	10	1	Автомат обрубной
РЩ		42
Преобразователи сварочные ПСО-300	2	28
Вибросито	2	1,6
Электроточило наждачное	2	3
Резерв		35	60		Резерв
РП			21,6		ЩО
-
ИТОГО		150,0	153,8		ИТОГО

Для нахождения мощности трансформаторов методом коэффициента максимума [4] заполняется сводная ведомость нагрузок по цеху.

Для группы электроприёмников (табл. 4) рассчитывают приведённые ниже параметры.

Суммарная активная мощность группы однородных электроприёмников (колонка 4)

.

Средняя за смену активная мощность группы электроприёмников (колонка 9)

.

Средняя за смену реактивная мощность группы электроприёмников (колонка 10)

.

Для остальных групп расчёты выполняются аналогично.

Для узла, к которому подключено несколько электропотребителей (табл. 3), рассчитываются следующие параметры.

Средний коэффициент использования (колонка 5)

.

Коэффициент активной мощности (колонка 6)

.

Коэффициент отношения реактивной мощности к активной (колонка 7)

.

Отношение наибольшей и наименьшей мощности электроприёмников, подключенных к узлу ШМА1 (колонка 8)

.

Полная мощность для узла (колонка 11)

.

Эффективное число электроприёмников (колонка 12) определяется по табл. 1.5.2 [7] исходя из следующих данных: , , .

, ,

где - число электроприёмников с , ;

- суммарная мощность электроприёмников с , .

,

где - по табл. 1.5.4 [7].

Коэффициент максимума определяется по табл. 1.5.3 [7] для и : .

Коэффициент максимума реактивной нагрузки (колонка 14) при принимается , в остальных случаях .Так как , принимаем .

Максимальная потребляемая активная мощность (колонка 15)

.

Максимальная потребляемая реактивная мощность (колонка 16)

.

Полная мощность (колонка 17)

.

Максимальный ток линии (колонка 18)

.

Для остальных узлов расчёты выполняются аналогично.

2.4 Выбор схемы электроснабжения

Так как в цехе преобладают потребители первой категории электроснабжения, принимаем двух трансформаторную подстанцию (ТП) с устройством автоматического включения резерва (АВР). В качестве распределительных устройств низкого напряжения для первой группы электроприёмников (3ф. ЭП, продолжительный режим работы) выбираем магистральный (или распределительный) шинопровод ШМА (ШРА), для второй (1ф. ЭП, продолжительный режим) - распределительный щит РЩ, для освещения - щит освещения. Магистральные (распределительные) шинопроводы ШМА переменного тока четырехпроводные предназначены для работы внутри производственных помещений в электрических сетях трехфазного тока частотой 50 и 60 Гц, на напряжение до 1000 В с глухозаземлённой нейтралью.

Распределительные щиты предназначены для приема и распределения электрической энергии при напряжении менее 1000 В одно- и трехфазного переменного тока частотой 50--60 Гц, нечастого включения и отключения линий групповых цепей, а также для их защиты при перегрузках и коротких замыканиях.

Схема электроснабжения цеха представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Схема электроснабжения цеха

Таблица 4 - Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование электроприёмников	Установленная нагрузка	Средняя за смену нагрузка	Максимальная нагрузка
	, кВт	n	, кВт	Ки			m	, кВт	, кВАр	, кВА	nэ	Kм	K'м	, кВт	, кВАр	, кВА	, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Шинопровод рапределительный 1
Пресс эксцентриковый типа КА - 213	2,2	6	13,2	0,17	0,65	1,17		2,2	2,6	3,4
Пресс кривошипный типа К - 240	3	5	15	0,17	0,65	1,17		2,6	3	4
Вертикально - сверлильные станки типа 2А 125	3	4	12	0,14	0,5	1,73		1,7	2,9	3,4
Автомат болтовысадочный	4	1	4	0,17	0,65	1,17		0,7	0,8	1,1
Автомат резьбонакатной	5	1	5	0,17	0,65	1,17		0,9	1,1	1,4
Станок виброголовочный	8,2	1	8,2	0,14	0,5	1,73		1,2	2,1	2,4
Барабан виброголовочный	5,5	1	5,5	0,06	0,65	1,17		0,3	0,4	0,5
Барабаны головочные	5	2	10	0,06	0,65	1,17		1,1	1,3	1,7
Всего по ШМА 1		21	72,9	0,15	0,6	1,3	4,5	10,7	14,2	17,5	15	1,8	1,0	19,3	14,2	24,0	36,5
Шинопровод распределительный 2
Автоматы гайконарезные	1,2	10	12	0,17	0,65	1,17		2	2,3	3
Автомат трехпозиционный высадочный	5,8	1	5,8	0,17	0,65	1,17		1	1,2	1,6
Вентиляторы	5	2	10	0,6	0,8	0,75		6	4,5	7,5
Кран-тележка	2	1	2	0,1	0,5	1,73		0,2	0,3	0,4
Станок протяжный	7,5	1	7,5	0,14	0,5	1,73		1,1	2	2,3
Автоматы гайковысадочные	10	2	20	0,17	0,65	1,17		3,4	4	5,2
Машина шнекомоечная	5,2	1	5,2	0,7	0,8	0,75		3,6	2,7	4,5
Автомат обрубной	10	1	10	0,17	0,65	1,17		1,7	2	2,6
Всего по ШМА 2		23	77,1	0,25	0,67	1,1	8,3	19,5	20,9	29,1	16	1,51	1,0	29,4	20,9	36,1	54,9
Щит распределительный
Преобразователи сварочные типа ПСО-300	14	2	42	0,2	0,6	1,33		8,4	11,2	14,0
Вибросито	0,8	2	1,6	0,06	0,65	1,17		-	-	-
Электроточило наждачное	1,5	2	3	0,14	0,5	1,73		-	-	-
Всего по ЩР		6	42	0,2		1,33		8,4	11,2	14,0	2	3,04	1,0	25,5	11,2	27,9	42,4
Щит освещения			21,6	1,0	0,95	0,32		21,6	6,9	22,7		1,0	1,0	21,6	6,9	22,7	34,5
Резерв														95,0	130,0	161,0
Всего на стороне низкого напряжения без КУ		52	213,6		0,7	1,02								190,8	183,2	271,0
Всего на стороне низкого напряжения с КУ					0,98	0,21								190,8	38,7	194,7
Потери в трансформаторе														3,9	19,5	19,9
Всего на стороне высокого напряжения														194,7	58,2	214,6

2.5 Расчет и выбор токоведущих частей

2.5.1 Линия от секций низкого напряжения до распределительного шинопровода ШРА1

Групповая линия с несколькими электродвигателями.

Номинальный ток автоматического выключателя QF3 выбирается из условия:

,

где - максимальный ток линии, подключенной к узлу (табл. 3, 18 кол.).

.

Выбираем автоматический выключатель ВА04-36-340010-40А-400-690АС-УХЛ3, имеющий следующие параметры:

- электромагнитный привод;

- номинальный ток ;

- уставка электромагнитного расцепителя на переменном токе ;

- уставка теплового расцепителя ;

- отключающая способность .

Кратность отсечки расцепителя автоматического выключателя выбирается из условия

,

где - ток отсечки, .

Для групповой линии с несколькими электродвигателями пиковое значение тока

,

где - пусковой ток наибольшего по мощности электродвигателя,

- номинальный ток наибольшего по мощности электродвигателя.

Наибольшим по мощности потребителем, имеющим двигатель, является автомат гайковысадочный (№21), номинальный ток которого

.

Тогда пиковый ток

и коэффициент отсечки

.

Принимаем стандартное значение для данного типа выключателя .

Допустимый ток линии

.

Выбираем шинопровод рапределительный ШРА73-250-УХЛ3 с номинальным током .

2.5.2 Линия от секций низкого напряжения до распределительного шинопровода ШРА2

Групповая линия с несколькими электродвигателями. Номинальный ток автоматического выключателя QF6 выбирается из условия

,

где - максимальный ток линии, подключенной к узлу (табл. 4, 18 кол.).

.

Выбираем автоматический выключатель ВА04-36-340010-63А-500-690АС-УХЛ3, имеющий следующие параметры:

- электромагнитный привод;

- номинальный ток ;

- уставка электромагнитного расцепителя на переменном токе ;

- уставка теплового расцепителя ;

- отключающая способность .

Наибольшим по мощности потребителем, имеющим двигатель, является автомат гайковысадочный (№27), номинальный ток которого

.

Тогда пиковый ток

и коэффициент отсечки

.

Принимаем стандартное значение для данного типа выключателя .

Допустимый ток линии

.

Выбираем шинопровод рапределительный ШРА73-250-УХЛ3 с номинальным током .

Линия от секции 1 до распределительного щита без электродвигателей.

Длительный ток линии

.

Номинальный ток выключателя QF 4

.

Выбираем автоматический выключатель ВА04-36-340010-125А-1000-690АС-УХЛ3, имеющий следующие параметры:

- ручной привод;

- номинальный ток ;

- уставка электромагнитного расцепителя на переменном токе ;

- уставка теплового расцепителя ;

- отключающая способность .

Допустимый ток линии

.

Выбираем кабель АВВГ 3х95, условия прокладки: в воздухе, допустимый длительный ток .

Линия от секции 2 до осветительного щита. Длительный ток линии

.

Номинальный ток выключателя QF5

.

Выбираем автоматический выключатель ВА04-36-340010-50А-300-690АС-УХЛ3, имеющий следующие параметры:

- ручной привод;

- номинальный ток ;

- уставка электромагнитного расцепителя на переменном токе ;

- уставка теплового расцепителя ;

- отключающая способность .

Допустимый ток линии

.

Выбираем кабель АВВГ 3х25 [3], условия прокладки: в воздухе, допустимый длительный ток .

2.5.3 Линия ШМА2 - вентиляторная установка (№45, 46)

Линия с одним электродвигателем. Длительный ток линии:

.

Расчётное значение номинального тока автоматического выключателя QF8

.

Выбираем автоматический выключатель ВА04-36-340010-16А-125-690АС-УХЛ3, имеющий следующие параметры:

- ручной привод;

- номинальный ток ;

- уставка электромагнитного расцепителя на переменном токе ;

- уставка теплового расцепителя ;

- отключающая способность .

Коэффициент отсечки

.

Принимаем стандартное для данного выключателя значение.

Допустимый ток линии

.

Выбираем провод АПВ 4х4, условия прокладки: в воздухе, допустимый длительный ток .

2.5.4 Распределительные пункты

Для линий, питающих однофазные потребители, выбираем щит распределительный ЩРН-9, номинальный ток .

Для питания освещения выбираем щит осветительный ОЩВ-9, номинальный ток вводного автомата .

2.6 Расчет и выбор аппаратов защиты

Согласно принятой схеме электроснабжения цеха выбираем защитные аппараты для всех питающих линий, идущих к узлам распределения электрической энергии, тип и марку питающих линий и распределительных узлов.

2.6.1 Линия от трансформатора до секции низкого напряжения

Ток линии после трансформатора

.

Номинальный ток автоматических выключателей QF1 и QF2 выбирается из условия

.

Выбираем автоматический выключатель ВА04-36-340030-250А-1500-690АС-УХЛ3 [2], имеющий следующие параметры:

- электромагнитный привод;

- номинальный ток ;

- уставка электромагнитного расцепителя на переменном токе ;

- уставка теплового расцепителя ;

- отключающая способность .

Допустимый ток линии, защищённой автоматическим выключателем с комбинированным расцепителем выбирается из условия

.

Помещение цеха не относится к взрыво- и пожароопасным, поэтому

Тогда допустимый ток линии

.

Выбираем шинопровод алюминиевый АД31Т1 4х30 [] с номинальным током .

2.7 Расчет токов короткого замыкания

На основании разработанной схемы электроснабжения составляется схема замещения, включающая в себя активные и реактивные сопротивления системы, питающих линий, трансформаторов, автоматических выключателей, точек соединения. Расчёт выполняется для трёх точек на секциях трансформаторной подстанции (точка к.з. К1), на распределительном шинопроводе (точка к.з. К2) и у характерного электроприёмника (точка К3).

В качестве характерной линии выбираем линию питания вентилятора (поз. №45), так как для этого электроприёмника величина

является наибольшей.

2.7.1 Трёхфазные и двухфазные короткие замыкания

Ток линии на стороне высокого напряжения трансформатора

.

Кабельная линия, питающая трансформатор, имеет марку АПВБП 3х35/16-10, .

Активное сопротивление кабельной линии

,

где - удельное активное сопротивление линии, [7].

Реактивное сопротивление кабельной линии

,

где - удельное реактивное сопротивление линии, [7].

Значения сопротивлений, приведённых к низкой стороне,

,

.

Сопротивления трансформатора из п. 2.4.

, , .

Сопротивление при однофазном коротком замыкании [7]

.

Сопротивления автоматических выключателей [7]

QF1 (): , , ;

QF3 (): , , ;

QF6 (): , , .

Сопротивление шин от трансформатора до автоматического выключателя QF3 при удельных сопротивлениях шинопровода сечением , [7] составляют

,

.

Сопротивления шинопровода с при удельных сопротивлениях , составляют

,

.

Сопротивления линии от распределительного шинопровода до потребителя №45 при удельных сопротивлениях провода сечением , проложенного в трубе, ,

,

.

Сопротивление ступеней распределения [7]

, .

Эквивалентные сопротивления участков схемы между точками короткого замыкания

;

;

;

;

.

Схема замещения линии представлена на рис. 3а, упрощённая схема замещения на рис. 3б.

а	б	в
Рис. 3. Схемы замещения линии (а - полная, б - упрощённая, в - полная для однофазных к.з.)

Сопротивления до каждой точки короткого замыкания

; ;

;

;

;

;

;

;

По рис. 1.9.1 [7] определяются коэффициенты ударного тока и действующего значения ударного тока...