Файл: Электроснабжение инструментального цеха.docx

Потери напряжения в проводниках определяются по формуле

(26)

Проверка осуществляется либо по допустимой потере напряжения, либо на соответствие уровня напряжения ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» на зажимах потребителя допустимому уровню.

По механической прочности согласно ПУЭ (Таблица 2.1.1., [9]) для незащищенных и защищенных изолированных проводов и кабелей в трубах, металлических рукавах и глухих коробах сечение должно быть не менее 2 мм² для алюминиевых и 1 мм² для меди.

Нулевые рабочие проводники в четырехпроводной системе трехфазного тока должны иметь проводимость не менее 50% проводимости фазных проводников; в необходимых случаях она должна быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников. [9, п. 1.3.8]

Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников рекомендуется выбирать совместно.

Пример выбора ЗА и сечения для ШР2.

Для защиты шинопровода и питающего проводника в ответвительной коробке магистрального шинопровода устанавливается выключатель типа ВА51.

Исходя из выше приведенных условий для защиты выбирается выключатель ВА 51-31 I_н.а=250 А, I_н.р=250 А, кратность токовой отсечки К_отс=3 (I_отс=3∙250=750 А),I_откл=7 кА.

Питание шинопровода ШР от ШМ осуществляется кабелем ВВГ, согласно [8] или табл. П.8.

Выбирается кабель ВВГ (3×95+1×35) с I_дд=261х0.92 А (195,5≤240,12 А).

Токовая отсечка не должна срабатывать при пиковом токе (табл. 11[4]). Пиковый ток группы электроприемников

(27)

где I_р – расчетный ток группы электроприемников, подключенных к данному узлу;

К_п – коэффициент пуска (кратность пускового тока) самого мощного электродвигателя (паспорт);

I_н.max – номинальный ток самого мощного электроприемника.

Среди ЭП, подключенных к ШР1 наиболее мощными, являются копировально-фрезерные станки Р_н=18 кВт, cosφ=0,65, номинальный ток

(28)

(29)

При отсутствии данных о пусковых токах

---

, для расчетов на стадии проектирования К_п можно принять из таблицы 12 [4].

Пиковый ток для ШР2



Условие проверки расцепителя мгновенного действия 1,2∙358,82=430,58<750 А, выполняется.

Проверка на согласование сечения с выбранной защитой (защита от перегрузки требуется) I_дд ≥К_зI_з, 261≥1∙250. Условие выполняется.

Остальные условия проверяются после расчетов ТКЗ.

Расчет и выбор ЗА и сечения проводников для подключения электроприемников производится аналогично с учетом коэффициента повторного включения. Для питания электроприемников от ШР применяются провода марки ВВГ, проложенные в трубах и металлоруковах, от РП – в полу кабели ВВГ. Результаты расчета приведены в таблице 14.

Таблица 14- Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников по цеху

№	Наименование ЭП	n, шт	Рн, кВт	Iр, А	Iп, А	Тип пров.	F, мм	Iдд, А	Тип ЗА, А	Iн.а, А	Iт.р., А	Кт.о	Iэ.м., А	ПКС, кА	r0, мОм/м	х0, мОм/м
РП1
66-69	Карусельный станок	4	14	21,3	25	ВВГ	4×4	37	ВА5129	25	25	5	125	6	4,63	0,095
РП1	ПР-11-1051-21У3	4	56	45,61	63	ВВГ	4×10	58	ВА5135	63	63	10	630	15	1,84	0,073
РП2
70-73	Карусельный станок	4	14	21,3	25	ВВГ	4×4	37	ВА5129	25	25	5	125	6	4,63	0,095
74-77	Печь сопротивления закалочная	4	32	48,7	63	ВВГ	4×10	78	ВА5129	63	63	5	315	6	1,16	0,0675
РП2	ПР-11-1059-21УЗ	8	46	173,1	250	ВВГ	4×70	196	ВА5135	250	200	12	2400	15	0,265	0,0612
РП3
78-81	Карусельный станок	4	14	21,3	25	ВВГ	4×4	37	ВА5129	25	25	5	125	6	4,63	0,095
81-84	Печь сопротивления закалочная	4	32	48,7	63	ВВГ	4×10	78	ВА5129	63	63	5	315	6	1,16	0,0675
РП3	ПР-11-7123-21УЗ	8	46	173,1	250	ВВГ	4×70	196	ВА5135	250	200	12	2400	15	0,265	0,0612
РП4
85-90	Сварочная машина	5	17,71	26,9	32	ВВГ	4×4	37	ВА5129	32	32	5	160	6	4,63	0,095
РП4	ПР-11-1051-21У3	5	88,55	103,2	125	ВВГ	4×25	104	ВА5135	125	125	10	1250	15	0,74	0,0672
ШР1
1-12	Горизонтально-фрезерный	12	18	27,4	32	ВВГ	4×4	37	ВА5129	32	32	5	160	6	4,63	0,095
ШР1	KLM-R 160А	12	18	122,5	125	ВВГ	4×35	127	ВА5135	125	125	5	625	7	0,53	0,0637
ШР2
13-24	Координатно-расточной	12	14	21,3	25	ВВГ	4×4	37	ВА5129	25	25	5	125	6	4,63	0,095
25-33	Копировально-фрезерный	9	18	27,4	32	ВВГ	4×4	37	ВА5129	32	32	5	160	6	4,63	0,095
ШР2	ШРА  400А	21	32	195,5	250	ВВГ	4×95	242	ВА5135	250	250	3	750	7	0,195	0,0602
ШР3
34-42	Горизонтально-фрезерный	9	17	26	32	ВВГ	4×4	37	ВА5129	32	32	5	160	6	4,63	0,095
43-52	Радиально-сверлильный	10	9	13,7	16	ВВГ	4×2,5	25	ВА5129	16	16	5	80	6	7,4	0,116
ШР3	KLM-R 160А	19	26	123,27	160	ВВГ	4×35	127	ВА5135	125	125	5	625	7	0,53	0,04637
ШР4
53-57	Плоскошлифовальный	5	19	28,9	32	ВВГ	4×4	37	ВА5129	32	32	5	160	6	4,63	0,095
58-64	Круглошлифовальный	7	21	31,9	32	ВВГ	4×4	37	ВА5129	32	32	5	160	6	4,63	0,095
65	Кран мостовой	1	7,8	11,9	16	КГ	4×2,5	30	ВА5129	16	16	5	80	5	7,55	0,116
ШР4	ШРА 4 250А	13	47,8	137,4	160	ВВГ	3×50	155	ВА5135	160	160	12	1920	15	0,37	0,0625
КУ	КРМ 0,4-400		220	307	112,3	ВВГ	3(3×150+ 1×70)	346	ВА5341	1000	800	10	4000	25	0,123	0,0596

---

Примечание.

1. 
   В строках приведены расчеты и выбор электрооборудования для одного станка.
   
2. 
   В строке ШР и РП приведены n_э в столбце n, расчетная мощность в Р_н, расчетный ток в I_р, питающий кабель и защитная аппаратура, установленная в ШМ.
   
3. 
   Р_∑ для мостового крана определяется по формуле
   

.

4. 
   При выборе аппаратов защиты в линии с КУ вместо Р_н указывается Q_нкб и согласно ПУЭ (п. 5.6.15) должно выполняться условие: .
   

750>

---

7 Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП

Кабели на напряжение выше 1 кВ выбираются по экономической плотности тока, нагреву токами рабочего и аварийных режимов и проверяются по термической стойкости токам короткого замыкания.

Экономически целесообразное сечение определяется по формуле

(30)

где I_р – максимальный расчетный ток нормального режима, А; j_эк – значение экономической плотности тока, А/мм², определяемое по таблице [9, 1.3.36] или табл. П8.7 [4].

Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения. Если экономически выгодное сечение для ЛЭП 6 – 10 кВ приводит к сверхдопустимым отклонениям напряжения у электроприемников, то значениями экономической плотности тока пренебрегают.

Термически стойкое сечение определяется по формуле

(31)

где I_∞ – ток короткого замыкания в установившемся режиме (для источника безграничной мощность – начальное действующее значение тока короткого замыкания), кА;

t_пр – приведенное время короткого замыкания;

С – тепловая функция, зависящая от типа кабеля и напряжения питания, 2.72 [2].

Согласно [11] в качестве питающего кабеля выбирается кабель ААБл (алюминиевые жилы в бумажной изоляции, алюминиевая оболочка, бронированный стальными лентами, в составе подушки лавсановая лента) с однопроволочными жилами, проложенный в земле в траншее (рис. 9).

Экономическая плотность тока для кабелей с бумажной изоляцией при Т_м=4000 часов по табл. П8.7 [4]– 1,4 А/мм².


Рис. 9- Конструкция кабеля ААБл 10

(1. Токоведущая жила (мягкий алюминий) с отличительной окраской. 2.Изоляционная бумага с пропиткой (фазная изоляция). 3.Бумажный жгутовой заполнитель 4. Поясная изоляция (бумажная пропитанная). 5.Лента – экран (токопроводящая бумага). 6.Оболочка – алюминий. 7.Подушка: битум + крепированная бумага. 8.Броня: стальные ленты. 9.ПВХ шланг – внешняя оболочка и волокнистый наружный покров.)

---

Расчетный ток, протекающий по проводнику в нормальном режиме

(32)

где Р_р, Q_р – расчетные активная и реактивная мощность цеха;

Q_нкб – реактивная мощность выбранной низковольтной стандартной батареи;

U_н – номинальное напряжение высоковольтной питающей сети.

Экономическое сечение



Полученное сечение, согласно стандартной шкале, округляем до ближайшего 25 мм², длительно допустимый ток по табл. П8.5 [4]– 90 А.

По нагреву током рабочего режима проходит. Ток послеаварийного режима соответствует току трансформатора с учетом допустимой перегрузки.

(33)

Кабель по нагреву послеаварийным током проходит.

Для определения термически стойкого сечения рассчитывается ток короткого замыкания в начале кабельной линии (т. К1 рис. 13).

(34)

гдеU_ср – среднее напряжение ступени КЗ, по ПУЭ принимается на 5 % больше номинального напряжения сети.



Рис.10- Расчёт токов короткого замыкания

Точка короткого замыкания питается от источника безграничной мощности, периодическая слагающая тока короткого замыкания незатухающая , следовательно, приведенное время равно действительному времени действия КЗ (t_пр=t_д ).

t_д=t_з+t_св+τ_а, (35)

где t_з – время действия защиты (выдержка);

t_св – собственное время действия выключателя (примерно 0,1 с);

τ_а – время апериодической слагающей тока КЗ (0,01 с).

Время действия защиты зависит типа защиты, установленной на выключателе. При установке токовой отсечки (ТО) t_з=0.

t_д=t_св+τ_а=0,1+0,01=0,11 с

При максимально-токовой защите (МТЗ) выдержка времени выключателя Q₁ отстраивается от времени срабатывания выключателя Q₂ (t=0,3с). С учетом ступеньки селективности (Δt=0,3 с – для микропроцессорной, Δt

---