Выбор пусковой и защитной аппаратуры

В данном проекте для защиты электроприёмников от коротких замыканий и перегрузок применяем автоматические выключатели, так как они являются

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

более совершенными защитными аппаратами по сравнению с плавкими предохранителями. При отключении автоматических выключателей они отключают сразу три фазы, что препятствует возникновению неполнофазных режимов работы электрооборудования.

Выбор автоматических выключателей выполняется по следующим условиям:

 

где I_рц.н – номинальный ток теплового расцепителя, А;

I_р – расчетной ток защищаемой цепи, А;

Кн – коэффициент надёжности отстройки отсечки от пикового тока, если в справочных данных есть приведен коэффициент надёжности отстройки отсечки конкретного типа автоматического выключателя, то используется это значение, при отсутствии данных по [3] допускается принять

Кн =1,25…1,5;

I_ср.о – ток срабатывания отсечки, А;

I_п – ток кратковременной перегрузки защищаемой цепи, А.

 

Рассмотрим пример выбора автоматического выключателя первой ступени защиты, установленный непосредственно на вводе станка, для электроприёмника с номером № 1 по плану.

В данном случае расчетный ток защищаемой линии будет равен номинальному току электроприемника № 1, который определяется по формуле

 

 

где U_ном – номинальное напряжение электроприемника по таблице 2.1, В;

P_ном – номинальная мощность электроприемника по таблице 2.1, Вт;

cosj_н – номинальный коэффициент мощности электроприемника по таблице 2.1;

h_н – номинальный КПД мощности электроприемника по таблице 2.1.

 

Номинальный ток электроприёмника № 1 будет равен

 

 

Определим ток кратковременной перегрузки:

 

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

 

где K_п – кратность пускового тока по таблице 2.1.

 

 

По [3] выбираем автоматический выключатель ВА51 с номинальным током 100 А и током теплового расцепителя 31,5 А > 29,1 А и током срабатывания отсечки 31,5·10 =315 А > 1,25∙203,7 =254,6 А (I_ср.o = 10∙I_рц.н).

 

Выбор магнитных пускателей выполняется по следующим условиям:

 

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

Выберем магнитный пускатель для электроприемника № 1.

 

 

Принимаем по [3] магнитный пускатель типа ПМЛ-3600 с номинальным током I_ном = 40 А.

Для остальных электроприемников автоматические выключатели и магнитные пускатели выбираются аналогично. Результаты выбора автоматических выключателей и магнитных пускателей приведены в

таблице 2.2

 

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

Выбор защитных аппаратов для второй ступени защиты, установленных или в шкафу или шинопроводе, выполняется аналогично исходя из условия селективности срабатывания защитных аппаратов (лист 3). Причём если аппараты защиты установлены для защиты магистральной линии, то защитный аппарат второй ступени должен быть отстроен от тока срабатывания наибольшего из защитных аппаратов первой ступени магистрали. Результаты выбора автоматических выключателей для второй ступени защиты приведены в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3. Выбор автоматических выключателей второй ступени

Номер на плане	Кол-во	Iрц.н, А I-й ступени	Приемник	Автоматический выключатель
Руст, кВт	IН, А	IП, А	Тип	IН, А	IРЦ.Н, А	1,25×IП, А	IСР.О, А
Группа № 1
		31,5		29,1	203,7	ВА 51-31			254,6
4, 5, 6,				22,2	164,7	ВА51-31		31,5	205,8
2, 3		12,5	5,5	11,4	79,6	ВА51-31			99,4
Группа № 2
		12,5		12,4	83,1	ВА 51-31
10, 11				22,2	164,7	ВА 51-31		31,5	205,8
				22,2	171,4	ВА51-31		31,5	214,3	220,5
8, 9		31,5		29,1	203,7	ВА51-31			254,6
Группа № 3
		3,15	1,1	2,7	14,9	ВА 51-31		6,3	18,6	44,1
				8,6	51,7	ВА51-31		12,5	64,6	78,5
13, 16		12,5	5,5	11,4	79,6	ВА 51-31			99,4
			7,5	15,1	113,6	ВА51-31
17, 18				22,2	164,7	ВА51-31		31,5	205,8
Группа № 4
		6,3	2,2		30,2	ВА 51-31			37,8
				6,7	43,5	ВА51-31			54,4
			4,5	8,2		ВА51-31			58,8
		12,5		18,1		ВА51-31			112,5
Группа № 5
		6,3	2,2		30,2	ВА 51-31			37,8
		6,3	2,2		30,2	ВА51-31			37,8
				6,7	43,5	ВА 51-31			54,4
				21,7	123,8	ВА51-31			154,8
			10,5	18,9	120,3	ВА51-31			150,4

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

2.3 Выбор ответвлений к электроприёмникам

Выбор сечения проводника выполняют по двум условиям:

 

 

 

где I_доп – длительно допустимый ток провода, А;

I_р – расчетный ток линии, А;

К_п – коэффициент, учитывающий число совместно проложенных проводов;

К_т – коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды;

I_з – ток срабатывания защитного аппарата, А;

К_з – кратность допустимого длительного тока по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата, принимаем по [3].

 

Рассмотрим пример выбора ответвления к электроприёмнику № 1 по плану:

I_доп ³ 29,1 А;

 

I_доп ³ 31,5×0,8 = 25,2 А.

 

Выбираем по [4] провод АПВ 5(1х5) с длительно-допустимым током 27 А. Провода прокладываем в полиэтиленовых трубах соответствующего диаметра.

 

Сечение нулевой и защитной жил принимаются равными для аллюминиевых проводов сечением до 25 мм² равными сечениям основных жил, для проводов сечением выше 25 мм² равными половине сечения основных жил или больше. Для остальных электроприемников ответвления выбираются аналогично. Результаты выбора ответвлений приведены в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 Выбор ответвлений к электроприёмникам

Номер на плане	Кол-во	Iр, А	Iз, А	кз	Iз× кз	Iдоп, А	Марка провода	Труба
		2,7	3,15	0,8	2,52		АПВ 5(1х2,5)	П20
9, 20, 22, 27		3,5		0,8	3,2		АПВ 5(1х2,5)	П20
21, 24, 25			6,3	0,8	5,04		АПВ 5(1х2,5)	П20
12, 20, 22, 23, 26, 27, 28		6,7		0,8	6,4		АПВ 5(1х2,5)	П20
		8,6		0,8			АПВ 5(1х2,5)	П20
2, 3, 9, 13, 16, 20		11,4	12,5	0,8			АПВ 5(1х2,5)	П20
15, 27, 28		15,1		0,8	12,8		АПВ 5(1х2,5)	П20
4, 7, 8, 10, 11, 12, 17, 18		22,2		0,8			АПВ 5(1х4)	П25
1, 5, 6		29,1	31,5	0,8	25,2		АПВ 5(1х6)	П32

 

 

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

2.4 Расчёт силовых электрических нагрузок проектируемого цеха

Данные групп электроприемников приведены в таблице 2.4.

Определение расчетных нагрузок групп электроприемников и цеха в целом выполняем методом упорядоченных диаграмм.

 

Расчет выполняется в следующей последовательности:

 

1. Определяется номинальная мощность группы электроприемников:

 

где р_номi – номинальная мощность i – го электроприемника, кВт;

n – количество электроприемников в группе.

 

2. Определяется групповой коэффициент использования:

 

 

где k_иi - коэффициент использования i – го электроприемника, принимаемый по [3].

 

3. Определяется эффективное число электроприемников:

 

 

4. По [3] путем интерполяции определяем коэффициент расчётной нагрузки группы электроприемников:

5. Определяется коэффициент максимума реактивной мощности группы электроприемников.

6. Определяется расчетная активная мощность группы электроприемников:

7. Определяется расчетная реактивная мощность группы электроприемников:

где tgj - соответствует коэффициенту мощности электроприёмников.

8. Определяется расчетная полная мощность группы электроприемников:

 

9. Определяется расчетный ток группы электроприемников:

 

 

10. Определяется пиковый ток группы электроприемников:

 

где I_п.max–наибольший из пусковых токов электроприемников в группе;

i_н.max– номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током, А;

k_и.max – коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

Для цеха в целом расчёт выполняется аналогично, за исключением определения расчётной реактивной нагрузки, которая определяется по следующему выражению

Рассмотрим пример расчета электрических нагрузок для группы № 1.

 

1.

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

Определим номинальную мощность группы электроприемников:

 

2. Определим групповой коэффициент использования:

3. Определим эффективное число электроприемников

 

По [3] путем интерполяции определяем коэффициент максимума активной мощности группы электроприемников:

 

4. Определим коэффициент максимума реактивной мощности группы электроприемников. При числе электроприёмников n 10 принимается

5. Определим расчетную активную мощность группы электроприемников:

 

6. Определим расчетную реактивную мощность группы электро-приёмников:

 

 

7. Определим расчетную полную мощность группы электроприемников:

 

8. Определим расчетный ток группы электроприемников:

 

9. Определим пиковый ток группы электроприемников:

 

Для остальных групп электроприемников и шлейфов расчет электрических нагрузок выполняется аналогично. Расчет нагрузок выполнен на ПЭВМ в программе Excel. Результаты расчетов приведены в таблицах 2.4 –2.9.

 

 

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП.Т.1.-43 01 03

2.5 Разработка схемы питания электроприемников проектируемого цеха

Выбор схемы питания электроприемников цеха зависит от следующих условий:

-территориального расположения потребителей относительно источника питания, а также относительно друг друга;

-величины установленной мощности отдельных электроприемников и цеха в целом;

-требований надежности электроснабжения.

Питание электроприемников может осуществляться следующими способами:

-по радиальной схеме;

-по магистральной схеме;

-по смешанной схеме.

Радиальная схема применяется в тех случаях, когда в цехе предприятия стационарно установлены электроприёмники большой единичной мощности или когда электроприёмники малой единичной мощности распределены по цеху неравномерно и сосредоточены на отдельных участках.

К достоинствам радиальной схемы питания относятся:

-высокая надежность электроснабжения;

-удобства эксплуатации.

К недостаткам радиальной схемы питания относятся:

-большое число питающих линий;

-увеличение протяженности сети;

-увеличенное число коммутационных и защитных аппаратов, установленных на распределительном щите, что ведет к увеличению числа панелей и его габаритов.

Магистральная схема питания находит применение при равномерно распределенных нагрузках по площади цеха.

К достоинствам магистральной схемы питания относятся:

-небольшое количество отходящих линий;

-уменьшение габаритов распределительных устройств;

-уменьшение расхода цветных металлов.

Магистральная схемы питания менее надежна и удобна в эксплуатации.

Магистральные питающие сети рекомендуется применять в цехах энергоёмких производств при распределении электроэнергии от трансформаторов мощностью 1600 – 2500 кВА, что позволяет существенно сократить количество прокладываемых кабелей, а также при возможных изменениях технологического процесса, вызывающих необходимость частой замены оборудования.

При построении цеховых сетей необходимо формировать питающую сеть так, чтобы длина сети была по возможности минимальной.

В чистом виде обе схемы питания применяются довольно редко, и сеть выполняется смешанной с присоединением потребителей в зависимости от места их расположения, характера производства и условий окружающей среды.

В нашем случае внутрицеховую схему электроснабжения выполняем смешанной.

Намечаем пять групп электроприёмников. . Группы электроприемников запитываем распределительных пунктов СП1-СП5.

Электроприёмники присоединяем к шкафам пятижильными проводами марки АПВ соответствующего сечения, определённого выше, проложенными в трубах или по стенам.

Питающая сеть должна выполняться таким образом, чтобы длина трассы была как можно меньше, чтобы исключить перетоки мощности и обеспечить необходимую надёжность электроснабжения.

На основании вышесказанного питающую сеть выполняем следующим образом: шкафы СП1 и СП2; СП3, СП4 и СП5 запитываем шлейфом. Запитывание шлейфом позволяет уменьшить расход проводникового материала, а также уменьшить число линейных присоединений на источнике питания.

Измм.

Лист ст

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

Таким образом, питающая сеть получается смешанного типа.

Распределительную сеть цеха выполняем радиальной, т. е. все электроприёмники запитываем отдельно от СП. Электроприёмники присоединяем к шкафам проводами марки АПВ соответствующего сечения, проложенными в трубах.

Питающую сеть выполняем кабелями марки АВВГ, проложенными в каналах (лист 3).

Источник питания (КТП или ВРУ) будет выбран позже после расчёта нагрузок цеха.