Проектирование и расчет системы электроснабжения

Задание 1: Для своего цеха определить категорию надёжности электроснабжения, вычертить вариант цеховой схемы электроснабжения

№ п/п (№ варианта)	Наименование сооружения (цеха, здания)	Потребители электроэнергии расположенные в здании	Мощность потребителей, кВт.(каждого)
4	Термический цех	1. Термические печи, 3 шт. 2. Вентилятор, 4 шт.	15 1,2

электроснабжение сеть кабельный нагрузка

Надежность, как одно из требований к системам ЭСПП, определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения. По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электро­приемники разделяются на три категории:

К 1 категории относят электроприемники (ЭП), перерыв в электро­снабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, предприятию, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса и др. Пример ЭП 1 категории: насосы водоснабжения и канализации, газоочистка, приводы вращающихся печей, газораспределительные пункты, вентиляторы промыт-ленные, аварийное освещение и др.

Из состава I категории выделяется особая группа ЭП. бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с це­лью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования..

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнерги­ей от двух независимых взаимно резервирующих источников питания (ИП). Перерыв в электроснабжении от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания от друго­го.

К числу независимых ИП относятся две секции или системы шин од­ной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении двух условии:

- каждая из секций или систем шин, в свою очередь, имеет питание от независимого ИП:

- секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, ав­томатически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.

Термическому цеху соответствует первая категория надёжности электроснабжения.

Предлагаемая цеховая схема электроснабжения представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Задание 2: Для своего цеха выполнить чертёж схемы питающей сети переменного тока напряжением 380 В, с выбором кабелей для запитки оборудования установленного в цеху

Чертёж схемы питающей сети термического цеха представлен на рисунке 2.

Рисунок 2

Для выбора кабелей необходимо для каждого электроприёмника определить величину тока.

Токи (в амперах) в линии определяются но формуле

Для потребителей 1, 3, 5, 7 (вентилляторы) Р = 1,2 кВт

Выбираем кабель ПРГ5х1

Для потребителей 2, 4. 6 (термопечи) Р = 15 кВт

Выбираем кабель ПРГ5х4

Кабеля для подключения распределительных пунктов к трансформаторам на случай автоматического включения резерва должны выдерживать нагрузку от всех потребителей

Выбираем кабель ПРГ5х8

Схема питающей сети цеха с выбранными

кабелями будет выглядеть так, как показано на рисунке 3.

Задание 3: Описать способы прокладки кабельных линий для подключения своего оборудования (см. таблицу 1).

Так как в данном случае, необходимо защищать кабели от механических повреждений, и блуждающих токов, их необходимо прокладывать в трубах. Для этой цели применяем стальные, трубы.

Внутренний диаметр труб для прокладки кабеля выбираем не менее двукратного наружного диаметра кабеля.

Трубы должны удовлетворять следующим требованиям:

· внутренняя поверхность их должна быть гладкой;

· торцы труб с внутренней стороны должны быть скруглены с ради­усом не менее 5 м и не иметь выступов, изломов, заусенцев;

· соединения труб должны быть строго соосны;

· торцы труб в местах входа (выхода) в туннели, каналы должны быть заделаны заподлицо с внутренними поверхностями стен.

· Трубы должны быть уложены с уклоном не менее 0,2 %. Соединение труб должно выполняться с помощью металлических муфт.

Задание 4: Для своего цеха выбрать вариант электропроводки для подключения светильников общего освещения. Начертить в масштабе разметку мест установки светильников в шахматном порядке (см. таблицу 2).

Таблица 2

№ пп (№ варианта)	Ширина цеха, м.	Длина цеха, м.	Количество светильников, шт.	Количество рядов, шт.
4	45	94	41	3

Базовыми светильниками для освещения цеха принимаем светильники типа РВЛ – 40 м (Рсв
= 40 Вт,hсв
= 0.8, cosjсв
= 0.7).

Расстояние между данными светильниками Lсв1
= 8-12 м.

Определим мощность осветительного трансформатора

где hс
=0.95¸0.97 – кпд сети; hсв
, и hс
– кпд светильника; cosjсв
, – коэффициент мощности светильника; - суммарная мощность всех ламп, Вт.

Определяем сечение жилы осветительного кабеля по методу момента мощности М, кВт×м:

1,5 мм²

где

M – момент нагрузки, М = SРл
×L/2 ; кВт / м; L – длина осветительной линии, L = 282 м; Мветви
=1640×282/2=62,5 кВт/м; С – табличный коэффициент, С = 8,5; ∆U – максимально допустимое падение напряжения на самом удалённом светильнике, DU = 4-7% .

Для сети освещения принимается кабель: КГЭШ 3 ´4+1 ´2 ,5.

При разметке мест установки светильников, учитываем, что расстояние от стен при заданной ширине помещения (45м) и расположении ламп в 3 ряда должно составлять 7-8м

Располагаем светильники по 14 штук в крайних рядах и 13 в среднем.

Расстояние от стен по длине помещения 4 м.

Рисунок 4

Задание 5: Рассчитать электрическую нагрузку, которая требуется для нормальной работы вашего цеха, и выбрать защитную аппаратуру для питающей сети вашего цеха (см. таблицу 1).

Согласно распределению нагрузки по распределительным устройствам заполним сводную ведомость

Наименование	нагрузка установленная			нагрузка средняя за смену		нагрузка максимальная
А 1	кол-во	Р	ΣР	Кн	cosφ	tgφ	Рсм кВт	Qсм квар	Sсм кВА	Рм кВт	Qм квар	Sм кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Печь термическая (2,4)	2	15	30	0,75	0,95	0,33	22,50	7,40	23,68	51,75	11,83	53,09
Вентиллятор (1,3)	2	1,2	2,4	0,8	0,85	0,62	1,92	1,19	2,26	4,42	1,90	4,81
итого по А1	6	16,2	32,4	0,8	0,9	0,47	24,42	8,59	25,94	56,17	13,74	57,89
А 2
Печь термическая (6)	1	15	15	0,75	0,95	0,33	11,25	3,70	11,84	25,88	5,92	26,54
Вентиллятор (5,7)	2	1,2	2,4	0,8	0,85	0,62	1,92	1,19	2,26	4,42	1,90	4,81
итого по А2	3	16,2	17,4	0,8	13,17	4,89	14,05	30,29	7,82	31,28
ВСЕГО	49,8	37,59	13,47	39,99	86,46	21,56	89,18

В столбце 1 указываем наименование оборудования, для которого рассчитываются параметры.

В столбце 2 указываем количество электроприёмников, подключенных к данному шинопроводу.

В столбце 3 по формуле вычисляем суммарную мощность всех электроприёмников, указанных в столбце 1 на данном РП.

Столбцы 4,5 и 6 заполняем, используя табличные данные

Ки
– коэффициент использования электроприёмников, определяется на основании опыта эксплуатации. Для дальнейших расчетов определяем и среднее значение данного коэффициента по распределительному устройству.

– коэффициент реактивной мощности

В столбце 8 рассчитываем среднесменную активную мощность:

Где Рном
- номинальная активная мощность электропотребителя без учёта резервных электроприёмников.

Далее для заполнения колонки 9 находим для каждого электроприёмника среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену

В столбце 10 находим среднюю полную нагрузку по формуле

В колонках 11, 12 и 13 производим расчёт максимальных нагрузок электроприёмников по формулам:

; ;

Где - максимальная активная нагрузка кВт

- максимальная реактивная нагрузка квар

– коэффициент максимума активной нагрузки

- коэффициент максимума реактивной нагрузки

Для А1: = 2,3

Для А2: = 2,3

С учетом того, что ток потребляемый вентиляторами равен 1.9А в качестве автоматических выключателей SF1, SF3, SF5, SF7 выбираем ВА51-25

Номинальный ток, 25 А

Ток срабатывания отсечки

Отключающая способность, 3кА

С учетом того, что ток потребляемый термическими печами равен 23А в качестве автоматических выключателей SF2, SF4, SF6, выбираем ВА51-31

Номинальный ток, 100 А

Ток срабатывания отсечки 40

Отключающая способность, 5кА

В качестве автоматических выключателей 1SF выбираем ВА51-33

Номинальный ток, 160 А

Ток срабатывания отсечки 100

Отключающая способность, 12.5кА