Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха

 

Таблица 3 – Расчетная  таблица
Исходные данные по заданию  технологов							Расчетные величины		Эффективное число ЭП, nэ=ΣРн²/Σn×Рн²	Коэф. расчетный, Кр	Расчетная мощность			Расчетный ток, Iр=Sр/(√3×Uн)
Наименование, категория  ЭП, подключен к узлу	Кол-во ЭП, n, шт раб/рез	Номинальная мощность		По справочным данным			Р, кВт, Ки×Рн	Q, кВАР, Ки×Рн×tgφ			Рр, кВт, Рр=Ки×Рн×Кр	Qр, кВАР, Qр=1,1Q, если Кр>1, nэ<10; Qр=Q, если Кр>1, nэ>10; Qр=Q×Кр,  если Кр<1	Sр кВА, Sр=√(Рр²+Qр²)
		Одного ЭП, Рн-мин, Рн-мах	Общая, Рн	Коэф. исп, Ки	Коэф. реакт мощн.
					cosφ	tgφ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
ШМА 1
Манипулятор электрический	4	3,2	12,8	0,1	0,5	1,73	1,28	2,21	4	3,24	4,15	2,44	4,81	7,31
Точильно-шлифовальный станок	2	2	4	0,14	0,5	1,73	0,56	0,97	2	4,33	2,42	1,07	2,65	4,02
Настольно-сверлильный станок	4	2,2	8,8	0,14	0,5	1,73	1,23	2,13	4	2,35	2,90	2,34	3,73	5,66
Токарный полуавтомат	4	10	40	0,14	0,5	1,73	5,60	9,69	4	2,35	13,16	10,66	16,93	25,73
Токарный станок	8	13	104	0,14	0,5	1,73	14,56	25,19	8	1,78	25,92	27,71	37,94	57,64
Слитко-обдирочный станок	12	3	36	0,17	0,65	1,17	6,12	7,16	12	1,32	8,08	7,16	10,79	16,40
Итого по ШМА 1	34	33,4	205,6	0,16	0,6	1,33	32,90	43,75	21,9	1,31	43,09	43,75	61,41	93,30
ШМА 2
Манипулятор электрический	2	3,2	6,4	0,1	0,5	1,73	0,64	1,11	2	6,22	3,98	1,22	4,16	6,32
Горизонтально-фрезерный  станок	2	7	14	0,14	0,5	1,73	1,96	3,39	2	4,33	8,49	3,73	9,27	14,08
Настольно-сверлильный станок	2	2,2	4,4	0,14	0,5	1,73	0,62	1,07	2	4,33	2,67	1,17	2,91	4,43
Точильно-шлифовальный станок	1	2	2	0,14	0,5	1,73	0,28	0,48	1	5,33	1,49	0,53	1,58	2,41
Токарный полуавтомат	2	10	20	0,14	0,5	1,73	2,80	4,84	2	4,33	12,12	5,33	13,24	20,12
Продольно-строгальный станок	2	10	20	0,17	0,65	1,17	3,40	3,98	2	3,39	11,53	4,38	12,33	18,73
Слитко-обдирочный станок	5	3	15	0,17	0,65	1,17	2,55	2,98	5	1,72	4,39	3,28	5,48	8,32
Итого по ШМА 2	16	37,4	81,8	0,16	0,6	1,33	13,09	17,41	11,6	1,56	20,42	17,41	26,83	40,76
РП 1
Вентилятор	2	4,5	9	0,6	0,8	0,75	5,40	4,05	2	1,6	8,64	4,46	9,72	14,77
Итого по секции 1	52	-	296,4	0,16	0,6	1,33	47,42	63,07	34,5	1,16	55,01	69,38	88,54	134,53
РП 2
Анодно-механические станки	3	75	225	0,75	0,95	0,33	168,75	55,69	3	1	168,75	61,26	179,52	272,76
Я 1
Кран мостовой	1	18	18	0,1	0,5	1,73	1,80	3,11	1	8	14,40	3,43	14,80	22,49
Я 2
Кран мостовой	1	18	18	0,1	0,5	1,73	1,80	3,11	1	8	14,40	3,43	14,80	22,49
Я 3
Тельфер	1	5	5	0,1	0,5	1,73	0,50	0,87	1	8	4,00	0,95	4,11	6,25
ЩО	-	21	21	0,85	0,95	0,33	17,85	5,89	-	1	17,85	6,48	18,99	28,85
Итого по секции 2	6	-	287	0,16	0,6	1,33	45,92	61,07	4,7	2,09	95,97	67,18	117,15	177,99
Итого по ШНН	58	-	583,4	0,65	0,8	0,75	379,21	284,41	16,5	1	379,21	284,41	474,01	720,19

 

 

 

Выбор числа и мощности питающих трансформаторов и компенсационного устройства.

 

Так как потребитель 2-й  категории, то можно выбрать двух трансформаторную подстанцию.

Номинальную мощность трансформатора определяем по условию

 

 

 

где βт – коэффициент  загрузки трансформатора (для приемников второй категории принимается 0,7-0,8); Sр – расчетная максимальная мощность объекта.

 

 

 

 

 

 

Из расчетной таблицы 2 видно, что коэффициент реактивной мощности cosφ=0,8.  Оптимальным же является значение cosφ=0,95…0,98. Для достижения такого значения необходимо проводить компенсацию реактивной мощности. Следовательно, необходимо выбрать компенсационное устройство.

Расчет компенсационного устройства проводим по формуле:

 

 

где Q – расчетная мощность компенсационного устройства, кВар;

α – коэффициент, учитывающий  повышений cosφ естественным образом, принимается α=0,9;

Р_р – расчетная активная мощность, кВт;

, – коэффициент реактивной мощности до и после компенсации.

 

 

Для установки выбираем компенсатор  реактивной мощности КРМ-0,4-200-5-40 У3 IP20 напольного исполнения.

Потери в трансформаторе определяем по следующим формулам:

 

 

 

 

где Р_т и S_т – соответственно потери активной и реактивной мощности в трансформаторе;

S_р – расчетная полная мощность с учетом компенсации, кВА.

Определим потери мощности в трансформаторе:

 

 

 

 

Таблица 3 – Расчетная  таблица мощностей с учетом потерь после компенсации реактивной мощности.

Наименование	cosφ/tgφ	Расчетная нагрузка			Кол-во, мощность тр-ов.
		кВт	кВар	кВА
1	2	3	4	5	6
Итого по ШНН	0,8/0,75	379,2	284,4	474,1	Кз=Sр/(n*Sном.тр-ра)=416,2/(2*400)=0,52
Компенсирующее устройство	–	–	-170,6	–
Итого с КУ	0,97/0,25	379,2	113,8	395,9
Потери в тр-ре	–	7,9	39,5	40,3
Итого по ШВН	0,97/0,25	387,1	153,0	416,2

 

 

Согласно расчету выбираем трансформаторную подстанцию типа 2КТП  ВЦ-400/10/0,4У3 с силовым трансформатором  типа ТМ 400-10/0,4 У3.

По условию коэффициент  загрузки трансформатора питающего  приемники 2 и 3-й категории надежности электроснабжения должен составлять 0,5 – 0,7. В нашем случае К_з=0,52, следовательно мощность трансформатора выбрана верно. Запас мощности обеспечен. После компенсации мы обеспечили cosφ=0,97, что соответствует норме и обеспечивает экономию электроэнергии, улучшает качество электроэнергии и увеличивает срок службы силовых трансформаторов и прочего электрооборудования цеха.

 

Основные параметры подстанций типа КТП-ВЦ

 

Наименование параметра	КТП(2КТП)
	630
Мощность силового трансформатора	630
Номинальное напряжение на стороне высшего напряжения (ВН), кВ	6-10
Номинальное напряжение на стороне низшего напряжения (НН), кВ	0,4
Номинальный ток сборных  шин, А
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	630
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	800
Ток термической стойкости  в течении tс, кА
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	20
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	10
Ток электродинамической  стойкости, кА
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	51
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	25
Способ выполнения нейтрали
-устройство со стороны  высшего напряжения (УВН)	изолированная
-устройство со стороны  низшего напряжения (РУНН)	глухозаземленная

 

КТП выпускаются:

• Однотрансформаторные (КТП)-правые и левые;
• Двухтрансформаторные (2КТП)-однорядные и двухрядные;

В двухрядных подстанциях  для соединения секций установлен шинопровод, длину которого оговаривают при  заказе.

В состав КТП входят:

• Устройства ввода со стороны высшего напряжения – УВН;
• Силовой трансформатор;
• Распределительное устройство со стороны низшего напряжения – РУНН

1. Устройства ввода со стороны высшего напряжения реализовано на камерах серии КСО-393А

• С выключателями нагрузки типа ВНА-П-10/630-20з;
• С выключателями нагрузки типа ВНПР-10/400;
• С вакуумными выключателями типа ВВ/TEL-10/630;

Или с помощью шкафа  «глухого ввода», в котором высоковольтные кабели присоединяются непосредственно  к выводам силового трансформатора.

2. В КТП применяются трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы масленые типа ТМ, ТМЗ, ТМГ, ТМФ или сухие типа ТСЛ.
3. РУНН состоит из набора шкафов:

• Шкафа ввода низшего напряжения (ШНВ);

• Шкафа отходящих линий (ШНЛ);
• Шкафа секционного (ШНС) – только для двухтрансформаторных КТП;
• Шинопровода – только для двухрядных КТП.

В шкафах РУНН установлены  автоматические выключатели выдвижного исполнения. Оперативное управление автоматическими выключателями  выведено на дверь шкафа. Для учета  электроэнергии в КТП устанавливаются  счетчики активной и реактивной энергии. Счетчики устанавливаются в шкафу  учета (размещенном на корпусе ШВН) или в приборном отсеке шкафа  ШВН, в зависимости от заказанной компоновки КТП.

В двухтрансформаторной подстанции предусмотрено устройство автоматического  включения резерва (АВР), обеспечивающее отключение вводного выключателя НН и включение секционного выключателя  при исчезновении напряжения на вводе.

Размещение и монтаж

Подстанция устанавливается  на кирпичный или бетонный фундамент, изготовленный с учетом габаритных размеров.

КТПНУ поставляется в полной заводской готовности.

Подключение силового трансформатора по сторонам высшего и низшего  напряжений выполняется шинными  и кабельными перемычками (в зависимости  от исполнения).

 

Расчет искусственного освещения

 

Мощность системы освещения:

 

 

Где: К_С = 0,85 – коэффициент спроса для ламп накаливания (табличное значение);

F – площадь цеха, м²;

Р_УД.О – удельная мощность, Вт/м

где: Е_min = 50 Лк – минимальное значение нормированной освещённости в производственных помещениях при использовании для этого ламп накаливания (согласно СНиП);

 

 

принимаю 

 

 

 

 

Ведомость электроприводов  по помещениям.

 

Выбор по мощности производим по условию:

_PН≥PЭП

где - номинальная активная мощность электродвигателя, кВт; 
P_эп -мощность на валу исполнительного механизма, кВт.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:

,

где P_Н – номинальная мощность двигателя, кВт;

U_Н – номинальное напряжение, В;

η_н - КПД при номинальной нагрузке;

cosφ_н- номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток двигателя:

,

где К_ПУСК  - кратность пускового тока по отношению к I_Н.

Результаты заносим  в таблицу 4.

 

 

 

Таблица 4 – Ведомость  электроприводов
№ по тех плану	№ по проекту эл оборудования	механизм			двигатели и прочее электрооборудование								прим.
		наименование	Р,кВт	Кол-во	кол-во на 1 мех-зм	Тип; КПД; cosφ; Iп/Iн.	Рн, кВт	Iн, А	частота вращения, об/мин	Uн, В	Исп. ротора	Iпуск, А
1,21	1,21	Краны мостовые	36 кВА	2	3	МТ(F)Н136LB-6; 0,73; 0,87; 7,0	7,5	31,0	940	380	фазн.	217	ПВ=25%
2,3,22,23,44,45	2,3,22,23,44,45	Манипуляторы электрические	3,2	6	1	АИР100L4; 0,84; 0,82; 7,0.	4,0	8,8	1425	380	к.з.р.	61,6	-
6,28,48	6,28,48	Точильно-шлифовальные станки	2	3	1	АИР80В2; 0,81; 0,85; 7,0	2,2	4,58	2835	380	к.з.р.	32,1	-
7,8,26,27,49,50	7,8,26,27,49,50	Настольно-сверлильные станки	2,2	6	1	АИР80В2; 0,81; 0,85; 7,0	2,2	4,58	2835	380	к.з.р.	32,1	-
9,10,29,30,51,52	9,10,29,30,51,52	Токарные полуавтоматы	10	6	1	АИР132М2; 0,88; 0,91; 7,6.	11	21,0	2920	380	к.з.р.	147,0	-
11,12,13,14,53,54,55,56	11,12,13,14,53,54,55,56	Токарные станки	13	8	1	АИР160S4; 0,89; 0,85; 7,0.	15	30,2	1460	380	к.з.р.	211,4	-
15,16,17,18,19,20,33,34,35,36,37,57,58,59,60,61,62	15,16,17,18,19,20,33,34,35,36,37,57,58,59,60,61,62	Слиткообдирочные станки	3	17	1	АИР90L2; 0,83; 0,87; 7,0.	3	6,31	2840	380	к.з.р.	44,1	-
24,25	24,25	Горизонтально-фрезерные  станки	7	2	1	АИР112М2; 0,86; 0,87; 7,3.	7,5	14,8	2890	380	к.з.р.	108,1	-
31,32	31,32	Продольно-строгальные станки	10	2	1	АИР132М2; 0,88; 0,91; 7,6.	11	21,0	2920	380	к.з.р.	147,0	-
38,39,40	38,39,40	Анодно-механические станки	75	3	1	АИР250S2; 0,92; 0,9; 7,4.	75	137,0	2970	380	к.з.р.	1013,8	-
41	41	Тельфер	5	1	1	АИР112М4; 0,84; 0,82; 7,0.	5,5	16,4	1440	380	к.з.р.	114,8	-
42,43	42,43	Вентиляторы	4,5	2	1	АИР112М4; 0,84; 0,82; 7,0.	5,5	16,4	1440	380	к.з.р.	114,8	-