Выбор схемы электроснабжения цеха

Выбор схемы электроснабжения цеха.

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

— обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;

— быть удобными и безопасными в эксплуатации;

— иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

— иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания (подстанции), и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.

Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными. Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного щита трансформаторной подстанции ТП, отходят линии, питающие мощные электроприемники (двигатели) или групповые распределительные пункты, от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие прочие электроприемники малой мощности. Примерами радиальных схем являются сети питания насосных или компрессорных станций, а также сети взрывоопасных, пожароопасных и пыльных производств. Распределение энергии в них производиться радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы находят наибольшее применение при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они не требуют установки распределительного щита на подстанции, и распределение энергии выполняется по совершенной схеме блока «трансформатор – магистраль», что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. При магистральных схемах, выполненных шинопроводами (типа ШМА и ШРА), перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети. Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает надежность электроснабжения при минимальных затратах на устройство резервирования. Таким резервированием может быть обеспечено надежное электроснабжение приемников II и III категории. При магистральных схемах возможно применение сборных конструкций шинопроводов и быстрый монтаж сетей.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточную надежность электроснабжения, так как повреждение магистрали после трансформатора ведет к отключению всех потребителей.

Учитывая особенности радиальных и магистральных сетей, обычно применяют смешанные схемы в зависимости от характера производства, условий окружающей среды и т. д. Например, в механических цехах машиностроительной промышленности при системе блока «трансформатор – магистраль» электроснабжение выполняется магистральным шинопроводом, к которому присоединяются распределительные штепсельные шинопроводы, и от них радиальными линиями осуществляется питание всех электроприемников цеха. На некоторых участках цеха устанавливаются распределительные пункты для питания электроприемников, которые присоединяются к ближайшим магистральным или распределительным шинопроводам. В прокатных, кузнечных, литейных и других цехах распределительная сеть подключается к распределительным пунктам.

Наиболее распространены закрытые магистральные шинопроводы (токопроводы) серии ШМА и распределительные закрытые шинопроводы серии ШРА с алюминиевыми шинами.

Шинопроводы серии ШМА служат для передачи электрической энергии трехфазного тока промышленной частоты при напряжении до 660 В в цехах и установках, не содержащих токопроводящие пыли, химически активных газов и испарений. Они комплектуются из отдельных секций; крепятся либо на нижнем поясе металлических ферм, либо на кронштейнах или специальных стойках.

Распределительный шинопровод серии ШРА предназначен для распределения электроэнергии трехфазного тока промышленной частоты при напряжении до 400 В в цехах с нормальной окружающей средой. Крепление ШРА выполняют на стойках на высоте 1,5 ÷ 2 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам, на тросах к фермам здания.

Быстрое подключение приемников без снятия напряжения с шинопровода выполняется через ответвительные коробки штепсельного исполнения. Ответвительные коробки выпускаются с предохранителями и установочными автоматами. При открывании крышки коробки приемник отключается от шинопровода. Если ответвление к приемнику не требует защиты, на крышке коробки устанавливаются ножи, которые при закрытой крышке входят в губки патронодержателя. Управление установочным аппаратом, смонтированном внутри ответвительной коробки, производится рукояткой, укрепленной на стенке коробки.

Подключение ШМА к распределительным устройствам (шкафам) подстанции типа КТП производится через присоединительные секции ШМА, которые соединяются с коммутационно-защитной аппаратурой, размещенной в шкафах КТП.

Присоединение ШРА к шинам подстанции производится кабелем или проводом, который подводится к вводной коробке, устанавливаемой в месте соединения двух секций шинопровода.

Присоединение распределительных шинопроводов к магистральным шинопроводам производится обычно через вводную коробку, установленную на распределительном шинопроводе, которая соединяется с ответвительной секции магистрального шинопровода кабельной перемычкой.

Кабели применяют в основном в радиальных сетях для питания мощных сосредоточенных нагрузок или узлов нагрузок. При прокладке кабелей внутри зданий их располагают открытым способом по стенам, колоннам, фермам и перекрытиям, в трубах, проложенных в полу и перекрытиях, каналах и блоках.

Открытую прокладку кабелей внутри зданий выполняют бронированными и чаще не бронированными кабелями без наружного джутово-битумного покрова (из условий пожароопасности). Трасса кабелей должна быть по возможности прямолинейной и удаленной от различных трубопроводов. Если прокладывают одиночный кабель по стенам и перекрытиям, то его крепят при помощи скоб. При прокладке нескольких кабелей применяют опорные конструкции заводского изготовления, собираемые из отдельных деталей – стоек и полок.

Электропроводки в трубах являются надежными и в то же время наиболее трудоемкими и дорогостоящими. Поэтому рекомендуется избегать прокладки кабелей (провода) в трубах. При отсутствии такой возможности (например, из-за стесненных габаритов некоторых участков трассы, необходимости защиты электропроводок от механических повреждений, в помещениях с взрывоопасной средой и т. п.) следует широко применять комбинированную прокладку кабелей (проводов): в трубах на одних участках трассы, и открыто на остальных.

Цеховые сети, выполненные проводами, прокладывают открыто на изолирующих опорах, в стальных трубах.

Распределение цехового электрооборудования по пунктам питания сведено

Вариант схемы 1.Таблица. 11.3.1.

Расчет и выбор параметров схем.

Расчетная мощность для каждого варианта определяется по методу упорядоченных диаграмм.

Пример расчета для СП — 1 (Вариант 1.), данные заносятся в таблицу 11.5.1.

Группа А состоит из ЭП № 22 (1шт) Вентилятор,№ 23 (1шт) Вентилятор,№ 24 (1шт) Вентилятор,№ 25 (1шт) Вентилятор,

Мощность всех ЭП, ΣPном = 80 кВт. n= 4

Группа Б состоит из ЭП № 4 (1шт) Установка для приготовления эндотермического газа, № 20 (1шт) Мостовой кран,

Мощность всех ЭП, ΣPном = 54 кВт. n= 2

Мощность всех ЭП, ΣPном = 134 кВт. n= 6

Коэффициент использования; Ки = 0,8 — для печей и вентиляторов. Ки = 0,3 — для станков.

Pc = kи ΣPном = 0,8 * 80 = 64 кВт.

Qc = tgφ ΣQном = 0,46 * 64 = 29,41 кВар.

Pc = kи ΣPном = 0,3 * 54 = 16,2 кВт.

Qc = tgφ ΣQном = 0,46 * 16,2 = 7,44 кВар.

Общая нагрузка по СП — 1

Pc = Pca + Pcб = 64+ 16,2 = 80,2 кВт.

Qc = Qca + Qcб = 29,41+ 7,44 = 36,85 кВар.

Количество ЭП по СП — 1, n = 6

СП — 1. Определим групповой коэффициент использования (средневзвешенный):

Ки = ∑Pc/∑Pн = 80,2 / 134 = 0,6

tgφ = ∑Qc/∑Pc = 36,85 / 80,2 = 0,46

cos φ = 0,9 — до компенсации реактивной мощности.

Далее находим Pнmin — Pнmax = 20 — 28 кВт.

m = Pнmax/Pнmin = 28 / 20 = 1,4

Согласно условию 2) Eсли m > 3 и Kи > 0.2 то применяется nэ =(2*Рномi) / Pномmin

Определяется эффективное число ЭП nэ = (2 * 134) / 28 = 9,57

По табл. 2,3 [1] при nэ = 28 и Ки =0,6, находим Км =1,05

Расчетная нагрузка Рр = Км * Рс = 1,05 * 80,2 = 84,21 кВт.

Согласно случаю при Ки > 0,2 nэ ≤ 10 коэффициент К’м = 1,1 при этом

Qp = К’м * Qс = 1,1 * 36,85 = 40,54 кВар.

Найдем расчетный ток по СП — 1

Расчеты нагрузок СП — 1, СП — 2, СП — 3, СП — 4, СП — 5, аналогичны.

Определим итог по цеху

Где Рн = 720,44 кВт

Коэффициент использования (средневзвешенный):

Ки = ∑Pc/∑Pн = 443,63 / 720,44 = 0,62

tgφ = ∑Qc/∑Pc = 228,83 / 443,63 = 0,52

cos φ = 0,87 — до компенсации реактивной мощности.

Далее находим Pнmin — Pнmax = 2,44 — 45,8 кВт.

m = Pнmax/Pнmin = 45,8 / 2,44 = 18,77

Согласно условию 2) Eсли m > 3 и Kи > 0.2 то применяется nэ =(2*Рномi) / Pномmin

Определяется эффективное число ЭП nэ = (2 * 720,44) / 45,8 = 31,46

По табл. 2,3 [1] при nэ = 31,46 и Ки =0,62, находим Км =1

Расчетная нагрузка Рр = Км * Рс = 1 * 443,63 = 443,63 кВт.

Согласно случаю при Ки > 0,2 nэ ≤ 100 коэффициент К’м = 1 при этом

Qp = К’м * Qс = 1 * 228,83 = 228,83 кВар.

Найдем расчетный ток по цеху.

Данные расчета нагрузок по вариантам схем заносятся в таблицы 11.5.1.

Расчетная мощность для всего цеха для каждого варианта

©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.