Расчёт электрических нагрузок по цеху в целом для выбоа трансформаторов цеховой КТП

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПО ЦЕХУ В ЦЕЛОМ ДЛЯ ВЫБОА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВОЙ КТП

Для каждой группы одинаковых ЭП определяем номинальную мощность. Её определяют как алгебраиче­скую сумму номинальных мощностей отдельных приемни­ков:

P_∑i = P_{эп i} · n_i,

где P_{эп i} – номинальная мощность одного электроприёмника в группе;

n_i – количество электроприёмников в группе.

После этого определяем суммарную установленную мощность для цеха Р_уст∑ по формуле:

Р_уст∑ = ∑P_∑i,

где ∑P_∑i – сумма номинальных мощностей каждой группы.

Определяем среднюю мощность каждой группы Р_срi каждой группы ЭП:

Р_срi = К_иi · P_∑i,

где К_иi -- коэффициент использования группы ЭП (Табличные данные).

Рассчитаем среднюю активную мощность для цеха:

Р_ср∑ = ∑Р_срi

Определяем среднюю реактивную мощность Q_срi каждой группы ЭП:

Q_срi = Р_срi · tg φ _i

Рассчитаем среднюю реактивную мощность для цеха:

Q_ср∑ = ∑Q_срi

Определяем эффективное число электроприёмников в цехе:

n_эф = 2· Р_уст∑ / Р_{эп max},

где Р_{эп max} максимальная номинальная мощность среди ЭП.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования:

К_{и ср} = Р_ср∑ / Р_уст∑.

Определяем средний коэффициент мощности:

tgφ_ср = Q_ср∑ / Р_ср∑

Определяем коэффициент максимума нагрузки К_м.

Определяем значение максимальной расчётной нагрузки цеха в целом:

Р_р = · Р_ср

Q_р = · Q_ср∑

S_р =

Определяем значение расчётного тока I_р цеха:

I_р =

Все рассчитанные выше величины заносим в таблицу «Расчёт электрических нагрузок».

 

 

Таблица «Расчёт электрических нагрузок»

ЭП	nф	Pэп,кВт	Ки	tg φ	Pср, кВт	Qср, кВA	nэф	Кр	Pp, кВт	Qp, кВAр	Ip,A
одного	∑
Вентиляторы		5,5		0,65	0,75	7,15	5,36
Компрессор				0,65	0,8	3,25	2,6
Установка окраски электр.		14,4	14,4	0,6		8,64
Зарядные агрега ты		13,5	13,5	0,4	0,65	5,4	3,51
Токарные станки		1,8	3,6	0,16	1,73	0,58
Лифты вертикаль ные ДБ1				0,25	1,73	1,5	2,6
Загрузочные устройства		2,5		0,4	0,88		3,52
Торцовочные станки ДС 1		2,8	5,6	0,16	1,73	0,9	1,55
Транспортёры ДТ4		2,6	10,4	0,55	0,88	5,72	5,03
Многопильные станки ЦСМ				0,16	1,73	1,6	2,77
Станки для заделки сучков		2,4	4,8	0,16	1,73	0,77	1,33
Фуговальные станки		3,5		0,16	1,73	1,12	1,94
Транспортёры ДТ6				0,55	0,88	8,8	7,74
Шипорезные станки ДС35		4,5		0,16	1,73	1,44	2,49
Станки четырёхсторонние ДС38				0,16	1,73	1,28	2,21
Станки для пос тановки полу петель ДС39		1,4	5,6	0,16	1,73	0,9	1,55
Перекладчики ДБ14				0,4	0,88	3,2	2,82
Сборочный полу автомат ДА2		2,6	5,2	0,2	1,17	1,04	1,22
Станок для снятия провесов ДС40		1,4	2,8	0,16	1,73	0,45	0,78
Итого		1,4—14,4	155,9	0,37	0,87	57,72	50,01		0,85	49,07	42,51	93,71

ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ КТП С УЧЁТОМ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЦЕХА

 

Определение центра электрических нагрузок.

Определение центра электрических нагрузок выполняется для выяснения оптимального расположения цеховой КТП.

Определение координат центра электрических нагрузок производится с помощью формул:

X_ц = ∑P_эпi·x_i / Р_уст∑,

Y_ц = ∑P_эпi·y_i / Р_уст∑,

где x_i – ордината i^го электроприёмника;

y_i – абсцисса i^го электроприёмника.

Точка является оптимальным местом, где нужно было разместить КТП. Но это невозможно в связи с тем, что место, отведённое для КТП в соответствии с планом и проектом здания, в котором располагается цех, было отведено заранее.

 

 

РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА

Схема системы электроснабжения цеха представляет собой семь силовых пунктов, размещённых по цеху.

Первый силовой пункт распределяет электроэнергию среди шести электроприёмников: токарные станки(7,8), лифт вертикальный ДБ1(29), загрузочное устройство (30), торцовочный станок ДС1(31) и транспортёр ДТ4(32).

Второй силовой пункт распределяет электроэнергию среди четырёх электроприёмников: однофазных зарядных агрегатов(5,6), лифт вертикальный ДБ1(9), загрузочное устройство (10) и торцовочный станок ДС1(11).

Третий силовой пункт распределяет электроэнергию среди пяти электропрёмников: вентиляторы(1,2), транспортёр ДТ4(12), многопильные станки ЦСМ(13), станки для заделки сучков(14).

Четвёртый силовой пункт распределяет электроэнергию среди семи электроприёмников: фуговальный станок(16), транспортёры ДТ6(17,20), шипорезный станок ДС35(18), перекладчик ДБ14(19), загрузочное устройство (15), станки четырёхсторонние ДС38(21).

Пятый силовой пункт распределяет электроэнергию среди семи электроприёмников: компрессор(3), однофазная установка окраски электростатической(4), станки для постановки полупетель ДС39(23,24), транспортёр ДТ4(22), сборочный полуавтомат ДА2(26), станок для снятия провесов ДС40(28).

Шестой силовой пункт распределяет электроэнергию среди восьми электроприёмников: сборочный полуавтомат ДА2(46), станок для снятия провесов ДС40(48), станки для постановки полупетель ДС39(43,44), транспортёр ДТ4(42), транспортёр ДТ6(40), станки четырёхсторонние ДС38(41), шипорезный станок ДС35(38).

Седьмой силовой пункт распределяет электроэнергию среди шести электроприёмников: перекладчик ДБ14(39), фуговальный станок(36), транспортёр ДТ6(37), многопильные станки ЦСМ(33), загрузочное устройство (35), станки для заделки сучков(34).

План кабельной разводки системы электроснабжения (СЭС) цеха представлен на рисунке.

Выбор предохранителей

Необходимо выбрать предохранитель для каждого электроприёмника.

Выбор предохранителя проводится по двум условиям:

1) Номинальный ток предохранителя должен быть не меньше номинального тока электродвигателя ЭП.

I_{ном пред} ≥ I_{ном дв}.

где I_{ном.пред} – номинальный ток предохранителя(ток, протекание которого через предохранитель не вызывает его значительного нагрева);

I_{ном.двиг} – номинальный ток электродвигателя ЭП.

2) I_{ном вст} ≥ I_пуск/К_пер.

где I_пуск – пусковой ток для одного электродвигателя;

К_пер – коэффициент перегрузки(для лёгких условиях пуска К_пер = 2,5);

I_{ном вст} – номинальный ток плавкой вставки.

Рассчитываем I_{ном дв} и I_пуск/К_пер и выбираем предохранители:

I_{ном дв} = P_ном/(3^1/2·U_н·η·cosφ),

где P_ном – номинальная мощность электродвигателя;

U_н – номинальное напряжение цеховой сети;

η – КПД электродвигателя ЭП;

cosφ – коэффициент мощности электродвигателя ЭП.

I_пуск/К_пер = I_{ном дв}·К_п/ К_пер,

где К_п – кратность пускового тока равная 6

Произведём расчёт и выбор предохранителя для вентилятора.

По полученным результатам выбираем предохранитель серии НПН -60 с номинальный ток предохранителя I_{ном пред} = 60 А и номинальным током плавкой вставки I_{ном вст} = 30 А

Аналогично проводим расчёты для остальных ЭП и выбираем предохранители. Результаты заносим в таблицу «Выбор предохранителей»

Таблица «Выбор предохранителей»

ЭП	Iном дв	Iпуск/Кпер	Тип предохранителя	Iном пред	Iном вст
Вентиляторы	11,354	27,25	НПН -60
Компрессор	10,588	25,41	НПН -60
Установка окраски электрической	23,782	23,782	НПН -60
Зарядные агрегаты	26,542	26,542	НПН -60
Токарные станки	5,946	14,27	НПН -60

 

Выбор питающих кабелей

Необходимо рассчитать сечение кабеля, подходящего к каждому силовому пункту и для каждого варианта. Этот расчёт делается по условию нагрева длительным расчётным током:

1) I_доп ≥ I_{p max},

где I_{p max} – максимальный расчётный ток силового пункта;

I_доп – длительно допустимый по нагреву ток для одиночного кабеля или провода при нормальных условиях окружающей среды;

Результаты заносим в таблицу «Выбор питающих кабелей для первого варианта СЭС цеха».

Таблица «Выбор питающих кабелей для первого варианта СЭС цеха»

Силовые пункты	Ксн	Ip max, А	Марка кабеля	Iдоп, А	S, мм2
Силовой пункт №1	0,82	11,46	АВВГ 3×6
Силовой пункт №2	0,82	18,59	АВВГ 3×6
Силовой пункт №3	0,82	21,3	АВВГ 3×6
Силовой пункт №4	0,82	21,57	АВВГ 3×6
Силовой пункт №5	0,82	27,46	АВВГ 3×6
Силовой пункт №6	0,92	16,06	АВВГ 3×6
Силовой пункт №7	0,92	15,53	АВВГ 3×6

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПО ЦЕХУ В ЦЕЛОМ ДЛЯ ВЫБОА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВОЙ КТП

Для каждой группы одинаковых ЭП определяем номинальную мощность. Её определяют как алгебраиче­скую сумму номинальных мощностей отдельных приемни­ков:

P_∑i = P_{эп i} · n_i,

где P_{эп i} – номинальная мощность одного электроприёмника в группе;

n_i – количество электроприёмников в группе.

После этого определяем суммарную установленную мощность для цеха Р_уст∑ по формуле:

Р_уст∑ = ∑P_∑i,

где ∑P_∑i – сумма номинальных мощностей каждой группы.

Определяем среднюю мощность каждой группы Р_срi каждой группы ЭП:

Р_срi = К_иi · P_∑i,

где К_иi -- коэффициент использования группы ЭП (Табличные данные).

Рассчитаем среднюю активную мощность для цеха:

Р_ср∑ = ∑Р_срi

Определяем среднюю реактивную мощность Q_срi каждой группы ЭП:

Q_срi = Р_срi · tg φ _i

Рассчитаем среднюю реактивную мощность для цеха:

Q_ср∑ = ∑Q_срi

Определяем эффективное число электроприёмников в цехе:

n_эф = 2· Р_уст∑ / Р_{эп max},

где Р_{эп max} максимальная номинальная мощность среди ЭП.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования:

К_{и ср} = Р_ср∑ / Р_уст∑.

Определяем средний коэффициент мощности:

tgφ_ср = Q_ср∑ / Р_ср∑

Определяем коэффициент максимума нагрузки К_м.

Определяем значение максимальной расчётной нагрузки цеха в целом:

Р_р = · Р_ср

Q_р = · Q_ср∑

S_р =

Определяем значение расчётного тока I_р цеха:

I_р =

Все рассчитанные выше величины заносим в таблицу «Расчёт электрических нагрузок».

 

 

Таблица «Расчёт электрических нагрузок»

ЭП	nф	Pэп,кВт	Ки	tg φ	Pср, кВт	Qср, кВA	nэф	Кр	Pp, кВт	Qp, кВAр	Ip,A
одного	∑
Вентиляторы		5,5		0,65	0,75	7,15	5,36
Компрессор				0,65	0,8	3,25	2,6
Установка окраски электр.		14,4	14,4	0,6		8,64
Зарядные агрега ты		13,5	13,5	0,4	0,65	5,4	3,51
Токарные станки		1,8	3,6	0,16	1,73	0,58
Лифты вертикаль ные ДБ1				0,25	1,73	1,5	2,6
Загрузочные устройства		2,5		0,4	0,88		3,52
Торцовочные станки ДС 1		2,8	5,6	0,16	1,73	0,9	1,55
Транспортёры ДТ4		2,6	10,4	0,55	0,88	5,72	5,03
Многопильные станки ЦСМ				0,16	1,73	1,6	2,77
Станки для заделки сучков		2,4	4,8	0,16	1,73	0,77	1,33
Фуговальные станки		3,5		0,16	1,73	1,12	1,94
Транспортёры ДТ6				0,55	0,88	8,8	7,74
Шипорезные станки ДС35		4,5		0,16	1,73	1,44	2,49
Станки четырёхсторонние ДС38				0,16	1,73	1,28	2,21
Станки для пос тановки полу петель ДС39		1,4	5,6	0,16	1,73	0,9	1,55
Перекладчики ДБ14				0,4	0,88	3,2	2,82
Сборочный полу автомат ДА2		2,6	5,2	0,2	1,17	1,04	1,22
Станок для снятия провесов ДС40		1,4	2,8	0,16	1,73	0,45	0,78
Итого		1,4—14,4	155,9	0,37	0,87	57,72	50,01		0,85	49,07	42,51	93,71