Электроснабжение цеха металлорежущих станков

 

5.2 Расчет  сечения проводов для осветительных  сетей

Выбор проводников  для осветительных сетей произведен по условию минимума расхода проводникового материала. Осветительная сеть выполняется  как трехфазной для ламп ДРЛ, так  и однофазной – ЛБ, но распределение  светильников по фазам выполнено  таким образом, что в целом  по цеху осветительная нагрузка является симметричной.

Выбор сечений  проводников для каждого из участка  проведем по формуле:

 

(5.1)

 

здесь F – сечение данного участка сети;

М – момент нагрузки данного участка;

С – коэффициент, зависящий от материала проводника. С =46 для меди;

ΔU_доп =4,3 % - располагаемые потери напряжения осветительной сети, зависящие от мощности трансформатора (250 кВА), его коэффициента загрузки (0,9) и коэффициента мощности (0,85) [4,табл.12-6].

 

Определяем  моменты нагрузки участков осветительной  сети.

               M_i=P_свi∙N_свi∙L_прив,    (5.2)

здесь P_св – мощность светильника, равная мощности лампы.

N_св – Число светильников на участке;

L_прив= L_0i+0,5∙L_i,

Где L_0i – длина от ЩО до первого светильника, м;

L_i – длина от первого светильника до i-го светильника, м;

Определяем  момент и сечение проводника на участке 1 – 2:

М_1-2= 0,4∙18·(12+0,5∙85)=392,4 кВт∙м

Аналогично  находим моменты для остальных  участков, расчеты сводим в таблицу 5.3.

Определяем  момент на участке 0-1 (ГРЩ1 до ЩО);

(5.3.)

 

 

F=(392,4+763,2)+1,85∙(1,56+4,16+17,04+144,48+50,4)/46∙4,3=7,87мм².

Принимаем ближайшее большее по стандарту  сечение – 6мм².Выбираем кабель АВВГ-3х10[5,с.291,340].

Определяем  токовую нагрузку для участков трехфазной осветительной сети:

                        

    (5.4)

 

Определяем  токовую нагрузку для участков однофазной осветительной сети:

   

               (5.5)

 

 

 

Проверяем сечение  проводника по длительной токовой нагрузке:

I_p≤I_дл.доп

Аналогично  производим расчет для остальных  участков осветительной сети. Расчетные  данные заносим в таблицу 5.3.

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.3

 

Выбор сечения  проводников для освещения

Участок	М, кВт∙м	Ip, A	Провод(кабель)	Iдл.доп. А
1-2	392,4	12,22	АППВ-3х2,5	19
1-3	763,2	16,30	АППВ-3х2,5	19
1-4	1,56	1,09	АППВ-3х2,5	19
1-5	4,16	1,45	АППВ-3х2,5	19
1-6	17,04	2,18	АППВ-3х2,5	19
1-7	144,48	7,64	АППВ-3х2,5	19
1-8	50,4	2,18	АППВ-3х2,5	19

 

Для защиты осветительных установок  выбираем автоматические выключатели  АЕ2046МП-100 (I_ном =63А, I_{рас∙ном} = 156А) и ВА51-31-1 для однофазных приемников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

 

В сетях до 1 кВ защиту электрооборудования  выполняют плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.

6.1 Выбор  предохранителей

        Плавкий предохранитель предназначен  для защиты электрических установок  от коротких замыканий и перегрузок. Основными его характеристиками  являются ток плавкой вставки  I_{ном вст}, номинальный ток предохранителя I_{ном пр}, номинальное напряжение предохранителя U_{ном пр}, номинальный ток отключения предохранителя I_{ном откл}, защитная (времятоковая) характеристика предохранителя.

Номинальным током плавкой вставки  называют ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы в нормальном режиме. Номинальный  ток предохранителя – это ток, при длительном протекании которого не наблюдается перегрева предохранителя в целом. Необходимо иметь в виду, что в предохранителе может использоваться плавкая вставка с номинальным  током, меньшим номинального тока предохранителя. Номинальное напряжение предохранителя определяет конструкцию предохранителя и длину плавкой вставки. Отключающая  способность предохранителя характеризуется  номинальным током отключения, являющимся  наибольшим током КЗ, при котором  предохранитель разрывает цепь без  каких- либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены  плавкой вставки.

        Наибольшее  распространение в сетях до 1 кВ  получили предохранители типа  НПН (насыпной неразборный) и  типа ПН2 (насыпной разборный).

        Различают плавкие предохранители  инерционные (типа ИП), способные  выдерживать значительные кратковременные  перегрузки, и безинерционные (типов НПН, ПН2) с ограниченной способностью к перегрузкам.

         Выбор предохранителей производится  по следующим условиям:

U_ном.пр ≥ U_c,     (6.1)

 I_ном.пр ≥ I_p.max,    (6.2)

Где U_c –номинальное напряжение сети ;

       I_p.max – максимальный рабочий ток.

Плавкая вставки для безинерционных предохранителе выбирается следующим образом:

          I_{ном.вст} ≥ I_p.max,    (6.3)

I_{ном.вст} ≥ i_n./К_пер,    (6.4)

Где i_n – пусковой ток одного двигателя.

       К_пер – 2,5 коэффициент перегрузки для легких условий пуска[3,с.284]

Выбор предохранителей для токарного  станка №14:

     U_c= 0.4 кВ;

     I_p.max =28,87А

i_n./К_пер= 5·28,87/2,5=57,74А.

Выбираем предохранитель типа НПН2-60 с током плавкой вставки

 I_{ном вст} = 63А.

Аналогично  выбираются предохранители для остальных  ЭП, результаты представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Выбор предохранителей

Номер ЭП на плане	Ip, A	Марка предохранителя	in/Kпер, А	Iвст, А
1,11,40	6,8	НПН2-60	13,6	16
2,3,4	11,9	НПН2-60	23,8	25
5,1	21,17	НПН2-60	42,34	63
6,7	17,6	НПН2-60	35,2	40
8,9	10,87	НПН2-60	21,74	25
12,13,17-19	32,6	ПН2-250	65,2	80
20-22	8,5	НПН2-60	17	20
14-16	28,87	НПН2-60	57,74	63
23,24,29,30,36,37	95,1	ПН2-250	190,2	200
25-28,34,35	35,32	ПН2-250	70,64	80
31	15,18	НПН2-60	30,36	31,5
32,33,38,39	9,51	НПН2-60	19,02	20

 

6.2. Выбор  автоматических выключателей

Наряду  с плавкими предохранителями в установках напряжением до 1 кВ широко применяют  автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно-, двух- и трехполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Автоматические  выключатели снабжают устройством  релейной защиты, которое в зависимости  от типа выключателя выполняют в  реле токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой  токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле.

Эти реле называют расцепителями.

Конструктивно автоматические выключатели намного  сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя  и расцепителя. Номинальным током автоматического выключателя I_ном.а называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Номинальным напряжением автоматического выключателя U_ном.а называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель предназначен. Номинальным током расцепителя I_{ном.рас} называют указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывание расцепителя. Током уставки расцепителя называют наименьший ток, при протекании которого расцепитель срабатывает.

При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

- Номинальное  напряжение выключателя не должно  быть ниже напряжения сети;

- Отключающая  способность должна быть рассчитана  на максимальные токи КЗ, проходящие  по защищаемому элементу:

- Номинальный  ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу.

 

I_{ном.рас}≥ I_p.max;    (6.5)

 

Автоматический  выключатель не должен отключаться  в нормальном режиме работы защищаемого  элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

 

     I_{ном.рас} ≥(1,1: 1,3) I_p.max;   (6.6)

 

При допустимых кратковременных перегрузках защищаемого  элемента автоматический выключатель  не должен срабатывать; это достигается  выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя по условию

 

        I_{ном.рас} ≥(1,25: 1,35)· i_пик;             (6.7)

 

где I_пик – пиковый ток.

Пиковый ток рассчитывается по формуле:

 

i_пик= i_п.max+(I_p-k_и∙i_ном.max),  (6.8)

 

здесь i_п.max – наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников;

I_р – расчетный ток группы приемников;

k_и – коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

i_ном.max – номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током.

Выбор автоматического  выключателя, защищающего РЩ1:

I_p.max=21,7 A,

I_пик.= 7,5∙8,5+(21,7-0,16∙8,5)=84,1А,

1,2· I_p.max =1,2·21,7=26,04 А

1,25·i_пик=1,25∙84,1=105,12А

Выбираем автоматический выключатель  марки АЕ2046МП-100 [1,табл.А.6]:

I_ном.а =50 A

U_ном.а =0,4 кВ,

I_{ном.рас} =600 A;

I _{рас.ном.э} =4500 A

Аналогично  выбираем остальные автоматические выключатели, результаты показаны в  таблице 6.2.

Таблица 6.2.

Выбор автоматических выключателей

 

Защищаемый элемент	Iр, А	1,2·Iр, A	Выключатель	Iном, А	Iрас.ном, А	iпик, А	1,25∙iпик,  А	Iрас.ном.э,А
ГРЩ1	377,69	453,228	ВА-88-40	500	800	1075,72	1344,66	5000
РЩ1	21,70	26,04	АЕ2046МП-100	31,5	378	84,1	105,11	4500
РЩ2	140,64	168,768	ВА-88-35	200	250	838,67	1048,34	2000
РЩ3	46,03	55,236	АЕ2046МП-100	50	600	305,28	381,60	4500
РЩ4	42,33	50,796	АЕ2046МП-100	50	600	301,58	376,97	4500
РЩ5	37,23	44,676	АЕ2046МП-100	40	480	276,51	345,64	4500
РЩ6	28,69	34,428	АЕ2046МП-100	31,5	378	184,08	230,10	4500
ЩО	52,24	62,688	АЕ2046МП-100	63	756	52,24	65,30	4500