ЭСН и ЭО механического цеха тяжелого машиностроения

3. Аварийная – при аварии трансформатор на несколько минут могут выдержать без старения изоляции перегрузки до 100 %. В следствии своей инертности.

4. Послеаварийная – согласно ПУЭ для масленых трансформаторов в послеаварийном режиме допускается перегрузка на 40 % в течении 6 часов 5 суток подряд.

Требуемая мощность трансформатора определяется из выражения

S_тр-ра >S _см  /N _k загр, кВА, где

S _см , кВА –средняя нагрузка цеха за наиболее загружаемую смену,

N – число трансформаторов, 

k загр – коэффициент загрузки, принимаемый 0,7

После выбора трансформатора согласно расчетов из стандартного ряда пересчитывают коэффициент загрузки.

k загр = S _см / N ^х S_тр-ра

расчетный коэффициент загрузки должен быть для двух трансформаторной подстанции 1 категории 0,65 – 0,7, для  двух трансформаторной подстанции 2 категории 0,7 – 0,85, для одной подстанции 0,85 – 0,9.                                 

 

 

                                                                     

 Расчет освещения  

 

В курсовом проекте необходимо выбрать питающий силовой трансформатор  для заданного оборудования. С  учетом, что он будет питать и  освещение. Для того, чтобы рассчитать освещение.

1. Выбирают минимальную  освещенность для внутреннего  или наружного освещения. В  зависимости от размера объекта  различения (крупный, малый), контраста  объекта с фоном и отражающие  свойства фона (рабочей поверхности P_п потолка, P_c стен, P_p пол). Освещенность энергии измеряется в ЛК (люкс) нормирующая освещенность в справочниках связывают с удельной плотностью нагрузки освещения или удельная мощность общего равномерного освещения W [Вт / м² ].

2. Выбирают тип светильника  и тип лампы освещения.

3. Намечают на плане  план размещения светильников.

Лампы ДРЛ и ДРИ размещают  в помещении на высоте не ниже 6 метров из-за стробоскопического эффекта (мерцания) и в цехах их располагают так, чтобы они были запитаны с разных фаз (желательно по 3 штуки).

После выбора типа ламп их расположение в рассматриваемом помещении  необходимо опробовать мощность отдельных  ламп и все осветительные установки  в целом, имея ввиду, что они однофазные электроприемники.

Существует несколько  способов, расчетов освещения: самый  простейший метод удельной мощности и самый распространенный. Для  того , чтобы найти удельную мощность из таблиц для данного светильника  и лампы необходимо знать:

·   Расстояние от светильника до освещаемого объекта (например пола);

·   Площадь помещения;

·   Норма освещенности и коэффициента отражения.

Далее рассчитывают R осветительной  установки

P _{ном о} = W х S,    Вт.

S – площадь освещения, М²

W- удельная мощность, В/м².

Если выбрана мощность лампы, можно определить количество светильников.

N = P _{ном о} / P _лампы , для ДРЛ                  

                N = P _ном  / P _лампы , для ЛЛ

Число светильников должно быть кратным числу рядов, в обратном случае их увеличивают в большую  сторону.

Если выбрали число  светильников, можно подобрать из стандартного ряда мощности для них.

Расчетную мощность освещения  определяют с учетом потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

P _р.о = P_{ном о} х k_ПРА

k_ПРА =1,1 для ДРИ и ДРЛ;

k_ПРА =1,2 для ЛЛ со стартерами;

k_ПРА =1,3-1,35  для ЛЛ бесстартерных ламп.

Для расчета освещения  здания, аварийного освещения, а так  же наружного освещения определяют с помощью коэффициента спроса равного  единице.

 

Разновидности схем, питающих осветительные сети.

1. Радиальные

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

2. Магистральные

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Радиально-магистральные

 
 

 

 

 
 
 
 
 
 
                             

 

 

                             Картограмма нагрузок

 

Для построения рациональной системы электроснабжения (далее  СЭС) цеха или промышленного предприятия  важное значение имеет правильное размещение трансформаторных подстанций. Подстанции всех мощностей, напряжений и токов  должно быть максимально приближено к центрам подключенных к ним  нагрузок (ЦЭН), это обеспечивает наилучшие  технико-экономические показатели СЭС по расходу электроэнергии и  дефицитных полупроводниковых материалов, т.е минимум приведенных затрат. При проектировании СЭС предприятий  и цехов разрабатывается генеральный  план объекта, на котором наносятся  все производственные цеха и отдельные  крупные электроприемники, расположенные  на территории предприятия или все  электрооборудование, находящееся  в цехе. На генплане указываются  расчетные мощности цехов всего  предприятия, а на ген плане цеха наносится номинальная мощность электрооборудования. Для того, чтобы  найти более выгодный вариант  расположения понижающих подстанций и  источников питания составляют картограммы  нагрузок, представляющие собой размещенные  на ген плане площади, ограничение  кругами, которые в выбранном  масштабе соответствуют расчетным  нагрузкам цехов.

Центр каждого круга должны совпадать с центром нагрузок. ЦЭН предприятия или цеха является символическим центром потребления  электроэнергии предприятием или цехом.

Картограмма нагрузок позволяет  установить наиболее выгодное месторасположение  распределителей или цеховых  трансформаторных подстанций, и максимально  сократить протяженность распределительных  сетей.

 

Устройство и  конструктивное исполнение внутрицеховых  сетей

 

Для выполнения электропроводок  внутри цехов применяются изолированные  провода и кабели, а также шинопроводы. Их марка выбирается в зависимости  от условий прокладки, с учетом характеристики помещения и на основе рекомендаций литературы [3],[8] стр. 141, табл. 2. 40,[10].

Марки кабеля с бумажной пропитанной  изоляцией в обозначении последняя  буква У показывает улучшенную изоляцию, т.е повышает вязкость пропитывающего масла, т.е канифольного состава.

У проводов всегда в буквенном  обозначении присутствует буква  П.

Вторая соответственно и 3 буква П. обозначает, что провод плоский. Эти провода используют для неподвижной прокладки и  называются они установочными.

ПВГ – буква Г в марке  провода обозначает, что провод гибкий и обязательно с медными жилами. При тросовых работах и проводах передвижными механизмам применяется  специальные переносные шланговые  кабели, шнуры, провода с медными  многопроволочными жилами. Маркировку их нужно смотреть в каталогах, т.к. она отличается от общепринятой. Кабели внутри цехов прокладываются открыто  по строительным конструкциям с жестким  креплением скобами. При большом  количестве кабелей прокладываемых в первом направлении предусматривают  кабельные конструкции, лотки, стойки, полки, короба.

Участки сетей выполняются  кабельными, если они имеют большую  протяженность и не имеют ответвлений, в основном это магистральные  линии от щита низкого напряжения ЦТП к силовым распределительным  шкафам или шинопроводам. Распределительные  линии от силовых шкафов к отдельным  электроприемникам выполняется  в большинстве случаев проводами  в стальных трубах или в трубах ПВХ, закладываемых в полу. Такой  скрытый способ прокладки позволяет  не загромождать территорию цеха и  выполнять проводки там, где нет  соответствующих строительных условий. Провода в трубах также могут  прокладываться по стенам и строительным конструкциям. Такой способ предпочтительней, т.к провода доступны для ремонта  и внешнего осмотра. Сети освещения  в производственных помещениях в  большинстве случаев выполняются  кабелями, проложенными  на тросе. На тросе также возможно крепление и светильников. Для мощных осветительных установок применяют жесткие комплектные шинопроводы типа ШОС. Магистральные и распределительные участки силовых сетей также могут быть выполнены комплектными шинопроводами. Шинопроводы крепят на подвесах или стойках, у них может быть вертикальное и горизонтальное расположение шин. В шинопроводах предусматриваются специальные коробки, ящики для установки коммутационных и защитных аппаратов на ответвлениях к электроприемникам. Шинопроводы выпускаются на стандартные токи: 

Распределительные (ШРА): 63, 80, 100, 160, 250 (А).

Магистральные (ШМА): 160, 250, 400, 630 (А).

Для электропроводок экономичнее  использовать пластмассовые, полиэтиленовые трубы по коррозийной стойкости.

По механической прочности  они не уступают металлам, но значительно  дешевле. Из стальных труб в первую очередь используют тонкостенные, и  только в крайних случаях водогазопроводные.

 
                            

 Расчет силовых  распределительных сетей    

 Силовые распределительные  линии прокладывают от силовых  шкафов или шинопроводов к  отдельным электроприемникам. В  результате расчетов выбирается  сечение токоведущих жил проводов  или кабелей и выбираются уставки  защитных аппаратов в соответствии  с ГОСТом 21.613-88 «Силовое оборудование. Рабочие чертежи.». В системах  проектной документации для строительства  и расчета сетей оформляются  в виде схем и таблиц. На  них должны быть указаны способы  прокладки электрических цепей,  марка и сечение жил для  проводов и кабелей, длина участка  сети.                     

 Порядок расчета:

1.Выбирают марку провода  или кабеля с учетом условий  прокладки.

2.Выбирают сечение токоведущей  жилы с двух условий:

·   Условие длительно допустимого  нагрева максимальным расчетным током.

·   Соответствие длительно допустимых токов для выбранного сечения  и установки защитных аппаратов.     

 Также сечение проводов  и кабелей  должно удовлетворять условию механической прочности, но эти условия не являются расчетными, так как  в ПУЭ указываются минимальные сечения,  обеспечивающие механическую прочность  для силового оборудования, для алюминиевых жил S_min=2.5мм², для медных жил S_min=1,5 мм², для кранового оборудования  для алюминиевых жил равен 4 мм², для медных жил равен 2.5мм².      

 Условие выбора сечения  по длительно допустимому нагреву  имеет вид: I_p<=I_дл.доп., где

I_p- расчетный ток, А

I_дл.доп. - длительно допустимый ток для стандартных сечений проводов и кабелей, то есть если в условиях эксплуатации ток в линии не превышает  длительно допустимого тока провода или кабеля, то гарантируется нормальный срок службы изоляции  и ее сохранность от преждевременного теплового износа.                  

 Систематическое повышение  тока  в линии над допустимым значением (перегрузка) приводит к нарушению электрической прочности изоляции за счет старения. Длительно допустимые токи приводятся в ПУЭ в таблицах главы 1.3. с учетом материалов токоведущих жил и изоляции. Длительно допустимые  токи устанавливаются по длительно допустимой температуре нагрева токоведущих жил с учетом температуры окружающего воздуха (земли). Например,  для проводов и кабелей с пластмассовой изоляцией они приняты для температур жил +65⁰С, воздуха +25⁰С, для земли +15⁰С.       

 Если провода и кабели  работают в условиях повышенных  температур окружающей среды  или других условиях, ухудшающих  тепловой режим изоляции ( плохая  теплоотдача), то  на длительно допустимые токи вводят понижающие  коэффициенты. В условиях пониженных температур поправочные коэффициенты больше 1,  такие поправочные коэффициенты приводятся в ПУЭ.     

 Расчетные токовые  нагрузки для электроприемников  и линий к ним определяют  по паспортным данным в зависимости  от режима работы.  Для одиночных электроприемников максимальным расчетным током  будет их номинальный ток при продолжительном режиме.      

 Для трехфазного электроприемника:  I_p= Pном/ 3*Uном*cos      

 Для однофазного электроприемника: I_p= Pном/ Uном*cos     

 Для приемников повторно  – кратковременного режима работы  номинальная мощность приводится  к продолжительному режиму. Sном=Sпасп* ПВ (кВА), ПВ в относительных единицах (40%)       (0,4).                   

 Рном=Sпасп*ПВ*cos      

 Коэффициент мощности  для отдельных видов электроприемников  при отсутствии паспортных данных  можно определить по справочным  данным литературы    [2], [3], [5] , [8].       

 При определении числа  проводов, проложенных в одной  трубе, нулевые защитные проводники  не учитываются.  Выбираем диаметр условного прохода трубы для электропроводок в зависимости от числа  и сечения жил по справочным таблицам.  Для выполнения второго условия выбора сечения необходимо определить  ток срабатывания защитных аппаратов.      

 Для защиты распределительных  линий и электроприемников, подключенных  к ним, используются автоматические  выключатели и плавкие предохранители. Эти аппараты устанавливаются  в силовых распределительных  шкафах или в распределительных  шинопроводах.     

 В настоящее время  электротехнической промышленностью  выцпускаются шкафы с автоматическими  выключателями серии ПР 8501 и ПР 8701.     

 Эти шкафы укомплектовываются  выключателями ВА 51 с токовыми  уставками 16, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 250 (А).       

 Шкафы с предохранителями  выпускаются серии ШРС  и могут быть укомплектованными предохранителями типа ПН 2, НПН 2. В качестве вводного аппарата в шкафах с предохранителями используются трехполюсные рубилники.            

 Шинопроводы позволяют  установку и автоматов, и предохранителей.  Автоматический выключатель имеет тепловой, электромагнитный и комбинированнный расцепители.       

 При наличии теплового  расцепителя автомат осуществляет  защиту от перегрузки.  Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту от короткого замыкания.  Комбинированный расцепитель выполняет защиту в линиии и электроприемниках  от перегрузки и короткого замыкания. Предохранители предназначены для только от короткого замыкания.