Выбор метода расчета зависит от расположения узла в схеме электроснабжения и от исходных данных на низких уровнях электроснабжения.

Когда имеются сведения о поддельных электроприемниках (мощность, режим работы) используются более точные методы расчета.

                                                   Pc смен = Kи х Pуст

Рр max = Km х P см

На высших и низших уровнях электроснабжения используют те же методы расчетов. При достаточных сведениях используют метод коэффициента спроса (Kс).

На стадии получения технических условий, на электроснабжение предприятий, для определения расчетных ожидаемых нагрузок (требуемой мощности) можно применить методы, основанные на удельных показателях (расходы электроэнергии на единицу производной площади, расходы электроэнергии на 1 работающего).

Классификация электроприемников напряжением до 1 кВ

1.     По роду тока.

2.     По числу фаз.

3.     По режиму работы (кратковременный, продолжительный, повторно-кратковременный).

4.     По технологическому назначению электроприемники делятся:

·        Механическое оборудование (электродвигатели станков и                                       других технологических механизмов).

·        Грузоподъемное оборудование (электро краны, кран балки (тельферы), электротали).

·        Внутрицеховой транспорт (ленточные, подвесные, цепные, скрепковые и другие транспортные конвейеры).

·        Электро - технологические установки (сварочное оборудование, гальванические, электролизные и другие установки). В группе технологических установок отдельно выделяют электронагревательные установки и электропечи.

·        Общепромышленные установки (насосы, компрессоры, вентиляторы).

В продолжительном режиме работают: общепромышленные установки, электропечи и механическое оборудование.

Повторно-кратковременный режим является характерным для грузоподъемных механизмов, внутрицехового оборудования и сварочного оборудования.

Электроприемников напряжением до 1 кВ делят на силовые и осветительные. К осветительным относятся также и слаботочные потребители: системы связи и сигнализации, средство обнаружения пожара, в системах автоматической пожарной сигнализации, комплекса охранных систем. Остальное оборудование относится к силовому.

                              Рассмотрим на примере РП.

Порядок расчета.

1. Все электроприемники, подключенные к РП разбиваем на группы по технологическому признаку.

Расчеты нагрузок выполняются в виде таблицы, в которой группы электроприемников записываются с учетом технологического назначения и коэффициента использования (группы однотипного оборудования).

2. Далее в таблицу вносится действительное число электроприемников в группе (п), установленная (номинальная) мощность.

Для электроприемников повторно-кратковременного режима  указывается мощность, приведенная к продолжительному режиму.

P ном. =P пасп.  х ПВ                       (ПВ в единицах)

Далее определяют отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника в группе к наименьшему.

m = P ном max /P ном min

При этом учитывают, что если суммарная мощность одинаковых по мощности «маленьких» электроприемников меньше 5 % от номинальной мощности всей группы, то при определении m, а далее при определении n, эти электроприемники не учитывают.

После того, как сформированы группы электроприемников справочных таблиц литературы [2],[4],[9]. Коэффициенты использования и cos , по которому расчитывается соответственно ему tg. Определив среднесменные активные, реактивные нагрузки определили среднюю активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену для группы электроприемников и для узла РП-1. Далее определяем средневзвешенный коэффициент узла.

                          Ки ср взв= Рсм узла / Руст узла = 77,3 / 268 = 0,29

А также средневзвешенный коэффициент мощности по соответствующему средневзвешенному tg.

                                  Tg =  Qсм узла / Рсм узла = 91,3 / 77,3 = 1,18

При определении эффективного числа электроприемников учитывают следующее:

1,Если m<=, то n=nэ без “маленьких” (<5 %).

          2.Если m> и Ки ср взв> 0,2, то nэ=  2Еn1 Рном / Рном max.

             Если nэ  > n , то принимают n=nэ без “маленьких” (<5 %).

           3. Если m< и Ки ср взв< 0,2, то nэ определяют по таблицам.

         Для этого находят Р* = Еn1Рном1 / Еn1Рном 

n* = n1 / n

Р* - относительная мощность наиболее мощных электроприемников.

Еn1Рном1 -  суммарная номинальная мощность наиболее крупных электроприемников группы n1, номинальная мощность каждого из которых равна или более половины мощности наибольшего электроприемника.

 Еn1Рном  - суммарная номинальная мощность всех электроприемников группы n.

 n* - относительное число наиболее мощных электроприемников.

 Определив Р* и n* по таблицам, находят nэ* .а затем nэ  = nэ* * n 

   Рр max = Рсм * Км

  Qp max = Pp max * tgср вз

  Q max = Км * Qсм 

При Ки <= 0,2 и nэ <= 100

При Ки > 0,2 и nэ < 10 имеем Кмах = 1,1.

В остальных случаях Кмах = 1.

Остальные данные приводятся в сводной таблице расчетных нагрузок.

Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций (ЦТП)

В соответствии с требованиями по обеспечению надежности электроснабжения для потребителей 1 категории должно быть 2 источника питания, для второй категории рекомендуется 2 источника питания, но возможно питание и от 1. Потребители 3 категории могут получать питание от 1 источника питания. Цеховые подстанции для электроприемников 1 категории и в большинстве случаев и для 2 категории выполняются 2-х трансформаторными. Однотрансформаторные устанавливаются для потребителей 3 категории и при небольшой мощности 2 категории. Для сокращения номенклатуры складского резерва,  мощность трансформатора выбирают из стандартного ряда номинальных мощностей, чтобы на одном предприятии было не более одной,  в крайнем случае двух различных мощностей.

Стандартный ряд мощностей, выпускаемых силовых трансформаторов (0,4 кВ), в кВА 100, 160, 250, 400; 630, 1000, 1600, 2500.

Цеховые подстанции размещаются внутри цехов равномерно с максимальным приближением к потребителям, не более 200 метров. Конструктивное исполнение подстанций выбирается с условием окружающей среды, распределения нагрузок и удобства обслуживания. Цеховые подстанции по конструктивному исполнению делятся на:

Встроенные.

Пристроенные.

Отдельно стоящие.

Внутрицеховые.

Конструктивное исполнение подстанций выбирается из условий окружающей среды, с учетом распределения нагрузок и удобства обслуживания.

Резервирование потребителей осуществляется перегрузочной способностью трансформатора при наличие 2 источников и схемы внутризаводских сетей, то есть за счет особенностей присоединения ЦТП к ГПП (10 кВ).

Для использования резервирования по сетям на стороне 10 кВ ЦТП устанавливается распределительное устройство (КРУ – комплектное распределительное устройство), состоящее из выключателя, установленного на выкатной тележке трансформаторов тока, шин, измерительных приборов, изоляторов, устройств релейной защиты, расположенных в шкафу.

Шкаф состоит из 4 отсеков:

1.     Отсек высоковольтного выключателя.

2.     Отсек релейной защиты и измерительных приборов.

3.     Шинный отсек.

4.     Кабельных трансформаторов тока и заземляющих ножей.

Также распределительное устройство на ГПП со стороны 10 кВ вместо ячеек КРУ может состоять из ячеек КСО (камера стационарного одностороннего обслуживания), в которой высоковольтный выключатель устанавливается на задней стене шкафа и связан с помощью тяги с приводом, расположенным на внешней стенке шкафа. На внешней стенке шкафа или на противоположной стенке от шкафа размещают устройство релейной защиты и приборы.

Со стороны 10 кВ силового трансформатора устанавливают ЦТП (КТП) устанавливают ВНП (выключатель нагрузки с предохранителями).

Выбор мощности трансформатора осуществляется по расчетной среднемесячной нагрузке. Так как для трансформаторов общего назначения масленых и сухих по ПУЭ допустимы длительные систематические перегрузки в нормальном режиме и длительные перегрузки в послеаварийном режиме.

                                   Виды перегрузок.

1.     Суточные – разрешается перегружать трансформаторы в час пик нагрузки, так как обладает инертностью и не успевает нагреться до критической температуры (950С). За это время не происходит старение изоляции обмоток трансформатора и масла.

2.     Годовые – разрешается согласно ПУЭ перегружать трансформатор на 1 % за каждый процент недогрузки летом (перегрузка зимой), но не более 15 %. Для суточных и годовых перегрузок составляются графики нагрузок трансформатора, соответственно суточные и годовые, которые прилагаются к паспорту трансформатора для ориентации по возможным перегрузкам.

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

Sтр-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 Sтр-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 Pп потолка, Pc стен, Pp 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 = Pном о х kПРА

kПРА =1,1 для ДРИ и ДРЛ;

kПРА =1,2 для ЛЛ со стартерами;

kПРА =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).

Страницы: 1, 2, 3