Материал: Пример расчета Электроснабжение ремонтномеханического цеха Исходные данные

Потери напряжения в проводниках определяются по формулеПроверка осуществляется либо по допустимой потере напряжения, либо на соответствие уровня напряжения ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» на зажимах потребителя допустимому уровню.По механической прочности согласно ПУЭ (Таблица 2.1.1., [9]) для незащищенных и защищенных изолированных проводов и кабелей в трубах, металлических рукавах и глухих коробах сечение должно быть не менее 2 мм² для алюминиевых и 1 мм² для меди.Нулевые рабочие проводники в четырехпроводной системе трехфазного тока должны иметь проводимость не менее 50% проводимости фазных проводников; в необходимых случаях она должна быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников. [9, п. 1.3.8]Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников рекомендуется выбирать совместно.Пример выбора ЗА и сечения для ШР2Для защиты шинопровода и питающего проводника в ответвительной коробке магистрального шинопровода устанавливается выключатель типа ВА51. Исходя из выше приведенных условий для защиты выбирается выключатель ВА 5131 I_н.а=100 А, I_н.р=100 А, кратность токовой отсечки К_отс=3 (I_отс=3∙100=300 А),I_откл=7 кА.Питание шинопровода ШР от ШМ осуществляется кабелем АВВГ (алюминиевые жилы в ПВХ изоляции с ПВХ оболочкой без защитного покрова), согласно [8] или табл. П.8. Выбирается кабель АВВГ (3×50+1×35) с I_дд=110 А (92,91≤110 А).Токовая отсечка не должна срабатывать при пиковом токе (табл. 11). Пиковый ток группы электроприемников ,где I_р – расчетный ток группы электроприемников, подключенных к данному узлу; К_п – коэффициент пуска (кратность пускового тока) самого мощного электродвигателя (паспорт); I_н.max – номинальный ток самого мощного электроприемника.Среди ЭП, подключенных к ШР1 наиболее мощными являются вертикально и универсально фрезерные станки Р_н=11 кВт, cosφ=0,5, номинальный ток .При отсутствии данных о пусковых токах, для расчетов на стадии проектирования К

_п можно принять из таблицы 12.Пиковый ток для ШР1Условие проверки расцепителя мгновенного действия 1,2∙220=264<300 А, выполняется.Проверка на согласование сечения с выбранной защитой (защита от перегрузки требуется) I_дд ≥К_зI_з, 110≥1∙100. Условие выполняется.Остальные условия проверяются после расчетов ТКЗ.Расчет и выбор ЗА и сечения проводников для подключения электроприемников производится аналогично с учетом коэффициента повторного включения. Для питания электроприемников от ШР применяются провода марки АПВ, проложенные в трубах и металлоруковах, от СП – в полу кабели АВВГ. Результаты расчета приведены в таблице 13.Таблица 12Характеристики пуска различных потребителей

Потребитель	Кратность пускового тока	Длительность импульса пускового тока, с
Лампы накаливания	5-13	0,05-0,3
Электронагревательные приборы из сплавов: нихром, фехраль, хромаль	1,05-1,1	0,5-30
Люминесцентные лампы с пусковыми устройствами	1,05-1,1	0,1-0,5
Приборы с выпрямителем на входе блока питания	5-10	0,25-0,5
Приборы с трансформатором на входе блока питания	до 3	0,25-0,5
Устройства с электродвигателями	3-7	1-3

300>

6. 
   Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП
   

Кабели на напряжение выше 1 кВ выбираются по экономической плотности тока, нагреву токами рабочего и аварийных режимов и проверяются по термической стойкости токам короткого замыкания.Экономически целесообразное сечение определяется по формулегде I_р – максимальный расчетный ток нормального режима, А; j_эк – значение экономической плотности тока, А/мм², определяемое по таблице [9, 1.3.36] или табл. П8.7. Таблица 13Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников по цеху

№	Наименование ЭП	n, шт	Рн, кВт	Iр, А	Iп, А	Тип пров.	F, мм	Iдд, А	Тип ЗА, А	Iн.а, А	Iт.р., А	Кт.о	Iэ.м., А	ПКС, кА	r0, мОм/м	х0, мОм/м
СП1
65-68	Печь индукц., 220В	4	8,8	100	100	АВВГ	2×35	105	АЕ2056	100	100	10	1000	6	0,894	0,0662
69-72	Печь индукц., 380В	4	12	75	75	АВВГ	2×25	90	АЕ2056	100	80	10	800	6	1,25	0,0637
СП1	ПР-11-1051-21У3	8	88,4	227,7	227,7	АВВГ	3×150+1×120	235	ВА5135	250	250	12	3000	15	0,208	0,0596
СП2
73-75	Сварочный полуавтомат	3	30	86,7	433,5	АВВГ	4×25	115	АЕ2056	100	100	10	1000	6	1,25	0,0637
76-78	Выпрямитель сварочный	3	20	57,8	289	АВВГ	4×10	70	АЕ2043	63	63	5	315	6	3,12	0,073
СП2	ПР-11-1059-21УЗ	6	63,36	164	510,8	АВВГ	3×70+1×50	210	ВА5135	250	200	12	2400	30	0,625	0,0625
СП3
79,80	Закалочная станция	2	50	90,32	90,32	АВВГ	4×25	115	АЕ2056	100	100	10	1000	6	1,25	0,0662
81-85	Печь шахтная	5	50	83,05	83,05	АВВГ	4×25	115	АЕ2056	100	100	10	1000	6	1,25	0,0662
86-89	Приспособление закалочное	4	20	36,13	36,13	АВВГ	4×4	38	АЕ2046	63	40	12	480	4,5	7,81	0,095
СП3	ПР-11-7123-21УЗ	10	276	489,8	489,8	АВВГ	2(3×185+ 1×150)	540	ВА5139	630	500	10	5000	35	0,169	0,0596
ШР1
1-3	Пресс гидравлический	3	3	6,67	33,35	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	8	12	96	1	12,5	0,104
4,5	Радиально- сверлильный	2	1,5	4,34	21,68	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	5	12	60	1	12,5	0,104
6-8	Токарно-карусельный	3	1,5	4,34	21,68	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	5	12	60	1	12,5	0,104
9,10	Отрезной	2	2,2	6,36	31,79	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	8	12	96	1	12,5	0,104
11,12	Зубодолбежный	2	4,5	10,00	50,02	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	10	12	120	5	12,5	0,104
63,64	Установка теплозащиты ворот	2	28	50,58	252,9	АПВ	4×16	55	АЕ2046	63	63	12	756	4,5	1,95	0,0675
ШР1	KLM-R 160А	4	55,74	99,42	301,7	АВВГ	3×50+1×35	110	ВА5131	100	100	5	500	7	0,625	0,0625
ШР2
13-17	Вертикально-фрезерный	5	11	31,79	159	АПВ	4×16	55	АЕ2046	63	40	12	480	4,5	1,95	0,0675
22-31	Универсально-фрезерный	10	11	31,79	159	АПВ	4×16	55	АЕ2046	63	40	12	480	4,5	1,95	0,0675
18-19	Зубофрезерный	2	6,5	14,45	72,25	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	16	12	192	2,5	12,5	0,104
20-21	Координатно-расточной	2	2	5,78	28,90	АПВ	4×2	14	АЕ2046	63	8	12	96	1	15,6	-
ШР2	KLM-R 160А	17	41,24	92,91	220,1	АВВГ	3×50+1×35	110	ВА5131	100	100	3	300	7	0,625	0,0625
ШР3
32-33	Плоскошлифовальный	2	4	11,56	57,80	АПВ	4×2,5	14	АЕ2046	63	12,5	12	150	5	12,5	0,104
34,35	Внутришлифовальный	2	5,5	15,90	79,48	АПВ	4×3	16	АЕ2046	63	16	12	192	2,5	10,4	-
36-38	Круглошлифовальный	3	10	28,90	144,5	АПВ	4×8	32	АЕ2046	63	31,5	12	378	4,5	3,91	-
39-41	Поперечно-строгальный	3	5,5	15,90	79,48	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	16	12	192	2,5	12,5	0,104
42-43	Продольно-строгальный	2	125	361,3	1807	АВВГ	2(3×70+1×50)	420	ВА5137	400	400	10	4000	25	0,447	0,0612
44-46	Вертикально-сверлильный	3	4	11,56	57,80	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	12,5	12	150	5	12,5	0,104
47-50	Токарно-винторезный	4	11	31,79	159	АПВ	4×8	32	АЕ2046	63	40	12	480	4,5	3,91	-
51	Точило наждачное 220	1	1	2,89	14,45	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	3,15	12	37,8	0,4	12,5	0,104
ШР3	ШРА 4 400А	4	140,7	261,4	1706	АВВГ	2(3×70+1×50)	420	ВА08-0403	400	400	11	4400	30	0,447	0,0612
ШР4
54-59	Токарно-винторезный	6	11	31,79	159	АПВ	4×8	32	АЕ2046	63	40	12	480	4,5	3,91	-
60-62	Точило наждачное, 220 В	3	1	2,89	14,45	АПВ	4×2,5	16	АЕ2046	63	3,15	12	37,8	0,4	12,5	0,104
90-91	Установка теплозащиты ворот	2	28	50,58	252,9	АПВ	4×16	55	АЕ2046	63	63	12	756	4,5	1,95	0,0675
ШР4	ШРА 4 250А	7	131,1	206,8	842,7	АВВГ	3×70+1×50	210	ВА5135	250	250	12	3000	15	0,625	0,0625
Троллейный шинопровод
52,53	Кран мостовой, 5т	2	15,4	28	140
	ШТМ-76 100А					АВВГ	4×6	32	ВА5131	100	31,5	7	220,5	5	5,21	0,09
КУ	КРМ 0,4-400		400	750,6	150,6	АВВГ	3(3×185+ 1×150)	810	ВА5341	1000	800	10	4000	25	0,169	0,0596

Примечание.

7. 
   В строках приведены расчеты и выбор электрооборудования для одного станка.
   
8. 
   В строке ШР и СП приведены n_э в столбце n, расчетная мощность в Р_н, расчетный ток в I_р, питающий кабель и защитная аппаратура, установленная в ШМ.
   
9. 
   Расчетный ток ШР3 меньше номинального тока продольно-строгального станка, поэтому за расчетный принят номинальный ток этого электроприемника и для обеспечения селективности защиты выбран выключатель ВА08-0403 с регулируемым временем срабатывания расцепителя.
   
10. 
    Р_∑ для мостового крана определяется по формуле
    

.

11. 
    При выборе аппаратов защиты в линии с КУ вместо Р_н указывается Q_нкб и согласно ПУЭ (п. 5.6.15) должно выполняться условие: .
    

Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения. Если экономически выгодное сечение для ЛЭП 6 – 10 кВ приводит к сверхдопустимым отклонениям напряжения у электроприемников, то значениями экономической плотности тока пренебрегают.Термически стойкое сечение определяется по формулегде I_∞ – ток короткого замыкания в установившемся режиме (для источника безграничной мощность – начальное действующее значение тока короткого замыкания), кА, t_пр – приведенное время короткого замыкания; С – тепловая функция, зависящая от типа кабеля и напряжения питания, табл. 14. и 2.72 [2].Таблица 14Значения С для кабелей и шин 6 и 10 кВ

Кабель	Функция С, А∙с2/мм2, при напряжении кабеля, кВ		Расчетная температура проводника, 0С
	6	10	Т*дд	Тк
Кабели с алюминиевыми однопроволочными жилами и бумажной изоляцией	92	94	65	200
То же, с многопроволочными жилами	98	100	65/60	200
Кабели с медными однопроволочными жилами и бумажной изоляцией	140	143	65/60	200
То же, с многопроволочными жилами	147	150	65/60	200
Кабели с алюминиевыми жилами и поливинилхлоридной или резиновой изоляцией	75	78	65	150
То же, с медными жилами	114	118	65	150
Кабели с алюминиевыми жилами и полиэтиленовой изоляцией	62	65	65	120
То же, с медными жилами	94	98	65	120
Медные шины	165	165	70	300
Алюминиевые шины	95	95	70	200

В числителе – для кабелей 6 кВ, в знаменателе – для кабелей 10 кВПример выбора высоковольтного кабеля.Согласно [11] в качестве питающего кабеля выбирается кабель ААБл (алюминиевые жилы в бумажной изоляции, алюминиевая оболочка, бронированный стальными лентами, в составе подушки лавсановая лента) с однопроволочными жилами, проложенный в земле в траншее (рис. 12).Рис. 12 Конструкция кабеля ААБл 10 (1.Токоведущая жила (мягкий алюминий) с отличительной окраской. 2.Изоляционная бумага с пропиткой (фазная изоляция). 3.Бумажный жгутовой заполнитель 4.Поясная изоляция (бумажная пропитанная). 5.Лента – экран (токопроводящая бумага). 6.Оболочка – алюминий. 7.Подушка: битум + крепированная бумага. 8.Броня: стальные ленты. 9.ПВХ шланг – внешняя оболочка и волокнистый наружный покров.)Экономическая плотность тока для кабелей с бумажной изоляцией при Т_м=4000 часов по табл. П8.7 – 1,4 А/мм². Расчетный ток, протекающий по проводнику в нормальном режимегде Р_р, Q_р – расчетные активная и реактивная мощность цеха; Q_нкб – реактивная мощность выбранной низковольтной стандартной батареи; U_н – номинальное напряжение высоковольтной питающей сети.Экономическое сечение мм².Полученное сечение согласно стандартной шкале округляем до ближайшего 25 мм², длительно допустимый ток по табл. П8.5 – 90 А.По нагреву током рабочего режима проходит. Ток послеаварийного режима соответствует току трансформатора с учетом допустимой перегрузки (см. выше)Кабель по нагреву послеаварийным током проходит.Для определения термически стойкого сечения рассчитывается ток короткого замыкания в начале кабельной линии (т. К1 рис. 13).гдеU_ср – среднее напряжение ступени КЗ, по ПУЭ принимается на 5 % больше номинального напряжения сети.Точка короткого замыкания питается от источника безграничной мощности, периодическая слагающая тока короткого замыкания незатухающая