Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование»

Г Д А В А 3 Расчет и планировка силовых сетей В этом разделе необходимо: 1. Произвести расчет электрических силовых нагрузок цеха. 2. Рассчитать и выбрать по справочникам пусковую и защитную аппаратуру. 3. По найденным расчетным значениям токов выбрать сечения и марки силовых питающих линий. 4. Выбрать и разместить на плане цеха распределительные устройства. 3.1. Расчет электрических силовых нагрузок цеха Величина максимальной (расчетной тридцатиминутной) активной мощности для группы из «n» электроприемников определяется произведением коэффициента спроса на величину суммарной установочной мощности электроприемников. Pm= Pн.гр. Кс; Qм=Рм tgφср.в. при m3; Кс = 1, где m – число групп электроприемников с однородным режимом работы. При большом количестве электроприемников с различными режимами работы, присоединенными к одному силовому распределительному пункту, следует все электроприемники разбить на отдельные группы с одинаковым режимом и для каждой группы отдельно определить максимальную мощность. Суммарная максимальная активная нагрузка всех групп электроприемников определяется как сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп: Pm= Pн.гр. = Кс=Рн.гр. ∙ где m – число групп электроприемников с однородным режимом работы. Суммарная максимальная реактивная нагрузка определяется аналогично: Qм= Qм.гр.= Кс ∙ Qн.гр. Средневзвешенный коэффициент мощности определяется из выражения: Cosφср.в. = = Средневзвешенный tg φ определяется из выражения: tgφср.в.= Расчетный ток магистрали Im определяется по формуле: Im== Результаты расчетов свести в таблицу, аналогичную таблице 4.1. Пример 3.1. Определить максимальную (30-ти минутную) нагрузку на шинах РП, питающего цех со следующими силовыми электроприемниками: 6 электродвигателей центробежных насосов 7 электродвигателей центробежных вентиляторов 1 электродвигатель мешалки 15 электродвигателей задвижек с электродвигателем Решение: Расчетные данные сведены в таблицу 3.1. Разбить электроприемники на группы с одинаковым режимом работы Составить сводную ведомость электроприемников цеха, с разбивкой по группам, аналогично табл. 3.3 Определить средневзвешенный cosφ электроприемников цеха По найденному cosφср.в. найти tgср.в. Найти по справочнику коэффициент спроса Кс см. [4] [11] Определить расчетную активную нагрузку: Рм= Определить расчетную реактивную нагрузку: Qм=φср.в. Определить полную мощность цеха: Sm= Определить максимальный расчетный ток: Im= 3.1. Алгоритм определения расчетных нагрузок цеха методом коэффициента спроса Таблица расчетных силовых электрических нагрузок в сети 380/220В Таблица 3.1. № п/п № группы Наименование технологического оборудования Кол-во приемников Установленная мощность (кВт) Кс Расчетная нагрузка Im /A/ одного общая активная Рм /кВт/ реактивная Qм /кВАр/ полная Sм /кВА/ 1. 1 Центробежные электронасосы 8 2-10 кВт 2-22 кВт 1-13 кВт 2-1,5 кВт 1-4,0 кВт 1-3,0 кВт 65 0,75 48,75 30,3 57,3 86,81 2. 2 Центробежные вентиляторы 7 6-2,2 кВт 1-0,12 13,3 0,6 7,98 5,47 9,67 14,65 3. 3 Мешалка 1 7,5 7,5 1,0 7,5 5,2 9,13 13,83 4. 4 Задвижки с электроприводом 15 0,4 6 0,9 5,4 3,7 3,7 1,51 Итого по цеху: 31 91,8 91,8 - 0,83 69,63 44,67 82,65 125,23 3.2. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры По данным расчетов см.таблицы 3.3. и 4.1. выбираются пусковая и защитная аппаратура. Выбор пусковой аппаратуры для силовых электроприемников цеха производить по следующим параметрам и условиям: 1. По параметрам рабочего режима (по току, напряжению, роду тока и частоты сети, по частоте включений). 2. По характеру окружающей среды. 3. Требуемой защитности от попадания внутрь аппарата посторонних предметов, пыли и воды (по требуемой стандартной степени защиты). 4. Требуемой пожаро- и взрывозащищенности. 5. С учетом применяемых систем защит. 6. Требуемому быстродействию. 7. Требуемому способу управления (местного, дистанционного). При расчете и выборе защитной аппаратуры необходимо учитывать, что, согласно ПУЭ, сети разделяются на 2 группы: а) защищаемые от перегрузки и токов короткого замыкания; б) защищаемые только от токов короткого замыкания. Во всех случаях защитная аппаратура должна обеспечить надежное отключение короткого замыкания. Это условие выполняется, если: - ток однофазного короткого замыкания в сетях с глухозаземленной нейтралью: а) в 3 раза и более превышает номинальный ток плавкой вставки предохранителя и номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику; б) в 1,1 раза и более превышает ток срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель. Для сетей, прокладываемых вл взрывоопасных помещениях допустимые кратности тока короткого замыкания увеличиваются до: а) 4-х по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя; б) 6-ти по отношению к номинальному току расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой. Для сетей, защищаемых только от токов короткого замыкания ток короткого замыкания: а) в 5 раза и более превышает номинальный ток плавкой вставки предохранителя; б) в 1,5 раза и более – ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Для расчета пусковой и защитной аппаратуры расчетный ток для электроприемников: Iрасч. = К3 где К3 - коэффициент загрузки см.таблицу 3.1. (при отсутствии данных К3 =I). Iном. – номинальный ток, А, см. табл.3.1. Формулы для определения Iном. для различных типов электроприемников: 1. Для 3-х фазных электродвигателей длительного режима: Iн.= 2. Для однофазных электродвигателей длительного режима, включенных на линейные напряжения: Iн.= 3. Для однофазных электродвигателей длительного режима, влюченных на фазное напряжение: Iн.= 4. Для двигателей повторно-кратковременного режима все формулы аналогичны, необходимо лишь учесть ПВ: Рн.=Рпасп где Рпасп - паспортная мощность ПВ - относительная продолжительность включения. 5. Для сварочных трансформаторов, трехфазных, включенных на линейное напряжение и однофазных, включенных на линейное или фазное напряжение. Iн.=; Iн.=; Iн.= 6. Для печных и других трансформаторов длительного режима формулы аналогичны, лишь отсутствует сомножитель а). Выбор предохранителей Для электроприемников и проводников, не испытывающих больших пусковых токов (лампы накаливания, электронагревательные приборы) плавкая вставка выбирается по расчетному току: IПВ При защите ответвления, идущего к одиночному электродвигателю при легких и тяжелых пусках (электродвигатели вентиляторов, насосов, станков и т.п.) ток вставки IПВ, где Iпик - пиковый ток, А. Для одного асинхронного двигателя пиковый ток Iпик= Iпуск= Iн, где Iпуск и Iн - соответственно пусковой и номинальный токи, А Кп - кратность пускового тока по отношению к номинальному (см.справочник), L - коэффициент, учитывающий характер и частоту пуска для двигателей с частыми или длительными пусками L =(1,6-2). Для двигателей с легкими условиями пуска L =2,5. При защите магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку: Iн.в. где Iкр - максимальный кратковременный ток линии: Iкр = Iпуск + Iдл, см. (11 стр.132). Для защиты ответвления, идущего к сварочному аппарату, номинальный ток плавкой вставки выбирают из соотношения: Iп.в. где Iсв – номинальный ток сварочного аппарата при номинальной продолжительности включения, А. ПВ - относительная продолжительность включения. Селективность (избирательность) защиты плавкими предохранителями магистральной линии с ответвлениями достигается последовательным возрастанием номинального тока плавких вставок на отдельных участках линии по мере приближения к пункту питания. Плавкие предохранители выбираются по 1. Номинальному напряжению 2. Расчетному току 3. Отключающий способности 4. Селективности Выбор сечения и марки провода Алгоритм выбора плавких предохранителей и сечения провода. Пример 3.2. Выбрать предохранитель для защиты электродвигателя АО2-32-2 вентилятора Pном=4кВт, Iном=8А, Iп – 5,6А, с напряжением сети 220/380 В. Расчетный ток Iрасч. = К3 ∙ Iном, т.к. К3 неизвестен, то принимаем К3= I, тогда Iрасч. = 8А. IПВ принимаем IПВ =25А По справочнику выбираем НПН – 60 По расчетному току выбираем провод марки АПВ 3 (1х2,5) с Iдоп.пр=19А≥ Iрасч., то есть 19А>8А. Проверяем, защищает ли предохранитель провод от КЗ IПВ ≤ 3∙Iдоп.пр, т.е. 25<3 ∙ 19=57А. Выбранная плавкая вставка удовлетворяет всем условиям. б). Выбор тепловых элементов реле магнитных пускателей для электродвигателей с длительным режимом работы производится по номинальному току электродвигателя Iн.э. Iн.д. где Iн.э. - номинальный ток нагревательного элемента Iн.д. номинальный ток двигателя. в) Выбор тепловых и комбинированных расцепителей автоматов с нерегулируемой обратно зависимо от тока характеристикой как для ответвлений к одиночным двигателям, так и для линий, питающих группу, производится по расчетному току цепи: Iн.а. Iм где – Iн.а.- номинальный ток расцепителя автомата; Iм - расчетный ток цепи г) Выбор тепловых расцепителей автоматов с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой производится по расчетному току: Iтр.а. 1,25 ∙Iм где Iтр.а. - ток трогания расцепителя автомата; Iм - расчетный ток цепи. д) Выбор электромагнитных расцепителей автоматов производится по кратковременному току установки (для электродвигателя Iпуск.а. = Iкр) Iпуск.а. 1,25 ∙Iкр где Iпуск.а. - ток установки расценителя автомата; Iкр - кратковременный ток установки. Установка автоматов, имеющих только электромагнитные расцепители (отсечки) на ответвлениях к короткозамкнутым электродвигателям не рекомендуется, то есть это вызывает резкое увеличение сечений проводов. Результаты расчетов и выбора пусковой и защитной аппаратуры сводятся в таблицу 4.2. Сводная таблица силового электрооборудования Таблица 3.2. № п/п Наименование технологического оборудования Количество (шт.) Мощность (кВт) Каталожные данные электроприемника Пусковая аппаратура Защитная аппаратура ТИП Исполнение Рн (кВт) n (об/мин) Iн (А) Cos φн ήн % Кi мм/мн Кэ Тип пускателя Исполнение Тип теплового реле Iн теплового элемента (А) Предел рег-я Тип кнопки Исполнение кнопки Тип автомата Тип расцепителя Уст. расцепителя (А) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Пусковую аппаратуру выбрать по: 1. Параметрам рабочего режима (I, сети, вкл.) 3. Требуемой защищен-ности от попадания пыли, влаги и т.п. 5. Типу применяемых систем защит 7. Требуемому способу управления (местные, дистанционные) 2. Характеру окружающей среды 4. Требуемой пожаро- и взрывозащи-щенности 6. Требуемо-му быстро-действию Рис. 3.3. Алгоритм выбора пусковой аппаратуры Для защиты ответвлений к электродвигателям Автоматические выключатели с: Рис. 3.4. Алгоритм выбора автоматических выключателей для ответвлений к электродвигателям. Для защиты сетей от Iф. КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью защитная аппаратура должна срабатывать при условии Для предохранителей и автоматов, с регулируемой характеристикой Автомат с электромагнитным расцепителем Сети в нормальной среде Рис. 3.5. Алгоритм выбора автоматов и предохранителей для защиты сетей от токов К.3. 3.3. Расчет и выбор сечений силовых распределительных линий Сечения жил проводов и кабелей напряжением до 1000В по условию нагрева определяют из таблиц 5.10-5.12 11 в зависимости от величины расчетного тока. См. табл. 3.2. При этом должно выполняться 2 условия: 1. Условие нагрева длительным расчетным током Iнорм.доп. /4.1./ 2. Условие соответствия сечения привода выбранному аппарату защиты: Iнорм.доп. , /4.2./ где Кпопр. - поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей Кзащ. - кратность защиты, т.е. отношение длительно допустимого тока для проводов или кабелей к току срабатывания защитного аппарата, см. (11 табл. 5.13). Iзащ. - ток срабатывания защитного аппарата, А. При нормальных условиях прокладки Кпопр. = I, соотношения /4.1/ и /4.2/ упрощаются: Iнорм.доп. Iдл. Iнорм.доп. Кзащ. ∙ Iзащ. Ддя взрывоопасных помещений: Iнорм.доп.1,25 Iдл. Выбранные сечения жил проводов и кабелей по току нагрузки, то есть рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения, за исключением силовых сетей, питающихся от встроенных и пристроенных комплектных подстанций КТП и КТПН. Согласно ПУЭ и ГОСТ 13109-67 для силовых сетей, отклонение напряжения от номинального должно составлять не более 5%. Эти требования обусловлены тем, что величина вращающего момента асинхронных электродвигателей зависит от квадрата подведенного напряжения // и его уменьшение ниже допустимого не обеспечит пуск механизмов. Для 3-х фазной линии с несколькими нагрузками где n – количество участков линии ro и хщ - активное и реактивное сопротивление проводов /Ом/км/ P и Q – активная и реактивная мощность в линии. L – длина линии /км/. - номинальное напряжение в линии /кВ/. Составить сводную таблицу силовых распределительных сетей. Выбрать сечения жил проводов и кабелей по условиям нагрева Iнорм.доп. Iдоп. /11 табл. 5.12/ Проверить соответствие сечения провода или кабеля условиям максимальной токовой защиты Iнорм.доп. Iзащ. Кзащ./Кпопр. /11 табл. 5.13/ 3. Проверить соответствие сечения провода или кабеля условиям защиты от коротких замыканий /алгоритм 4.5/ 4. Определить длину провода или кабеля от РП до наиболее удаленного электроприемника 5. Найти по справочнику удельное активное сопротивление провода или кабеля ro Ом/км 6. Найти удельное реактивное сопротивление провода или кабеля Хо Ом/км 7. Проверить сечение провода или кабеля на потерю напряжения 8. Результаты выбора сечений жил проводов и кабелей свести в таблицу 4.3. Рис. 3.6. Алгоритм определения сечения силовых распределительных линий. 3.4. Выбор и размещение на плане цеха распределительных устройств При выборе распределительных устройств напряжением до 1000В и размещении их на плане цеха необходимо учитывать: 1. Характер среды в цехе и соответственно исполнение РП или место их размещения. 2. Количество групп электроприемников V до 1000В. 3. Величину напряжения электроприемников. 4. Величину расчетного тока в распределительной цепи от РП до электроприемников. 5. Тип защитной и пусковой аппаратуры, их токи срабатывания и кратность защиты. Распределительные устройства выбрать в зависимости от: Величины напряжения электроприемников Величины расчетного тока от РП до электроприемников Характера среды в цехе Количества групп электроприемников Типы пусковой и защитной аппаратуры, токов ее срабатывания, кратности защиты Рис. 3.7. Структурная схема выбора распределительных устройств в цехе 1. Рассчитать электрические силовые нагрузки цеха. См. алгоритм 4.1. 2. Рассчитать и выбрать пусковую и защитную аппаратуру. См. алгоритм 4.2-4.5. 3. Рассчитать и выбрать сечения распределительных сетей. См. алгоритм 4.6. 4. Выбрать и разместить на плане цеха распределительные устройства. См. алгоритм 4.7. Рис. 3.8. Алгоритм выполнения главы 3.

Похожие:

	Методические указания по курсовому проектированию на тему: «Пожарная... Методические указания по курсовому проектированию на тему: «Пожарная безопасность в строительстве» (для всех форм обучения специальности...		Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Операционные системы» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Операционные системы» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Методические указания по курсовому проектированию для студентов экономических... Департамент кадровой политики и образования ставропольский государственный аграрный университет
	Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине» Налоговая... Тема – Методические аспекты учета финансовых результатов в пассажирских автотранспортных организациях		Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Программная инженерия» Документирование процесса разработки программных средств с использованием uml: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине...
	Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Проектирование асоиу» «Проектирование асоиу» / Сост. Агарунова Л. А.; Волгоград гос техн ун-т, Волгоград, 2003. – 26 с		Проектирование микропроцессорных систем методические указания к курсовому проектированию ...
	Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности... Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования		Методические указания к курсовому проектированию «Информационные... Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Методические указания и задания к контрольной работе по дисциплине... Дисциплина "Проектирование трикотажного производства" рассматривает совокупность технологических процессов изготовления изделий,...		Методические указания по дипломному проектированию, разрабатываемые выпускающими Методические указания к дипломному проектированию (часть 2) по специальности 270113 «Механизация и автоматизация строительства» на...
	За верность профессии Методические указания по курсовому проектированию на тему: «Пожарная безопасность в строительстве» (для всех форм обучения специальности...		Третий возраст Методические указания по курсовому проектированию на тему: «Пожарная безопасность в строительстве» (для всех форм обучения специальности...
	Решение №32 от 24 января 2011 г Методические указания по курсовому проектированию на тему: «Пожарная безопасность в строительстве» (для всех форм обучения специальности...		Программа компьютерный ликбез Методические указания по курсовому проектированию на тему: «Пожарная безопасность в строительстве» (для всех форм обучения специальности...