Насосная станция

Для данного электроприемника выбираем кабель АВВГ 3x16+1x10 с допустимым током I_доп = 50 А.

По условию допустимого  нагрева и длительности тока;

                                            I_доп ≥ I_{р ном}                                              (24)

где: I_доп - допустимый ток кабеля.

50 ≥ 37,31

2.3.3 Расчет токов тепловых расцепителей автоматов, производим по

условию [25]:

                                                           I_т.р.> 1,25 I_{р ном}                                   (25)

где: I_т.р - ток теплового расцепителя выбираем по таблице 3.62 [2].

I_т.р.> 1,25 · 37,31 = 46,63

По условию (25) выбираем автоматический выключатель типа ВА51-25-100 с током I_т.р. = 50.

Производим проверку электромагнитной отсечки автоматов по условию ложного срабатывания при пуске электродвигателя по формуле [26]:

                                I_{ном эл.магн.от} = 12 I_homt.p ≥ 1,2 I_пуск                                      (26)

где: I_{ном эл.магн.от} - номинальный ток электромагнитной отсечки;

         I_пуск - пусковой ток электроприемника

I_{ном эл млгн.от} = 300 ≥ 298,48

 

2.3.4 Проверяем сечение  выбранных проводов по условию  допустимого нагрева, на соответствие защиты по условию [9]:

                I_доп ≥ К₃ · I_номт.р                                  (27)

где: I_доп - допустимый ток кабеля или провода;

       К₃ - коэффициент минимально-допустимой защиты, выбирается по таблице

             3.10 [9], в данном случае берем К₃ = 0,8.

50 ≥ 0,8 · 46,63

Данные остальных расчетов по кабелям, проводам и автоматическим выключателям заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – данные по кабелям, проводам и автоматическим выключателям

Наименование  элекгроприемника	η %	Iр ном	S  мм2	Iдоп А	Iпуск А	марка и сечение кабеля	Тип автомата	Iдном р.т.р А	Iном эл.маг.отсечи А	Iном т.р. автомата А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
вентиляторы	0,9 2	37,3 1	16	50	298,4	АВВГ 3x16+1x10	ВА 51- 25-25	46,63	300	50
Электронагреватели отопительные	0,9 2	68,6	35	75	480	АВВГ 3x35+1x16	ВА 51- 33-100	85,75	1130	100
Насосные агрегаты	0,8 9	31,5	16	50	252,1	АВВГ 3x16+1x10	ВА 51- 25-25	39,7	300	50
Дренажные насосы	0,9 1	35,9	16	50	287,6	АВВГ 3x16+1x10	ВА 51- 25-25	44,8	300	50
Металлообрабатывающие станки	0,8 8	64,7	35	75	453	АВВГ 3x35+1x16	ВА 51- 33-100	80,87	1130	100
Кран-балка ПВ=25%	0,87	24,3	6	27	170,1	АВВГ 3 x6+1x4	ВА 51- 25-100	30,38	600	50
Сварочные агрегаты	0,8 2	144, 1	70	12 5	1008, 6	АВВГ 3x70+1x16	ВА 51- 33-160	169,8	1716	160

 

2.4 Расчет и выбор магистральной линии

 

Шинопроводом называется жесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1 кВ поставляемый комплектно секциями. При магистральной схеме электроснабжения, электроприемники могут подключатся в любой точке магистрали.

 

2.4.1 Определяем расчетный  ток шинопроводов по формуле  [28]:

                                           I_ШРА = S_p / √3U_НОМ                                         (28)

где: I_ШРА - расчетный ток шинопровода;

       S_p - расчетная мощность узла;

       U_hom - номинальное напряжение.

I_{ШРА I} = 200,3 / √3 · 0.38 = 304,32 А

I_{ШРА II} = 212.16 / √3 · 0.38 = 322,34 А

По таблице 2.2 [10] выбираем шинопровод марки ШРА4-400-32-IУЗ.

2.4.2 Производим расчет потери напряжения на шинопроводе по формуле [29]:

                           ∆U_ШРА = √3 · I_ШРА · l (r₀ · cosφ + x₀sinφ)                   (29)

где: ∆U_ШРА - потеря напряжения на шинопроводе;

l         - длинна шинопровода в километрах;

r₀         - удельное активное сопротивление одной фазы, трехфазной системы

             Ом/км;

x₀        - удельное индуктивное сопротивление одной фазы трехфазной

             системы Ом/км;

cosφ   - коэффициент мощности узла;

sinφ    - определяется по cosφ.

По таблице 110 [6] выбираем r₀ = 0,15 и х_о = 0,13.

По таблице Брадиса  определяем sinφ = 0,68.

∆U_{ШРА I} =√3 · 304,32 · 0,05 (0,15 · 0,94 + 0,13 · 0,33) = 4,84

∆U_{ШРА II} =√3 · 322,34 · 0,05 (0,15 · 0,73 + 0,13 · 0,68) = 5,52

Потери напряжения на шинопроводе ∆U_{ШРА I} % (380 ÷ 4,84) – ∆U_{ШРА II} % = 0,7 % <5 %, ∆U_{ШРА II} % (380÷5.52) - ∆U_{ШРА II} % = 0,96 % < 5 %, что соответствует требованию ПУЭ. Данные шинопровода вносим в таблицу 5.

 

 

 

Таблица 5-Данные шинопровода

Тип шинопровода	IШРА А	Iном А	Iуд кА	Uhom В	Сечение фазы мм2	∆U %
ШРА4-400-32-1 УЗ	304,32	400	25	380	50x5	0,7
ШРА4-400-32-1 УЗ	322,34	400	25	380	50=<5	0.96

 

 

2.5 Расчет и выбор питающего кабеля КТП

 

Кабельные линии больших  сечений предназначаются для  питания крупных электроприемников, распределительных щитов, шкафов и шинопроводов.

Сечение кабельной линии  выбираем по методу экономического сечения  и плотности тока. Для данного проекта выбираем кабель на напряжение 10 кВ, при односменной работе с максимальным периодом включения Т_мах = 1000÷3000 часов и принимаем экономическую плотность тока j_ЭK = 1,6 А/мм²

2.5.1 Определяем номинальный  расчетный ток питающего кабеля  по формуле [30]:

                          I_НОМ.Р = S_{НОМ тр-ра} / √3U_НОМ                                                      (30)

где: I_hom.p - номинальный расчетный ток питающего кабеля;

         S_{hom тр-ра} - номинальная полная мощность трансформатора;

        U_hom - номинальное напряжение трансформатора.

I_НОМ.Р = 400 / 10,2 = 39,2 А

2.5.2 Определяем экономическое сечение кабеля по формуле [31]:

                                               S_ЭК = I_НОМ / j_ЭК                                               (31)

где: S_ЭК - экономическое сечение жилы кабеля;

       j_ЭК - экономическая плотность тока;

S_ЭК = 39,2 / 1,6 = 24,5 кB·A

По таблице 3.192 [3] принимаем ближайшее стандартное сечение кабеля S=35 мм² с доступным током I_доп = 75 А.

2.5.3 Производим проверку выбранного сечения по условию допустимого нагрева по формуле [32]:

                                                       I_доп ≥ I_{hom. р}                                                                                           (32)

75 ≥ 39,2

Выбираем кабель марки  АСБУ с жилами 3x35 мм².

2.5.4 Рассчитываем кабель на потерю напряжения по формуле (29) на один километр длины. Для этого по таблице П 2.1 [9] выбираем удельное активное сопротивление r₀ = 1,98 Ом/км и по таблице П 2.3 [9] выбираем индуктивное сопротивление х₀ = 0,11 Ом/км для кабеля с алюминиевыми жилами.

 

∆U = √3·39,2·1(1,98·0,73+0,11·0,68) = 103,21

Потери напряжения кабеля в процентах составляют ∆U % = 1,03% < 5%, что соответствует требованию ПУЭ.

Для данного КТП выбираем два кабеля марки АСБУ (3х35) по таблице 3.29 [3].

 

2.6 Расчет освещения  рабочей зоны

 

Существуют несколько  методов расчетов освещения: точечный, по удельной мощности, по условной мощности и специальные методы.

В данном проекте расчет рабочего освещения производится по методу коэффициента использования.

2.6.1 Определяем показатель  помещения по формуле [33]:

                                          i = AB / H (A + B)                                              (33)

где: i - показатель помещения;

       А  - длина помещения;

       В - ширина помещения;

       Н - высота от рабочей поверхности до светильника.

i = 54·102 / 7·(54+102) = 5,04

Для освещения рабочей зоны выбираем лампы ДРЛ-400 и по формуле [7] определяем параметры: коэффициент использования - U = 0,8; световой поток - Ф_л = 23·10³ Лм; коэффициент запаса К_зап = 1,5.

Для данного цеха принимаем  коэффициент минимальной освещенности по формуле [1] - Z= 1,15.

2.6.2 Определяем необходимое количество светильников по формуле:

                          N_св = Е_норм · S · К_зал · Z / Ф_л · U                           (34)

где: N_св - количество светильников;

Е_норм - нормируемая освещенность помещения Е_норм = 300 Лк;

S - площадь помещения

N_св =  300·(54·102) ·1,5·1,15 / 23000·0.8 = 154.9 = 155 (шт)

2.6.3 Расстановку светильников по площади цеха производим следующим образом :

 

Рисунок 1. Расстановка  светильников.

 

2.6.4 Для определения размещения светильников в цеху составляем уравнение и решаем:

L_A / L_B = 1

(n_A+1) (n_B+1) = N_CB

L_A · n_A + 2 · 0.5 · L_A = A

L_B · n_B + 2 · 0.5 · L_B = B

 

где: L_А - расстояние между светильниками по длине помещения;

       L_В - расстояние между светильниками по ширине помещения;

       n_А - количество расстояний между светильниками по длине помещения;

       n_В - количество расстояний между светильниками по ширине

               помещения.

Упростим систему уравнения:

L_A = L_B

(n_A+1) (n_B+1) = N_CB

L_A (n_A + 1) = A

L_B (n_B + 1) = B

 

Перемножаем уравнения  три и четыре:

L_A·L_B(n_A+1)(n_B+1)=AB

Упрощаем дальше:

L_A·L_B·N_cb=AB

Допустим, что L_A=L_B, тогда:

L_A=L_B = √АВ/N_св

L_A=L_B = √102·54/155= 5,96 = 6 м

2.6.5 Определяем количество  светильников по длине, по формуле  [36]:

                                              N_A = A / L_A                                                  (36)

где: N_А - количество светильников по длине помещения.

N_А = 102 / 6 = 17 (шт)

2.6.6 Определяем количество светильников по ширине помещения:

N_В = В / L_В

где: N_B - количество светильников по ширине помещения.

N_B = 54 / 6 = 9 (шт)

2.6.7 Определяем фактическое количество светильников по формуле [37]:

                           N_факт = N_A·N_b                                                         (37)

где: N_факт - фактическое количество светильников

N_факт =17·9=153 (шт).

2.6.8 Определяем фактическую освещенность помещения по формуле [38]

                                     Е_ФАКТ = (Е_НОМ · N_ФАКТ) / N_СВ                                     (38)

где: Е_ФАКТ - фактическая освещенность помещения.

Е_ФАКТ = (300 · 153) / 155 =  296,1 Лк

Согласно ПУЭ увеличение освещенности допускается до 20%, а уменьшение до 10% от нормируемой освещенности. Так как в данном расчете Е_ФАКТ ~ Е_норм приходим к выводу, что расчет произведен, верно, и соответствует ПУЭ.

2.6.9 Определяем расстояние  между светильниками и стеной  по длине помещения, по формуле [39]:

  l_A = L_A / 2                                                (39)

где: l_A - расстояние между стеной и крайним светильником по длине.

l_A = 6 / 2 = 3 м

2.6.10 Определяем расстояние  между светильниками и стеной  о ширине помещения.

l_B = L_B / 2

где: l_B - расстояние между стеной и крайним светильником по ширине

  помещения.

l_B = 6 / 2 = 3 м

2.6.11 Уточняем расстояние  между светильниками по формуле  [8]:

n_A·L_A·2·0,5·L_A = А

n_А = N_A - 1

n_А = 17-1 = 16

16·16+2·0,5·6 = 262

L_A = A / N_A

6 = 262 / 17 = 15,4

16 = 16

n_B·L_B·2·0,5·L_B = В

n_B = N_B - 1

n_B = 9-1 = 8