Электроснабжение автоматизированного цеха

 

      9. Расчет качества электроэнергии в момент пуска наиболее мощного электропотребителя.

     Просчитаем  просадку напряжения в сети от двигателей мощностью больше 10 кВт при подключении их к одним щитам совместно с маломощными двигателями.

     Для этого будем использовать формулу: 

     ΔU=ķ*I_пуск/I_n∞*l_{max (двиг.)}/ l_{общ (пров.)};      (12)

где       ķ-коэффициент, который примем равным 1.2,

      I_пуск-ток мощного двигателя при пуске,

     I_n∞-длительно допустимый ток кабеля, отходящего от ВРУ,

     l_max-длина провода до мощного двигателя,

     l_общ-длина провода до наиболее удаленного двигателя.

     Применительно к оборудованию установленному в  данном цехе, мы должны были бы взять в расчет просадки напряжения компрессор, но примем допущение, что компрессор имеет пять ступеней переключения камер давления. Исходя из этого допущения, пуск двигателя осуществляется не на полную мощность, следовательно, просадка напряжения в сети от него наблюдаться не будет и двигатели, питающиеся после компрессора будут нормально работать.

     Для мостового крана примем допущение, что  он имеет систему частотного регулирования пуска. Следовательно, он никаких нарушений в работу остального оборудования внести не сможет.

      Расчет  просадки напряжения проведем для гайковысадочного автомата, который  является наиболее мощным  потребителем в сети. 

     Для ШР6:

      Определим просадку от двигателя Р = 18,5 кВт (АИР160М4). 

      В результате расчета получаем просадку напряжения ΔU = 0,5 В. 

      Полученные  значения ΔU не выходят за пределы допускаемых отклонений. 

10. Расчет осветительных сетей, выбор типа, марки, и количества светильников

      На  промышленных предприятиях около 10% потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Проектирование осветительных установок заключается в разработке светотехнического и электрического разделов проекта.

      В светотехническом разделе решаются следующие задачи: выбирают типы источников света и светильников, намечают наиболее целесообразные высоты установки светильников и их размещение, определяют качественные характеристики осветительных установок.

      Электрическая часть проекта включает в себя выбор схемы питания осветительной установки, сечения и марки проводов, способы прокладки сети.

      Отечественная промышленность выпускает широкий  ассортимент источников света, предназначенных для использования в различных светотехнических установках. Важнейшим критерием выбора люминесцентных ламп для АЦ является длительный срок службы и высокая световая отдача.

      Расчет  осветительной установки будем  производить по методу коэффициента использования. При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности, определяется по формуле

      ,     (13)

где К_зап – коэффициент запаса, S – площадь освещаемой поверхности, E_Н – норма освещенности, z – коэффициент минимальной освещенности, η – коэффициент использования светового потока.

      По  значению Ф выбирается стандартная лампа, так что бы ее поток не отличался от расчетного значения на .

      Итак, для голтовочной, площадь которой  составляет S=96 м², E_Н=100 лк

      Предварительно  определим число светильников равно 8 по две лампы в каждом.

      По  Ф подбираем лампу ЛБ40 (Ф=1350 лм). Аналогично производится расчет для всех помещений АЦ с учетом необходимой нормы освещения.  Результаты  занесены  в таблицу 5. Светораспределение светильника является его основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях.  В помещениях с большой площадью и небольшой выстой целесообразно применять светильники более широкого светораспределения, что позволяет даже при значительных расстояниях между светильниками обеспечить равномерное распределение освещенности по рабочей плоскости. В проектируемом АЦ устанавливаем светильники с двумя люминесцентными лампами накаливания, которые характеризуются косинусной светотехнической характеристикой.

Таблица 5. Определение числа и мощности ламп в помещениях АЦ.

 

      Основное  требование к выбору расположения светильников заключается в доступности их обслуживания. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояние между светильниками или рядами светильников к расчетной  высоте, уменьшение его приводит к удорожанию ее обслуживания, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии. Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется устанавливать рядами, преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами. Размещение светильников в АЦ указано на плане. Высота подвеса светильников 2,5 м.

      Аварийное освещение обеспечивается светильниками  с лампами накаливания 100 Вт, расположение которых указано на плане и  прожекторами, расположенными над выходами из помещения (по одному над каждым выходом).

      Выбор напряжения для осветительной сети производится одновременно с выбором напряжения для силовых потребителей, при этом для отдельных частей установки учитываются также требования техники безопасности.

      Для светильников общего освещения рекомендуется напряжение не выше 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали и не выше 220 В переменного тока при изолированной нейтрали. Напряжение 220 В допускается применять для светильников общего освещения без ограничений их конструкций и высоты установки в помещениях без повышенной опасности, в электропомещениях, а также для светильников, обслуживаемых только квалифицированным персоналом. Светильники аварийного освещения для эвакуации должны быть присоединены к сети, независимой от сети рабочего освещения, начиная от щитка подстанции.

      Групповые щитки, расположенные на стыке питающих и групповых линий, предназначены для установки аппаратов защиты и управления электрическими осветительными сетями. При выборе типа щитков учитываются условия среды в помещение, способ установки щитка, типы и количество установленных в них аппаратов. В проектируемом АЦ используются следующий тип щитков: ЩО31-21 с автоматическим выключателем на вводе ВА 51-31 и на отходящих линиях ВА 51-25. Характеристики автоматических выключателей, используемых в осветительной сети, представлены в таблице 6.

     Щиты  освещения подключаются на фазное напряжение силовой сети. Для того, что бы избежать несимметричной нагрузки необходимо равномерно распределить общую мощность сети освещения по фазам.

     Щиты  освещения подключаются на фазное напряжение силовой сети. Для того, что бы избежать несимметричной нагрузки необходимо равномерно распределить общую мощность сети освещения по фазам (таблица 7).

Таблица 6. Выбор аппаратов для защиты сети освещения.

где Р_св – мощность всех светильников в одном помещение.

Таблица 7. Распределение общей мощности сети освещения по фазам.

 

11. Расчет заземляющих устройств, расчет токов короткого замыкания

     Заземляющее устройство выполнено в виде вертикальных заземлителей и горизонтального заземлителя по контуру здания.

      Для сетей 0,4 кВ его сопротивление не должно превышать R_З = 4 Ом. Здание цеха располагается на грунте – супесь с температурой +22 ºС. Измеренное удельное сопротивление, которого равно . С учетом коэффициента повышения сопротивления , удельное сопротивление грунта равно:

     Сопротивление вертикального заземлителя равно:

R₀ = (0,366·150/3,5) · lg(4·3,5/0,1) = 31,4 Ом,

     Число вертикальных заземлителей равно:

 шт.

     Вертикальные  заземлители располагаются по периметру  здания.

     Сопротивление горизонтальной металлической полосы равно:

,

     где  , длина полосы (периметр здания),