Аварийная – при аварии трансформатор на несколько минут могут выдержать без старения изоляции перегрузки до 100 %. В следствии своей инертности

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

S_тр-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 S_тр-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 P_п потолка, P_cстен, P_pпол). 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 = P_{ном о} х k_ПРА

k_ПРА =1,1 для ДРИ и ДРЛ;

k_ПРА =1,2 для ЛЛ со стартерами;

k_ПРА =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).

Для электропроводок экономичнее использовать пластмассовые, полиэтиленовые трубы по коррозийной стойкости.

По механической прочности они не уступают металлам, но значительно дешевле. Из стальных труб в первую очередь используют тонкостенные, и только в крайних случаях водогазопроводные.

Расчет силовых распределительных сетей

 

Силовые распределительные линии прокладывают от силовых шкафов или шинопроводов к отдельным электроприемникам. В результате расчетов выбирается сечение токоведущих жил проводов или кабелей и выбираются уставки защитных аппаратов в соответствии с ГОСТом 21.613-88 «Силовое оборудование. Рабочие чертежи.». В системах проектной документации для строительства и расчета сетей оформляются в виде схем и таблиц. На них должны быть указаны способы прокладки электрических цепей, марка и сечение жил для проводов и кабелей, длина участка сети.

Порядок расчета:

1.Выбирают марку провода или кабеля с учетом условий прокладки.

2.Выбирают сечение токоведущей жилы с двух условий:

·  Условие длительно допустимого нагрева максимальным расчетным током.

·  Соответствие длительно допустимых токов для выбранного сечения и установки защитных аппаратов.

Также сечение проводов и кабелей должно удовлетворять условию механической прочности, но эти условия не являются расчетными, так как в ПУЭ указываются минимальные сечения, обеспечивающие механическую прочность для силового оборудования, для алюминиевых жил S_min=2.5мм², для медных жил S_min=1,5 мм², для кранового оборудования для алюминиевых жил равен 4 мм², для медных жил равен 2.5мм².

Условие выбора сечения по длительно допустимому нагреву имеет вид: I_p<=I_дл.доп., где

I_p- расчетный ток, А

I_дл.доп. - длительно допустимый ток для стандартных сечений проводов и кабелей, то есть если в условиях эксплуатации ток в линии не превышает длительно допустимого тока провода или кабеля, то гарантируется нормальный срок службы изоляции и ее сохранность от преждевременного теплового износа.

Систематическое повышение тока в линии над допустимым значением (перегрузка) приводит к нарушению электрической прочности изоляции за счет старения. Длительно допустимые токи приводятся в ПУЭ в таблицах главы 1.3. с учетом материалов токоведущих жил и изоляции. Длительно допустимые токи устанавливаются по длительно допустимой температуре нагрева токоведущих жил с учетом температуры окружающего воздуха (земли). Например, для проводов и кабелей с пластмассовой изоляцией они приняты для температур жил +65⁰С, воздуха +25⁰С, для земли +15⁰С.

Если провода и кабели работают в условиях повышенных температур окружающей среды или других условиях, ухудшающих тепловой режим изоляции ( плохая теплоотдача), то на длительно допустимые токи вводят понижающие коэффициенты. В условиях пониженных температур поправочные коэффициенты больше 1, такие поправочные коэффициенты приводятся в ПУЭ.

Расчетные токовые нагрузки для электроприемников и линий к ним определяют по паспортным данным в зависимости от режима работы. Для одиночных электроприемников максимальным расчетным током будет их номинальный ток при продолжительном режиме.

Для трехфазного электроприемника: I_p= Pном/ 3*Uном*cos

Для однофазного электроприемника: I_p= Pном/ Uном*cos

Для приемников повторно – кратковременного режима работы номинальная мощность приводится к продолжительному режиму. Sном=Sпасп* ПВ (кВА), ПВ в относительных единицах (40%) (0,4).

Рном=Sпасп*ПВ*cos

Коэффициент мощности для отдельных видов электроприемников при отсутствии паспортных данных можно определить по справочным данным литературы [2], [3], [5] , [8].

При определении числа проводов, проложенных в одной трубе, нулевые защитные проводники не учитываются. Выбираем диаметр условного прохода трубы для электропроводок в зависимости от числа и сечения жил по справочным таблицам. Для выполнения второго условия выбора сечения необходимо определить ток срабатывания защитных аппаратов.

Для защиты распределительных линий и электроприемников, подключенных к ним, используются автоматические выключатели и плавкие предохранители. Эти аппараты устанавливаются в силовых распределительных шкафах или в распределительных шинопроводах.

В настоящее время электротехнической промышленностью выцпускаются шкафы с автоматическими выключателями серии ПР 8501 и ПР 8701.

Эти шкафы укомплектовываются выключателями ВА 51 с токовыми уставками 16, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 250 (А).

Шкафы с предохранителями выпускаются серии ШРС и могут быть укомплектованными предохранителями типа ПН 2, НПН 2. В качестве вводного аппарата в шкафах с предохранителями используются трехполюсные рубилники.

Шинопроводы позволяют установку и автоматов, и предохранителей. Автоматический выключатель имеет тепловой, электромагнитный и комбинированнный расцепители.

При наличии теплового расцепителя автомат осуществляет защиту от перегрузки. Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту от короткого замыкания. Комбинированный расцепитель выполняет защиту в линиии и электроприемниках от перегрузки и короткого замыкания. Предохранители предназначены для только от короткого замыкания.

Для надежного срабатывания защиты в условиях однофазного короткого замыкания в четырех проводных сетях напряжением до тысячи вольт должно соблюдаться условие I_K⁽¹⁾>=KIз.

 

Расчет питающих линий напряжением до 1 кВ

Для выбора сечения проводов или кабелей должны быть известны нагрузки в узлах (силовых шкафов, шинопроводов). Для примера рассмотрим расчет линий проложенных от ЦТП до ШР - 1 и ШР – 2. Распределительные шкафы от ЦТП могут быть запитаны по магистральной или радиальной схемам.

Магистральная схема – питающая сеть, проложенная в одном направлении по сопутствующим строительным конструкциям.

Радиальная схема – распределительные шкафы от ЦТП запитаны по отдельным линиям.

Радиальные схемы обладают повышенной надежностью по сравнению с магистральными, так как при повреждении одной линии вторая линия остается в работе. При магистральной схеме при повреждении магистрали в начале линии обе сборки остаются без напряжения, но магистральные схемы более экономичны за счет меньшего расхода проводов и кабелей. По магистральной схеме рекомендуется запитывать электроприемники одного технологического потока.

Сечение линий выбирают из следующих условий: