Модернизация системы электроснабжения цеха по производству хлебобулочных изделий ООО "Пальмира" Введение Задачи выживания и эффективного функционирования в условиях рыночной экономики приводят владельцев предприятий к поиску источников дополнительной прибыли. Среди них можно выделить три основных направления: повышение цены на выпускаемую продукцию, повышение объемов выпускаемой продукции и снижение затрат на единицу продукции, что при постоянной рыночной стоимости продукции, также дает дополнительную прибыль. Недопустимо рассматривать расходы на энергоносители в качестве накладных, что является достаточно распространенным явлением на российских предприятиях. Эти статьи расходов занимают существенную долю в себестоимости конечной продукции и требуют собственного целенаправленного менеджмента. В российской действительности в условиях постоянного повышения цен на энергоносители этот вопрос становится все более актуальным. Это особенно важно на крупных предприятиях, которые, ввиду рыночных отношений и снижения спроса на выпускаемую ими продукцию, вынуждены значительно снижать производственные мощности, причем такое снижение в некоторых случаях достигает 90% от проектных. В этих условиях предприятия вынуждены нести дополнительные затраты по содержанию неиспользуемых мощностей. Энергосбережение и углубление электрификации определяется обширной областью народного хозяйства, называемой электроэнергетикой. Система электроснабжения является частью этой области, которая может быть определена от границы раздела предприятия – энергосистемой до единичных электроприемников. В последнее время проблема энергоснабжения в России стала очень актуальной. В связи с расширением производства требуется увеличивать пропускную способность линий, отключающую способность коммутационного оборудования. Возникает необходимость замены действующего технически изношенного оборудования более современным, более мощным и усовершенствования всей системы электроснабжения. В настоящее время появились более точные методы расчета электрических сетей. В данной выпускной работе была поставлена задача модернизировать существующую систему электроснабжения цеха по производству хлебобулочных изделий ООО «Пальмира» в связи с износом оборудования и увеличением нагрузок. 1. Проектирование электрической части цеха 1.1 Краткая характеристика цеха и режим работы подстанции 1.1.1 Краткая характеристика цеха Согласно ПУЭ цеха по производству хлебобулочных изделий не относится к пожароопасной и взрывоопасной зонам. Защита проводов и кабелей в сетях до 1 кВ и выбор сечений должны производиться по току срабатывания при перегрузке кабельной линии, току срабатывания автомата при коротком замыкании. Сечение кабеля выбираем по длительно допустимому току нагрузки и проверяем на соответствие токовой защиты. В сетях выше 1 кВ они должны быть проверены по экономической плотности тока. Выбранное сечение кабеля должно быть проверено на термическую стойкость токов К.З. Согласно ПУЭ выбираем провода и кабели с алюминиевыми жилами, т.к. участок является не взрывоопасной зоной. Провода и кабели выполнены: а) провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией; б) кабели с резиновой, поливинилхлоридной и бумажной изоляцией в резиновой, поливинилхлоридной и металлической оболочках. Так как маловероятны повреждения проводников, то кабели и провода будем выбирать без защитной бронированной оболочки. 1.1.2 Режим работы подстанции Режим работы – двухсменный. 1.2 Категория потребителя по надежности электроснабжения 1.2.1 Категория потребителей по надежности электроснабжения Перерыв в электроснабжении не приведет к опасности для жизни людей, расстройству сложного технологического процесса и оборудования, а лишь к существенному недоотпуску продукции, простою людей, механизмов, промышленного транспорта. Поэтому согласно ПУЭ выбрана II категория по надежности электроснабжения. Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. 1.2.2 Режим работы нейтрали На низкой стороне применена глухо-заземленная нейтраль. Сопротивление заземления нейтрали определяется из следующих условий: а) предотвращение опасных последствий при пробое изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора; б) предотвращения недопустимого повышения напряжения фаз по отношению к земле и заземленных частей электроустановок низшего напряжения при замыканиях на землю. При данном режиме работы нейтрали автоматика быстро отключает аварийные участки, изоляция проводников выполняется на фазные напряжения, что более дешево, чем при изолированной нейтрали. Глухое заземление нейтралей электроустановок не только предупреждает возникновение в них дуговых перенапряжений, но и приводит к облегчению их изоляции по отношению к земле, что дает возможность снижения уровня изоляции, следовательно, и снижение затрат, причем экономия увеличивается с ростом напряжения сети. На высокой стороне будет использована изолированная нейтраль, так как токи короткого замыкания невелики и не требуется моментального отключения линий. 1.3 Выбор величины питающего напряжения Для внутрицеховых электросетей наибольшее распространение имеет напряжение 380В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электроприемников. Так как номинальное напряжение электроприемников равно 380В и единичная установленная мощность не превышает 250 кВт, то уровень питающего напряжения внутри цеха принят 380/220В, согласно номинальному напряжению потребителей цеха. 1.4 Определение расчетной мощности цеха Паспортные данные электродвигателей, необходимые для дальнейшего расчета, сводим в таблицу 1.1 Таблица 1.1 № Наименование потребителя Рн , кВт n, шт. Ки соsц КПД, % ПВ, % 1 Тестомешальная машина 4 9 0,6 0,75 100 40 2 Тестомешальная машина HYM 220-H (Турция) 5,5 20 0,6 0,8 100 40 3 Дежеподъёмник 2,2 11 0,65 0,7 100 40 4 Делитель теста 5,5 8 0,65 0,7 100 60 5 Привод расточного шкафа 1,5 9 0,6 0,45 100 60 6 Привод вентилятора 0,75 4 0,6 0,55 100 60 7 Циркуляционный вентилятор 3 4 0,65 0,55 100 40 8 Привод печи 4 4 0,65 0,5 100 60 9 Привод опрыскивания хлеба 0,25 4 0,45 0,6 100 60 10 Воздушная завеса 2 1 0,4 0,45 100 40 11 Освещение 35 0,85 0,8 100 60 12 Аварийное освещения 2 0,85 0,8 100 15 13 Вентиляция 6 0,8 0,8 100 40 1.4.1 Расчет мощности для потребителей группы В К группе В относятся электроприемники с Ки ≥0.6 Суммарная среднесменная активная мощность ∑Рсм =∑Руст ∙Ки (1.1) где ∑Рсм –суммарная среднесменная активная мощность, кВт; ∑Руст –установленная мощность электроприемника, кВт; Ки –коэффициент использования электроприемника [7] ∑Рсм =196,28 кВт Суммарная среднесменная реактивная мощность ∑Qсм =∑Рсм ∙tgц (1.2) где ∑Qсм –суммарная среднесменная реактивная мощность, кВАр; tgц–коэффициент реактивной мощности ∑Qсм =189,63 кВАр Полная расчетная мощность по группе В SрВ= , (1.3) где SрВ –полная расчетная мощность по группе В, кВА; РрВ –расчетная активная мощность по группе В, кВт; РрВ= ∑Рсм QрВ – расчетная реактивная мощность по группе В, кВАр; QрВ =∑Qсм Sр = кВА 1.4.2 Расчет мощности для потребителей группы А К группе А относятся электроприемники с Ки <0.6 Средневзвешенный коэффициент использования Ки ср = (1.4) Ки ср = Суммарная среднесменная активная мощность ∑Рсм =∑Руст ∙Ки ∑Рсм =1,25 кВт Суммарная среднесменная реактивная мощность ∑Qсм =∑Рсм ∙tgц ∑Qсм =2,19 кВАр Эффективное число элекроприемников nэ = (1.5) nэ = Принимаем ближайшее большее значение nэ = 3 Действительное число электроприемников N = 5 Так как N>nэ (5>3), то расчет будем вести с nэ = 5 Находим коэффициент максимума по графику или таблице Км =1,15. Расчетная активная мощность по группе А РрА =Км ∙∑Рсм (1.6) РрА =1,15∙1,25=1,44 кВт Расчетная реактивная мощность по группе А QрА =Qсм ∙К`м (1.7) где К`м =1,1 – так как nэ <10 QрА = 1,1∙2,19 = 2,41 кВАр Полная расчетная мощность, потребляемая по группе А SрА = (1.8) SрА = кВА 1.4.3 Нагрузка цеха без учета потерь в линиях и трансформаторах Расчетная активная мощность для групп потребителей Рр =РрА +РрВ (1.9) Рр =1,44+196,28=197,72 кВт Расчетная реактивная мощность для групп потребителей Qр =QрА +QрВ (1.10) Qр =2,41+189,63=192,03 кВАр Полная расчетная мощность для групп потребителей за наиболее загруженную смену Sр = (1.11) Sр = кВA Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.2. Таблица 1.2 Потребитель N Pуст , кВт ∑Руст , кВт Ки Рсм , кВт Qсм , кВАр nэ Км Рр , кВт Qp , кВАр Sp , кВА Группа В. 1. Тестомешальная машина 9 4 36 0,6 21,6 19,05 2. Тестомешальная машина HYM 220-H (Турция) 20 5,5 110 0,6 66 49,5 3. Дежеподъёмник 11 2,2 24,2 0,65 15,73 16,05 4. Делитель теста 8 5,5 44 0,65 28,6 29,18 5. Привод расстоичного шкафа 9 1,5 13,5 0,6 8,1 16,07 6. Привод вентилятора 4 0,75 3 0,6 1,8 2,73 7. Циркуляционный вентилятор 4 3 12 0,65 7,8 11,84 8. Привод печи 4 4 16 0,65 10,4 18,01 11. Освещение 35 35 0,85 29,75 22,31 12. Аварийное освещение 2 2 0,85 1,7 1,27 13. Вентилятор 6 6 0,8 4,8 3,6 Итого по гр. В 69 26,45 301,7 0,68 196,28 189,63 196,28 189,63 272,92 Группа А. 9. Привод опрыскивания цеха 4 0,25 1 0,45 0,45 0,6 10. Воздушная завеса 1 2 2 0,4 0,8 1,59 Итого по гр. А 5 2,25 3 0,43 1,25 2,19 5 1,15 1,44 2,41 2,80 Итого по цеху 74 28,7 304,7 0,55 197,72 191,82 197,77 192,03 275,63 1.5 Определение нагрузки цеха с учетом потерь в линиях и трансформаторах 1.5.1 Активная мощность с учетом потерь Рр ґ =∆Ртр +∆Рл +Рр =0,2∙Sр +0,03∙Sр +Рр , (1.12) где Рр ґ –активная мощность сучетом потерь, кВт; ∆Ртр –потери активной мощности в трансформаторе, кВт; [5] ∆Рл –потери активной мощности в линиях электропередач, кВт [5] Рґ р =0,02∙275,63+0,03∙275,63+197,72=211,50 кВт 1.5.2 Реактивная мощность с учетом потерь Qґ р =Qр +∆Qтр =Qр +0,1∙Sр , (1.13) где Qґ р –реактивная мощность с учетом потерь, кВАр; ∆Qтр –потери реактивной мощности в трансформаторе, кВАр [5] Qґ р =192,03+0,1∙275,63=219,60 кВАр 1.5.3 Полная расчетная мощность с учетом потерь Sґ р = (1.14) Sґ р = кВА 1.5.4 Коэффициенты мощности Коэффициент активной мощности cosцґ = , (1.15) где cosцґ – коэффициент активной мощности с учетом потерь cosцґ = Требуемый коэффициент активной мощности по предприятию . Коэффициент реактивной мощности tgцґ = (1.16) где tgцґ – коэффициент реактивной мощности с учетом потерь tgцґ = 1.5.5 Компенсация реактивной мощности Компенсация реактивной мощности (КРМ) является неотъемлемой частью задачи электроснабжения промышленного предприятия. Компенсация реактивной мощности одновременно с улучшением качества электроэнергии в сетях промышленных предприятий является одним из основных способов сокращения потерь электроэнергии. Электрические сети предприятий по функциональным признакам работы электроустановок и средствам КРМ условно подразделяют на сети общего назначения и сети со специфическими (нелинейными, несимметричными и резкопеременными) нагрузками. В качестве средств КРМ в сетях общего назначения применяют высоковольтные и низковольтные конденсаторные батареи и синхронные электродвигатели. В сетях со специфическими нагрузками, кроме того, применяют фильтры высших гармоник, статические компенсаторы реактивной мощности, специальные быстродействующие синхронные компенсаторы, симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства. Количество реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать , (1.17) где – расчетный коэффициент реактивной мощности =tgцґ =1,04 – требуемый коэффициент реактивной мощности. Требуемый коэффициент активной мощности , тогда = (1.18) Qкомп =211,50∙(1,04–0,48)=117,16 кВАр Для компенсации выбираем две конденсаторные установки типа УКБ – 0,38–50УЗ. Общая мощность компенсаторных устройств Qк1 =100 кВАр. Компенсация получается неполной. Количество не скомпенсированной мощности Qост = Qґ р – Qк1 Qост =219,60–2∙50=119,60 кВАр Полная расчетная мощность с учетом компенсации кВАр 1.6 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Мощность силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников электроэнергии промышленных предприятий. Выбор мощности силовых трансформаторов следует осуществлять с учетом экономически целесообразного режима их работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного из трансформаторов. Намечаем два варианта расчета числа и мощности трансформаторов при равной надежности схемы электроснабжения. Таблица 1.3 Вариант Тип SН , кВА U1 /U2 ∆Pxx , Вт ∆Pкз , Вт Ixx , % Uк , % Кол-во I ТМ-160 160 6,3/0,4 500 2600 2,4 4,5 2 II ТМ-100 100 10/0,4 360 1970 2,6 4,5 4 1.6.1 Вариант I Коэффициент загрузки вI = , (1.19) где SHI – номинальная мощность трансформатора, кВА вI = Потери активной мощности ∆РI =nI ∙(∆PxxI +вI 2 ∙∆Pкз I ), (1.20) где ∆РI – потери активной мощности, кВт; nI – количество трансформаторов; ∆РxxI – потери холостого хода, Вт; ∆Ркз – потери при коротком замыкании, Вт ∆РI =2∙ (0,5+0,72 ∙2,6)=3,52 кВт Потери реактивной мощности ∆QI =nI ∙ , (1.21) где ∆QI – потери реактивной мощности, кВАр; Ixx – потери тока холостого хода, %; Uк – потери напряжения при протекании токов короткого замыкания, %; ∆QI = кВАр Потери активной энергии за год ∆WГ I =nI (∆PxxI ∙TB +вI 2 ∙∆Pкз I ∙фн ), (1.22) где ∆WГ I – потери активной энергии за год, кВт∙ч; ТВ – время включения оборудования в течение года, тыс. ч; ф Н – время потерь в режиме нагрузки, тыс. ч; Для двухсменного режима работы: ТВ =4000 тыс. ч [5] фН =2000 тыс. ч [5] ∆WГ I =2∙ (0,5∙4000+0,72 ∙2,6∙2000)=9035 кВт∙ч Потери реактивной энергии за год ∆VГ I =nI ∙ (1.23) ∆VГ I = кВАр Стоимость потерь за год CnI =(m1 ∙∆PI +m2 ∙∆WГ I )+(n1 ґґ ∙∆QI +n2 ґґ ∙∆VГ I ), (1.24) где m1 – удельная стоимость потерь активной мощности 1 кВт; m1 =60 [5] m2 – удельная стоимость потерь активной энергии 1 кВт∙ч; m2 =0,015 [5] n1 ґґ – удельная стоимость потерь реактивной мощности 1 кВАр; n1 ґґ =1,2 [5] n2 ґґ – удельная стоимость потерь реактивной энергии кВАр∙ч; n2 ґґ =0,0004 [5] CnI =(60∙3,52+0,015∙9035)+(1,2∙14,65+0,0004∙30807,14)=376,48 тыс. руб. Капитальные затраты на приобретение и монтаж трансформаторов КI =ЦI ∙nI (1.25) где ЦI =90860 тыс. руб. – номинальная стоимость трансформатора на момент установки или монтажа [5] КI =90860∙2=181720 тыс. руб., Приведенные годовые затраты ЗГ I =0,15∙KI +6,4∙ +CnI (1.26) ЗГ I =0,15∙181720+6,4∙ +376,48=39264,56 тыс. руб. Аналогично производим расчет второго варианта: четыре трансформатора мощностью 100 кВА каждый. Результаты сводим в таблицу 1.4. Таблица 1.4 Вариант Тип ∆Р, кВт ∆Q, кВАр ∆W, кВт∙ч ∆V, кВАр С, тыс. руб. К, тыс. руб. З, тыс. руб. I ТМ-160 0,7 3,52 14,65 9035 30807,14 376,48 181720 39264,56 II ТМ-100 0,56 5,81 15,98 10643,18 41711,54 428,40 301180,8 64881,09 На основании технико-экономического расчета по показателям выбираем наиболее рациональный трансформатор. Таким образом, устанавливаем на подстанции два трансформатора мощностью 160 кВА каждый. 1.7 Выбор схемы электроснабжения с разбивкой потребителей по группам, с определением расчетной мощности потребителя по группам Разбросанные по цеху мелкие потребители объединены в группы и запитываются проводом АПВ в асбестовой трубе от распределительных пунктов (РП). Это позволяет защитить проводники от механических повреждений, кроме того, цех не будет загроможден электропроводкой, что дает возможность установления нового оборудования при расширении производства. Распределение электроэнергии происходит через распределительные шинопроводы типа ШРА. РП запитываются кабелем с шин цеховой подстанции. Кабели расположены в лотках, которые крепятся к потолку. Рассмотрим РП-1 1.7.1 Суммарная установленная мощность группы потребителей ∑Руст =n1 ∙Рном1 + n3 ∙Рном3 + n4 ∙Рном4 + n5 ∙Рном5 + n6 ∙Рном6 + n7 ∙Рном7 + n8 ∙Рном8 + n9 ∙Рном9 ∑Руст =4∙4+2∙2,2+1∙5,5+5∙1,5+1∙0,75+1∙3+1∙4+1∙0,25=36,90 кВт 1.7.2 Среднесменная активная мощность группы потребителей ∑Рсм =∑Руст1 ∙Ки1 +∑Руст3 ∙Ки3 +∑Руст4 ∙Ки4 +∑Руст5 ∙Ки5 +∑Руст6 ∙Ки6 +∑Руст7 ∙Ки7 + +∑Руст8 ∙Ки8 +∑Руст9 ∙Ки9 ∑Рсм =16∙0,6+4,4∙0,65+5,5∙0,65+7,5∙0,6+0,75∙0,6+3∙0,6+4∙0,65+0,25∙0,45=22,95кВт 1.7.3 Среднесменная реактивная мощность группы потребителей ∑Qсм =Рсм1 ∙tg1 +Рсм3 ∙tgц3 +Рсм4 ∙tgц4 +Рсм5 ∙tgц5 +Рсм6 ∙tgц6 +Рсм7 ∙tgц7 + +Рсм8 ∙tgц8 + Рсм9 ∙tgц9 =26,9 кВт 1.7.4 Средний коэффициент использования для группы А: Киср = Киср = =0,45 1.7.5 Эффективное число электроприемников для группы А nэ = nэ = Принимаем nэ =1. 1.7.6 Определяем коэффициент максимума по графику Км =1,6 [8] 1.7.7 Расчетная активная мощность для группы А РрА =Км ∙∑Рсм =Км ∙(∑Руст9 ∙Ки9 ) РрА =1,6∙ (0,25∙0,45)=0,18 кВт 1.7.8 Расчетная активная мощность для группы В РрВ =РсмВ =∑Руст1 ∙Ки1 +∑Руст3 ∙Ки3 +∑Руст4 ∙Ки4 +∑Руст5 ∙Ки5 +∑Руст6 ∙Ки6 + +∑Руст7 ∙Ки7 +∑Руст8 ∙Ки8 РрВ =16∙0,6+4,4∙0,65+5,5∙0,6+3∙0,6+0,75∙0,6+3∙0,65+4∙0,65=22,84 кВт 1.7.9 Полная расчетная активная мощность Рр =РрА +РрВ Рр =0,18+22,84=23,02 кВт 1.7.10 Расчетная реактивная мощность для группы A QpA =Kм ґ ∙∑Qсм =Км ґ ∙(Рсм9 ∙tgц9 ), где Км ґ =1,1, т. к. nэ =1<10 QpA =1,1∙(0,11∙1,33)=0,17 кВАр 1.7.11 Расчетная реактивная мощность для группы B QрВ =Рсм1 ∙tgц1 +Рсм3 ∙tgц3 +Рсм4 ∙tgц4 +Рсм5 ∙tgц5 +Рсм6 ∙tgц6 +Рсм7 ∙tgц7 +Рсм8 ∙tgц8 QрВ =9,6∙0,88+2,86∙1,02+3,58∙1,02+1,8∙1,98+0,45∙1,52+1,95∙1,52+0,11∙1,73=26,75 кВАр 1.7.12 Полная расчетная реактивная мощность Qр =QрА +QрВ Qр =0,17+26,75=26,92 кВАр 1.7.13 Расчетная полная мощность Sp = Sp = кВА 1.7.13 Расчетный ток на группу потребителей Ip = , (1.27) где Uс =0,38 кВ – напряжение системы. Ip = А Таблица 1.5 Пункт пита ния Наименование потребителей ∑Руст , кВт Рсм , кВт Qсм , кВАр Ки СР nэ Км Рр , кВт Qр , кВАр Sр , кВА Ip , А РП-1 1. Тестомешальная машина 16 9,6 8,47 0,6 3. Дежеподёмник 4,4 2,86 2,92 0,65 РП-1 4. Делитель теста 5,5 3,58 3,65 0,65 5. Привод расстоичного шкафа 3 1,8 3,57 0,6 6. Привод вентилятора 0,75 0,45 0,68 0,6 7. Циркуляционный вентилятор 3 1,95 2,96 0,65 8. Привод печи 4 2,6 4,5 0,65 9. Привод опрыскивания хлеба 0,25 0,11 0,15 0,45 Итого по РП-1 36,9 22,95 26,9 0,61 13 1,6 23,02 26,92 35,41 53,81 РП-2 1. Тестомешальная машина 20 12 10,58 0,6 3. Дежеподёмник 4,4 2,86 2,92 0,65 4. Делитель теста 5,5 3,58 3,65 0,65 5. Привод расстоичного шкафа 3 1,8 3,57 0,6 6. Привод вентилятора 0,75 0,45 0,68 0,6 7. Циркуляционный вентилятор 3 1,95 2,96 0,65 8. Привод печи 4 2,6 4,5 0,65 9. Привод опрыскивания хлеба 0,25 0,11 0,15 0,45 Итого по РП-2 40,9 25,35 29,02 0,61 15 1,6 25,41 29,03 38,59 58,62 РП-3 3. Дежеподёмник 6,6 4,29 4,38 0,65 4. Делитель теста 16,5 10,72 10,94 0,65 5. Привод расстоичного шкафа 4,5 2,7 5,36 0,6 6. Привод вентилятора 0,75 0,45 0,68 0,6 7. Циркуляционный вентилятор 3 1,95 2,96 0,65 8. Привод печи 4 2,6 4,5 0,65 9. Привод опрыскивания хлеба 0,25 0,11 0,15 0,45 Итого по РП-3 35,6 22,83 28,97 0,61 13 1,6 22,89 28,99 36,94 56,12 РП-4 3. Дежеподёмник 8,8 5,72 5,84 0,65 4. Делитель теста 16,5 10,72 10,94 0,65 5. Привод расстоичного шкафа 3 1,8 3,57 0,6 6. Привод вентилятора 0,75 0,45 0,68 0,6 8. Привод печи 4 1,95 2,96 0,65 9. Привод опрыскивания хлеба 0,25 2,6 4,5 0,65 10. Воздушная завеса 2 0,11 0,15 0,4 Итого по РП-4 38,30 24,16 30,23 0,58 14 1,6 24,71 28,66 37,84 57,49 ШРА-1 2. Тестомешальная шина 55 33 24,75 0,6 Итого по ШРА-1 55 33 24,75 0,6 33 24,75 41,25 62,67 ШРА-2 2. Тестомешальная шина 55 33 24,75 0,6 Итого по ШРА-2 55 33 24,75 0,6 33 24,75 41,25 62,67 1.8 Выбор токопроводов и защитной аппаратуры для группы потребителей Рассмотрим РП-1 1.8.1 Расчетный ток на группу потребителей Iр =53,81 А По длительно допустимому току нагрузки Iд =60 А выбираем кабель АВВГ(3 16+1 10) с алюминиевыми жилами в поливиниловой оболочке и изоляции с прокладкой в воздухе в лотке. [2] Сечение кабеля выбирается исходя из значения расчетного тока и соблюдения следующего условия Ip <Кп1 ∙Кп2 ∙Iд , (1.28) где Кп1 –поправочный температурный коэффициент; Кп1 =1 [2] Кп2 –коэффициент, учитывающий количество прокладываемых кабелей и расстояние между ними; Кп2 =0,9 [2] Таким образом, получим 53,81<1∙0,9∙60 53,81<55 Следовательно, сечение кабеля удовлетворяет поставленному условию. На группу потребителей выбирается шкаф навесной распределительный для силовых установок переменного тока ПР8503А-1004 с автоматическими выключателями типа ВА51–31. Для защиты кабельной линии на группу потребителей выбирается автоматический выключатель ВА51–31 с параметрами [6]. Iна =100 А, Iнр =63 А, где Iна – номинальный ток автоматического выключателя, А; Iнр – номинальный ток расцепителя, А Должны выполняться следующие условия: Iна >Ip , 100>53,81 Iнр >Ip , 63>53,81 Ток срабатывания автоматического выключателя ВА51–31 при перегрузке кабельной линии [6] Iср.пер. =1,35∙Iнр (1.29) Iср.пер =1,35∙63=85,05 А Ток срабатывания автомата при коротком замыкании в кабельной линии и проверка его на ложность срабатывания при пуске одного из двигателей при работающих остальных [6] Iср.кз =10∙Iнр ≥1,25 ∙К∙Iр , (1.30) где К – коэффициент пускового тока К=6 [1] 10∙63≥1,25∙6∙53,81 630≥403,55 Т.к. условие выполняется, то выключатель выбран правильно. Проверка выбранного сечения кабеля на соответствие токовой защите [6] Кп1 ∙Кп2 ∙Iд >Кз ∙Iнр , (1.31) где Кз –коэффициент, учитывающий защиту от токов короткого замыкания и токов перегрузки [1] 1∙0,9∙60>0,8∙63 54>50,4 Условие выполняется, значит сечение кабеля выбрано правильно и автомат защиты надежно защищает линию. Аналогично производится выбор токопроводов и защитной аппаратуры на другие группы потребителей, и данные расчетов сводятся в таблицу 1.6. Таблица 1.6 Группа Потребителей Ip , А Iд , А Аппарат защиты Марка и сечение токопровода Тип Iна , А Iнр , А Iср.пер. Iср.кз , А РП-1 53,81 60 ВА51–31 100 63 85,05 630 АВВГ(3 16+1 6) РП-2 58,62 75 ВА51–31 100 63 85,05 630 АВВГ(3 25+1 10) РП-3 56,12 75 ВА51–31 100 63 85,05 630 АВВГ(3 25+1 10) РП-4 57,49 75 ВА51–31 100 63 85,05 630 АВВГ(3 25+1 10) ШРА-1 62,67 75 ВА51–31 100 80 108 800 АВВГ(3 25+1 10) ШРА-2 62,67 75 ВА51–31 100 80 108 800 АВВГ(3 25+1 10) Освещение 75,97 120 ВА51–31 100 100 135 1000 АВВГ(3 50+1 25) Аварийное освещение 4,34 15 ВА51–31 100 16 21,60 160 АВВГ(3 2+1 2) 1.9 Выбор токопроводов и защитной аппаратуры для отдельных потребителей Рассмотрим: Вентиляция Расчетный ток на одиночный потребитель Ip = , (1.32) где Р=Руст – установленная мощность потребителя, кВт; ŋ-коэффициент полезного действия отдельного потребителя; 0,875 – коэффициент запаса [1] Iр = А По длительно допустимому току выбираем провод с алюминиевыми жилами в поливинилхлоридной изоляцией АПВ(3 2+1 2) [2]. Необходимо соблюдение следующего условия Iр <Кп1 ∙Кп2 ∙Iд , (1.33) где Iд =16 А – допустимый ток Кп1 =1 [1] Кп2 =0,8 [1] 8,24<1∙0,8∙16 8,24<12,8 Для защиты провода на одиночный потребитель выбираем автомат типа АЕ 2026 с параметрами [6] Uна =660В Iна =16 А Iнр =12,5 А Должны соблюдаться следующие неравенства Uна >Uс , 660>380 Iна >Iр , 16>8,24 Iнр >Iр , 12,5>8,24 Ток срабатывания автоматического выключателя при перегрузке кабельной линии Iср.пер. =1,15∙Iнр (1.34) Iср.пер =1,15∙12,5=14,37 А Ток срабатывания автомата при коротком замыкании и проверка его на ложность срабатывания Iср.кз =12∙Iнр ≥1,25∙K∙Iр ґ (1.35) 12∙16≥1,25∙6∙8,24 150≥61,77 Проверка выбранного сечения провода на соответствие токовой защите Кп1 ∙Кп2 ∙Iд >Kз ∙Iнр (1.36) 1∙0,8∙16>0,8∙12,5 12,8>10 Условие проверки выполняется, тогда автомат надежно защитит провод. Аналогично производится выбор токопровода и защитной аппаратуры на другие одиночные потребители, данные расчетов сводятся в таблицу 1.7. Таблица 1.7 Наименование потребителей Рн , кВт Iр , А Iд , А Аппарат защиты Марка и сечение токопровода Тип Iна Iнр Iср.пер. Iср.кз 1. Тестомешальная машина 4 5,86 10 АЕ 2026 16 8 9,2 96 АПВ(3 2,5+1 2) 2. Тестомешальная машина HYM 220-H (Турция) 5,5 7,55 12 АЕ 2026 16 10 11,5 120 АПВ(3 2,5+1 2) 3. Дежеподъёмник 2,2 3,45 8 АЕ 2026 16 6,3 7,24 75,6 АПВ(3 2,5+1 2) 4. Делитель теста 5,5 10,57 16 АЕ 2026 16 14 16,1 168 АПВ(3 2,5+1 2) 5. Привод расстоичного шкафа 1,5 4,48 8 АЕ 2026 16 6,3 7,24 75,6 АПВ(3 2+1 2) 6. Привод вентилятора 0,75 1,83 4 АЕ 2026 16 3,15 3,62 37,8 АПВ(3 2+1 2) 7. Циркуляционный вентилятор 3 5,99 10 АЕ 2026 16 8 9,2 96 АПВ(3 2+1 2) 8. Привод печи 4 10,76 16 АЕ 2026 16 14 16,1 168 АПВ(3 2+1 2) 9. Привод опрыскивания хлеба 0,25 0,67 1,6 АЕ 2023 10 1 1,15 12 АПВ(3 2+1 2) 10. Воздушная завеса 2 5,98 10 АЕ 2026 16 8 9,2 96 АПВ(3 2+1 2) 13. Вентиляция 6 8,24 16 АЕ 2026 16 12,5 14,37 150 АПВ(3 2+1 2) Сопротивления элементов в цепи короткого замыкания в относительных единицах, приведенные к базисным величинам. Задаемся базисными величинами [3] Sб =100 МВА Uб1 =115 кВ Реактивные сопротивления элементов (1.31) где –безразмерная величина реактивных сопротивлений элементов; li – длина участка, км; х0 – удельное сопротивление; х0 = 0,4 для воздушной линии [5] n– количество проходящих линий; Uср – среднее напряжение, кВ; =0, т.к. = = , (1.32) где Sн –номинальная мощность, МВА (1.33) где х0 =0,08 для кабельных линий [5] Активные сопротивления элементов в точке 1 (1.34) где r0 – удельное активное сопротивление линий r0 =0,26 [5] (1.35) где ∆Ркз –потери мощности при коротком замыкании, кВт Рассчитаем параметры при коротком замыкании в точке К1 Результирующее реактивное сопротивление для участка 1 Результирующее активное сопротивление для участка 1 Результирующее полное сопротивление для участка 1 Так как , то (1.36) Базовый ток для точки 1 Iб1 = , (1.37) где Uб =10,5B– базовое напряжение Iб1 = кА Трехфазный ток короткого замыкания для точки К1