Выбор электродвигателей для оборудования цеха

Введение

Сейчас, как никогда, остро встал вопрос о существенном повышение
эффективности производства. При решении вопросов технического
совершенствования производства предусматривается повышение уровня
электрификации производства и эффективности использования
электроэнергии,
Передача, распределение и потребление электроэнергии на
промышленных предприятиях должны производиться с высокой
экономичностью и надежностью. Так, в системах цехового
электроснабжения все чаще используются комплектные распределительные
устройства (КРУ) и комплектные трансформаторные подстанции (КТП), а
также комплектные силовые и осветительные токопроводы.
Все это создает гибкую и надежную систему распределения
электроэнергии, экономящую большое количество кабельно-проводниковой
продукции. Значительно упростились схемы подстанций различных
напряжений и назначений за счет отказа от сборных шин и выключателей на
первичном напряжении и применения глухого присоединения
трансформаторов подстанций к питающим линиям и т.д.
Основными определяющими факторами при проектировании
электроснабжения должны быть характеристики источников питания и
потребителей электроэнергии, и в первую очередь требование, повышение
надежности электроснабжения за счет обеспечения резервирования в
технологической части проекта. Не менее важным вопросом является
обеспечение высоких требований электробезопасности.
Проектирование систем электроснабжения должно быть максимально
оптимизировано, учитывать самые современные тенденции – например,
максимально возможное приближение высшего напряжение (35 - 330 кВ) к
потребителям, с использованием минимального количества ступеней
промежуточной трансформации.

Рациональные схемные решения должны обеспечивать ограничение
токов короткого замыкания.
Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны
решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме
производства, а также на экономических критериях.
При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и
применению комплектных устройств (КРУ, КСО и др.) различных
напряжений, мощности и назначения, что повышает надежность
электроустановки, удобство и безопасность ее обслуживания.
Целью данной курсовой работы является проектирование
электроснабжения механического цеха.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
- определить электрические нагрузки участка;
- произвести расчет токов короткого замыкания;
- рассчитать, выбрать и осуществить проверку всего необходимого
оборудование и аппаратов для обеспечения надежного и безопасного
электроснабжения цеха.
Курсовая работа включает в себя графическую часть и пояснительную
записку.
Пояснительная записка состоит из введения, 8 разделов, заключения и
списка использованных источников.
Графическая часть состоит из трех листов А1, а именно:
- план расположения и электроснабжения электрооборудования
механического цеха;
- план расположения и электроснабжения освещения механического
цеха;
- схема электрическая принципиальная электроснабжения
механического цеха

1 Выбор электродвигателей для оборудования цеха

Для потребителей общепромышленных установок рекомендуется
применить электродвигатели асинхронные или синхронные современных
серий, с короткозамкнутым или с фазным ротором. Выбор производится по
заданной мощности по справочной литературе [3, стр. 176-181]
Технические данные электродвигателей сведены в таблицу 1

Таблица 1 - Энергетические характеристики ЭП
Наименование
электроприемника
Р уст ,
кВт

Тип
двигателя
Р ном ,
кВт I н , А I п ,А cos 

Шлифовальный
станок 80 4АМ250М4У3 90 161,77 1132,37 0,91 93,0
Обдирочный станок 49 4АМ225М4У3 55 100,50 703,47 0,90 92,5
Продольно-
строгальный станок 5 4АМ112М4У3 5,5 11,38 79,65 0,86 85,5
Вентилятор вытяжной 17 4АМ160М4У3 18,5 35,53 248,72 0,88 90,0
Вентилятор вытяжной 38 4АМ200L4У3 45 82,67 578,70 0,90 92,0
Кран мостовой, ПВ
40% 17 4АМ160М4У3 18,5 35,53 248,72 0,88 90,0
Вертикально-
сверлильный станок 25 4АМ180М4У3 30 56,35 394,42 0,89 91,0
Токарно-винторезный
станок 28 4АМ180М4У3 30 56,35 394,42 0,89 91,0

2 План расстановки оборудования внутрицеховой системы

электроснабжения

Выбор рациональной схемы питания силовых и осветительных
нагрузок промышленных предприятия зависит от следующих условий:
- территориальное расположение потребителей относительно
питающей подстанции, а также относительно друг друга;
- величины установленной мощности отдельных электроприемников;
- требований к надежности электроснабжения.

5

Выбранная схема должна обеспечивать простоту и удобство
эксплуатации, минимум потерь электроэнергии, экономию цветного металла
и уменьшение капитальных затрат.
Сети напряжением до 1000 В подразделяются на питающие,
прокладываемые от трансформаторной подстанции или вводного устройства
до силовых пунктов, и распределительные, к которым присоединяются
электроприемники. Питающие и распределительные сети могут быть
выполнены по радиальной, магистральной и смешанной схемам.
Радиальная схема питания применяется в тех случаях, когда в цехе
предприятия стационарно установлены относительно мощные
электроприемники, например электроприводы компрессорных и насосных
установок, или когда мелкие по мощности электроприемники
распределяются по цеху неравномерно и сосредоточены группами на
отдельных участках.
Достоинство радиальной схемы питания заключается в высокой
надежности электроснабжения и удобстве эксплуатации. При повреждении
проводов или коротком замыкании прекращают работу один или несколько
электроприемников, подключаемых к поврежденной линии, в то время как
остальные продолжают нормальную работу.
К числу недостатков радиальной схемы относятся: большое число
питающих линий к электроприемникам; увеличенная протяженность сети, а
следовательно перерасход цветного металла и дополнительные капитальные
затраты; увеличенное число коммутационных и защитных аппаратов,
установленных на распределительном щите, что ведет к увеличению числа
панелей щита и его габаритов.
При магистральной схеме питающие магистрали присоединяются к
распределительным щитам вторичного напряжения цеховых
трансформаторных подстанции или непосредственно к трансформаторам по
схеме блока трансформатор-магистраль. Дальнейшее распределение энергии

6

производится распределительными магистралями, присоединенными к
главной магистрали с помощью коммутационных и защитных аппаратов.
Достоинства магистральной схемы питания заключается в
сравнительно небольшом количестве отходящих линий, уменьшающим
расход цветных металлов, и сокращении габаритов распределительных
устройств; благодаря применению схемы блока трансформатор-магистраль
монтаж токопроводов может вести индивидуальным методом.
Обычно, эти две схемы питания применяются редко, и сеть
выполняется смешанной с присоединением потребителей в зависимости от
их места расположения, характеристики производства и условий
окружающей среды.
Для рассматриваемого цеха выбрана смешанная схема
электроснабжения.
Т.е. потребители цеха получают электроснабжение кабельными
линиями от распределительных пунктов; которые, в свою очередь
подключены к цеховой трансформаторной подстанции отдельными
кабельными линиями.
Большая часть электроприемников цеха - электродвигатели
производственных механизмов, электрическое освещение являются
потребителями трехфазного переменного тока промышленной частоты (50
Гц).
В рассматриваемом цеху принято к распределению напряжение
380/220В с глухим заземлением нейтрали. Выбор этого напряжения
обеспечивает возможность использования общих трансформаторов для
питания силовой и осветительной нагрузки, а также снижение потерь
электроэнергии в цеховых сетях по сравнению с напряжением 220/127 В.

7

Рисунок 1 План размещения оборудования механического цеха с указанием силовых сетей

8

3 Расчет электрических нагрузок

Для определения расчетной силовой электрической нагрузки цеха
воспользуемся методом коэффициента максимума (методом упорядоченных
диаграмм).




т
срМрРКР
1i
i.
где �� м - коэффициент максимума нагрузки;
�� ���� - средняя активная мощность, кВт;
m - число ЭП, входящих в рассматриваемую группу.
Значение коэффициента максимума зависит от средневзвешенного
коэффициента использования данной группы приёмников и эффективного
числа электроприёмников:

И
И
э

М

К
К
nК
15,1
1
где n э - эффективное число ЭП;
К и - средневзвешенный коэффициент использования

установленной мощности группы ЭП.
Под эффективным числом ЭП понимают число однородных по режиму
работы потребителей одинаковой мощности, которое обуславливает ту же
расчетную нагрузку, что и рассматриваемая группа различных по
номинальной мощности и режиму работы потребителей:





2
.
2
.
iн
iн
э
Р
Р
n

где Р н.i - номинальная мощность i-го ЭП, кВт.
Средневзвешенный коэффициент использования определяется по
выражению:




iн
iср
И
Р
Р
К

.
.

9

где Р ср.i – средняя мощность i-го ЭП, кВт.
В курсовом проекте коэффициент использования приведен в исходных
данных для каждого ЭП цеха.
Активная средняя мощность находится следующим образом:

сринРКР

где К и - коэффициент использования активной мощности одного ЭП.
Определение расчетной нагрузки группы электроприемников
мощности всех ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме,
должны быть приведены к продолжительному режиму. Это приведение
осуществляется по выражению:
ПВРРннпасп%100
где ПВ – паспортная продолжительность включения ЭП в
относительных единицах.
для мостового крана

100%40
1710,75
100нРкВт

Расчётную реактивную нагрузку согласно методу коэффициента
максимума, принимают равной:

'
1i
i.М
т
сррКQQ



где К ’ м – коэффициент максимума по реактивной мощности,
при nэ ≤ 10

К ’ м =1,1

Qср.i – средняя реактивная мощность i-го ЭП, кВАр:

)tg(
срсрРQ

Полная мощность группы ЭП определяется по следующей формуле:

22
рррQРS

Расчетный ток группы ЭП:

10
н
р
р
U
S
I

3

где U н - номинальное напряжение сети.
Номинальный ток ЭП, включенного в трехфазную сеть, определяется
по формуле:

н

н

н
Р
I.
3Ucos


Данные электрооборудования цеха приведены в таблице 2

Таблица 2 - Данные электрооборудования цеха
Номер на
плане

Наименование
электроприемника

Р уст ,
кВт K u cos φ tg
φ
1 - 5 Шлифовальный станок 80 0,14 0,5 1,73
6, 16, 18, 19,
20 Обдирочный станок 49 0,14 0,5 1,73
7 - 15 Продольно-строгальный

станок 5 0,14 0,5 1,73
17 Кран мостовой, ПВ 40% 17 0,10 0,5 1,73
21, 22, 23, 29,
30, 31

Вертикально-
сверлильный станок 38 0,14 0,5 1,73

24 - 28, 34 - 36 Токарно-винторезный

станок 17 0,14 0,5 1,73
32 Вентилятор вытяжной 25 0,80 0,8 0,75
33 Вентилятор приточный 28 0,80 0,8 0,75

Для расчета электрических нагрузок механического цеха объединим
все электроприемники по технологическим группам и распределим их по от
распределительным пунктам; данные сведем в таблицу 3.
Таблица 3 - Распределение электрических нагрузок
Номер
на
плане

Наименование
электроприемника

Р уст ,
кВт K u cos
φ tgφ
1 2 3 4 5 6

РП-1

11

1 Шлифовальный станок 80 0,14 0,50 1,73
2 Шлифовальный станок 80 0,14 0,50 1,73
3 Шлифовальный станок 80 0,14 0,50 1,73
продолжение таблицы 3

1 2 3 4 5 6
5 Шлифовальный станок 80 0,14 0,5 1,73
6 Обдирочный станок 49 0,14 0,5 1,73
16 Обдирочный станок 49 0,14 0,5 1,73
18 Обдирочный станок 49 0,14 0,5 1,73
19 Обдирочный станок 49 0,14 0,5 1,73
20 Обдирочный станок 49 0,14 0,5 1,73

РП-2

7 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
8 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
9 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
10 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
11 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
12 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
13 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
14 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
15 Продольно-строгальные станок 5 0,14 0,5 1,73
32 Вентилятор вытяжной 25 0,8 0,8 0,75
33 Вентилятор приточный 28 0,8 0,8 0,75
17 Кран мостовой, ПВ 40% 10,75 0,1 0,5 1,73

РП-3

21 Вертикально-сверлильные станок 38 0,14 0,5 1,73
22 Вертикально-сверлильные станок 38 0,14 0,5 1,73
23 Вертикально-сверлильные станок 38 0,14 0,5 1,73
29 Вертикально-сверлильные станок 38 0,14 0,5 1,73
30 Вертикально-сверлильные станок 38 0,14 0,5 1,73
31 Вертикально-сверлильные станок 38 0,14 0,5 1,73
24 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
25 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
26 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
27 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
28 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
34 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
35 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73
36 Токарно-винторезные станок 17 0,14 0,5 1,73

а) Рассчитаем среднею активную мощность для группы
электроприемников объединенных по общему технологическому принципу:

12

б) Рассчитаем среднюю реактивную мощность для каждой группы
электроприемников:

в) Рассчитаем номинальные токи для каждого электроприёмника:

г) Общее количество ЭП РП-1: 10 штук
д) Сумма активных номинальных мощностей электроприёмников РП-1

е) Сумма средних активных мощностей электроприёмников РП-1

ж) Сумма средних реактивных мощностей электроприёмников РП-1

13

з) Расчёт группового tg электроприёмников РП-1

и) Расчёт коэффициента использования электроприёмников РП-1

к) Расчёт эффективного числа приемников РП-1

л) По полученным среднему коэффициенту использования и
эффективному числу приемников электроэнергии по [3, стр. 26, таблица
1.5.3] определяем максимума активной нагрузки

Т.к. n э <10, то коэффициент максимума реактивной нагрузки принимаем

1,1
Мk

м) Расчётная активная мощность электроприёмников РП-1

н) Расчётная реактивная мощность электроприёмников РП-1

о) Определение полной расчётной мощности электроприёмников РП-1

р) Определение расчётного номинального тока электроприёмников РП-1

Выполним аналогичные расчёты для других распределительных
пунктов (РП) и сведем полученные данные в таблицу 4

14

Таблица 4 - Расчет электрических нагрузок
№ Наименование ЭП Кол-
во

Исходные данные  

n э К м

Нагрузка Ток

P ном ,
кВт
P ном ,
кВт К и cos/tg Р см , кВт Q см , кВар P 2 ном n P p ,
кВт
Q p ,
кВар S p ,кВА I p ,A

РП1

1 Шлифовальный станок 5 80 400 0,14 0,5/1,73 56 96,88 32000            
2 Обдирочный станок 5 49 245 0,14 0,5/1,73 34,3 59,339 12005            
  Итого по ЩР-1 10   645 0,1   90,3 156,22 44005 9 2,1 189,6 171,84 255,91 389,3

РП2

3 Продольно-строгательные
станки

9 5 45 0,14 0,5/1,73 6,3 10,90 225            
4 Вентилятор вытяжной 1 25 25 0,8 0,8/0,75 20,0 15,00 625            
5 Вентилятор приточный 1 28 28 0,8 0,8/0,75 22,4 16,80 784            
6 Кран мостовой, ПВ 40% 1 10,75 10,75 0,1 0,5/1,73 1,1 1,86 115,56            
  Итого по ЩР-2 12   108,75 0,45   49,3 44,56 1749,56 7 1,5 74,94 49,01 89,54 136,2

РП3

7 Вертикально-сверлильные
станки

6 38 228 0,14 0,5/1,73 31,9 55,22 8664            
8 Токарно-винторезные станки 8 17 136 0,14 0,5/1,73 19,0 32,94 2312            
  Итого по ЩР-3 14   364 0,14   50,96 88,16 10976 # 2 100,9 96,98 139,95 212,9
  ИТОГО 36   1117,75 0,17   190,56 288,94       365,47 317,832 484,34 736,75

15

4 Расчет освещения и осветительной сети

Расчет проведем методом коэффициента использования светового
потока.
Площадь станочного отделения по плану цеха
F = 1218 м 2

По справочнику [7] выбираем светильник РСП11. Кривая силы света
светильника – Д.
После расстановки светильников на плане цеха для освещения
станочного отделения механического цеха принимаем 33 светильника.
Норма освещенности для станочного отделения (по СНиП 2.08.02-89)

min200Елк

Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью

pchHhh

где Н – высота помещения, м
8Hм
h р – высота рабочей поверхности, м
0,8
рhм

h с – высота подвеса светильника, м
0,7
рhм
80,80,76,5hм

Индекс помещения

4229

2,64
()6,5(4229)
AB
i
hAB




Принимаем коэффициенты отражения поверхностей
50%;30%;10%
пспPРР

Коэффициент использования светового потока по СП52,13330.2011

0,65
Коэффициент запаса светового потока
1,5
зК

Коэффициент неравномерности освещенности

16
1,3Z

min2001,512181,3
22145

330,65

зEKSZ
FЛм

N





Принимается лампа ДРЛ 400Вт E40 со световом потоком 24000 Лм [7].
Светотехнический расчет для остальных помещений произведен в
таблице 5. Расстановка светильников приведена на рисунке 2.
Средняя активная мощность освещения станочного отделения
...0,9400331205812,06
роиолРКРNВткВт
Средняя реактивная мощность освещения станочного отделения

....ророQРtg

где tgφ – коэффициент реактивной мощности определяют по
паспортным данным выбранного светильника, так как светильник
принимается с компенсацией реактивной мощности (используется емкостной
фильтр), то

tgφ=0,48
..12,060,485,79
роQкВАр

Средняя полная мощность освещения станочного отделения

2222
....12,065,7913,38
poроSPQкВА

Рабочий фазный ток освещения станочного отделения

3

.
..

13,3810

20,27

33220
ро
pо

ф
S
IА
U





Кабельно-проводниковая продукция для сетей освещения выбирается
последующим параметрам:
- механическая прочность (согласно ПУЭ, для алюминиевых проводов
сечение не может быть меньше 2,5 мм 2 );
- по экономической плотности тока (для предприятий работающих в
одну смену, для алюминиевого кабеля j к =1,6 А/мм 2 )
220,27
12,67
1,6экSмм
- по допустимой потере напряжения

17
.cos
po
U

доп
IL
S
yU






где L- длина линии, м (по плану)
L=70 м

у – удельная проводимость, м/Оммм 2 (для алюминия)

у=32 м/Оммм 2
U доп – допустимая потеря напряжения
5%5220
11
100100
ф

доп

U
UВ

220,27700,90
3,63

3211USмм







По результатам расчетов принимается кабель АВВГнг(3х16) для
каждой фазы освещения станочного отделения.
Выбор кабелей для остальных помещений приведен в таблице 6
Выбор автоматических выключателей для линий освещений
производится по следующим параметрам:
- по току теплового расцепителя

...1,15
60251,1520,27
602523,31
доптеплрроIII
ААА
ААА



- по току электромагнитного расцепителя

.
...75
725520,27
175101,35
эмрпуск
теплрро
II
II
АА
АА





Принимается автоматический выключатель ВА51-31-1 25А для каждой
линии освещения станочного отделения.
Выбор автоматических выключателей для остальных помещений
приведен в таблице 6.

18

Таблица 5 – Светотехнический расчет цеха

Помещение Освещеность,
лк

Геометрические размеры

Индекс
помещения

Коэффициент
использования
светового
потока, лм

Световой поток, Лм

Количество
светильников

Тип
светильника Площадь,
F, м 2
Длина,
А, м
Ширина,
В, м
Рабочая
высота,
h, м

расчетный фактический

Станочное отделение 200 1218 42 29 6,50 2,64 0,65 22145,45 24000 33 РСП11-400
Комната отдыха 150 36 6 6 2,10 1,43 0,49 2387,76 3200 9 ЛСП02-
2х40-01-03
Бытовка 150 36 6 6 2,10 1,43 0,49 2387,76 3200 9 ЛСП02-
2х40-01-03
Инструментальная 200 24 6 4,00 2,10 1,14 0,48 3250,00 3200 6 ЛСП02-
2х40-01-03
Контора 150 36 6 6,00 2,10 1,43 0,49 2387,76 3200 9 ЛСП02-
2х40-01-03
Вентиляционная 75 18 6 3,00 2,10 0,95 0,42 3133,93 3200 2 ЛСП02-
2х40-01-03
Трансформаторная 75 36 6 6,00 6,50 0,46 0,20 2925,00 3200 9 ЛСП02-
2х40-01-03
Склад 75 36 12 3,00 6,50 0,37 0,22 2991,48 3200 8 ЛСП02-
2х40-01-03

19

Таблица 6 – Выбор кабелей и автоматических выключателей для электроснабжения осветительной сети
  Мощности Токи

L, м

Сечения Кабель Выключатель

P p.о. ,
кВт
Q p.о. ,
кВар
S p.о. ,
кВА
I p.о. ,
А I p. , А I пуск. ,
А

S мех ,
мм 2
S эк ,
мм 2
S U ,
мм 2 Марка I доп ,
А
I тепл.р. ,
А
I эм.р. ,
А Марка

Станочное
отделение

12,1 5,79 13,4 20,27 23,31 101,34 70,00 2,50 12,67 3,63 АВВГ3х(3х16) 60,00 25 175 ВА51-31-1 25А
Комната отдыха 0,65 0,31 0,7 3,28 3,77 16,39 80,00 2,50 2,05 0,67 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Бытовка 0,65 0,31 0,7 3,28 3,77 16,39 38,00 2,50 2,05 0,32 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Инструментальная 0,43 0,21 0,5 2,17 2,49 10,84 36,00 2,50 1,36 0,20 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Контора 0,65 0,31 0,7 3,28 3,77 16,39 43,00 2,50 2,05 0,36 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Вентиляционная 0,16 0,08 0,2 0,81 0,93 4,03 18,00 2,50 0,50 0,04 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Трансформаторная 0,65 0,31 0,7 3,28 3,77 16,39 10,00 2,50 2,05 0,08 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Склад 0,58 0,28 0,6 2,92 3,36 14,62 40,00 2,50 1,83 0,30 АВВГ(3х2,5) 19,00 6,3 18,9 ВА51-31-1 6,3А
Итого 15,8 7,60 17,6  

20

Рисунок 2 – План расстановки светильников механического цеха

21

5 Расчет и выбор цеховых трансформаторов

Число трансформаторов в цеховой сети определяется требуемой
надежностью к электроснабжению. Механический цех не относится к цехам,
который включает в себя потребители 1 категории электроснабжения
(перерыв питания которых допустим только на время включения АВР). Все
потребители отнесем к потребителям 2 категории электроснабжения. Для
электроснабжения потребителей 2 категории необходимо два источника
питания(трансформатора).
Полная мощность цеха

2222

....()()(365,4715,83)(317,837,60)501,29
рррорроSРРQQкВА
Требуемая мощность трансформатора рассчитывается по формуле:

.min
p

T
зT
S

S
КN

где S p - полная расчетная мощность цеха;
К з - рекомендуемый коэффициент загрузки;

К з =0,8 [1]

N T - число трансформаторов на трансформаторной подстанции;

.min
501,29

313,30
0,82TSкВА


Для питания проектируемой системы электроснабжения механического
цеха выбираем масляный трансформатор типа ТМ400 10/0,4кВ. Данные по
выбранному трансформатору сведем в Таблицу 7

Таблица 7-Технические данные трансформатора
Тип транс-
форматора

S НОМ , ВА Каталожные данные

U ном , кВ, обмоток U к ,
%
ΔР к ,
кВт
ΔР хх ,
кВт
I х , %

ВН НН

ТМ-400/10/04 400 10 0,4 4,5 5,5 0,95 2,1

6 Расчет и выбор компенсирующего устройства

22

Наличие в электрических сетях реактивной составляющей мощности
вызывает дополнительные потери активной мощности в линиях,
трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительное снижение
напряжения в линиях, требует увеличения номинальной мощности
трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы
электроснабжения. Кроме того, увеличивается общее потребление
электроэнергии.
Поэтому необходимо принимать меры по компенсации реактивной
мощности или повышение коэффициента мощности электроустановок
промышленных предприятий, что имеет большое значение для решения
проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения
качества отпускаемой потребителю электроэнергии.
Для снижения реактивной мощности используются следующие методы:
- естественная (естественный сosφ) без применения специальных
компенсирующих устройств (КУ);
- искусственная (искусственный сosφ) или просто компенсация с
применением КУ.
Мощность Q к компенсирующего устройства (кВар) определяется по
формуле:

.(tgtg)
куумахкуQP

где  - коэффициент, учитывающий повышение cos естественным
способом, приминается

 = 0,9;

tg - коэффициент реактивной мощности до компенсации

317,837,6

0,853
365,4715,83tg



tg ку - коэффициент реактивной мощности после компенсации

tg ку = 0,33

23

0,9(365,4715,83)(0,8530,33)179,48
куQкВАр
По [8, стр. 123] выбираются две конденсаторные установки УК2-0,38-
100 с номинальной мощностью 100 кВАр (по одной на каждую секцию
сборных шин). Установки имеют ручное регулирование со ступенью 20
кВАр.

7. Выбор силового оборудования

7.1 Выбор сечения кабельных линий системы электроснабжения

При выборе сечений проводов должно выполняться следующее условие:

номпртемпердопIkkkI

где номI

– номинальный ток приемника, А;
допI
– допустимый ток кабеля, А;
темk
– температурный коэффициент, зависящий от температуры

среды, в которой проложен проводник

прk
- коэффициент, учитывающий способ прокладки кабеля,

принимается по таблице 1.3.12 ПУЭ;

перk
-коэффициент, учитывающий дополнительную перегрузку.
В качестве примера рассмотрим выбор кабельной линии для
шлифовального станка

80

243,1
1,730,380,53cos
ном

ном

ном
Р

IA
U


.

Температурный коэффициент, т.к. помещение с нормальными
условиями, то

1
темk

Коэффициент, учитывающий прокладку кабеля по таблице 1.3.12 ПУЭ

1
прk

Т.к. данных про дополнительную перегрузку нет, то этот коэффициент
не учитываем.

24

243,111270АА

Для подключения шлифовального станка по таблице 1.3.7 ПУЭ
принимаем кабель АВВГ (3×185+1×120) мм² с длительно допустимым током
270 А.
Аналогично выполняется расчёт сечений питающих линий остальных
электроприемников. Данные по выбранной кабельной продукции сведем в
таблицу 8

Таблица 8 Расчет и выбор линий электроснабжения
№ на
плане
цеха

Наименование
электроприемника

Р уст ,
кВт cosφ I p ,A I доп ,

А Кабель
1 2 3 4 5 6 7
РП1 Распределительный пункт 190 0,5 576,82 646 АВВГ 2(3×240+1×185)
1 Шлифовальный станок 80 0,5 243,38 270 АВВГ (3×185+1×120)
2 Шлифовальный станок 80 0,5 243,38 270 АВВГ (3×185+1×120)
3 Шлифовальный станок 80 0,5 243,38 270 АВВГ (3×185+1×120)
4 Шлифовальный станок 80 0,5 243,38 270 АВВГ (3×185+1×120)
5 Шлифовальный станок 80 0,5 243,38 270 АВВГ (3×185+1×120)
6 Обдирочный станок 49 0,5 149,07 170 АВВГ (3×95+1×50)
16 Обдирочный станок 49 0,5 149,07 170 АВВГ (3×95+1×50)
18 Обдирочный станок 49 0,5 149,07 170 АВВГ (3×95+1×50)
19 Обдирочный станок 49 0,5 149,07 170 АВВГ (3×95+1×50)
20 Обдирочный станок 49 0,5 149,07 170 АВВГ (3×95+1×50)
РП2 Распределительный пункт 74,9 0,8 135,71 170 АВВГ 3×95+1×50
7 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

8 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

9 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

10 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

11 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

12 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

продолжение таблицы 8
1 2 3 4 5 6 7
13 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)
14 Продольно-строгательные 5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)

25

станки
15 Продольно-строгательные
станки

5 0,5 15,21 21 АВВГ (4×2,5)
32 Вентилятор вытяжной 25 0,8 47,54 60 АВВГ (3×16+1×10)
33 Вентилятор вытяжной 28 0,8 53,24 60 АВВГ (3×16+1×10)
17 Кран мостовой, ПВ 40% 10,75 0,5 32,70 42 АВВГ (3×10+1×6)
РП3 Распределительный пункт 101 0,7 213,17 270 АВВГ 3×185+1×120
21 Вертикально-сверлильные
станки

38 0,5 115,61 140 АВВГ (3×70+1×35)

22 Вертикально-сверлильные
станки

38 0,5 115,61 140 АВВГ (3×70+1×35)

23 Вертикально-сверлильные
станки

38 0,5 115,61 140 АВВГ (3×70+1×35)

29 Вертикально-сверлильные
станки

38 0,5 115,61 140 АВВГ (3×70+1×35)

30 Вертикально-сверлильные
станки

38 0,5 115,61 140 АВВГ (3×70+1×35)

31 Вертикально-сверлильные
станки

38 0,5 115,61 140 АВВГ (3×70+1×35)
24 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
25 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
26 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
27 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
28 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
34 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
35 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)
36 Токарно-винторезные станки 17 0,5 51,72 60 АВВГ (3×16+1×10)

7.2 Выбор автоматических выключателей

В электрической сети возможны нарушения нормального режима
работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках
резко возрастает. Поэтому цеховые электрические сети должны быть
надёжно защищены аппаратом, отключающим повреждённый элемент с
наименьшими потерями времени.
Для защиты каждого электроприемника, а так же группы
электроприемников будем подбирать автоматы с тепловым и
электромагнитным расцепителем для защиты от токов короткого замыкания
и перегрузок.
В качестве примера рассмотрим выбор автоматического выключателя
для шлифовального станка
Расчетный ток теплового расцепителя

26
1,25
1,25243,1303,88
расном
рас
II
IА



Пусковой ток потребителя
7
7243,11701,7
пном
п
II
IА


Расчетный ток отсечки потребителя
1,2
1,21701,72042,04
оп
о
II
IА



Номинальный ток элекстромагнитного расцепителя

.т.
.103203200
эмнном
эмн
IKI
IА


Исходя из полученных данных по сравнению

.

т.

.
400243,1

320303,88

32002042,04
наном

нpac

эмно
II
АА
II
АА
II
АА







выбирается автомтический выключатель ВА-52-37 I ном =400 А; I т.н =320 А.
В качестве примера используем распределительный пункт № 1
Расчетный ток теплового расцепителя для распределителльного пункта

1,1
1,1576,82634,5
расном
рас
II
IА


Пиковый ток распределительного пункта

..пикпмахномрмахIIII

где I п.мах – пусковой ток самого мощного потребителя силового пункта, А
I ном – номинальный ток силового пункта, А
I р.мах – рабочий ток самого мощного потребителя , с учетом К и

1701,7634,5243,12093,1
пикIА

Расчетный ток отсечки силового пункта

27
1,2
1,22093,12511,72
опик
о
II
IА


Исходя из полученных данных по сравнению

.

т.

.
1000576,82

800634,5

40002511,72
наном

нpac

эмно
II
АА
II
АА
II
АА







выбирается автомтический выключатель ВА-53-41 I ном =1000 А; I т.н =800 А
Для защиты КУ в РУ 0,4кВ выбирается автоматический выключатель
по длительному току

.
3
10010

152,11
3380
нpном
ном
II
IA





160152,11АА

выбирается автоматический выключатель ВА-52-35 I ном =250 А; I т.н =160 А
Для подключения секций РУ 0,4кВ к трансформаторам, а также между
собой выбираются автоматические выключатели исходя из следующих
условий

...
3

..

1,4
40010

571,06

3400
8001,4571,06
800789,84
нpнт
нТ
II
IA
АА
АА







выбирается автоматический выключатель Э06 I н =1000А, I н.р. =800А.
Все данные сведены в таблицу 9.

28

Таблица 9 – Выбор автоматических выключателей

Наименование

Расчетные данные Аппарат защиты

Номинальный
ток I н , А

Расчетный
ток I р , А

Пусковой
(пиковый)
ток I п , А
Ток
отсечки
I о , А

Тип Номинальный
ток I н , А

Ток
теплового
расцепителя
I т.р , А

Ток эм.
расцепителя,
I эм.р ,А
1 2 3 4 5 7 8 9 10
РС1 576,82 634,50 2093,10 2511,72 ВА-53-41 1000 800 4000
Шлифовальный станок 243,38 304,23 1703,68 2044,42 ВА-52-37 400 320 3200
Шлифовальный станок 243,38 304,23 1703,68 2044,42 ВА-52-37 400 320 3200
Шлифовальный станок 243,38 304,23 1703,68 2044,42 ВА-52-37 400 320 3200
Шлифовальный станок 243,38 304,23 1703,68 2044,42 ВА-52-37 400 320 3200
Шлифовальный станок 243,38 304,23 1703,68 2044,42 ВА-52-37 400 320 3200
Обдирочный станок 149,07 186,34 1043,50 1252,21 ВА-52-35 250 200 2000
Обдирочный станок 149,07 186,34 1043,50 1252,21 ВА-52-35 250 200 2000
Обдирочный станок 149,07 186,34 1043,50 1252,21 ВА-52-35 250 200 2000
Обдирочный станок 149,07 186,34 1043,50 1252,21 ВА-52-35 250 200 2000
Обдирочный станок 149,07 186,34 1043,50 1252,21 ВА-52-35 250 200 2000
РС2 135,71 149,28 455,15 546,18 ВА-52-35 250 160 1600
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
продолжение таблицы 9

29

1 2 3 4 5 7 8 9 10
Продольно-строгательные станки 15,21 19,01 106,48 127,78 ВА-52-31 100 20 140
Вентилятор вытяжной 47,54 59,42 332,75 399,30 ВА-52-31 100 63 441
Вентилятор вытяжной 53,24 66,55 372,68 447,22 ВА-52-31 100 80 560
Кран мостовой, ПВ 40% 32,70 40,88 228,93 274,72 ВА-52-31 100 50 350
РС3 213,17 234,49 906,81 1088,17 ВА-52-35 250 250 2500
Вертикально-сверлильные станки 115,61 144,51 809,25 971,10 ВА-52-35 250 125 1250
Вертикально-сверлильные станки 115,61 144,51 809,25 971,10 ВА-52-35 250 125 1250
Вертикально-сверлильные станки 115,61 144,51 809,25 971,10 ВА-52-35 250 125 1250
Вертикально-сверлильные станки 115,61 144,51 809,25 971,10 ВА-52-35 250 125 1250
Вертикально-сверлильные станки 115,61 144,51 809,25 971,10 ВА-52-35 250 125 1250
Вертикально-сверлильные станки 115,61 144,51 809,25 971,10 ВА-52-35 250 125 1250
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560
Токарно-винторезные станки 51,72 64,65 362,03 434,44 ВА-52-31 100 80 560

30

8. Расчет токов КЗ в цеховой сети НН

Коротким замыканием называется соединение между фазами, фазой и
нулевым проводом, непредусмотренные нормальными условиями работы
сети. Короткие замыкания сопровождаются увеличением токов в
поврежденных фазах до величин, превосходящих в несколько раз
номинальные значения.
Протекание токов КЗ вызывает повышенный нагрев элементов
электроустановки. Нагрев вызывает ускоренное старение и разрушение
изоляции, сваривание или выгорание контактов, потерю механической
прочности шин и проводов и т. п. Проводники и аппараты должны быть
термически устойчивыми к токам короткого замыкания.
Протекание токов КЗ сопровождается значительными
электродинамическими усилиями, которые могут разрушить токоведущие
части и их изоляцию. Токоведущие части, аппараты и электрические машины
должны быть устойчивыми в электродинамическом отношении.
Короткие замыкания в трехфазных сетях разделяют на трех-, двух-,
однофазные и двухфазные на землю а системы токов и напряжений
получаются искаженными. Трехфазное КЗ является симметричным,
поскольку при нем все три фазы оказываются в одинаковых условиях. Все
остальные виды КЗ являются несимметричными, поскольку фазы
оказываются в разных условиях, а системы токов и напряжений получаются
искаженными.
Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) необходим для проверки по
условиям электродинамической стойкости оборудования к параметрам
аварийных режимов, возникающих в разрабатываемой сети (в данном случае
к ТКЗ). При расчете ТКЗ будем использовать следующие допущения:
- трехфазная система является симметричной;
- насыщение магнитных систем отсутствует;
- подпиткой места КЗ со стороны электродвигателей пренебрегаем;

31

- апериодической составляющей ТКЗ пренебрегаем.
Самые большие значения ТКЗ возникают, как правило, при трехфазных
КЗ. Поэтому целесообразно рассчитать токи трехфазного КЗ и проверить
стойкость оборудования к данным токам. Для расчета токов КЗ составляется
расчетная схема, которая представляет собой однолинейную схему
электрической сети, включающей в себя только то оборудование сети,
которое должно быть проверено на стойкость к ТКЗ. К данному
оборудованию относят все оборудование, имеющее ошиновку
(распределительные шкафы, шинопроводы, аппараты защиты и кабельные
линии, питающие данное оборудование от трансформатора).
На рисунке 3 представим расчетную схему, на которой изобразим
предполагаемые точки КЗ.
Ток трехфазного короткого замыкания определяется

ср(3)
кз
U
I
3Z




где U ср – среднее номинальное напряжение при возникновении КЗ, В
Z Σ – суммарное полное сопротивление до точки КЗ, Ом.

22
ZRX


где - суммарное активное сопротивление до точки короткого
замыкания, Ом;

-суммарное реактивное сопротивление до точки короткого

замыкания, Ом.
Постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ

а
X
Т
R




Ударный коэффициент тока КЗ

0,01/1aTуke

32

Рисунок 3 - Расчетная схема токов КЗ

33

Рисунок 4 - Схема замещения для определения токов КЗ

34
Ударный ток КЗ определяется, как

)24.2(2)3()3(
КЗуудIki

Произведем расчет элементов схемы замещения, приведенной на рисунке 4
Сопротивления трансформаторов ТМ-400/10/0,4
22
22
.
12

5,5400
5,5

400

кзнн
Tм
ТТ

но
PU

мОмrr

S



2

2
22

22
2

4

..

1

1005,51000,4

4,51017

400400

кзнн
кз
TномTно

ТТ

м
PU

ххuмОм

SS






Сопротивления кабельной линии

клуд
клуд
RrL
ХхL



где r уд – удельное активное сопротивление кабельной линии, мОм/м
х уд – удельное реактивное сопротивление кабельной линии, мОм/м
L – длина кабельной линии, м
- удельные сопротивления кабельной линии ТП1 - РП1 [7, табл.1.9.5]

r уд1 = 0,13 мОм/м;
x уд1 = 0,077 мОм/м;
- полные сопротивления кабельной линии до СП1

11
11

0,13
503,25
2
0,086504,3

клуд
клуд
RrLмОм
ХхLмОм



Данные для остальных кабельных линий приведены в таблице 10

35
Таблица 10 – Технические данные кабелей
№
линии Направление Марка кабеля Длина,
м
r уд ,
мОм/м
х уд ,
мОм/м
r i ,
мОм
х i ,
мОм
z i ,
мОм
КЛ1 ТП-РП1 АВВГ 2(3×240+1×185) 50 0,065 0,086 3,25 4,30 5,39
КЛ4 РП1-1 АВВГ (3×185+1×120) 20 0,169 0,078 3,38 1,56 3,72
КЛ5 РП1-2 АВВГ (3×185+1×120) 10 0,169 0,078 1,69 0,78 1,86
КЛ6 РП1-3 АВВГ (3×185+1×120) 5 0,169 0,078 0,85 0,39 0,93
КЛ7 РП1-4 АВВГ (3×185+1×120) 10 0,169 0,078 1,69 0,78 1,86
КЛ8 РП1-5 АВВГ (3×185+1×120) 20 0,169 0,078 3,38 1,56 3,72
КЛ9 РП1-6 АВВГ (3×95+1×50) 23 0,329 0,081 7,57 1,86 7,79
КЛ10 РП1-16 АВВГ (3×95+1×50) 29 0,329 0,081 9,54 2,35 9,83
КЛ11 РП1-18 АВВГ (3×95+1×50) 44 0,329 0,081 14,48 3,56 14,91
КЛ12 РП1-19 АВВГ (3×95+1×50) 40 0,329 0,081 13,16 3,24 13,55
КЛ13 РП1-20 АВВГ (3×95+1×50) 35 0,329 0,081 11,52 2,84 11,86
КЛ2 ТП-РП2 АВВГ (3×95+1×50) 19 0,329 0,081 6,25 1,54 6,44
КЛ14 РП1-7 АВВГ (4×2,5) 25 12,5 0,0116 312,50 0,29 312,50
КЛ15 РП1-8 АВВГ (4×2,5) 21 12,5 0,0116 262,50 0,24 262,50
КЛ16 РП1-9 АВВГ (4×2,5) 17 12,5 0,0116 212,50 0,20 212,50
КЛ17 РП1-10 АВВГ (4×2,5) 14 12,5 0,0116 175,00 0,16 175,00
КЛ18 РП1-11 АВВГ (4×2,5) 10 12,5 0,0116 125,00 0,12 125,00
КЛ19 РП1-12 АВВГ (4×2,5) 6 12,5 0,0116 75,00 0,07 75,00
КЛ20 РП1-13 АВВГ (4×2,5) 6 12,5 0,0116 75,00 0,07 75,00
КЛ21 РП1-14 АВВГ (4×2,5) 10 12,5 0,0116 125,00 0,12 125,00
КЛ22 РП1-15 АВВГ (4×2,5) 14 12,5 0,0116 175,00 0,16 175,00
КЛ23 РП1-32 АВВГ (3×16+1×10) 18 1,95 0,095 35,10 1,71 35,14
КЛ24 РП1-33 АВВГ (3×16+1×10) 22 1,95 0,095 42,90 2,09 42,95
КЛ25 РП1-17 АВВГ (3×10+1×6) 40 3,12 0,099 124,80 3,96 124,86
КЛ3 ТП-РП3 АВВГ 3×185+1×120 20 0,169 0,078 3,38 1,56 3,72
КЛ26 РП1-21 АВВГ (3×70+1×35) 2 0,447 0,082 0,89 0,16 0,91
КЛ27 РП1-22 АВВГ (3×70+1×35) 6 0,447 0,082 2,68 0,49 2,73
КЛ28 РП1-23 АВВГ (3×70+1×35) 10 0,447 0,082 4,47 0,82 4,54
КЛ29 РП1-29 АВВГ (3×70+1×35) 8 0,447 0,082 3,58 0,66 3,64
КЛ30 РП1-30 АВВГ (3×70+1×35) 12 0,447 0,082 5,36 0,98 5,45
КЛ31 РП1-31 АВВГ (3×70+1×35) 16 0,447 0,082 7,15 1,31 7,27
КЛ32 РП1-24 АВВГ (3×16+1×10) 20 1,95 0,095 39,00 1,90 39,05
КЛ33 РП1-25 АВВГ (3×16+1×10) 16 1,95 0,095 31,20 1,52 31,24
КЛ34 РП1-26 АВВГ (3×16+1×10) 12 1,95 0,095 23,40 1,14 23,43
КЛ35 РП1-27 АВВГ (3×16+1×10) 8 1,95 0,095 15,60 0,76 15,62
КЛ36 РП1-28 АВВГ (3×16+1×10) 4 1,95 0,095 7,80 0,38 7,81
КЛ37 РП1-34 АВВГ (3×16+1×10) 18 1,95 0,095 35,10 1,71 35,14
КЛ38 РП1-35 АВВГ (3×16+1×10) 14 1,95 0,095 27,30 1,33 27,33
КЛ39 РП1-36 АВВГ (3×16+1×10) 10 1,95 0,095 19,50 0,95 19,52

- сопротивление автоматического выключателя QF1 по [7, табл.1.9.3]

36
1
1
0,25
0,10
qf
qf
RмОм
ХмОм



Данные для всех автоматических выключателей приведены в таблице 11

Таблица 11 – Данные автоматических выключателей

Маркировка

Ток
теплового
расцепителя
I т.р , А

активное,
r qf , мОм

реактивное,
x qf , мОм

полное,
z qf , мОм

QF1, QF2, QF4, QF1.1 800 0,25 0,1 0,27
QF8, QF3.1 250 1 0,4 1,08
QF9, QF2.1 160 1,21 0,65 1,37
QF1.2 - QF1.6 320 0,7 0,2 0,73
QF1.7 - QF1.11 200 1,1 0,5 1,21
QF2.2 - QF2.10 20 7 4,5 8,32
QF2.11 63 3,5 2 4,03
QF2.12, QF3.8 - QF3.15 80 2,8 1,5 3,18
QF2.13 50 7 4,5 8,32
QF3.2 - QF3.7 125 1,8 0,9 2,01

- значение переходного сопротивления, включающее сопротивления
контактов и сопротивление дуги в месте короткого замыкания, в зависимости от
ступени распределения
а) вблизи шин ТП

R с1 = 10 мОм.

б) распределительные пункты первого уровня

R с2 = 20 мОм.
в) на входных клеммах потребителя
R с2 = 30 мОм

В качестве примеров рассмотрим расчет токов КЗ в точках
- К1 (распределительный шинопровод ТП);
- К3 (верхние губки вводного автоматического выключателя РП1);

37

- К6 (входные клеммы шлифовального станка № 1).
Определим активные, реактивные и полные сопротивления для выбранных
точек КЗ

1111
311412
611411.11.243
6

5,50,251015,75

5,50,250,253,252029,25

5,50,250,253,250,250,73,383043,58
KTqfc
KTqfqfклc
KTqfqfклqfqfклc
K
RrrRмОм
RrrrrRмОм
RrrrrrrrR
RмОм




111
31141
611411.11.24
6

170,117,1

170,10,14,321,5

170,10,14,30,10,21,5623,36
KTqf
KTqfqfкл
KTqfqfклqfqfкл
K
ХххмОм
ХххххмОм
Хххххххх
ХмОм




2222
111
2222
333
2222
666

15,7517,123,25
29,2521,536,0
43,5823,3649,45

КKK
КKK
КKK
ZRXмОм
ZRXмОм
ZRXмОм




Постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ

3

.1

3

.2

3

.3
17,1

3,4610

31415,75
21,5

2,3410

31429,25
49,45

3,6110

31443,58
аК

аК

аК
Тс
Тс
Тс











Ударный коэффициент тока КЗ




3
3

3
0,01/3,4610

.1

0,01/2,3410

.2

0,01/3,6110

.3
11,06
11,01
11,06
уК
уК
уК
ke
ke
ke









Ток трехфазного короткого замыкания определяется

(3)
К1
400
I9,94
323,25кА


38

(3)
К3
(3)
К6
400
I6,42
336,00
400
I4,68
349,45

кА

кА




Ударный ток КЗ определяется, как

(3)
.1
(3)
.3
(3)
.6
21,069,6414,41
21,016,429,14
21,064,686,99
удК
удК
удК
iкА
iкА
iкА




Расчеты для остальных токов проведены таблично и приведены в таблице 12

Таблица 12 – Расчет токов КЗ
Точка
КЗ
R к ,
мОм
Х к ,
мОм
Z к ,
мОм T a К у I (3) ,
кА
i уд ,
кА
1 2 3 4 5 6 7 8
K1 15,75 17,10 23,25 3,46E-03 1,06 9,93 14,83
K2 15,75 17,10 23,25 3,46E-03 1,06 9,93 14,83
K3 29,25 21,50 36,30 2,34E-03 1,01 6,36 9,12
K4 33,21 19,29 38,41 1,85E-03 1,00 6,01 8,54
K5 30,13 19,06 35,65 2,01E-03 1,01 6,48 9,22
K6 43,58 23,36 49,45 1,71E-03 1,00 4,67 6,62
K7 41,89 22,38 47,49 1,70E-03 1,00 4,86 6,90
K8 41,05 21,99 46,56 1,71E-03 1,00 4,96 7,03
K9 41,89 22,38 47,49 1,70E-03 1,00 4,86 6,90
K10 43,58 23,16 49,35 1,69E-03 1,00 4,68 6,64
K11 48,17 23,76 53,71 1,57E-03 1,00 4,30 6,09
K12 50,14 24,25 55,70 1,54E-03 1,00 4,15 5,87
K13 55,08 25,46 60,68 1,47E-03 1,00 3,81 5,39
K14 53,76 25,14 59,35 1,49E-03 1,00 3,89 5,51
K15 52,12 24,74 57,69 1,51E-03 1,00 4,00 5,67
K16 363,92 24,73 364,76 2,16E-04 1,00 0,63 0,90
K17 313,92 24,68 314,89 2,50E-04 1,00 0,73 1,04
K18 263,92 24,64 265,07 2,97E-04 1,00 0,87 1,23
K19 226,42 24,60 227,75 3,46E-04 1,00 1,01 1,43
K20 176,42 24,56 178,12 4,43E-04 1,00 1,30 1,83
K21 126,42 24,51 128,77 6,17E-04 1,00 1,79 2,54
K22 126,42 24,51 128,77 6,17E-04 1,00 1,79 2,54
K23 176,42 24,56 178,12 4,43E-04 1,00 1,30 1,83
продолжение таблицы 12
1 2 3 4 5 6 7 8
K24 226,42 24,60 227,75 3,46E-04 1,00 1,01 1,43
K25 83,02 23,65 86,32 9,07E-04 1,00 2,68 3,78
K26 90,12 23,53 93,14 8,32E-04 1,00 2,48 3,51
K27 176,22 28,40 178,49 5,13E-04 1,00 1,29 1,83
K28 43,82 20,52 48,39 1,49E-03 1,00 4,77 6,76
K29 45,61 20,85 50,15 1,46E-03 1,00 4,60 6,52
K30 47,40 21,18 51,92 1,42E-03 1,00 4,45 6,30
K31 46,51 21,02 51,03 1,44E-03 1,00 4,53 6,41
K32 48,29 21,34 52,80 1,41E-03 1,00 4,37 6,19
K33 50,08 21,67 54,57 1,38E-03 1,00 4,23 5,99
K34 82,93 22,86 86,02 8,78E-04 1,00 2,68 3,80
K35 75,13 22,48 78,42 9,53E-04 1,00 2,94 4,16
K36 67,33 22,10 70,86 1,05E-03 1,00 3,26 4,61
K37 59,53 21,72 63,37 1,16E-03 1,00 3,64 5,15
K38 51,73 21,34 55,96 1,31E-03 1,00 4,13 5,84
K39 79,03 22,67 82,22 9,14E-04 1,00 2,81 3,97
K40 71,23 22,29 74,64 9,97E-04 1,00 3,09 4,38
K41 63,43 21,91 67,11 1,10E-03 1,00 3,44 4,87
Заключение

В данном курсовом проекте разработана система электроснабжения
механического цеха.
Целью проекта являлся выбор оптимального варианта распределительной
схемы, параметров сети электроснабжения и ее элементов, позволяющих
обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы
цеха.
В ходе выполнения проекта был выполнен расчет электрических нагрузок
методом упорядоченных диаграмм. Был рассмотрен вопрос необходимости
компенсации реактивной мощности и выбрана компенсирующая установка.
Выбрано количество и определена мощность трансформаторов цеховой
подстанции.
Произведен расчет токов короткого замыкания. Были выбраны марки и
сечения кабелей распределительных линий.
По результатам расчетов выбраны все необходимые для нормального
функционирования системы защитные аппараты.
По результатам курсового проектирования можно сделать вывод,
разработана наиболее рациональная, оптимизированная система
электроснабжения механического цеха.

Список использованной литературы

1. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного
проектирования. Учеб. пособие для ВУЗов. - М.: Энергоатомиздат, 1987
2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и
подстанций. Справочные марериалы для курсового и дипломного
проектирования. Для студентов ВУЗов. - М.: Энергоатомиздат, 1989
3. Электротехнический справочник. В 3 т. - Т.II,/ Под общ. ред. В.Г.Герасимова.
- М.: Энергоиздат, 1982
4. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем
электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб.
пособие / Том. политехн. ун-т. – Томск, 2005. – 168 с.
5. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие для ВУЗов/
Под ред. Н. Е. Мукасеева. – М.: Энергоатомиздат, 1978.
6. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.
Учебник для СУЗов. - М.: Высшая школа, 1999
7. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического
освещения/ Г.М. Кнорринг, И.М. Фадин, В.Н. Сидоров – М.:
Энергоатомиздат, Санкт-Петербургское отд-ние, 1992. – 448 с., ил.
8. Щеховцов В.П. Справочник-пособие по ЭО и ЭСН. Обнинск; Фабрика
офсетной печати 1994