Выбор оборудования для электроприемников цеха

 

Составим однолинейную схему электроснабжения отдела механического цеха (рисунок 1.2), а технические данные электроприемников питающихся от ШРА1, ШРА2, ШР1 представлены в таблице 1.18

 

Рисунок 1.10 - Схема электроснабжения механического цеха

 

Таблица 1.18 - Технические данные ЭП ШРА1, ШРА2, ШР1

№№ п/п	Наименование узлов питания и ЭП	Pн, кВт	cos j	Iн, А	Кпуск	Iпуск, А	Режим работы	a	Iп/ a	Вид аппа-рата
ШРА-1
1,2,4,6	Пресс	5,5	0,65	12,9	3,5	45,0	Тяжелый	1,6	28,2	предохр
5	Ковочный пресс	55	0,65	128,7	3,5	450,5	Тяжелый	1,6	281,6	автомат
39	Плазматрон	28	0,7	60,8	2	121,7	Тяжелый	1,6	76,1	предохр
3	Кран	18,3	0,5	55,7	4,5	250,5	Тяжелый	1,6	156,6	автомат
ШРА-2
24,30	Камерная электропечь	50	0,9	84,5	1	84,5	Тяжелый	1,6	52,8	предохр
25,27,28,31,33,35	Пресс горячештамповочный	11	0,65	25,7	3,5	90,1	Тяжелый	1,6	56,3	предохр
29,32,34,36	Гильотинные ножницы, пресс	22	0,65	51,5	3,5	180,2	Тяжелый	1,6	112,6	автомат
40	Насос	11	0,65	25,7	5	128,7	Тяжелый	1,6	80,4	предохр
22,38	Вентилятор	37	0,8	70,4	4,5	316,6	Тяжелый	1,6	197,9	автомат
26	Кран	18,5	0,5	56,3	4,5	253,3	Тяжелый	1,6	158,3	автомат
ШР-1
7,16,17	Камерная электропечь	50	0,9	84,5	1	84,5	Тяжелый	1,6	52,8	предохр
9	Пресс	15	0,8	28,5	3,5	99,8	Тяжелый	1,6	62,4	предохр
10,11, 19, 20	Электродная соляная ванна	22	0,8	41,8	1	41,8	Средний	2	20,9	предохр
12,13,14	Электродная селитровая ванна	12	0,8	22,8	1	22,8	Средний	2	11,4	предохр
15	Вентилятор	37	0,8	70,4	4,5	316,6	Тяжелый	1,6	197,9	автомат
18,21	Колпаковая электропечь	45	0,9	76,1	1	76,1	Тяжелый	1,6	47,5	предохр

 

Выбор защитной и коммутационной аппаратуры, марки и сечения проводов и кабелей, тип ШРА.

Выбор вводного автомата

Всего по цеху Iр= 1157,5 А

Найдём кратковременный ток

 

Iкр=1,3× Iр =1,3 × 1157,5 = 1504,8 А(1.81)

 

Выбираем автомат марки АВМ-15Н:

 

1) I_{ном ав}= 1500 А (> 1157,5 А);

2) I_{ном расц}= 1200 А (> 1157,5 А);

I_отс= 2000 А;

I_{пред ком} = 150кА;

3) I_{сраб эл расц} >1,25 × I_крат=1,25 × 1504,8 = 1528,5 А; 2000 А >1881,1 А

 

условия выполняются.

Выбор автомата А₂, кабельной линии и типа шинопровода ШРА-1

 

S_{р ШРА-1}=81 кВА; I_{р ШРА-1}=123,2 А; (1.82)

I_крат =I_пуск=I_{пускнаиб} +SI_ном= 450,5 + (123,2-128,7) =445 А

 

Выбираем шинопровод распределительный типа ШРА4 I_н=250 А>123,2 А;

I_{эл дин ст}^=15кА

Выбираем автомат марки А3710Б

 

1) I_{ном ав}= 160 А (>123,2 А);

2) I_{ном расц}= 125 А (>123,2 А);

I_отс= 630 А;

I_{пред ком} = 75 кА;

3) I_{сраб эл расц} >1,25× I_крат= 1,25×445 = 556,3 А; 630 А > 556,3 А

 

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШРА-1:

 

ААШв-1- (3´95+ (1´70); I_доп=205 А (>123,2 А).(1.83)

 

Проверим выбранное сечение по коэффициенту защиты (К_з) автомата, в одной траншее от ТП до цеха уложены 6 кабеля, поэтому поправочный коэффициент К_п=0,75, к_з=1 - коэффициент защиты для автомата с нерегулируемой характеристикой. 

1)  условие выполняется.

 

Выбор автомата А₃, кабельной линии и типа шинопровода ШРА-2

 

S_{р ШРА-2}=233,5 кВА; I_{р ШРА-2}=355,3А;

I_крат =I_пуск=I_{пускнаиб} +SI_ном=316,6+ (355,2-70,4) =601,4 А

 

Выбираем шинопровод распределительный типа ШРА4 сI_н =400 А > 355,3 А; I_{эл дин ст}^=25 кА

Выбираем автомат марки А3730Б

 

1) I_{ном ав}=400 А (>355,3А);

2) I_{ном расц}=400 А (>355,3 А);

I_отс=2500 А;

I_{пред ком} = 100кА;

3) I_{сраб эл расц} >1,25 × I_крат=1,25×601,4 = 751,7 А; 2500 А > 751,7А

 

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШРА-2: 2ААШв-1- (3´150+ (1´95); I_доп=600 А (>355,3А);

проверим выбранное сечение:

 

условие выполняется.

 

Выбор автомата А₅, кабельной линии и типа шинопровода ШР-1.

S_{р ШР-1}=354,3 кВА; I_{р ШР-1}=538,9 А;

I_крат =I_пуск=I_{пускнаиб} +SI_ном=316,6+ (538,9-70,4) =785,1 А

 

Выбираем автомат марки А3740Б

 

1) I_{ном ав}=630 А (> 538,9 А);

2) I_{ном расц}=630 А (>538,9 А);

I_отс=4000 А;

I_{пред ком} = 150кА;

3) I_{сраб эл расц} >1,25 × I_крат=1,25×785,1 = 981,3 А; 4000 А > 981,3 А

 

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШРА-3: 3ААШв-1- (3´150+ (1´95); I_доп=900 А (>538,9 А);

проверим выбранное сечение:

 

 условие выполняется.

 

Выбор автомата А₄,, кабельной линии и тип ЩО

Выбор А₄ к ЩО:

 

(1.84)

 

А3710Б: I_{н А}=40 А >34,85 А; I_{у расц}= 40 А >34,85 А;

Примем ОП6УХЛ4 - на шесть отходящих линий, I_{н. расц.} = 40 А.

Выбираем кабель к ЩО: ААШв-1- (3´10) + (1´6); I_доп=65 А (>34,85А), проверим выбранное сечение: условие выполняется.

Выбираем автомат А₆, кабельную линию к ЭП №8

 

Р_н= 90 кВт; ;(1.85)

I_пуск = K_пус×I_ном = 1×152,1 = 152,1 А.

 

Выбираем автомат марки А3710Б:

 

1) I_{ном ав}= 160 А (> 152,1 А);

2) I_{ном расц}= 160 А (> 152,1 А);

I_отс=400 А;

I_{пред ком} = 75 кА;

3) I_{сраб эл расц} >1,25 × I_крат=1,25 × 152,1 = 190,1 А; 400 А >190,1 А

 

условия выполняются.

Выбираем кабель к ЭП № 29: ААШв-1- (3´120) + (1´70); I_доп=265 А (>152,1А), проверим выбранное сечение:

 

 условия выполняются.

 

Выбираем автомат А₇, кабельную линию к ЭП №37

 

Р_н= 100 кВт; ;(1.86)

I_пуск = K_пус×I_ном = 4,5 ×217,3 = 977,3 А.

 

Выбираем автомат марки А3720Б:

1) I_{ном ав}= 250 А (> 217,3 А);

2) I_{ном расц}= 250 А (> 217,3 А);

I_отс=1600 А;

I_{пред ком} = 100 кА;

3) I_{сраб эл расц} >1,25 × I_крат=1,25 × 977,3 = 1222,3 А; 1600 А >1222,3 А

 

условия выполняются.

Выбираем кабель к ЭП № 29: ААШв-1- (3´185) + (1´70); I_доп=345 А (>217,3А), проверим выбранное сечение:

 

условия выполняются.

 

Выбор автомата к ЭП

Условия выбора автоматов к ЭП:

1) ;

2) ;

3)

Выбор предохранителей к ЭП

Условия выбора предохранителей к ЭП:

1) ; 2)

Расчеты сводим в таблицу 1.19.

 

Таблица 1.19 - Расчет защитных аппаратов и проводов к ЭП

№№ ЭП	Расчетный ток		Автоматический выключатель					Предохранитель			Тип аппарата защиты	Кз	Токовая нагрузка провода		Марка и сечение провода
	Iдлит (Iном)	Iкр (Iпуск)	Iном. ав.	Ток рас-цепителя, А		Уставка мгновенного срабатывания		Ток плавкой вставки, А		Iном. пред.			Кз*Iз	Iдоп пров
				Iрасц расч	Iрасц ном	Iср расч	Iном ср	I расч пл вст	I ном пл вст
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
ШРА-1
1,2,4,6	12,9	45,0	-	-	-	-	-	28,2	30	100	ПН2 100/30	0,33	9,9	19	АПВ-4 (1´4)
5	128,7	450,5	160	128,7	160	563,1	630	-	-	-	А3710Б	1	160	200	АПВ-3 (1´95) + (1´70)
39	60,8	121,7	-	-	-	-	-	76,1	80	100	ПН2 100/80	0,33	26,4	80	АПВ-3 (1´25) + (1´16)
3	55,7	250,5	80	55,7	63	313,1	400	-	-	-	А3710Б	1	63	80	АПВ-3 (1´25) + (1´16)
ШРА-2
24,30	84,5	84,5	-	-	-	-	-	52,8	60	100	ПН2 100/60	0,33	19,8	110	АПВ-3 (1´35) + (1´25)
25,27,28,31,33,35	25,7	90,1	-	-	-	-	-	56,3	60	100	ПН2 100/60	0,33	19,8	39	АПВ-4 (1´10)
29,32,34,36	51,5	180,2	80	51,5	63	225,2	400	-	-	-	А3710Б	1	63	80	АПВ-3 (1´25) + (1´16)
40	25,7	128,7	-	-	-	-	-	80,4	100	100	ПН2 100/100	0,33	33	39	АПВ-4 (1´10)
22,38	70,4	316,6	80	41,8	50	235,2	400	-	-	-	А3710Б	1	50	60	АПВ-3 (1´16) + (1´10)
26	56,3	253,3	80	56,3	63	316,6	400	-	-	-	А3710Б	1	63	80	АПВ-3 (1´25) + (1´16)
ШР-1
7,8,16,17	84,5	84,5	-	-	-	-	-	52,8	60	100	ПН2 100/60	0,33	19,8	110	АПВ-3 (1´35) + (1´25)
9	28,5	99,8	-	-	-	-	-	62,4	80	100	ПН2 100/80	0,33	26,4	39	АПВ-4 (1´10)
10,11, 19, 20	41,8	41,8	-	-	-	-	-	20,9	30	100	ПН2 100/30	0,33	9,9	60	АПВ-3 (1´16) + (1´10)
12,13,14	22,8	22,8	-	-	-	-	-	11,4	20	100	ПН2 100/20	0,33	6,6	39	АПВ-4 (1´10)
15	70,4	316,6	80	70,4	80	395,7	400	-	-	-	А3710Б	1	50	80	АПВ-3 (1´25) + (1´16)
18,21	76,1	76,1	-	-	-	-	-	47,5	50	100	ПН2 100/50	0,33	16,5	80	АПВ-3 (1´25) + (1´16)

 

1.11.1 Расчет токов короткого замыкания на U<1 кВ

Для расчета токов короткого замыкания составим схему питания наиболее удаленного электроприемника механического цеха (рисунок 1.11, а) для проверки его аппарата защиты на отключающую способность и схему замещения (рисунок 1.11, б)

 

а)                              б)

Рисунок 1.11

 

Определим сопротивления:

 

R_т=2 мОм; Х_т=8,5мОм; R_А1+R_конт1+ R_пер1=0,25 мОм; Х_А1=0,08 мОм;

R_А3+R_конт3+ R_пер2=0,43 мОм; Х_А3=0,13 мОм;

R_каб= r ₀ × l =0,28×30=8,4 мОм; Х_каб= r ₀ × l =0,06×30=1,8 мОм;

R_ш= r ₀ × l =0,13×48=6,24 мОм; Х_ш= r ₀ × l =0,1×48=4,8 мОм;

R_пров= r ₀ × l =0,28×5=1,4 мОм; Х_пров= r ₀ × l =0,06×5=0,3 мОм;

R_А=0,36 мОм; Х_А=0,28 мОм;

 

где активное и реактивное сопротивление трансформатора; активное и реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей;

переходное сопротивление контактных соединений (шинопровод-кабель, кабель-кабель и т.д.);

активное и реактивное сопротивление шинопровода;

активное и реактивное сопротивление кабеля;

активное и реактивное сопротивление проводов.

Определим значения тока трех и двухфазного КЗ в точке К-3

R₃=R_т+R_А1=2+0,25=2,25 мОм, Х₃=Х_т+Х_А1=8,5+0,08=8,58 мОм

 

Трехфазный ток КЗ в точке К-3

 

(1.87)

(1.88)

 

постоянная времени; Ударный ток в точке К-3:

 

(1.89)

 

Двухфазный ток КЗ в точке К-3

 

(1.90)

 

Определим значения тока трех и двухфазного КЗ в точке К-2

R₂=R₃+R_А3+R_конт3+R_каб=2,25+0,43+8,4=11,08 мОм

Х₂=Х₃+Х_А3+Х_каб=8,58+0,13+1,8=10,51 мОм

 

Трехфазный ток КЗ в точке К-2

 

 

Ударный ток в точке К-2

 

 

Двухфазный ток КЗ в точке К-2

 

 

Определим значения тока трех и двухфазного КЗ в точке К-1

 

R₁=R₂+R_ш+R_пров+R_А=11,08+6,24+1,4+0,36=19,08 мОм

Х₁=Х₂+Х_ш+Х_пров+Х_А=10,51+4,8+0,3+0,28=15,89 мОм

 

Трехфазный ток КЗ в точке К-1

 

Ударный ток в точке К-1

 

кА

 

Двухфазный ток КЗ в точке К-1

 

 

Расчёт однофазного короткого замыкания.

Вместо R_Т, Х_Т, R_ш, Х_ш, R_каб, Х_каб, R_пров, Х_пров принимаем полное сопротивление цепи фаза-нуль; Z_{п. ф. - 0. к.} - полное сопротивление цепи фаза-нуль кабельной линии; Z_{п. ф. - 0. п} - полное сопротивление цепи фаза-нуль провода; Z_{п. ф. - 0. ш.} - полное сопротивление цепи фаза-нуль шинопровода, полное сопротивление фазы трансформатора

 

; ;

 

 (при соединении обмоток трансформатора Δ/yە - 11)

 (при соединении обмоток трансформатора y/yﻩ - 12)

При однофазном к. з. в точке К3 и соединении обмоток трансформатора Δ/yە-11

 

(1.91)

(1.92)

 

При однофазном к. з. в точке К2 и соединении обмоток трансформатора Δ/yە-11

 

(1.93)

 

При однофазном к. з. в точке К1 и соединении обмоток трансформатора Δ/yە-11

 

 

При однофазном к. з. в точке К3 и соединении обмоток трансформатора y/yﻩ-12

 

 

При однофазном к. з. в точке К2 и соединении обмоток трансформатора y/yﻩ-12

 

 

При однофазном к. з. в точке К1 и соединении обмоток трансформатора y/yﻩ-12

 

 

Составим сводную таблицу 1.20 результатов расчетов.

 

Таблица 1.20

КЗ	К-1	К-2	К-3
Трехфазное КЗ	Iкз =9,3 кА; iуд =13,6 кА	Iкз =15,1 кА; iуд =22,1 кА	Iкз =26,1 кА; iуд =47,1 кА
Двухфазное КЗ	Iкз =8 кА	Iкз =13 кА	Iкз =22,5 кА
Однофазное КЗ D/Uо	Iкз =2,9 кА	Iкз =7,5 кА	Iкз =25,2 кА
Однофазное КЗ U/Uо	Iкз =2,3 кА	Iкз =4,7 кА	Iкз =8,4 кА

 

Проверим выбранное оборудование по отключающей способности:

Предельный отключающий ток автомата АВМ-15Н, 250кА>22,5кА.

Предельно отключающий ток автоматического выключателя А3730Б с расцепителем на I_ном=320А (100кА>15,1кА).

Предельный сквозной ток шинопровода ШРА-73 на I_ном= 400А (25кА>9,3кА).

Выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности и чувствительности соответствует требованиям.