Расчёт и выбор силовой сети объекта

Магистральные схемы в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они не требуют установки распределительного щита на подстанции, и энергия распределяется по совершенной схеме блока «трансформатор – магистраль», что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции. При магистральных схемах, выполненных шинопроводами ШМА и ШРА, перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести то, что при повреждении магистральной сети отключаются все потребители, питаемые от неё.

Учитывая особенности радиальных и магистральных сетей, обычно применяют смешанные схемы электрических сетей в зависимости от характера производства, условий окружающей среды и т.д. Например, в машиностроительных цехах машиностроительной промышленности при системе блока «трансформатор – магистраль» электроснабжение выполняют магистральным шинопроводом ШМА, к которому присоединяют распределительные шинопроводы ШРА. На некоторых участках цеха устанавливают распределительные пункты для питания электроприёмников, которые присоединяют к ближайшим магистральным или распределительным шинопроводам.

6.2 Выбираем магистральный шинопровод по максимальному расчётному току с учётом перегрузки и проверяем на потерю напряжения.

6.2.1 Вычисляем расчётный ток для выбора ШМА:

6.2.2 Выбираем шинопровод ШМА 4-1250-У3, с номинальным напряжением до 660 В и номинальным током I _н = 1250А. [3]

6.2.3 Выполняем проверку шинопровода на потерю напряжения:

где и – соответственно активное и индуктивное сопротивления шинопровода на фазу;

Р = Р _р ̸ n _т – расчётная нагрузка на трансформатор или шинопровод, кВт;

l = l _шма ̸ 2 – расчётная длина шинопровода, км.

Общая потеря напряжения в шинопроводах не должна превышать 2 %.

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %.

6.2.4 Выбираем автоматический выключатель ВА 53-41-3, I _н = 1000 А.

6.3 Расчёт силовой сборки 1.

В сборку входят два агрегатно-расточные станки с I _н = А, два радиально-сверлильные станки с I _н = А и один токарно-шлифовальный станок

I _н = А. В расчёт силовой сборки входит выбор распределительного шинопровода и автоматического выключателя.

6.3.1 Определяем длительный ток в линии с несколькими электродвигателя-ми:

I _дл = Σ I _н; I _дл = 27,06 · 2 + ∙ 2 + = 98,94 А.

6.3.2 Вычисляем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:

I _н.р ≥ 1,1 · I _дл; I _н.р = 1,1 · 98,94 = 108,83 А.

Выбирается ВА 51-33-3:

V _н.а = 380 В;

I _н.а = 160 А;

I _н.р = 100 А;

I _н.р регулируется ступенчато: 0,63 I _н.а - 0,8 I _н.а - 1,0 I _н.а.

I _н.р = 0,63 I _н.а; I _н.р = 1,0·160 = 160 А;

I _у(п) = 1,25 I _н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I _у(кз) = 10 I _н.р.

I _откл = 25 кА.

6.3.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-160-32-У3; I _н = 160 А.

6.3.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.3.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 0,36 = 0,67 % ≤ 2 %.

6.4 Расчёт силовой сборки 2.

В сборку входят четыре сварочных аппарата с I _н = 21,49 А.В расчёт силовой сборки входит выбор распределительного шинопровода и автоматического выключателя.

6.4.1 Определяем длительный ток в линии с несколькими электродвигателя-ми:

I _дл = Σ I _н; I _дл = · 4 = 384,6 А.

6.4.2 Вычисляем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:

6.4.3 Выбираем в качестве аппарата защиты (АЗ) автоматический выключатель серии ВА с комбинированным полупроводниковым максимальным расцепитлем с регулированием ступеней номинального тока расцепителя от номинального тока выключателя при условии, что номинальный ток ВА: I _н.а ≥ I _н.р.

Выбирается ВА 53-39-3:

V _н.а = 380 В;

I _н.а = 630 А;

I _н.р = 600 А;

I _н.р регулируется ступенчато: 0,63 I _н.а - 0,8 I _н.а - 1,0 I _н.а.

I _н.р = 0,63 I _н.а; I _н.р = 1,0 · 630 = 630 А;

I _у(п) = 1,25 I _н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I _у(кз) = 10 I _н.р.

I _откл = 20 кА.

6.4.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-630-32-У3; I _н = 630 А.

6.4.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.4.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 0,4 = 0,71 % ≤ 2 %.

6.5 Расчёт силовой сборки 3.

В сборку входят два продольно-фрезерных станка с I _н = А, два горизонтально-расточных станка с I _н = А, и два крана консольно поворотные с I _н = А. В расчёт силовой сборки входит выбор распределительного шинопровода и автоматического выключателя.

6.5.1 Определяем длительный ток в линии с несколькими электродвигателя-ми:

I _дл = Σ I _н; I _дл = · 2 + А ∙ 2 + ∙ 2 = 194,88 А

.

I _н.р ≥ 1,1 · I _дл; I _н.р = 1,1 · 194,88 = 214,36 А.

6.5.3 Выбираем в качестве аппарата защиты (АЗ) автоматический выключатель серии ВА с комбинированным полупроводниковым максимальным расцепитлем с регулированием ступеней номинального тока расцепителя от номинального тока выключателя при условии, что номинальный ток ВА: I _н.а ≥ I _н.р.

Выбирается ВА 53-37-3:

V _н.а = 380 В;

I _н.а = 250 А;

I _н.р = 200 А;

I _н.р регулируется ступенчато: 0,63 I _н.а - 0,8 I _н.а - 1,0 I _н.а.

I _н.р = 0,8 I _н.а; I _н.р = 1,0 · 250 = 250 А;

I _у(п) = 1,25 I _н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I _у(кз) = 10 I _н.р.

I _откл = 20 кА.

6.5.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-250-32-У3; I _н = 250 А.

6.5.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.5.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 0,2 = 0,51 % ≤ 2 %.

6.6 Расчёт силовой сборки 4.

В сборку входят два радиально-сверлильных станков с I _н = А, два алмазно-расточных станка с I _н = А, В расчёт силовой сборки входит выбор распределительного шинопровода и автоматического выключателя.

6.6.1 Определяем длительный ток в линии с несколькими электродвигателя-ми:

6.6.2 Вычисляем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:

I _н.р ≥ 1,1 · I _дл; I _н.р = 1,1·44,48 = 48,92 А.

6.6.3 Выбираем в качестве аппарата защиты (АЗ) автоматический выключатель серии ВА с комбинированным полупроводниковым максимальным расцепитлем с регулированием ступеней номинального тока расцепителя от номинального тока выключателя при условии, что номинальный ток ВА: I _н.а ≥ I _н.р.

Выбирается ВА 51-31-3:

V _н.а = 380 В;

I _н.а = 100 А;

I _н.р = 100 А;

I _н.р регулируется ступенчато: 0,63 I _н.а - 0,8 I _н.а - 1,0 I _н.а.

I _н.р = 0,8 I _н.а; I _н.р = 1,0·100 = 100 А;

I _у(п) = 1,25 I _н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I _у(кз) = 10 I _н.р.

I _откл = 25 кА.

6.6.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-100-32-У3; I _н = 100 А.

6.6.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.6.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 0,73 = 1,4 % ≤ 2 %.

6.7 Расчёт силовой сборки 5.

В сборку входят два плоскошлифовальные станки с I _н = А, один агрегатно-расточные станки с I _н = А, и два крана консольно поворотные с I _н = А. В расчёт силовой сборки входит выбор распределительного шинопровода и автоматического выключателя.

I _дл = Σ I _н; I _дл = · 2 + + ∙ 2 = 99,72 А

.

6.7.2 Вычисляем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:

I _н.р ≥ 1,1 · I _дл; I _н.р = 1,1 · 99,72 = 109,69 А.

6.7.3 Выбираем в качестве аппарата защиты (АЗ) автоматический выключатель серии ВА с комбинированным полупроводниковым максимальным расцепитлем с регулированием ступеней номинального тока расцепителя от номинального тока выключателя при условии, что номинальный ток ВА: I _н.а ≥ I _н.р.

Выбирается ВА 51-31-3:

V _н.а = 380 В;

I _н.а = 100 А;

I _н.р = 100 А;

I _н.р регулируется ступенчато: 0,63 I _н.а - 0,8 I _н.а - 1,0 I _н.а.

I _н.р = 0,8 I _н.а; I _н.р = 1,0 · 100 = 100 А;

I _у(п) = 1,25 I _н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I _у(кз) = 10 I _н.р.

I _откл = 25 кА.

6.7.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-100-32-У3; I _н = 100 А.

6.7.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.7.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 0,8 = 1,11 % ≤ 2 %.

6.8 Расчёт силовой сборки 6.

6.8.1 Определяем длительный ток в линии с несколькими электродвигателя-ми:

I _дл = Σ I _н; I _дл = ∙ 2 + ∙ 2 = 146,08 А.

6.8.2 Вычисляем номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:

I _н.р ≥ 1,1 · I _дл; I _н.р = 1,1·146,08 = 160,68 А.

6.8.3 Выбираем в качестве аппарата защиты (АЗ) автоматический выключатель серии ВА с комбинированным полупроводниковым максимальным расцепитлем с регулированием ступеней номинального тока расцепителя от номинального тока выключателя при условии, что номинальный ток ВА: I _н.а ≥ I _н.р.

Выбирается ВА 51-35-3:

V _н.а = 380 В;

I _н.а = 250 А;

I _н.р = 200 А;

I _н.р регулируется ступенчато: 0,63 I _н.а - 0,8 I _н.а - 1,0 I _н.а.

I _н.р = 0,8 I _н.а; I _н.р = 1,0·250 = 250 А;

I _у(п) = 1,25 I _н.р – ток срабатывания в зоне перегрузки (для всех ВА);

I _у(кз) = 10 I _н.р.

I _откл = 25 кА.

6.8.4 Выбираем распределительный шинопровод для внутренней установки ШРА 4-250-32-У3; I _н = 250 А.

6.6.5 Проверяем шинопровод на потерю напряжения:

6.8.6 Общие потери напряжения в ШМА и ШРА составят:

∆U = ∆U _шма + ∆U _шра ≤ 2 %. ∆U = 0,31 + 1,19 = 1,5 % ≤ 2 %.

6.9 Заносим выбранные автоматические выключатели и шинопроводы в таблицу 7.

Таблица 7 – Технические данные силового электрооборудования