Проектирование системы электроснабжения механического цеха (стр. 2 из 17)

Норму освещённости для производственных помещений цеха принимаем Е_нор. = 200 Лк. [1]

Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью Н_р., м определяется, в соответствии с рисунком 1, по формуле:

Н_р. = Н – h_c. – h_p., м (1)

где Н – высота помещения цеха, м.

Н = 6 м (по заданию);

h_c. – расстояние светильников от перекрытия, м. h_c. = 0,7 м;

h_p. – высота рабочей поверхности над полом, м. h_р. = 0,8 м.

Н_р. = 6 – 0,7 – 0,8 = 4,5

Площадь освещаемой поверхности данного пролёта S_пр., м²:

S_пр. = B × L, м² (2)

где B – ширина цеха, м. B = 12 м (по заданию);

L – длина цеха, м. L = 72 м (по заданию).

S_пр. = 12 × 72 = 864 м²

Удельная мощность освещённости лампы ρ_уд., Вт/м², определяется исходя из удельной мощности освещения при освещенности 100 Лк.

Для светильников УПД ДРЛ Е_нор. = 100 Лк, ρ_уд. = 5,4 Вт/м² [1]

Для светильников УПД ДРЛ Е_нор. = 200 Лк, ρ_уд. = 5,4 ´ 2 = 10,8 Вт/м²

Допустимая мощность рабочего освещения одного пролета Р_р.о.пр., Вт:

Р_р.о.ц. = ρ_уд. × S_пр. (3)

Р_р.о.пр. = 10,8 × 864 = 9331,2 Вт

Выбираем мощность лампы ДРЛ [1] и технические данные заносим в
таблицу 1.

Таблица 1 Технические данные лампы ДРЛ

Тип лампы	Светильник	Рн., Вт	Uл., В	Ф, Лм	Срок службы, час	Размер лампы, мм		Ток лампы, А
						D	L	рабочий	пусковой
ДРЛ400	УПДДРЛ	400	135	19000	10000	122	292	3,25	7,15

Число светильников рабочего освещения по пролету N_св, шт.

N_св = Р_р.о.св/Р_л = 9331,2/400 = 23,3 шт. (4)

Принимаем число светильников для пролета N_св = 24 шт.

При размещении светильников учитываем требования качества освещения, в частности направление света, а так же доступность их для обслуживания. Расположение светильников в цехе производим в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2 – расположение светильников в пролёте

Число пролетов в цехе i = 4 (по заданию)

Мощность рабочего освещения производственных помещений цеха P_p.о, кВт

P_p.о = N_св х Р_л х i = 24 х 400 х 4 = 38400 Вт = 38,4 кВт (5)

В случае отключения рабочего освещения для продолжения работы предприятия предусматривается аварийное освещение. Мощность аварийного освещения производственных помещений цеха Р_ав., Вт принимают 10% (0,1) от рабочего освещения.

Р_ав. = 0,1 × 38,4 = 5,76 кВт

Для аварийного освещения выбираем лампы накаливания типа Г, мощностью 500 Вт с теми же светильниками. [1]

Таблица 2 Технические данные лампы аварийного освещения

Тип лампы	Светильник	Рн., Вт	Uл., В	Ф, Лм	Размер лампы, мм
					D	L	H
Г	УПД	500	220	8300	112	240	180

Мощность освещения бытовых помещений Р_бп, кВт определяем по формуле:

Р_бп = Р_уд._бп´ S_бп (6)

Согласно задания: Р_уд.бп = 25 Вт/м²; S_бп = 6 ´ 36 = 216 м²

Р_бп = 25 ´ 216 = 5400 Вт = 5,4 кВт

Общая мощность электроосвещения цеха Росв, кВт

Р_осв = Р_ро + Р_бп = 38,4 + 5,4 = 43,8 кВт

1.3.2 Расчёт электрических нагрузок

Расчет ведем методом упорядоченных диаграмм, по максимальной мощности,потребляемой цехом в течение первой 30 минутной наиболее загруженной смены.

Этот метод учитывает режим работы приемников, отличие их друг от друга по мощности и их количество.

В каждом пролете устанавливается по два ШРА на стойках или кронштейнах вдоль электроприемников.

Мощности электроприемников, работающих в ПКР, приводим к ПВ = 100% и выражаем в кВт.

Пример расчета: [2]

1 Номинальная мощность, приведенная к ПВ = 100%, Р_{н.пв = 100%}, кВт

а) МРС, насосы, вентиляторы, печи сопротивления, индукционные печи

Р_{н.ПВ =100%} =Рн

б) Сварочные машины точечные, U = 380В, cosj = 0,7, ПВ = 20%(0,2)

Р_{н.пв = 100%}= Sн x

xcosj. (7)

S_н=100кВА,

Суммарная мощность

в) Электродвигатели кранов G = 10 т

Р_н1= 11 кВт; Р_н2= 2,2 кВт; Р_н3= 16 кВт; ПВ = 25% (0,25)

Р_{н.ПВ = 100%} = Рн х ÖПВ (8)

Где Р_н – номинальная суммарная мощность всех электродвигателей крана, кВт

Рн= Р₁+ Р₂ + Р₃ =11 + 2,2 + 16=29,2 кВт

Р_{н.пв = 100%} = 29,2 х 0,5 = 14,1 кВт

2 Для всех электроприемников определяется cosj и соответственно tgj [2]

3 Сменная активная мощность за наиболее загруженную смену Р_см, кВт

Р_см = К_и х Р_н, (9)

Где Ки – коэффициент использования электроприемников. Для точечных сварочных машин Ки = 0,2;

Р_см= 62,6 х 0,2 = 12,52 кВт.

4 Сменная реактивная мощность Q_см, кВА

Q_см = Р_cм х tgj. (10)

Для точечных сварочных машин tgj = 1,33; Q_см = 12,52 х 1,33 = 16,65 кВА.

5 Расчет максимальной нагрузки

5.1 Определяем показатель силовой сборки для группы приемников, m

, (11)

где Р_{н мах} – номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт;

Рн.мin – номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт

Для сварочных точечных машин Рн мах = 31,3 кВт; Р н.мin = 31,3 кВт;

.

Для МРС Рн мах = 30 кВт; Р н.мin = 13 кВт;

5.2 Определяем эффективное число электроприемников n_э, по формуле

n_э=n*_э х n, (12)

где n*_э – относительное эффективное число электроприемников;

n – общее количество приемников, подключенных к силовому проводу.

n^*_э= f (n*; Р*),

где n^* – относительное число наибольших по мощности электроприемников

, (13)

где n' – число приемников с единичной мощностью больше или равной

К 6 ШРА подключено 11 электроприемников, n=11. Максимальная мощность единичного электроприемника Р_{н макс} = 31,3 кВт, отсюда

Число приемников с Рн ³ 15,65 кВт,

n' = 8 шт.

Суммарная мощность этих электроприемников Р_н = 200,6 кВт.

Относительное эффективное число n* электроприемников

Относительная мощность наибольших электроприемников Р^* в группе

.

Для n* = 0,73 и Р* = 0,84 n*_Э = 0,9 [2]

n_э = n* _Э х n = 0,9 х 11 =9,9.

Аналогично определяется эффективное число и для остальных ШРА.

6 Коэффициент максимума Км = f(n; Ки), [2]

Где Ки – средний групповой коэффициент использования электроприемников

_. (14)

Для 6 ШРА

; Км= f (n_э = 9,9; Ки = 0,2)= 1,84

7 Максимальная активная мощность Рм, кВт

Р_м = К_м х Р_см. (15)

Для 6 ШРА Рм = 1,84 х49,54 = 91,2 кВт

8 Максимальная реактивная мощность Q_m, кВА

Q_m = Р_м х tgj. (16)

Для 6 ШРА Q_м = 91,2 х 1,14 = 103,9 кВА

9 Полная максимальная мощность S_м, кВА

S_м = ÖP_м² + Q_м². (17)

Для 6 ШРА

10 Максимальный ток нагрузки

. (18)

Для 6 ШРА

Максимальные расчетные нагрузки для других ШРА рассчитываются так же, как и для 6 ШРА. Итоговая нагрузка силовых пунктов 6 ШРА и 5 ШРА определяется по вышеприведенным формулам согласно методу коэффициента максимума.

По аналогии ведется расчет и по другим пролетам.

1.4 Определение мощности и выбор типа компенсирующего устройства

Повышение cosj электроустановок имеет большое значение, так как прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери напряжения, активной мощности, а следовательно и электроэнергии. При этом снижается пропускная способность линии. При выборе компенсирующих устройств подтверждается необходимость их комплексного использования как для повышения напряжения, так и для компенсации реактивной мощности

Коэффициент мощности по расчётным нагрузкам cosj_шма1 = 0,66 и cosj_шма2 = 0,78 (таблица 3), а согласно ПУЭ нормативный допустимый для данных предприятий cosj = 0,95. [3]

Для повышения cosj в электроустановках промышленных предприятий используют два способа: естественный и искусственный.

К естественному методу относятся следующие мероприятия:

· при работе асинхронного двигателя на холостом ходу cosj_х.х. = 0,1 – 0,3, поэтому применяют устройства, ограничивающие работу на холостом ходу;

· замена малозагруженных двигателей на двигатели с меньшей мощностью;

· если два трансформатора загружены в среднем менее чем на 30%, то один из них следует отключить;