Разработка системы электроснабжения сварочного участка цеха
Введение
Не одно промышленное предприятие в мире в
настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы
электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми
разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших
многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен
километров.
Поэтому очень остро для систем электроснабжения
промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и
электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии.
Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем
электроснабжения.
В настоящее время при разработке систем
электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить
источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ,
размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование
питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в
самих элементах.
Целью данной работы является создание
оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха.
Для достижения поставленной цели необходимо
решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать
оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать
электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие
устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.
Исходными данными на проект служат:
1. План расположения оборудования цеха.
2. Мощности электроприемников цеха.
1. Расчет силовой нагрузки
Расчет силовой нагрузки производится в два
этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка цеха для выбора
трансформаторов цеховой КТП. На втором этапе определяются нагрузки по группам
подключения электроприемников, перечень которых дан в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Перечень электроприемников
|
Наименование
электроприемника
|
№
на плане
|
Кол-во
ЭП,шт.
|
Рном,кВт
|
|
Сварочные
преобразователи
|
1,4
|
2
|
22
|
|
Сварочный
полуавтомат
|
2
|
1
|
18
|
|
Вентиляционные
установки
|
3,9,13,16,41
|
5
|
9
|
|
Сварочные
выпрямители
|
5…7
|
3
|
12,2
|
|
Токарные
станки импульсной наплавки
|
8,10
|
2
|
10,5
|
|
Сварочные
агрегаты
|
11,12,14,15
|
4
|
8,1
|
|
Кондиционеры
|
17,21,44,46
|
4
|
12
|
|
Электропечи
сопротивления
|
18…20
|
3
|
75
|
|
Слиткообдирочные
станки
|
22…26,28
|
6
|
6,5
|
|
Сверлильные
станки
|
27,35,37…39
|
5
|
2,2
|
|
Кран-балка
|
29
|
1
|
10
|
|
Конвейеры
ленточные
|
30,34
|
2
|
3
|
|
Обдирно-шлифовальные
станки
|
31…33,36
|
4
|
4
|
|
Сварочный
стенд
|
40
|
8,7
|
|
Сварочные
трансформаторы
|
42,43
|
2
|
32
кВА
|
|
Электроталь
|
45
|
1
|
3,5
|
Мощности кранов с повторно- кратковременным
режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:
, (1.1)
Здесь Pном
-
Приведенная к длительному режиму мощность;
Sn
- паспортная мощность;
ПВ - продолжительность включения, о.е.
кВт
кВА
кВт
Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в
таблице 1.2 в следующем порядке.
Для каждой группы одинаковых электроприемников
(ЭП) определены значения коэффициента использования Киi
и
коэффициента мощности tgφi
по
[1,табл.1.5.1].
Средние активные Pcpi
и реактивные мощности Qcpi
каждой
группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:
, (1.2)
(1.3)
Где Pномi
-
номинальная мощность одного электроприемника в i-ой
группе, кВт.
Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφcp
по цеху в целом определялись по формулам:
(1.4)
(1.5)
Здесь Pном
∑ - суммарная номинальная мощность
электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.
Эффективное число электроприемников находится по
формуле:
, (1,6)
Где Рном max
- наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.
Коэффициент расчетной нагрузки Kp
определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента
использования и эффективного числа электроприемников 
Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в
целом:
, (1.7)
(1.8)
Таблица 1.2. Расчет электрических нагрузок для
трансформаторов КТП
|
Исходные
данные
|
Средняя
мощность группы ЭП
|
nэ
|
Кр
|
Расчетная
мощность
|
|
По
заданию
|
По
справочным данным
|
|
|
|
Рр,
кВт
|
Qр, кВАр
|
|
Наименование
электроприемника
|
Кол-во
ЭП
nф
|
Номинальная
мощность, кВт
|
Ки
|
tgj
|
Pср, кВт
|
Qср, кВАр
|
|
|
|
|
|
|
одного
ЭП
|
общая
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сварочные
преобразователи
|
2
|
22
|
44
|
0,3
|
1,3
|
13,2
|
17,16
|
|
|
|
|
|
Сварочный
полуавтомат
|
1
|
18
|
18
|
0,35
|
1,17
|
6,3
|
7,371
|
|
|
|
|
|
Вентиляционные
установки
|
9
|
45
|
0,65
|
0,75
|
29,25
|
21,9375
|
|
|
|
|
|
Сварочные
выпрямители
|
3
|
12,2
|
36,6
|
0,25
|
1,3
|
9,15
|
11,895
|
|
|
|
|
|
Токарные
станки импульсной наплавки
|
2
|
10,5
|
21
|
0,14
|
1,73
|
2,94
|
5,0862
|
|
|
|
|
|
Сварочные
агрегаты
|
4
|
8,1
|
32,4
|
0,25
|
1,3
|
8,1
|
10,53
|
|
|
|
|
|
Кондиционеры
|
4
|
12
|
48
|
0,7
|
1,73
|
33,6
|
58,128
|
|
|
|
|
|
Электропечи
сопротивления
|
3
|
75
|
225
|
0,7
|
0,3
|
157,5
|
47,25
|
|
|
|
|
|
Слиткообдирочные
станки
|
6
|
6,5
|
39
|
0,14
|
1,73
|
5,46
|
9,4458
|
|
|
|
|
|
Сверлильные
станки
|
5
|
2,2
|
11
|
0,14
|
1,73
|
1,54
|
2,6642
|
|
|
|
|
|
Кран-балка
|
1
|
3,87
|
3,87
|
0,1
|
0,62
|
0,387
|
0,23994
|
2
|
3
|
6
|
0,55
|
1
|
3,3
|
3,3
|
|
|
|
|
|
Обдирно-шлифовальные
станки
|
4
|
4
|
16
|
0,14
|
1,73
|
2,24
|
3,8752
|
|
|
|
|
|
Сварочный
стенд
|
1
|
8,7
|
8,7
|
0,25
|
1,3
|
2,175
|
2,8275
|
|
|
|
|
|
Сварочные
трансформаторы
|
2
|
5,76
|
11,52
|
0,25
|
1,73
|
2,88
|
4,9824
|
|
|
|
|
|
Электроталь
|
1
|
1,75
|
1,75
|
0,05
|
0,62
|
0,0435
|
0,02697
|
|
|
|
|
|
Итого
|
46
|
|
566,96
|
0,5
|
1,54
|
278,0655
|
206,7197
|
3
|
1,41
|
392,0724
|
291,4748
|
2. Расчет осветительной нагрузки
Кроме силовой нагрузки в цехе имеется
осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле
(2.1)
Pр.о.=
Руст ∙ Кс ∙ КПРА, (2,1)
Где: Руст - Установочная мощность
ламп;
Кс - коэффициент спроса;
КПРА - Коэффициент, учитывающий
потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.
Для определения установочной мощности ламп
необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в
цехе.