2020-01-14
121
Характеристика среды производственных помещений ЭТЦ. Категории электроприемников по степени бесперебойности электроснабжения
Характеристики внешней среды (температура, влажность, наличие взрыво- или пожароопасных зон) могут влиять не только на конструктивное исполнение РП, ПТ или СП но и на выбор марок и сечений проводов, кабелей и защитной аппаратуры. Производственный процесс на проектируемом ЭТЦ характеризуется наличием горючей пыли и волокон текстильных материалов, образующих пожароопасные смеси. Некоторые из отделений ЭТЦ могут быть отнесены к жарким и влажным помещениям. Характеристика среды основных производственных помещений по цехам фабрики представлена в таблице 2. При детальной проработке сетей 0,4 кВ характеристика отделений ЭТЦ и их участков может быть уточнена.
Перерыв электроснабжения электроприемников основного производства ЭТЦ приводит к массовому недоотпуску продукции и простою людей. Нет опасности для жизни людей, угрозы для безопасности государства, значительного материального ущерба, расстройства сложного технологического процесса, нарушения функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемников основного производства можно отнести ко второй категории.
|
|
|
Классификация основной доли электроприемников в отделениях электро-технологического цеха по бесперебойности электроснабжения приведена в таблице 1.
Таблица 1 Характеристика внешней среды производственных помещений ЭТЦ и бесперебойности электроснабжения основных производств.
| Наименование цеха | Характеристика среды | Категория по бесперебойности электроснабжения основного производства |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. Механическое отделение | Нормальная | II |
| 2. Заготовительно-сварочное отделение | Нормальная | III |
| 3. Термическое отделение | Жаркая | II |
| 4. Кузнечное отделение | Жаркая | II |
| 5. Гальваническое отделение | Химически-активная | II |
| 6.Подсобное отделение (душ, раздевалка) | Нормальная | II |
Определение расчетных электрических нагрузок. Расчетная нагрузка электротехнологического цеха
Расчет электрических нагрузок электротехнологического цеха (ЭТЦ) на шинах 0,4 кВ цеховых ТП выполняем по методике действующих нормативных документов. По причине большей доступности, расчетные коэффициенты электропотребления будем принимать по справочной литературе. За расчетную нагрузку на шинах 0,4 кВ цеховых ТП принимаем максимальную нагрузку суточного графика за наиболее загруженную смену, продолжительностью 
ч, где 
= 2,5 ч - постоянная времени нагрева для цеховых трансформаторов.
|
|
|
Расчет выполняем с использованием существующей статистики по индивидуальным коэффициентам использования 
силового электрооборудования за наиболее загруженную смену, и коэффициентам расчетной мощности 
для цеховых трансформаторов. Результаты расчетов сводим в стандартную табличную форму Ф636-92 (табл.3).
В таблице 2 приведены количество электроприемников по отделениям, номинальная (установленная) мощность одного и группы ЭП.
Таблица 2 - Ведомость электрических нагрузок электротехнологического цеха
| Наименование ЭП | Количество n | Номинальная (установленная) мощность, кВт | ||
| одного ЭП, pн | общая, Pн | |||
| 1.Механическое отделение |
| |||
| Токарно-винторезный станок, 1К62 | 7 | 11,125 | 77,875 | |
| Токарно-винторезный станок, 1Б61 | 2 | 4,625 | 9,25 | |
| Токарно-винторезный станок, 1А616П | 2 | 4,6 | 9,2 | |
| Токарно-винторезный станок, 163 | 1 | 15,125 | 15,125 | |
| Токарно-револьверный станок, 1П326 | 2 | 5,475 | 10,95 | |
| Долбёжный станок, 7А420 | 1 | 3,8 | 3,8 | |
| Поперечно-строгальный станок, 7М37 | 3 | 11 | 33 | |
| Универсально-фрезерный станок, 6Н81 | 2 | 6,325 | 12,65 | |
| Горизонтально-фрезерный станок, 6М80Г | 3 | 3,525 | 10,575 | |
| Вертикально-фрезерный станок, 6М12П | 1 | 12,925 | 12,925 | |
| Зубофрезерный станок, 5К301 | 5 | 0,725 | 3,625 | |
| Круглошлифовальный станок, 3А164 | 1 | 19,45 | 19,45 | |
| Внутришлифовальный станок, 3Б250 | 2 | 10,225 | 20,45 | |
| Вертикально-сверлильный станок, 2А125 | 5 | 2,925 | 14,625 | |
| Радиально-сверлильный станок, 2А55 | 1 | 6,925 | 6,925 | |
| Настольно-сверлильный станок, 2А106 | 1 | 0,6 | 0,6 | |
| Координатно-расточный станок, 2А450 | 4 | 6,52 | 27,7 | |
| Универсально-заточной станок, 3641 | 6 | 1,25 | 7,5 | |
| Кран-балка электроподвесная, 2т | 2 | 4,85 | 9,7 | |
| Вентилятор | 3 | 7 | 21 | |
| 2.Заготовительно-сварочное отделение |
| |||
| Отрезной станок с ножовочной пилой, 872А | 1 | 1,95 | 1,95 | |
| Ножницы, Н474 | 3 | 7 | 21 | |
| Пресс правильный, ПА415 | 1 | 14 | 14 | |
| Пресс листогибочный, 4135 | 1 | 15,7 | 15,7 | |
| Настольно-сверлильный станок, НС-12А | 3 | 0,6 | 1,8 | |
| Обдирочно-шлифовальный станок, 3М634 | 4 | 2,8 | 11,2 | |
| Пресс кривошипный, К217 | 2 | 10 | 20 | |
| Радиально-сверлильный станок, 2А55 | 3 | 6,925 | 20,775 | |
| Трубоотрезной станок, С- 246А | 2 | 2,8 | 5,6 | |
| Преобразователь сварочный, ПСО-500 | 4 | 28 | 112 | |
| Машина электросварочная шовная, МШМ-25М | 2 | 25кВА | 50кВА | |
| Трансформатор сварочный, СТН350 | 2 | 25кВА | 50кВА | |
| Кран мостовой электрический, 5т | 1 | 24,2 | 24,2 | |
| Вентилятор | 4 | 10 | 40 | |
| Наименование ЭП | Количество n | Номинальная (установленная) мощность, кВт | ||
| одного ЭП, pн | общая, Pн | |||
| 3.Термическое отделение |
| |||
| Электропечь сопротивления шахтная со щитом управления, ПИ31 ЩУ-12 | 3 | 24 | 72 | |
| Шкаф электрический сушильный, Щ-0,5 | 2 | 1,1 | 2,2 | |
| Электропечь сопротивления камерная со щитом управления, М-15 ЩУ-12 | 1 | 15 | 15 | |
| Электропечь сопротивления двухкамерная со щитом управления и печным трансформатором (850-1300ºС), ОКБ-194А ЩУ-12 ТПТ-350 | 2 | 19 | 38 | |
| Электропечь-ванна со щитом управления и печным трансформатором (1300ºС), СП-60/15 ЩУ-12 ТПТ-350 | 1 | 22 | 22 | |
| Муфельная печь, П-6 | 4 | 2,2 | 8,8 | |
| Вентилятор | 1 | 2,8 | 2,8 | |
| Вентилятор | 3 | 7 | 21 | |
| 4.Кузнечное отделение |
| |||
| Молот пневматический ковочный, МБ412 | 2 | 10 | 20 | |
| Горн двухогневой коксовый | 1 | 0,8 | 0,8 | |
| Вентилятор дутьевой | 1 | 1,2 | 1,2 | |
| Обдирочно-точильный станок, 3М634 | 1 | 2,8 | 2,8 | |
| Электропечь сопротивления камерная со щитом управления (915ºС) Н-45 ЩУ-13 | 2 | 45 | 90 | |
| Печь нагревательная камерная | 1 | - | - | |
| Вентилятор | 2 | 4,5 | 9 | |
| Кран-балка электрическая подвесная, 2т | 1 | 4,85 | 4,85 | |
| 5.Гальваническое отделение |
| |||
| Селеновый выпрямитель 2000/1000А, 6/12В, ВСМР | 3 | 22 | 66 | |
| Сушильный шкаф электрический | 1 | 10 | 10 | |
| Полировочный станок двухшпиндельный, С-42А | 1 | 3,2 | 3,2 | |
| Вентилятор | 2 | 4,5 | 9 | |
| Итого ЭТЦ: | 131 | 0,6/45 | 1069 | |
Группируем электроприемники ЭТЦ по характерным режимам электропотребления: с одинаковыми коэффициентами использования 
и коэффициентами мощности 
.
|
|
|
Например, для печей из термического отделения по справочнику находим = 0,8 = 0,9. Их значения заносим в графы 5,6 таблицы 3.
Суммируем установленную мощность группы печей:
где 
количество печей в термическом отделении;
номинальная мощность электроприемников.
Результат заносим в графу 4 таблицы 3.
Определяем минимальное и максимальное значения 
номинальной мощности отдельных электроприемников. Результат заносим в графу 3.
В графах 7 и 8 построчно вычисляем расчетные величины 
и 
(средние нагрузки). Например, для станков находим (формула 2):
где 
– коэффициент реактивной мощности соответствующий 
;
– суммарная установленная мощность всех металлорежущих станков цеха по всем отделениям, вычисленная по формуле (1).
Определяем средневзвешенный коэффициент использования по ЭТЦ в целом:
Заносим полученное значение средневзвешенного коэффициента использования в итоговую строку 5, таблицы 3.
При значительном числе ЭП на шинах цеховой трансформаторной подстанции ЭТЦ (n = 131, табл.3) эффективное число электроприемников 
будем определять по упрощенной формуле:
где 
– принимаем по итоговой строке столбца 4, таблицы 3;
– номинальная мощность наибольшего электроприемника в цехе ЭТЦ, по итоговой строке столбца 3, таблицы 3.
Если найденное по упрощенному выражению число 
окажется больше n, то следует принимать = n. Если 
, где 
- номинальная мощность наименее мощного ЭП группы, также принимается = n.
Таблица 3 Расчет электрических нагрузок ЭТЦ на шинах 0,4 кВ трансформаторов цеховых ТП (форма Ф636-92
| Исходные данные |
|
| Расчетные величины | Эффективное число ЭП | Коэффициент расчетной нагрузки | Расчетные нагрузки | Расчетный ток, А | |||||||
| по заданию технологов |
|
| по справочным данным | активная, кВт ∑Pнkи | реактивная, квар ∑Pнkиtgφ | nPн2 | активная, кВт | реактивная, квар | полная, кВА | |||||
| Группа ЭП | Количество n | Номинальная (установленная) мощность, кВт | коэффициент использования | коэффициент реактивной мощности
| ||||||||||
| одного ЭП, pн | общая, Pн | |||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 1. Механическое отделение | ||||||||||||||
| Станки | 49 | 0,6/19,45 | 296,4 | 0,14 | 0,65 | 41,5 | 48,55 |
|
|
|
|
|
|
|
| Кран-балки | 2 | 4,85 | 9,7 | 0,25 | 0,5 | 2,43 | 4,12 |
|
|
|
|
| ||
| Вентиляторы | 3 | 7 | 21 | 0,65 | 0,8 | 13,65 | 10,24 |
|
|
|
|
| ||
| Итого по 1 отделению: | 54 | 0,6/19,45 | 327,1 | 57,58 | 62,91 |
| 33 | 0,75 | 43,2 | 47,2 | 64 | 107 | ||
| 2. Заготовительно-сварочное отделение | ||||||||||||||
| Станки | 13 | 0,6/6,925 | 41,33 | 0,14 | 0,65 | 5,79 | 6,77 |
|
|
|
|
|
|
|
| Ножницы (прессы) | 7 | 7/15,7 | 70,7 | 0,6 | 0,75 | 42,42 | 37,33 |
|
|
|
|
|
|
|
| Кран-балки | 1 | 24,2 | 24,2 | 0,25 | 0,5 | 6,05 | 10,47 |
|
|
|
|
| ||
| Сварочные аппараты | 8 | 12,5/28 | 162 | 0,3 | 0,5 | 48,6 | 84,08 |
|
|
|
|
| ||
| Вентиляторы | 4 | 10 | 40 | 0,65 | 0,8 | 26 | 19,5 |
|
|
|
|
| ||
| Подсобное помещение | 10 | 0,6/3,0 | 6 | 0,5 | 0,85 | 3 | 1,86 |
|
|
|
|
| ||
| Итого по 2 отделению: | 43 | 0,6/28 | 344,23 | 131,86 | 160 | 24 | 0,85 | 112,1 | 136 | 176 | 267 | |||
| 3. Термическое отделение | ||||||||||||||
| Печи | 13 | 1,1/22 | 158 | 0,8 | 0,9 | 126,4 | 60,67 |
|
|
|
|
| ||
| Вентиляторы | 4 | 2,8/7 | 23,8 | 0,65 | 0,8 | 15,47 | 11,6 |
|
|
|
|
| ||
| Итого по 3 отделению: | 17 | 1,1/22 | 181,8 | 141,87 | 72,27 | 16 | 0,9 | 128 | 65 | 144 | 218 | |||
| 4. Кузнечное отделение | ||||||||||||||
| Станки | 1 | 2,8 | 2,8 | 0,14 | 0,65 | 0,39 | 0,46 |
|
|
|
|
| ||
| Ножницы (прессы) | 2 | 10 | 20 | 0,6 | 0,75 | 12 | 10,56 |
|
|
|
|
| ||
| Печи | 4 | 0,8/45 | 90,8 | 0,8 | 0,9 | 72,64 | 34,87 |
|
|
|
|
| ||
Перечисленные условия для ЭТЦ, как узла нагрузки, выполняются. Кроме того, полученное значение эффективного числа электроприен6иков должно быть округлено, до ближайшего меньшего целого значения. Окончательно принимаем:
Для значений 
по таблице 4 находим коэффициент расчетной нагрузки на шинах 0,4 кВ 
.
Находим расчетные нагрузки трансформаторов ЭТЦ:
где 
– суммарное расчетное значение (средняя нагрузка) на шинах 0,4 кВ цеховой трансформаторной подстанции.
Таблица 4 - Значения коэффициентов расчетной нагрузки 
на шинах НН цеховых трансформаторов и для магистральных шинопроводов напряжением до 1 кВ
|
| Коэффициент использования | |||||||
| 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 и более | |
| 1 | 8 | 5,33 | 4 | 2,67 | 2 | 1,6 | 1,33 | 1,14 |
| 2 | 5,01 | 3,44 | 2,69 | 1,9 | 1,52 | 1,24 | 1,11 | 1 |
| 3 | 2,94 | 2,17 | 1,8 | 1,42 | 1,23 | 1,14 | 1,08 | 1 |
| 4 | 2,28 | 1,73 | 1,46 | 1,19 | 1,06 | 1,04 | 1 | 0,97 |
| 5 | 1,31 | 1,12 | 1,02 | 1 | 0,98 | 0,96 | 0,94 | 0,93 |
| 6-8 | 1,2 | 1 | 0,96 | 0,95 | 0,94 | 0,93 | 0,92 | 0,91 |
| 9-10 | 1,1 | 0,97 | 0,91 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| 10-25 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,85 | 0,85 | 0,85 | 0,9 | 0,9 |
| 25-50 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,8 | 0,85 | 0,85 |
| Более50 | 0,65 | 0,65 | 0,65 | 0,7 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,8 |
Реактивная нагрузка на шинах 0,4 кВ ЭТЦ определяется:
где 
– суммарное расчетное значение (средняя реактивная нагрузка) на шинах 0,4 кВ цеховой трансформаторной подстанции
Полная мощность и расчетный ток без учета компенсации реактивной мощности равны:
Результаты расчета полной мощности и расчетного тока записываем в графы 14, 15 итоговой строки таблицы 3.
