Расчёт электроснабжения нагрузки

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

 

"МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА СБОРКИ МЕБЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ"

 

 

Саратов 2010

Введение

 

Цех сборки предназначен для изготовления оконных блоков.

Весь технологический процесс осуществляется потоком. Поток состоит из трёх автоматизированных линий:

– ДЛ2 – линия раскроя пиломатериалов;

– ДЛ8А – линия обработки оконных блоков;

– ДЛ10 – линия сборки.

Готовая продукция проходит через малярную и идёт к потребителю.

Транспортировка деталей по цеху осуществляется электрокарами, для подзарядки которых имеется зарядная. Кроме того предусмотрены производственные, вспомогательные и бытовые помещения.

Участок раскроя пиломатериалов и подзарядная являются пожароопасными помещениями.

Электроснабжение цех получает от собственной комплектной трансформаторной подстанции, подключённой к главной понизительной подстанции района (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой трансформаторной подстанции 1,2 км.

По категории надёжности электроснабжения – это потребитель 1 категории.

Количество рабочих смен – 3.

Грунт в районе цеха – суглинок.

Размеры цеха А × В × Н = 48 × 30 × 8 м.

От трансформаторной цеха подстанции также получают электропитание электроустановки с дополнительной мощностью Рдоп = 100 кВт, соs φ 0,8.

Перечень оборудования цеха приведён в таблице 1.

 

Таблица 1. Перечень электрооборудования цеха

№ на плане	Наименование	Рн, кВт	Примечание
1	2	3	4
1,2	Вентиляторы	5,5
3	Компрессор	5
4	Установка окраски электростатической	4,8	1-фазная
5,6	Зарядные агрегаты	4,5	1-фазные
9	Лифты вертикальные ДБ1	3
10,15	Загрузочные устройства	2,5
11	Торцовочный станок ДС1	2,8
12,22	Транспортёры ДТ4	2,6
13	Многопильный станок	5
14	Станок для заделки сучков	2,4
16	Фуговальный станок	3,5
17,20	Транспортёры ДТ6	4
18	Шипорезный станок ДС35	4,5
21	Станок четырёхсторонний ДС38	4
23,24	Станки для постановки полупетель ДС39	1,4
7,8	Токарные станки	1,8
19	Перекладчик ДБ14	4
26	Сборочный полуавтомат ДА2	26
27,28	Станки для снятия провесов ДС40	1,4

 

 

Расчетная часть

 

Расчёт электроснабжения нагрузки

 

Расчёт электрических нагрузок цеха выполним методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм), который сводится к определению (Рм, Qм, Sм) расчётных нагрузок группы электроприёмников.

 

Рм =КмРсм;

Qм = Qсм; Sм = Ö  + , (1)

 

где Рм – максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВАр;

Sм – максимальная полная мощность, кВА;

Км – коэффициент максимума активной нагрузки;

 – коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;  Qcм – средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар.

 

Рсм = КиРн; Qсм = Рсм tg j, (2)

 

где

Ки – коэффициент использования электроприёмников, определяется из опыта эксплуатации по таблицам [2];

Рн – номинальная активная групповая мощность, приведённая к длительному режиму трёхфазных электроприёмников;

tg j - коэффициент реактивной мощности;

Разобьем электрические приёмники по распределительным пунктам следующим образом: на РП1 силовое оборудование автоматической линии; на РП2 остальные силовые нагрузки – трёхфазные длительного режима; на РП3 однофазные нагрузки длительного режима. И, затем, выполним расчёт нагрузки по каждому щиту и по всему цеху. Результаты расчётов приведём в сводной ведомости нагрузок по цеху, таблица 2.

Рассмотрим расчёт на примере распределительного пункта РП – 1, в состав которого входят следующие установки:

1. Лифты вертикальные ДБ1 – 1

2. Загрузочное устройство – 2

3. Торцовочные станки ДС-1 – 1

4. Транспортёры ДТ4 – 2

5. Многопильные станки ЦМС – 1

6. Станки для заделки сучков – 1

7. Фуговальные станки – 1

8. Транспортёры ДТ6 – 2

9. Шипорезные станки ДС35 – 1

10. Станки четырёхсторонние ДС38 – 1

11. Станки для постановки полупетель ДС39 – 2

12. Сборочный полуавтомат ДА2 – 1

13. Станок для снятия провесов ДС40 – 1

Всего – 17

Определяем суммарную номинальную мощность на РП

 

 = ∑  (3)

 

где  – суммарная номинальная мощность на РП, кВт;

 – номинальная мощность одной электроустановки, кВт;

 – количество приёмников в группе, шт.

 = 3 × 1 + 2,5 × 2 + 2,8 × 1 + 2,6 × 2 + 5 × 1 + 2,4 × 1 + 3,5 × 1 + 4 × 2 + 4,5 × 1 + 4 × 1 + 1,4 × 2 + 4 × 1 + 26 × 1 + 1,4 × 2 = 78,2 кВт

Ки, cos j, tg j находим по [2], так как оборудование работает в три смены в непрерывном режиме принимаем для автоматической линии Ки = 0,75, tgφ = 0,8.

Определяем сменную активную и реактивную мощность по формулам (2) для лифта вертикального ДБ1:

Рсм = 3 × 0,75 = 2,25 кВт, Qсм = 2,25 × 0,8 = 1,8 кВАр

Суммарные активную и реактивную мощности на РП1

Р_смΣ = 59,7 кВт; Q_смΣ = 45 кВАр

Полную сменную мощность Sсм находим по формуле

 

Sсм = Ö  +  (4)

 

Sсм = Ö 59,7² + 45²  = 74,8 кВА

Находим модуль сборки m для РП – 1 по формуле

 

m = Pн max/Pн min (5)

 

где

Рн max – номинальная мощность наиболее мощного приёмника, кВт;

Рн min – номинальная мощность наименее мощного приёмника, кВт.

m = 26 / 1,4 = 18,5 > 3

Определим средний коэффициент использования Ки ср

 

Ки ср = SРсм/SРном (6)

 

Ки ср = 0, 75

Определяем эффективное число однородных электроприёмников , шт.

 

 =  / S  (7)

 

 = 78,2² / 1 × 3² + 2 × 2,5² + 1 × 2,8² + 2 × 2,6² + 1 × 5² + 1×2,4² + 1×3,5² + 2 × 4² + 1×4,5² + 1 × 4² + 2 ×1,4² + 1×4² + 1×26² + 1,4 × 1² = 7,1

Км – можно определить по справочнику, либо по формуле

 

Км = 1 + 1,5/Ö × Ö1 – Ки.ср / Ки.ср (8)

 

Км = 1 + 1,5/Ö7,1×Ö1 – 0,75/0,75 = 1,32

В соответствии с практикой проектирования принимается = 1,1 при < 10;  = 1 при  > 10.

Рм = 1,32 × 59,7 = 78,8 кВт; Qм = 45 × 1,0 = 45 кВАр;

Sм = Ö78,8²+45²= 90,7 кВА.

Максимальный ток Iм находим по формуле

 

Iм = Sм/Ö3×Uном (9)

 

Iм =90,7 / 1,73×0,38 = 140 А

При включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение установленная мощность трёхфазной нагрузки определяется по формуле

 

Р⁽³⁾_у = 3Р_м.ф⁽¹⁾ (10)

 

где Р_у⁽³⁾ – условная 3 – фазная мощность (приведённая), кВт;

Р_м.ф⁽¹⁾ – мощность наиболее загруженной фазы, кВт;

В нашем случае однофазные нагрузки:

– Установка окраски электростатической – 4,8 кВт;

– Зарядные агрегаты – 2 шт. – 4,5 кВт.

В соответствии с формулой (10) Р_у⁽³⁾ = 14,4 кВт.

Полный расчёт силовой нагрузки приведён далее в табличной форме. Полученные результаты расчёта приведены в сводной таблице 2.

 

Таблица 2. Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование РУ и ЭП	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	РнΣ кВт	Ки	cos φ	tgφ	m	Рсм кВт	Qсм квар	Sсм кВА	nэ	Kм	Kм¹	Pм кВт	Qм квар	Sм кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП1 Лифт ДБ1 Загрузочные устройства Торцовочные станки ДС1 Транспортёр ДТ4 Многопильный станок Станки для зад. сучков Фуговальные станки Транспортёр ДТ6 Шипорезный станок ДС35 Ст. четырёхсторонние ДС Ст. для постановки полупетель ДС39. Перекладчики Сборочный п/а ДА2. Ст. для снятия провесов 1	3 2,5 2,8 2,6 10 2,4 3,5 4 4,5 4 1,4 4 26 1,4 2	1 2 1 2 1 1 1 2 1 1 2 1 1 2 3	4,4 7,2 4,2 12 10 4,3 4,8 10,8 6 7,2 4,8 4,6 5,2 4 4	0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 5	0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 6	0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 7	>3   8	2,25 4,2 2,1 3,9 3,75 1,8 2,6 6 3,4 3 2,1 3   9,5 2,1	1,8 3,15 1,6 2,9 2,8 1,35 1,95 4,5 2,55 2,25 1,8 2,25 14,6 1,6	11	12	13	14	15	16	17	18
Всего по РП1		17	78,2					59,7	45	74,8	7,1	1,32	1	78,8	45	90,7	140
РП2 Вентилятор Компрессор Токарный ст.	5,5 5 1,8	2 1 2	11 5 1,8	0,7 0,65 0,14	0,8 0,8 0,5	0,75 0,75 1,73	>3	6,3 3,9 0,8	4,5 2,9 1,4
Всего по РП2		5	17,8					11	8,8	14,1	4,6	1,65	1,1	18,1	9,7	20,5	31,6
РП3 Установка окраски 1 ф. Зарядные. агрегаты 1 ф.	4,8 4,5	1 2	4,8 4,5	0,7 0,7	0,8 0,8	0,75 0,75	<3
Всего по РП3 Доп. мощн.		3	14,4	0,7				10,1	7,6	12,6				10,1 100	7,6 75	12,6 125	57,3
На ШНН					0,83									207	137	249
Потери														4,49	22,4	22,8
На ШНН														211,5	109	247