Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков (стр. 3 из 5)
Произведем выбор для токарных станков с Iном = 30 А
1) Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-2200 с Iном = 35 А и номинальным током главных контактов Iном.гл.кон = 35 А, номинальное напряжение U = 380В;
2) Выбор предохранителя. Определяем ток плавкой вставки
(22) 
Выбираем предохранитель типа НПН-60М с номинальным током патрона Iном= 250 А, и номинальным током плавкой вставки Iном.вст= 125 А
Аналогично выбираем магнитные пускатели и предохранители к остальным приемникам. Результаты заносим в таблицу 3.
Таблица 3.
| Приемники | Тип магнитного пускателя | Iном, А | Iном.гл.кон, А | Тип предохранителя | Iном, А | Iном.вст, А |
| Электропривод | ПМЛ-1200 | 10 | 10 | НПН2-60 | 60 | 10 |
| Универсальные заточные станки | ПМЛ-1200 | 10 | 10 | НПН2-60 | 60 | 10 |
| Заточные станки для червячных фрез | ПМЛ-3200 | 35 | 35 | НПН-60М | 60 | 32 |
| Резьбошлифовальные станки | ПМЛ-2200 | 25 | 25 | НПН-60М | 60 | 32 |
| Заточные станки для фрезерных головок | ПМЛ-2200 | 25 | 16 | НПН-60 | 60 | 20 |
| Круглошлифовальные станки | ПМЛ-3200 | 40 | 40 | ПН2-100 | 100 | 50 |
| Токарные станки | ПМЛ-3200 | 35 | 35 | ПН2-250 | 250 | 125 |
| Кран-балка | ПМЛ-3200 | 40 | 40 | ПР2-60 | 60 | 45 |
| Заточные станки | ПМЛ-1200 | 10 | 10 | ПР2-60 | 60 | 15 |
| Внутришлифовальные станки | ПМЛ-3200 | 45 | 45 | ПР2-100 | 100 | 60 |
| Плоскошлифовальные станки | ПМЛ-4200 | 70 | 70 | ПН2-250 | 250 | 80 |
Проводники электросетей от проходящего по ним тока согласно закону Джоуля-Ленца нагреваются. Количество выделенной тепловой энергии пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания ток Q = I2Rt. Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделяемым в проводнике с током и отдачей в окружающую среду
Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельнодопустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах.
Длительнопротекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно-допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву.
Значение допустимых длительных токовых нагрузок составляем для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25°С, температура земли +15°С и при условии, что в траншее уложен только один кабель. Если условие прокладки проводников отличается от идеальных, то допустимый ток нагрузки определяется с поправкой на температуру (kп1) и количество прокладываемых кабелей в одной траншее (kп2)
(23)Определяем сечение кабеля для силового шкафа №1.
1) Расчетный ток СШ1 равен Iр = 32,5 А
По рекомендации выбираем кабель сечением S = 10 мм2 и допустимым током Iд = 85 А;
2) Проверяем выбранный кабель по условию нагрева
По условию Iд>= Iд/, следовательно, условие выполняется;
3) Проверяем кабель по потере напряжения
(24)где l – длина кабельной линии, км;
r0 – активное сопротивление кабеля, Ом/км (принимается в зависимости от сечения кабеля);
х0 – индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.
К остальным силовым шкафам расчет сечения кабелей ведется аналогично.
Расчетные данные заносим в таблицу 4.
Таблица 4.
| Iр, А | Iд, А | S,мм2 | Iд/, А | Kп1 | Кп2 | L, км | R0, Ом/км | Х0, Ом/км | ΔU,% | |
| СШ1 | 32,5 | 85 | 10 | 83 | 1,04 | 0,94 | 0,03 | 1,85 | 0,099 | 0,58 |
| СШ2 | 89 | 85 | 10 | 83 | 1,04 | 0,94 | 0,05 | 1,85 | 0,099 | 1,6 |
| СШ3 | 132 | 85 | 10 | 83 | 1,04 | 0,94 | 0,02 | 1,85 | 0,099 | 0,7 |
По рассчитанным токам для групп электроприемников распределительные силовые шкафы
1) Для СШ1, Iр = 32,5 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 16 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-60.
2) для СШ2, Iр = 89 А выбираем силовой шкаф серии СПУ62-5/1 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 16 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-100.
3) для СШ3, Iр = 132 А выбираем силовой шкаф серии ШРС1-53У3 с номинальным током 280 А, трехполюсный, с 16 отходящими линиями с предохранителями типа НПН-100.
1.5 Расчет токов короткого замыкания и проверки элементов в характерной линии электроснабжения
1.5.1 Общие сведения о КЗ
При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.
Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные КЗ, между двумя фазами – двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 – 92 % от общего числа КЗ).
Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.
Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.
Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ самоликвидируется в течении безтоковой паузы коммутационного аппарата.
Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств.
Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.
Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.
Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.
1.5.2 Расчет токов КЗ
По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки для расчета КЗ все сопротивления указаны в именованных единицах.
Определяем сопротивления элементов цепи расположенных на стороне высокого напряжения трансформатора
(25) 
(26)