Разработка электроснабжения промышленного предприятия (стр. 3 из 4)
2.5 Расчет и выбор питающих линий высокого напряжения
Цеховая ТП получает питание по воздушной линии от городской ГПП. Расчет сечения ВЛЭП производим по экономической плотности тока
SЭ = Iрасч (2, с. 85) (35)
JЭ
где SЭ – экономическое сечение провода;
Iрасч – расчетный ток линии;
JЭ – экономическая плотность тока, по таблице 2.26 (2) JЭ = 1,0 А/мм2 с ТМ более 5000 ч.
Определяем расчетный ток линии
Iрасч = Sмах ку (36)
√ 3 * U
Iрасч = 496 = 29,1 А√ 3 * 10
SЭ = 29,1 = 29,1 мм2
Минимальное сечение провода сталеалюминиевого провода АС по условию механической прочности
S = 35 мм2 – (1, табл. 2. 5.4) с IДОП = 130 (1, табл. 1.3.29), активное сопротивление RО = 0,91 Ом/ мм2 (2, табл. П4).
Выбранный провод АС – 35 проверяем по нагреву.
Должно выполняться условие
Iрасч < IДОП (37)
29,1А < 130 А
Проверку выбранного провода проводим по потери напряжения. Условие проверки
UДОП > UРАСЧ, (38) 
где UДОП – допустимая потеря напряжения, 5% (1, с. 146); 
UРАСЧ - расчетное значение потери напряжения. 
UРАСЧ = (10 5/ U2НОМ * cosφ)( RО * cosφ +ХО) * ΣРℓ, (39) где RО – активное сопротивление на 1км длины линии, 0,91 Ом/км;ХО – реактивное сопротивление на 1км длины линии 0,08 Ом/км;
cosφ, sinφ – коэффициенты мощности устройств с учетом установки компенсирующих устройств; 0,92; 0,39;
ΣР – максимальная расчетная мощность;
ℓ - длина кабельной (воздушной) линии.
UРАСЧ = (10 5/100002 * 0,99)( 0,91 *0,99 +0,08 * 0,39) * 94,91* 2,5 = 2,2 % 
UДОП = 5% > UРАСЧ = 2,2 %Условие проверки выполняется.
Выбираем шины на стороне ВН трансформаторной подстанции, алюминиевые прямоугольного сечения 15 *3, допустимый ток IДОП =165 А – (2, табл. П5)
Условие выбора по нагреву током
Iрасч < IДОП (40)
Выполняется , так как
Iрасч = 29,1А < IДОП =165 А
2.6 Расчет и выбор магистральных и распределительных сетей напряжением до 1000В (выбор аппаратов защиты и распределительных устройств, выбор марок и сечений проводников, типа шинопроводов)
Так как трансформаторная подстанция находится в помешении токарног цеха, то силовой пункт получает питание от шинопровода ТП по магистральной схеме. Сечение питающих кабелей определяют по расчетному максимальному току и условию нагрева
Iрасч < IДОП (41)
Так как IРАСЧ СП = 115,5 А, IРАСЧ ЩО = 37,44 А выбираем кабель АВВГ сечением S1 = 70 мм2 с IДОП =140 А; SЭ =10 мм2 с IДОП = 42 А – по таблице 2.8 (2), условие нагрева выполняется.
В качестве СП используется шинопровод, укомплектованные автоматическими выключателями ВА 51, которые защищают линии нагрузок от токов короткого замыкания.
Условия выбора занесены в таблицу 5.
рассмотрим токарно-револверный станок с данными РНОМ = 9 кВТ; IНОМ = 13,9 А ; IПУСК = 83,4 А .
Таблица 5
| Условие выбора | Расчетное значение | Табличные значения ВА51 |
| UНА > UУСТ | UУСТ = 380 В | UН = 500 В |
| IНА> IРАСЧ | IРАСЧ = 13,9 А | IНА = 100 А |
| IМЭА > IРАСЧ | IРАСЧ = 13,9 А | IМЭА =16 А |
| IЭМ > 1,25 IПУСК | 1,25 IПУСК = 208,5 А | IЭМ = 1000 А |
Для питания токарно-револверного станока выбирается провод АПВ 4(1*2,2) с IДОП = 19 А.
IДОП = 19 А. > IРАСЧ = 13,9 А
По соответствующему аппарату защиты
IДД = 19 А > КЗАЩ * IЗАЩ = 1*18 А
Условия выполнены. Для остального оборудования расчеты сведены в таблицу 6.
Таблица 6
| Наименование электроприемников | Мощность РНОМ, кВТ | Ток IНОМ, А | Пуск. ток IПУСК, А |
| Шинопровод | 71,93 | 115,5 | - |
| Токарно- револверные станки | 9 | 13,9 | 83,4 |
| Кран –балки | 3,36 | 5,2 | 31,2 |
| Токарные станки с ЧПУ | 5 | 7,7 | 46,2 |
| Сверлильно-фрезерные станки | 7,2 | 11,1 | 66,6 |
| Кондиционер | 5,5 | 8,5 | 51 |
| Токарные станки с ЧПУ повышенной точности | 7 | 10,8 | 64,8 |
| Координатно- сверлильные горизонтальные станки | 9,8 | 15,1 | 90,6 |
| Строгальный станок | 12 | 18,5 | 111 |
| Сверлильно- фрезерные станки | 4,2 | 6,5 | 39 |
| Шлифовальный станок | 8,5 | 13,1 | 78,6 |
| Наждачный станок | 3,2 | 4,9 | 29,4 |
| Токарно многоцелевые прутково- патронные модули | 15 | 23,2 | 139,2 |
| Токарно вертикальные полуавтоматы с ЧПУ | 30 | 46,4 | 278,4 |
| Координатно- сверлильные вертикальные станки | 8,7 | 13,4 | 80,4 |
| Автоматический выключатель | Кабель (провод) | |||||
| Тип | IНА, А | IМЭА, А | IЭМ, А | Марка | Число, сечение | IД, А |
| ВА51-33 | 160 | 160 | 1600 | АВВГ | 3*95+1*50 | 170 |
| ВА51-33 | 100 | 16 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 10 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 10 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 16 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 10 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 16 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 20 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 20 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 10 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 16 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 10 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
| ВА51-31 | 100 | 31,5 | 1000 | АПВ | 3(1*5)+1*2,5 | 30 |
| ВА51-31 | 100 | 63 | 1000 | АВВГ | 3*16+1*10 | 70 |
| ВА51-31 | 100 | 16 | 1000 | АПВ | 4(1*2,5) | 19 |
2.7. Расчет заземляющего устройства
Так как цеховая ТП является встроенной в токарный цех, то защитное заземление выполняется общим размером цеха 48000 * 28000; грунт в районе цеха – глина – S = 100 Ом * м; U ВЛЭП = 10кВ, длина воздушной линии 2,5 км. В качестве вертикальных электродов используем стальной уголок 75*75, LВ = 3м, горизонтальный электрод – полоса 40 * 4 мм.
Рассчитываем сопротивление одного вертикального электрода
RВ = 0,3 * S * КСЕЗ. В, (3, с. 91) (42)
где КСЕЗ. В = 1,5 – по таблице 1.73
RВ = 0,3 * 100 * 1,5 = 45Ом
Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ
RЗУ1 < 125 (3, с. 88) (43)
IЗ
где RЗ - сопротивление заземляющего устройства;
IЗ – расчетный ток замыкания на землю.
IЗ = Uном * (35 * ℓклэп +ℓвлэп ) (3, с. 88) (44)
IЗ = 10 * (35 * 0 + 2,5) = 0,07 А
RЗУ1 = 125 = 1785,7 Ом
Требуемое по НН RЗУ2 < 4 Ом на НН. Принимаем RЗУ2 = 4 Ом. Так как S > 100 Ом * м, то для расчета
RЗУ < 4 * S= 4 Ом
Количество вертикальных электродов
N’В. Р = Rв , (3, с. 92) (45)
RЗУ
N’В. Р = 45 = 11 шт
с учетом экранирования
NВ. Р = N’в.р = 11 шт (3, с. 92) (46)
ŋВ
где ŋВ – определяется по таблице 1. 13. 5.; 0,55.
NВ. Р = 11 = 20 шт
размещаем электроды на плане, учитывая, что контурное заземление отрывается от здания на расстоянии не менее 1 м.
 | |||
 | |||
 | |||
48000
Определяем уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов
RГ = 0,4 * S* КСЕЗ. Г * ℓ * 2 L2 н (3, с. 93) (47)
LН* ŋГ в t
RГ = 0,4 *100*1,8 ℓ * 2*762 = 9,36 Ом
76 * 0,27 40*10 –3 *15
RВ = Rв (3, с. 93) (48)
NВ*ŋВ
RВ = 45 = 4,7
20 * 0,47
Фактическое сопротивление ЗУ
RЗУ = Rв*Rг (3, с. 93) (49)
RВ + RГ
RЗУ = 4,7*9,36 = 3,1 Ом
4,7 + 9,36
что меньше 4 Ом.
3. Организационные и технические мероприятия
Кроме общих правил для всех работ, при монтаже проводок соблюдают следующие требования ТБ.
Борозды, отверстия и проемы в кирпичных и бетонных конструкциях пробивают в предохранительных очках. Нельзя применять при пробивки неисправные ручные и механизированные инструменты, работать с приставных лестниц, а также натягивать с приставных и раздвижных лестниц в горизонтальном направлении провода сечением более 4 мм2 . Монтаж с крана цеховых магистралей допустим лишь при наличии ограждений крановых троллеев и других открытых токоведущих деталей крана, находящихся под напряжением. К работе с монтажным пистолетом допускается только специально обученный персонал.