Проектирование системы электроснабжения города (стр. 9 из 24)
Проверку выполняем с учетом переходных сопротивлений контактных соединений и коммутационных аппаратов. Проверяем самые нагруженные и длинные линии.
Падение напряжения на питательном насосе, подключенном к ЩС-1.
Рассчитываем падение напряжения на клеммах двигателя по следующей формуле.
,где ∆U – падение напряжения на участке сети;
Рр.кл – расчетная активная мощность, проходящая по кабелю;
Rкл – активное сопротивление кабельной линии;
Qр.кл – расчетная реактивная мощность, проходящая по кабелю;
Хкл – реактивное сопротивление кабельной линии;
Uн – номинальное напряжение сети;
Рр.пс – расчетная активная мощность, проходящая через переходные сопротивления;
Rпс – активное сопротивление кабельной переходных сопротивлений.
Принимаем величину напряжения на СШ равное 1,05Uном = 400В.
Поставив значения в вышеприведенную формулу получим следующее значение падения напряжения для питательного насоса, подключенного к ЩС-1.
∆U = 15,42В; ∆U% = + 1,31%.
Эта величина согласно ПУЭ допустима.
Произведя расчет для остальных потребителей определим падение напряжения на их клеммах. Результаты занесем в таблицу 22.1.
Таблица 22.1 – Величины падений напряжения на клеммах потребителей.
| Потребитель | ∆U, В | ∆U%, % |
| Щит силовой – 1 | 7,6 | +3,3 |
| Щит силовой – 2 | 8,4 | +3 |
| Щит силовой – 3 | 7,2 | +3,4 |
| Щит силовой – 4 | 6,1 | +3,7 |
| Щит силовой – 5 | 19,6 | +0,1 |
| Щит силовой – 6 | 19,6 | +0,1 |
| Щит силовой – 7 | 7,1 | +3,4 |
| Щит силовой – 8 | 6,5 | +3,6 |
| Щит силовой – 9 | 5,4 | +3,8 |
| Щиток освещения – 1 | 9,1 | +2,9 |
| Щиток освещения – 2 | 4,9 | +4 |
| Щиток аварийного освещения – 1 | 1,5 | +4,9 |
| Вентилятор котловой №2 | 16,2 | +0,8 |
| Дымосос №6 | 18,1 | +0,6 |
| Вентилятор аварийный №1 | 15,4 | +1,2 |
| Насос питательный №2 | 19,6 | +0,1 |
| Насос сетевой №1 | 27,8 | –3,6 |
| Насос дренажный №2 | 10,4 | +2,5 |
| Насос подпиточный №1 | 8,9 | +2,9 |
| Станок токарный | 10,2 | +2,4 |
| Сварочный аппарат | 11,0 | +2,3 |
Все рассчитанные значения находятся в допустимых пределах.
2.21 Выбор сечений шин распределительных устройств
Сечения шин выбираем по длительно допустимым токам стандартных сечений шин. Результаты выбора заносим в таблицу 23.1.
Таблица 23.1 – Сечения шин распределительных устройств.
| Распредустройство | Расчетный ток, А | Сечение, мм |
| 1 Секция шин | 1 667 | 120х8 |
| 2 Секции шин | 1 637 | 120х8 |
| Щит силовой – 1 | 296,9 | 30х4 |
| Щит силовой – 3 | 274 | 30х4 |
| Щит силовой – 4 | 222 | 25х3 |
| Щит силовой – 5 | 830 | 60х6 |
| Щит силовой – 6 | 830 | 60х6 |
| Щит силовой – 7 | 296,9 | 30х4 |
| Щит силовой – 8 | 274 | 30х4 |
| Щит силовой – 9 | 222 | 25х3 |
2.22 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры
Как было сказано выше для управления двигателями применяем контакторы серий КТИ и КМИ производства ИЭК, а для защиты потребителей и щитов - автоматические выключатели серий ВА (ИЭК) и Электрон.
Контакторы выбираем по следующим условиям
Uном.к ≥ Uном.сети;
Iном.к. ≥ Iном.дв,
где Uном.к – номинальное напряжение контактора;
Uном.сети – номинальное напряжение сети;
Iном.к. – номинальный ток контактора;
Iном.дв – номинальный ток двигателя.
Все автоматические выключатели, которые мы будем выбирать оснащены комбинированными расцепителями – тепловой + электромагнитный.
Автоматические выключатели выбираем, руководствуясь следующими условиями:
Uном.ав ≥ Uном.сети;
Iном.ав. ≥ Iном.дв;
Iном.тр. ≥ 1,2·Iном.дв;
Iном.эр. ≥ 1,25·Iпуск.дв,
где Uном.ав – номинальное напряжение автоматического выключателя;
Uном.сети – номинальное напряжение сети;
Iном.ав. – номинальный ток автоматического выключателя;
Iном.дв – номинальный ток двигателя;
Iном.тр. – номинальный ток теплового расцепителя автомата;
Iном.эр. – номинальный ток электромагнитного расцепителя автомата;
Iпуск.дв – пусковой ток двигателя.
Выбранные аппараты заносим в таблицы 24.1 и 25.1.
Таблица 24.1 – Коммутационные аппараты.
| Потребитель | Тип контактора | Uном контактора, В | Iном контактора, А |
| Вентилятор котловой | КТИ-5115 | 380 | 115 |
| Вентилятор аварийный | КМИ-22510 | 380 | 25 |
| Насос питательный | КТИ-5115 | 380 | 115 |
| Насос сетевой | КТИ-6500 | 380 | 500 |
| Насос дренажный | КМИ-10910 | 380 | 9 |
| Насос подпиточный | КМИ-34012 | 380 | 40 |
| Станок сверлильный | КМИ-10910 | 380 | 9 |
| Станок заточной | КМИ-10910 | 380 | 9 |
| Станок токарный | КМИ-10910 | 380 | 9 |
| Вентилятор вытяжной | КМИ-10910 | 380 | 9 |
| Сварочный аппарат | КМИ-22510 | 380 | 25 |
Таблица 25.1 – Защитные аппараты.
| Потребитель | Тип АВ | Iном.ав, А | Iном.тр, А | Iном.эр, А |
| Вентилятор котловой | ВА 88-32 | 125 | 100 | 1 000 |
| Дымосос | ВА 88-33 | 160 | 160 | 1 600 |
| Вентилятор аварийный | ВА 47-29 | 63 | 25 | 250 |
| Насос питательный | ВА 88-32 | 125 | 100 | 1 000 |
| Насос сетевой | ВА 88-40 | 800 | 500 | 5 000 |
| Насос дренажный | ВА 47-29 | 63 | 4 | 40 |
| Насос подпиточный | ВА 88-32 | 125 | 40 | 400 |
| Станок сверлильный | ВА 47-29 | 63 | 4 | 40 |
| Станок заточной | ВА 47-29 | 63 | 6 | 60 |
| Потребитель | Тип АВ | Iном.ав, А | Iном.тр, А | Iном.эр, А |
| Станок токарный | ВА 47-29 | 63 | 6 | 60 |
| Вентилятор вытяжной | ВА 47-29 | 63 | 2 | 20 |
| Сварочный аппарат | ВА 47-29 | 63 | 20 | 200 |
| Щит силовой – 1 | ВА 88-37 | 400 | 400 | 4 000 |
| Щит силовой – 2 | ВА 47-29 | 63 | 40 | 400 |
| Щит силовой – 3 | ВА 88-37 | 400 | 400 | 4 000 |
| Щит силовой – 4 | ВА 88-37 | 400 | 315 | 3 150 |
| Щит силовой – 5 | ВА88-43 | 1 600 | 1 000 | 4 500 |
| Щит силовой – 6 | ВА88-43 | 1 600 | 1 000 | 4 500 |
| Щит силовой – 7 | ВА 88-37 | 400 | 400 | 4 000 |
| Щит силовой – 8 | ВА 88-37 | 400 | 400 | 4 000 |
| Щит силовой – 9 | ВА 88-37 | 400 | 315 | 3 150 |
| Щиток освещения – 1 | ПР-2 | 60 | 15 | - |
| Щиток освещения – 2 | ПР-2 | 60 | 15 | - |
| Щиток аварийного освещения | ПР-2 | 15 | 6 | - |
| 1 Секция шин | Э25С-ХЛ3 | 4 000 | 4 200 | 40 000 |
| 2 Секция шин | Э25С-ХЛ3 | 4 000 | 4 200 | 40 000 |
| Секционный автомат | Э25С-04 | 2 500 | 2 150 | 40 000 |
Применение частотных преобразователей
Проблемы, связанные с прямым пуском двигателя
При прямом пуске двигателя переменного тока по обмоткам двигателя протекают большие токи, которые при частых или затяжных пусках могут привести к выходу из строя двигателя вследствие разрушения изоляции обмоток. Разрушение изоляции происходит по двум причинам: механические разрушения и снижение изоляционных характеристик из-за превышения допустимой температуры.
Первая причина связана с тем, что на обмотки двигателя действуют электродинамические усилия, величина которых пропорциональна квадрату тока. Пусковой ток двигателя в 5 - 7 раз превышает номинальный, соответственно в 25 - 49 раз возрастают электродинамические усилия, действующие на обмотки. Они приводят к механическим перемещениям обмотки в пазовой и лобовых частях, которые разрушают изоляцию. Практикам известно ослабление пазовых клиньев и бандажей в лобовых частях обмоток. Ослабление пазовых клиньев и бандажей усиливает механическое перемещение обмоток и разрушение изоляции.
Вторая причина - термическое разрушение изоляции - связана с тем, что при превышении температурой изоляции установленного для нее порога в последней происходят необратимые физико-химические процессы, приводящие к форсированному старению изоляции. А тепловыделение в обмотках пропорционально квадрату величины тока.
Очевидно, что прямой пуск двигателей - это аварийно опасный режим работы двигателя. Подавляющее большинство выходов из строя двигателей происходит в процессе пуска.
Другие отрицательные аспекты прямого пуска двигателей:
повышение нагрузки на электрические сети. При пуске двигателей, как правило, наблюдаются посадки напряжения, неблагоприятные для других потребителей;
неконтролируемые переходные процессы в двигателях, приводящие к большим переходным моментам, отрицательно влияют на все элементы кинематической цепочки привода.
Замена нерегулируемого привода с асинхронными двигателями.
На сегодняшний день в мире большинство электроприводов составляют нерегулируемые привода с асинхронными двигателями. Их применяют в водо- и теплоснабжении, системах вентиляции и кондиционирования воздуха, компрессорных установках и др.
В таких установках плавная регулировка скорости вращения позволяет в большинстве случаев отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры. Это значительно упрощает механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы.
Работа механизмов большую часть времени на пониженных частотах вращения с уменьшением циклических динамических и вибрационных нагрузок на подшипники, уплотнения, крепления, фундаменты механизмов и электродвигателей и соответствующим увеличением их ресурса и межремонтного пробега.