–PAGE_BREAK–
2.2 Система токоведущих проводников. Система заземления
Питание электроустановки здания предусматривается на напряжение 380/220 В переменного тока от трансформаторной подстанции. Система токоведущих проводников для электроприемников, относящихся к силовому электрооборудованию – трехфазная пятипроводная. Питающая линия от подстанции – кабельная.
Для проектируемого объекта принимается система заземления типа ТN, подсистема – TN-S, характеризующаяся тем, что от трансформаторной подстанции до ввода в здание предусматривается трехфазная пятипроводная система проводников (три фазы плюс PE– защитный N— рабочий нулевые проводники). На вводе в здание во вводном щите ВРУ предусматривается главная заземляющая шина.
2.3 Определение места расположения электрического ввода в здание. Предварительный выбор ВРУ
Анализ, установленных электроприемников показывает, что электроприемники рассредоточены по зданию по осям А и В. Электрощитовая располагается по оси здания В и построена исходя из условий расположения центра нагрузок, комплектности расположения электрооборудования и места расположения ввода.
Предварительно выбираем к установке вводно-распределительное устройства ВРУ-1 и распределительный пункт типа «ШР11» с предохранителями на 8 отходящих линий.
2.4 Выполнение структурной схемы электрических сетей здания
Для приема и распределения электроэнергии в свинарнике предусматривается магистральная схема электрической сети. После анализа ЭП здания все электроприемники с учетом их расположения и принадлежности к технологическим линиям разбиты на группы. Принимаем, что электроприемники запитываются от узла питания (ШР), установленного в электрощитовой.
Принимаем, что управление электроприемниками осуществляется с использованием щитов управления (ЩУ), устанавливаемых в удобных местах, с точки зрения технологического процесса.
Ввод в свинарник осуществляется двумя линиями (так как свинарник относится к потребителям второй категории по надёжности электроснабжения, перерыв в электроснабжении допускается не дольше чем на время, необходимое для включения резерва) с возможностью перевода питания на одну линию при выходе из строя питающей линии. Структурная схема распределительной сети показана на рис. 2.1.
Принципиальные схемы разрабатываются на основании структурных схем, они выполняются в соответствии с ГОСТ21.613-88, по форме приведенной в графической части курсового проекта. Электрические сети подразделяют на питающую и распределительную.
Вначале выполняется схема распределительной сети, а затем питающей. Начинают работу принципиальной схемы с вычерчивания линий шин РП, записывается информация по данному РП. Все аппараты и устройства обозначаются отрезками прямых линий. Принципиальная схема приведена в графической части.
2.6 Принципиальная схема питающей сети
При выполнении схемы питающей сети необходимо учитывать категорию потребления по надежности электроснабжения. Данный объект относится ко второй категории электроснабжения. Исходя из вышеуказанного, здание питается по двум кабельным линиям, поэтому на вводе в здание устанавливаем вводное распределительное устройство ВРУ-1.
Рис. 2.2 Структурная схема ВРУ-1.
3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
3.1 Цель расчета и обоснование принятого метода расчета
Определение электрических нагрузок – важнейший этап проектирования. Прежде, чем приступить к расчёту электрических нагрузок проводим анализ и изучение электроприёмников.
Расчёт нагрузок будем вести методом суточного графика электрических нагрузок. Принимаем данный метод по той причине, что нам известно время включения и отключения всех ЭП, находящихся в свинарнике. Обладая такими данными, расчет электрических нагрузок значительно упрощается, и сводится к построению технологического графика и последующего отыскания величин нагрузок и энергопотребления коровника на данном графике.
3.2 Определение основных расчетных параметров – расчетной мощности на вводе, коэффициента мощности, полной мощности
Расчет электрических нагрузок по методу суточного графика ведется на основании руководящего технического материала «Указания по расчету электрических нагрузок» РТМ 36.18.32.4-92.
График электрических нагрузок строится для определения расчётной мощности проектируемого здания Рр, а через эту величину несложно определить значение расчетного тока Iр и другие необходимые показатели.
Перед построением графика выделим электроприёмники,длительно работающие. К ним относятся – освещение (рабочее и дежурное), вентиляция и отопление. Затем определим времена включения и отключения электроприёмников, работающих периодически.
Число часов работы двух кормораздатчиков определим по формуле [4]:
(3.1)
где — количество выдаваемого корма за сутки, т;
;
— количество голов (по заданию );
— производительность кормораздатчика, , по табл. 12.5 [4].
Вычисленное время распределяем по времени суток (исходя и принятого трёхразового кормления). Результаты заносим в табл. 3.1 в виде горизонтальных отрезков, соответствующих времени работы электрооборудования. Потребляемую мощность электроприемников (ЭП) определяем по формуле:
, (3.2)
где — установленная (номинальная) мощность ЭП, кВт;
— КПД ЭП, %;
— коэффициент использования;
Подсчитывается потребляемая мощность Рпотр и график строится по величинам этой мощности. График строят в координатах «Р» и «t» (рис. 3.1).
Классический способ построения графика заключается в последовательном суммировании электрических нагрузок пооперационно в соответствии с технологическим процессом объекта.
В целях упрощения построения графика начинаем построение с постоянно действующих нагрузок (3 и 4). Далее надстраиваем нагрузки по уменьшению времени их работы в сутки.
Вначале по графику определяется максимальная пиковая мощность электроустановки Рм =23,3 кВт. На графике три участка, где величины Рм одинаковы.
Для определения величины расчётной мощности Рр выявляют длительность действия Рм. При этом, в формировании максимума нагрузки участвуют 2 нагрузки. На графике они отражены ступенями в пределах 14-и минутного участка графика.
Расчетная мощность рассчитывается как среднеквадратичная величина мощностей Рi за смену и определяется по формуле:
, (3.3)
где n– число ступеней графика, входящих в рассчитываемый 14-ти минутный участок времени ГЭН;
Pi– мощность соответствующая i-й ступени.
ti— длительность действия Pi.
Расчетэлектропотребления за смену (сутки)– W.
Электропотребление любой электроустановки есть произведение её мощности на время потребления, то есть
W=P.t(кВт.ч).
Величина Wсоответствует (равна) площади фигуры, очерченной графиком.
При определении Wнагрузки электроприёмников, работающих в автоматическом режиме и принятых при построении ГЭН, как постоянно действующих, необходимо принимать с коэффициентом равным 0,4….0,8 (в зависимости от характера ЭП) для учёта их фактического не непрерывного, а периодического действия.
Рассчитывается величина коэффициента мощности электроустановки здания сosj.
Этот коэффициент определяется за период действия максимальной расчетной мощности. Величину cosjнаходят как средневзвешенное значение коэффициентов мощности отдельных нагрузок, участвующих в формировании Рр.
φ = φ ср.взв. =, (3.4)
где Рi– номинальная мощность ЭП, участвующих в формировании максимума нагрузки;
tgj– коэффициент реактивной мощности ЭП, участвующих в формировании максимума нагрузки (определяется через cosjпо паспортным данным ЭП);
n– количество ЭП, участвующих в формировании максимума нагрузки.
Собственно расчет следует ниже:
1. Максимальная нагрузка, Рм = 23,3 кВт.
продолжение
–PAGE_BREAK–2. Расчетная нагрузка Рр.
Так как Рм длится менее получаса, то Рр находим через Рэкв, или через среднеквадратичную за тридцатиминутный промежуток времени. На участке получасового максимума действуют две нагрузки (i=1):
Р1=Рм=23,3 кВт (t1=14 мин) и Р2=(Pпотр2+ Pпотр3+ Pпотр4)=
=8,1+5,6+5=18,7 кВт. (t2=60 мин).
Тогда .
3. Установленная мощность определяется суммированием мощностей всех электроприемников, имеющихся на объекте.
Ру = 14,2+6+8,8+11,1=30,1 кВт
4. Электропотребление за смену (сутки) определяют через геометрическую площадь графика:
электробезопасность электрический схема заземление
W= Sгр. S гр. = S1+S2+S3+S4
Sгр.= 9,6 ·14·3+ 8,1 · 24·0,5 + 5,6·24·0,5+ 5·60·3= 1468
Таким образом электропотребление составит Wсут = 1468кВт. час
( здесь в первом слагаемом для автоматизированных ЭП принят к = 0,5).
5. Определяется средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузок, участвующих в формировании максимума (той электрической нагрузки, которая определила величину Рр):
φср.взв.==0,85;
Значение величины tgj=0,59 определяем через каталожное значение cosj=0,86 для конкретных электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузки.
Учитывая, что в формировании максимума нагрузки участвуют все нагрузки объекта, подсчитываем величину åРi:
åРi= Ру — Р2 =34,4 кВт.
Тогда .
4 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ, АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
4.1 Выбор коммутационных аппаратов
Для распределительного пункта на вводе выберем рубильник ВР32-37В (прил. Д табл. 1 [3]). Произведем проверку выбранного рубильника.
По номинальному напряжению рубильника:
Uн.р ≥ Uн.уст = 380 B (4.1)
По номинальному току рубильника:
Iн.р ≥ Iр.л = 14,82 ∙ 2 + 6,14 ∙ 2 + 4,63 ∙ 4 + 0,94 ∙ 30 = 88,64 А (4.2)
400 ≥ 88,64 А
4.2 Характеристика и расчет защитных аппаратов
Произведем выбор предохранителей (плавкой вставки) устанавливаемых в РП для защиты группы электродвигателей.
FU1 выбираем для нагрузки на ШР1 и FU2 соответственно для ШР2.
Рабочие токи приемников (табл. 2.1):
Iр = Iдв.см. + Iдв.тр + 2Iвент.прит + 3Iклимат=14,82+6,14+2∙4,63+3∙5,64= 47,1 А (4.3)
Находим пусковой ток наибольшего двигателя:
Iпуск дв1 = Iдв.см. ∙ ki=14,82 ∙ 7 = 103,7A(4.4)
Находим пусковой ток линии:
Iп.л = Iпуск дв1 + Iдв.тр + 2Iвент.прит + 3Iклимат= 136 A (4.5)
По номинальному напряжению
Uн.пр ≥ Uн.уст = 380 B(4.6)
где — Uн.пр и Uн.уст – номинальные напряжения предохранителя и установки ;
По номинальному току плавной вставки:
Iвст ≥ Iр.л = 47,1 А (4.7)
Iвст≥ Imax/ α= (К0∑Iн+Iп.max) /α (4.8)
где — ∑Iн –сумма номинальных токов электродвигателей без учёта наибольшего.
Iп.max– наибольший пусковой ток электродвигателя в данной группе.
К0 –коэффициент одновремённости: K0 =1.
α– коэффициент учитывающий условия пуска: α= 2,5 — пуск легкий.
Iвст ≥ = 54,2 A
Выбираем предохранитель НПН2 – 60 Iн.пр = 63 А, Iн.пл.вст = 63 А.
Расчет других предохранителей производим аналогично и сводим в табл. 4.1:
Таблица 4.1 – Выбор предохранителей
Место расположения на схеме
Ток, А
a
Iм/a,
А
Защитный аппарат
Iр,
А
Iм,
А
Обозн.
Тип
Iн, А
Iвст, А
Ввод 1
88,6
371,2
2,5
148,5
FU1
ПН2
250
160
Ввод 2
88,6
371,2
2,5
148,5
FU2
ПН2
250
160
ПР1
47,1
136
2,5
54,4
FU3
ПН2
100
80
ПР2
41,5
130
2,5
52,1
FU4
ПН2
100
80
1Н1
14,8
103,7
2,5
41,5
FU5
НПН2
63
63
2Н1
6,1
43
2,5
17,2
FU6
НПН2
63
20
П3Н1
9,2
37
2,5
14,8
FU7
НПН2
63
16
В5Н1
5,6
11,3
2,5
4,5
FU8
НПН2
63
6
В11Н1
5,6
11,3
2,5
4,5
FU9
НПН2
63
6
В17Н1
5,6
11,3
2,5
4,5
FU10
НПН2
63
6
23Н1
14,8
103,7
2,5
41,5
FU11
НПН2
63
63
24Н1
6,1
43
2,5
17,2
FU12
НПН2
63
20
П25Н1
9,2
37
2,5
14,8
FU13
НПН2
63
16
В27Н1
5,6
11,3
2,5
4,5
FU14
НПН2
63
6
В33Н1
5,6
11,3
2,5
4,5
FU15
НПН2
63
6
Выбор предохранителей FU3 и FU4 обусловлен селективностью.
4.3 Окончательный выбор ВРУ и РП
Исходя из типа и количества защитных аппаратов, окончательно выбираем в качестве распределительных пунктов ШР11-73504-22УЗ с рубильником ВР32-37В на вводе и 8 предохранителями типа НПН2-60 на отходящих линиях. В качестве вводно-распределительного устройства будем использовать ВРУ-1-22-10-МУ3
5 РАСЧЕТ СЕЧЕНИЙ КАБЕЛЕЙ И ПРОВОДОВ
Для питания электроприёмников принимаем кабель с алюминиевыми жилами АВВГ и медными жилами КГ для подключения кормораздатчиков КС-1,5.
Расчет сечений кабелей.
Задачей расчета электропроводок является выбор сечений проводников. При этом сечения проводников любого назначения должны быть наименьшими и удовлетворять следующим требованиям:
а) допустимому нагреву;
б) электрической защиты отдельных участков сети;
в) допустимым потерям напряжения;
г) механической прочности.
В отношении механической прочности выбор сечений сводится к просто выполнению нормативных требований ГОСТ30331.1-15. В нем приведены минимальные сечения проводников, которые могут быть использованы при выборе электропроводок в здании.
При расчётах необходимо обеспечить выполнение двух условий:
а) нагрев проводника не должен превышать допустимых нормативных значений:
, (5.1)
где Iдл– длительный расчетный ток электроприемника или участка сети, А;
Kt– нормативный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, принимается по таблице в зависимости от температуры окружающей среды;
Kп– поправочный коэффициент, зависящий от числа рядом проложенных одновременно работающих кабелей;
б) при возникновении ненормальных режимов и протекании сверхтоков проводник должен быть отключен от сети защитным аппаратом:
, (5.2)
где Iзащ.– ток защиты аппарата, А;
Kзащ.– коэффициент кратности, характеризующий отношение между допустимым током проводника и током защиты аппарата (для сетей не требующих защиты от токов перегрузки, согласно ПУЭ, защищаемых предохранителями Кзащ=0,33, а для защищаемых автоматическими выключателями Кзащ=1.0);
Выбранное сечение проводника проверяем по допустимой потере напряжения, которая в конце участка линии не должна превышать 4 %.
, (5.3)
где Р – мощность на участке, кВт
l– длинна линии, м
с – коэффициент зависящий от материала жилы, рода тока, значения напряжения и системы распределения электроэнергии (для трёхфазной сети с нулевым проводом напряжением 380/220В выполненной алюминиевым проводом с=46, медным с=77);
F– площадь сечения токопроводящих жил, мм2
Выбор проводов и кабелей заносим в таблицу 5,1
Таблица 5.1 Расчет сечений проводов и кабелей.
Видно, что даже при суммировании всех значений падения напряжения получится 2,562%, что значительно меньше 4%.
продолжение
–PAGE_BREAK–