4. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети

Схемы электрических сетей должны обеспечивать необходимую надёжность питания потребителей, быть удобными в эксплуатации и при этом затраты на сооружение линий, расход проводникового материала и потери электрической энергии должны быть минимальными.

Цеховые сети делятся на питающие, которые соединяют с ТП цеховые РУ (распределительные панели, щиты, шкафы, шинопроводы, пункты и т.п.), и распределительные, которые служат для питания силовых электроприёмников.

Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными. Учитывая достоинства и недостатки радиальных и магистральных схем, особенности их эксплуатации, применяются смешанные схемы электроснабжения, которые включают элементы той и иной схемы.

Запитка технологического оборудования, расположенного по производственной площади равномерно и рядами, осуществляется с помощью шинопроводов, которые представляют собой комплектные электротехнические устройства для внутрицеховой сети. Так как условия окружающей среды в цехах нормальные, то распределительные сети выполнены шинопроводами типа ШРА.

Произведём выбор распределительных шинопроводов, распределительных шкафов, силовых ящиков по условию, так чтобы номинальный ток распределительного оборудования не был менее расчётного тока, т.е.

. (4.1)

Произведём выбор распределительного шинопровода А5. Номинальный ток шинопровода А5 согласно табл.3.2 Iр=72,17 А :

.

Выбираем шинопровод А5 типа ШРА4-250 с Iном=250 А и ящик А4 типа ЯБ1-2с Iном=160 А.

Аналогичный выбор произведём для остальных шинопроводов, силовых ящиков данного цеха и результаты сводим в таблицу Таблица 4.1. Следует отметить, что выбор шинопровод А2 производим по расчётному току наиболее нагруженного плеча, т.к. точка присоединения шинопровод А2 к сети находится не в начале шинопровода .

Произведём выбор распределительного шкафа A3. Номинальный ток распределительного шкафа A3 согласно [1]:

А.

Выбираем распределительный шкаф A3 серии ШР11-73702 рубильником.

Результаты сводим в таблицу 4.1.

Распределительные устройства Таблица 4.1.

№ на плане	тип	Iн руб. , А	Iр, А
А1	ЯБ1-2	160	130,2
А2	ШРА4-250	250	63,9
А3	ШР11-73702	250	31,07
А4	ЯБ1-2	160	72,17
А5	ШРА4-250	250	72,17

Произведем выбор предохранителей и кабелей, питающих РУ от РП. Выбор производится согласно условиям (2.11),(2.12) для предохранителей и (2.19),(2.20) для кабелей и проводов.

Например, для шинопровода А5: предохранитель ПН2-250 с Iв=80А.

где I_ПИК=164,65+31,07 - 0,1421,95=196,2 А,

.

и АПВ-5(125) с Iдоп=75 А.

Предохранители и кабели распред. устройств Таблица 4.2.

№ на плане	Iр, А	Предохранитель		Кабель / Провод
		Тип	Iв, А	марка	Iдоп, А
кА1	130,2	ПН2-250/160	160	АВВГ-1(570)	140
кА3	31,07	ПН2-100/40	40	АВВГ-1(56)	32
кА4	72,17	ПН2-250/80	80	АВВГ-1(525)	75

В качестве линейной панели выбираем ЩО70М- 01 с разъединителями и предохранителями 2250А+2100А, а в качестве вводной – ЩО70 - 16 с I_ном=1000А

Выберем кабель, питающий наш цех от трансформаторной подстанции (ТП):

по условиям (2.19)

Выбираем кабель – АВВГ- 370+135 проложенный в земле с I_ДОП = 140 А

Электрические сети до 1 кВ, рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения за исключением силовых сетей, питающихся от пристроенных, встроенных и внутрицеховых комплектных ТП. В нормальном режиме допускаются отклонения напряжения от номинального на зажимах электродвигателей в пределах от -5 до +10%, осветительных приборов – от -2,5 до +5%, печей сопротивления и дуговых печей – от -5 до +5%.

Для определения напряжения на зажимах электроприемников необходимо найти потери напряжения в питающем трансформаторе, линиях и шинопроводах.

Р асчетная схема представлена на рис. 4.3.

Рис.3. Расчетная схема для расчета уровня напряжения

Рис. 4.3. Расчетная схема для определения напряжения на зажимах электрически наиболее удаленного электроприемника.

Потеря напряжения в трансформаторе в процентах определяется по выражению:

, (4.2)

где _Т – коэффициент загрузки трансформатора. _Т=0,82.

U_а и U_Р – активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора, %.

Для трансформаторов с номинальной мощностью S_н 1000кВАвторым слагаемым можно пренебречь. Тогда

. (4.3)

значения U_а и U_Р в процентах определяются по формулам:

; (4.4)

. (4.5)

Тогда потери напряжения в нашем трансформаторе будут равны:

Потери напряжения в линиях электропередачи в процентах определяются по формуле:

, (4.6)

где I_Р и l – расчетный ток и длина линии, А и км;

r₀ и x₀ – удельные активное и реактивное сопротивления линии, Ом/км;

cos  - коэффициент мощности нагрузки линии.

Определим потери напряжения в кабельных линиях по (4.6):

- КЛ1: ;

- КЛ2: .

Потери напряжения в распределительном шинопроводе А5 определяются аналогично:

.

Также определим потери напряжения в проводе, питающем наиболее удаленный потребитель №23:

.

Тогда напряжение на зажимах электроприемников в процентах определяется как , (4.7)

где U_ХХ – напряжение холостого хода трансформатора, %. U_ХХ=105%;

 U_i – потеря напряжения на i-ом элементе сети;

n – число элементов на пути от ТП до токи, в которой определяется U_Э.

.

Уровень напряжения на зажимах электрически наиболее удаленного электроприемника, равный 100,29%, находится в допустимых пределах 95110%.