Методические рекомендации по курсовому проектированию по дисциплине "ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ"

Автор: Корзина Екатерина Анатольевна
Должность: преподаватель
Учебное заведение: ГАПОУ МО "ОГПК"
Населённый пункт: город Оленегорск, Мурманская область
Наименование материала: методические рекомендации
Тема: Методические рекомендации по курсовому проектированию по дисциплине "ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ"
Раздел: среднее профессиональное

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное областное образовательное учреждение среднего профессионального

образования «Оленегорский горнопромышленный колледж»

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

ГОРНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ

Методические указания по курсовому проектированию

для студентов-заочников образовательных учреждений

среднего профессионального образования

по специальности

13.02.11 "Техническая эксплуатация и

обслуживание электрического и электромеханического оборудования"

Оленегорск

2019

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине

Электрооборудование и электроснабжение

горных организаций

по специальности 13.02.11 "Техническая эксплуатация и

обслуживание электрического и электромеханического оборудования"

____________________

Составитель:

Редактор:

Рецензенты:

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

Обложка курсового проекта (оформление)

Титульный лист (оформление)

Задание на курсовой проект (оформление)

Правила оформления курсового проекта

Методика расчёта курсового проекта по электроснабжению горных предприятий:

Введение: Краткое описание горного предприятия, основные характеристики нагрузок

Общая часть

1.1 Выбор схемы электроснабжения данного участка предприятия

Специальная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Расчёт, выбор и проверка сетей напряжением до 1кВ

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

2.4 Расчет компенсирующих устройств

2.5 Определение годового расхода электрической энергии

2.6 Расчет токов короткого замыкания

2.7 Выбор и проверка электрических сетей напряжением выше 1 кВ

2.8 Выбор и проверка высоковольтного оборудования

2.9 Расчет и выбор релейной защиты

2.10 Расчет защитного заземления

Вопросы техники безопасности и технической эксплуатации электрооборудования

3.1 Вопросы техники безопасности при эксплуатации электрооборудования

3.2 Вопросы технической эксплуатации электрооборудования

Заключение

Список использованных источников

Методика расчёта курсового проекта по электрооборудованию горных предприятий

Введение : Назначение, применение, классификация данного электрооборудования

Общая часть

1.2 Краткое описание принципа работы и назначения данного оборудования

Специальная часть

3.1 Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей

3.2 Расчет и выбор пускорегулирующей аппаратуры

3.3 Расчёт и выбор пусковых сопротивлений

3.4 Расчет и выбор питающих проводников

3.5 Составление схемы управления, защиты и сигнализации

3.6 Расчет установок реле защиты и автоматизации

3.7 Расчёт и выбор тормозных устройств

3.8 Краткое описание принципа работы схемы

3 Вопросы техники безопасности и технической эксплуатации электрооборудования

3.1 Вопросы техники безопасности при эксплуатации электрооборудования

3.2 Вопросы технической эксплуатации электрооборудования

Заключение

Список использованных источников

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебном плане специальности 140613«Техническая эксплуатация и обслуживание

электрического и электромеханического оборудования. Горная промышленность» предусмотрена

дисциплина «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий» с выполнением

курсового проекта.

Требования к выполнению курсового проекта соответствуют стандарту «Системы управления

качеством подготовки специалистов».

Целью курсового проектирования является приобретения студентами опыта самостоятельного

расчёта и выбора электрооборудования, систем электроснабжения горных предприятий и навыков

пользования справочной и нормативной документацией.

Темы курсовых проектов должны соответствовать объёму теоретических знаний и практических

навыков, полученных студентами в процессе обучения и на производственной практике, и включать

вопросы, с которыми студенты могут встретиться в профессиональной деятельности. Задание на

курсовое проектирование должно выдаваться в соответствии с оборудованием горного предприятия, на

котором студенты проходят производственную практику, и может включать в себя как расчёт

электроснабжения определённого участка предприятия, так и расчёт и выбор определённого

электрооборудования.

Данное пособие определяет объём, содержание и порядок выполнения курсовых проектов по

дисциплине «Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий».

В состав курсового проекта входят:

● Расчётно-пояснительная записка;

● Графическая часть, оформленная в виде схем, графиков, чертежей.

Расчётно-пояснительная записка в соответствии с ГОСТ 1.105. должна содержать 30 – 35 страниц

печатного текста, включающего в себя технические расчёты и характеристики проектируемого

оборудования или систем электроснабжения.

Структура расчётно-пояснительной записки включает в себя:

● Титульный лист;

● Задание на выполнение курсового проекта (выдаётся преподавателем);

● Содержание проекта;

● Введение (краткая характеристика горного предприятия, цели проектирования);

● Содержательная часть записки (необходимые расчёты, выполненные по разделам содержания);

● Список литературы.

Расчётно-пояснительная записка может быть выполнена в компьютерном виде или от руки на

листах формата А4. Содержание разделов расчётно-пояснительной записки должно соответствовать

содержанию разделов задания.

Графическая часть представляет собой чертежи, выполненные в соответствии с ЕСКД на листах

ватмана формата А1 или в электронном виде.

Обложка курсового проекта (оформление)

Федеральное агентство по образованию

Оленегорский горнопромышленный колледж

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине______________________________________________________

___________________________________________________________________

Тема_______________________________________________________________

___________________________________________________________________

Выполнил студент(ка)_________курса, группы___________________________

___________________________________________________________________

(Ф.И.О.)

Руководитель проекта________________________________________________

___________________________________________________________________

(Ф.И.О., должность)

К защите допущен __________________________________________________

___________________________________________________________________

(Дата, Ф.И.О., подпись руководителя проекта)

Проект защищён с оценкой____________________________________________

(Дата, оценка)

Председатель комиссии_______________________________________________

(подпись, Ф.И.О., должность)

___________________________________________________________________

Члены комиссии___________________ ______________________________

___________________ ______________________________

Оленегорск

200__г.

Титульный лист (оформление)

Оленегорский горнопромышленный колледж

Расчётно-пояснительная записка

к курсовому проекту

Тема____________________________________________________________

________________________________________________________________

Руководитель проекта_____________________________________________

(Ф.И.О.)

Выполнил студент(ка)_________курса, группы________________________

_________________________________________________________________

(Ф.И.О.)

Оленегорск

200__г.

УТВЕРЖДЕНО:

Предметной комиссией

«____»____________200__г.

Председатель ____________

З А Д А Н И Е

для курсовой работы по ________________Электрооборудованию и электроснабжению горных

предприятий___________________________________________

студенту _3__ курса группы _3ГЭМ__ ГООУ СПО «Оленегорский горно-промышленный

колледж» г. Оленегорска

______________________________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

Тема задания ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

__________________________________________________

Курсовая работа на указанную тему выполняется студентом в следующем объеме:

____________________________________________________________________________________________

__________________

______________________________________________________________________________

Дата выдачи_________________________

Срок окончания ______________________

Преподаватель _________________________________Е. А. Корзина

Список рекомендованных источников

Коновалов Л.Л., Рожкова Л.Д., Электроснабжение промышленных предприятий и установок: М.,

Энергоатомиздат, 1989.

Неклепаев Б.Н., Крючков И.П., Электрическая часть станций и подстанций: М., Энергоатомиздат,

1989.

Правила устройства электроустановок: Н., Сибирское университетское издательство, изд. 7-е,

2005.

Федоров Л.Е., и др., Справочник по проектированию электроснабжения: Энергоатомиздат, 1990.

Федоров Л.Е., и др., Справочник по проектированию электрических сетей и

электрооборудованию: Энергоатомиздат, 1991.

Постников Н.П., Рубашов Г.М., Электроснабжение промышленных предприятий: Л., Стройиздат,

1989.

Шеховцов В.П., Расчет и проектирование схем электроснабжения: М., Инфра – М, 2004.

Абдурашитов С.А. и др., Насосы и компрессоры: М., Недра, 1974.

Межотраслевые правила по охране труда (при эксплуатации электроустановок): М., НЦ ЭНАС,

2001.

10.

Кнорринг Г.М., Справочная книга для проектирования электрического освещения: Л., Энергия,

1976.

11.

Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией Федорова

А.А., Сербиновского Г.В. В двух книгах. Книга 2. Технические сведения об оборудовании.

М.Энергия.1974 г.

12.

Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2-х книгах. Под общей редакцией

Федорова А.А.. Том 1. Электроснабжение. М.Энергоатомиздат. 1986 г.

13.

Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2-х книгах. Под общей редакцией

Федорова А.А.. Том 2. Электрооборудование. М.Энергоатомиздат. 1986 г.

14.

Электротехнический справочник. Т 2. Под общей редакцией Грудинского П.Г. и др. Издание 5-е,

исправленное. М.Энергия. 1975 г.

Прочие указания

« » 200 г. Консультант

________________________

_________________

(Ф,И,О,)

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

лист – титульный, не номеруется, но считается за первый лист.

лист – рецензия, лист с рамкой, без штампа, не номеруется, при подсчёте страниц не учитывается.

лист – задание, вкладывается после титульного листа, не номеруется, при подсчёте страниц не

учитывается, выдаётся преподавателем.

Оформление содержания

4.1 3

лист – содержание начинается со страницы №2. Штамп 40х185 мм, рамка 5х5х5х20 мм.

4.2 От рамки до названия не менее 1 см.

4.3 Название слева с красной строки, шрифт 12 или 14, (весь диплом, кроме таблиц, выполняется одним

и тем же шрифтом). Интервал ординарный или полуторный, первая буква заглавная, точка не

ставится.

4.4 От названия до перечисления разделов не менее 1 см.

4.5 Слева от рамки до списка красная строка – 15 – 18 мм.

4.6 Введение, заключение, список использованных источников не номеруются, в содержании ставятся

без номера, порядковый № страницы указывается.

4.7 Справа до рамки не менее 0,5 см.

4.8 Перечисление разделов и подразделов в содержании – буквы заглавные и прописные, точки после

названий не ставятся, напротив названия - номер страницы, одинарные пробелы. Названия разделов

и подразделов должны быть одинаковыми в задании, содержании и в тексте.

4.9 В штампе указывается – название темы курсового проекта, название учебного заведения - ОГПК,

шифр профессии: КП.140613.51.06.07.П3., проверил (Ф.И.О. преподавателя), Н.контр. (Ф.И.О.

рецензента по оформлению технической документации), выполнил – Ф.И.О. студента. Лист 2,

листов – общее количество (последний лист – Заключение), листов содержания может быть

несколько, остальные номеруются в обычном порядке, штамп маленький. В штампе надписи не

должны касаться линий. Расстояние от текста до штампа не менее – 1 см.

5. Название курсового проекта должно быть на обложке, титульном листе, в задании, в большом

штампе.

6 Оформление разделов:

6.1 Каждый раздел начинается с нового листа, название с левой стороны с красной строки, первая

буква названия заглавная , номер раздела перед названием без точки, после названия точка не ставится,

справа от названия указывается номер литературы в скобках на расстоянии 3 мм от рамки, после

названия одинарный пробел, подразделы начинаются с абзаца (красная строка),одинарный пробел, затем

номер и название подраздела, после него - одинарный пробел.

6.2 Текст начинается с новой строчки с красной строки.

6.3 При выполнении необходимых расчётов привести формулы расчёта с единицами измерения и

пояснениями всех буквенных обозначений и пример расчёта без использования буквенных обозначений.

Формулы и примеры расчёта располагать посередине листа. Однотипные расчёты не приводить, а

результаты вычислений свести в таблицы. Применяется сквозная нумерация всех формул. Номер

формулы ставится в скобках и размещается справа от формулы на расстоянии 3 мм от рамки.

6.4 Оформление таблиц: название сверху, близко к таблице. Если таблица одна, она не номеруется, если

несколько – оформляется таким образом: Таблица 1 – название таблицы с прописной буквы. Точка после

названия не ставится. Размер шрифта во всех таблицах должен быть один и тот же (может быть меньше,

чем основной шрифт). Расстояние справа и слева от рамок не менее 3 мм. Расстояние до текста – 1 см.

Таблицы помещаются в конце раздела. Нумерация таблиц сквозная.

6.5 Формулы, таблицы, графики и чертежи для расчётной записки выполняются с использованием

средств WORD или выполняются на миллиметровой или белой бумаге в соответствии с ГОСТом. Если

таблицы, графики и чертежи занимают весь лист, их оформляют в виде приложений и помещают в

конце курсового проекта. Приветствуется выполнение чертежей и пояснительных записок в

электронном варианте с презентацией курсового проекта.

РАСЧЁТ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПОЯНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В объем работы курсового проекта по электроснабжению горных предприятий могут входить разделы:

Введение: Краткое описание горного предприятия, основные характеристики нагрузок

Общая часть

1.1 Выбор схемы электроснабжения данного участка предприятия

Специальная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

2.3 Расчёт, выбор и проверка сетей напряжением до 1кВ

2.4 Расчет компенсирующих устройств

2.5 Определение годового расхода электрической энергии

2.6 Расчет токов короткого замыкания

2.7 Выбор и проверка электрических сетей напряжением выше 1 кВ

2.8 Выбор и проверка высоковольтного оборудования

2.9 Расчет и выбор релейной защиты

2.10Расчет защитного заземления

Вопросы техники безопасности и технической эксплуатации электрооборудования

3.3 Вопросы техники безопасности при эксплуатации электрооборудования

3.4 Вопросы технической эксплуатации электрооборудования

Заключение

Список рекомендуемой литературы

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

Лист 1 Схема управления, защиты и сигнализации трансформаторной подстанции

Лист 2 Однолинейная схема электроснабжения данного участка производства

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЁТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Введение

Дать общую характеристику горного предприятия и участка, для которого производится расчёт

схемы электроснабжения.

К основным характеристикам нагрузок относятся:

● Номинальная активная мощность электроприемника Р

пасп

, указывается в паспорте

электрооборудования. Для многодвигательных электроприёмников под номинальной активной

мощностью понимается сумма номинальных мощностей всех его электродвигателей. Для выбора

электроприёмников с повторно-кратковременным режимом работы номинальная активная мощность

определяется для стандартного ПВ электродвигателей в каталогах при заданном ПВ в зависимости от

продолжительности включения по формуле:

ном

= Р

пасп

∙

, кВт

● Номинальная реактивная мощность электроприемника Q - индуктивная

мощность электроприемника, потребляемая из сети, со знаком (+) и ёмкостная мощность

электроприемника, отдаваемая в сеть, со знаком (-) при номинальной активной мощности и

номинальном напряжении, для электроприёмников с повторно-кратковременным режимом работы

определяется для стандартного ПВ электродвигателей в каталогах при заданном ПВ в зависимости от

продолжительности включения по формуле:

ном

= Q

пасп

∙

, кВАр

● Полная мощность электроприемника S при номинальной активной мощности и номинальном

напряжении для электроприёмников с повторно-кратковременным режимом работы определяется для

стандартного ПВ электродвигателей в каталогах при заданном ПВ в зависимости от продолжительности

включения по формуле:

ном

= S

пасп

∙

, кВ∙А

● Ток I, протекающий в системах электроснабжения, А.

Общая часть

1.1

Выбор схемы электроснабжения данного участка предприятия

Характеристика потребителей, определение категорий надёжности электроснабжения

Категории электроприёмников

В отношении обеспечения надёжности электроснабжения, характера и тяжести последствий от

перерыва питания приёмники электрической энергии, согласно ПУЭ глава 1.2 подразделяются на

категории:

- I категория – приёмники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой

опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением

оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного

технологического процесса. Недопустим или допустим на время автоматического включения

резерва;

- II категория – приёмники, перерывы в электроснабжении которых связан с существенным

недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов, промышленного транспорта. Перерыв в

электроснабжение допустим на время работы АВР или на время включения резерва оперативным

персоналом;

- III категория – приёмники, не подходящие под определения I и II категорий. Должны иметь в

наличие складской резерв, который должен быть установлен в течение суток;

Характеристика потребителей.

Дать краткую характеристику потребителей заданного участка производства.

Пример:

Вентилятор является воздуходувной машиной и применяется для вентиляции

производственных помещений и др. Электропривод вентилятора характеризуется равномерной и

длительной нагрузкой. При небольших мощностях можно использовать АД с К.З. ротором, а при

мощности выше 150 кВт желательно ставить СД. Вентилятор относится к потребителям I категории.

Транспортёр – это электрическое устройство, служащее для перемещения грузов на небольшие

расстояния. Привод осуществляется в основном асинхронными двигателями с фазным ротором.

Работает в продолжительном режиме и относится к потребителям I категории.

Выбор рода тока и напряжения

Выбор тока

Выбор рода тока зависит от применяемых электроустановок: электродвигателей,

трансформаторов, освещения и т. д. и может быть:

- переменным током промышленной частоты 50 герц;

- переменным током с частотой, отличной от 50 герц для питания специальных двигателей (в

этом случае требуются преобразовательные установки);

- постоянным током для питания сварочных установок, электродвигателей, электролизных ванн

(в этом случае требуются выпрямительные установки).

Выбор напряжения

Выбор того или иного стандартного напряжения определяет построение всей системы

электроснабжения промышленных предприятий. Электроустановки по величине напряжения бывают

до 1000 вольт и свыше 1000 вольт. Для уменьшения потерь электроэнергии в цеховых сетях следует

применять напряжение не ниже 380 вольт. Система 380-220 вольт (звезда с глухо заземлённой

нейтралью) даёт возможность совместного питания электродвигателей и систем освещения и имеет

относительно низкое напряжение 220 вольт между проводом и землёй. Для питания мощных

двигателей до 700 киловатт целесообразно применять напряжение 660 вольт. При выборе

напряжения цеховых сетей необходимо учитывать технологические особенности производства.

Напряжение не выше 42 (36 или 24 вольта) вольт применяется в помещениях с повышенной

опасностью для стационарного местного освещения и для ручных переносных светильников.

Выбор напряжения выше 1 кВ производиться в зависимости от мощности электроустановок

предприятия одновременно с выбором всей схемы электроснабжения. Для питания предприятий малой

мощности и в распределительных сетях внутри предприятия используется напряжение 6 и 10 кВ.

Напряжение 35 кВ используется для создания центров питания предприятий средней мощности,

если распределительные сети этих предприятий выполняются на напряжение 6-10 кВ, а так же для

электроснабжения крупных удалённых (5-20 км) электроприёмников на это напряжение.

Составление схемы электроснабжения данного участка предприятия.

Составить и описать схему электроснабжения данного участка предприятия. Каждый из

трансформаторов подключается от отдельных РУ-6 кВ через высоковольтные выключатели. Между

высоковольтными выключателями и силовыми трансформаторами устанавливаются трансформаторы

тока (два с двумя вторичными обмотками в фазы А и С и один с одной вторичной обмоткой в фазу В) и

напряжения для питания оперативных цепей трансформаторной подстанции. Каждый из силовых

трансформаторов имеет свою секцию шин РУ-0,4 кВ, подключенную к трансформатору через

автоматический выключатель. Секции шин соединяются между собой секционным разъединителем. К

каждой секции шин должна быть подключена половина общей нагрузки. Часть нагрузки

присоединяется непосредственно к секции шин, остальная часть нагрузки подключается через

распределительные шкафы. Для этого распределить нагрузки РУ-0,4 кВ по возможности равномерно по

распределительным шкафам с предохранителями или автоматическими выключателями. При выборе

распределительных шкафов учитывать количество и мощность потребителей и распределять их в

соответствии с количеством предохранителей или автоматических выключателей в распределительных

шкафах.

Специальная часть

2.1

Расчет электрических нагрузок

При определении электрических нагрузок предприятий необходимо учитывать режим работы,

мощность, напряжение, род тока электроприёмников.

Все электроприёмники объединяются в группы в зависимости от питающего напряжения и

назначения.

Для каждой группы определяется суммарная установленная мощность и расчётные нагрузки –

активная (кВт), реактивная (кВАр) и полная (кВ∙А) мощности.

Для предприятий горной промышленности для расчёта нагрузок применяется метод

коэффициента

спроса. Пример расчёта производится на примере однотипных потребителей.

Используемые

формулы:

где Р

дл

- активная мощность потребителя, работающего в повторно- кратковременном режиме,

приведенная к стандартному режиму или номинальная активная мощность потребителя,

работающего в стандартном режиме, кВт;

- номинальная активная мощность одного электроприёмника (паспортные данные), кВт;

ПВ

двиг

- продолжительность включения (паспортные данные), %.

ПВ

задан

– заданная продолжительность включения, %.

Для сварочных машин и трансформаторов номинальная активная мощность потребителя,

работающего в длительном режиме, определяется по формуле:

где Р

дл

- активная мощность потребителя, работающего в повторно- кратковременном режиме,

приведенная к стандартному режиму или номинальная активная мощность потребителя,

работающего в стандартном режиме, кВт;

– номинальная мощность сварочной машины или трансформатора (паспортные данные), В∙А;

cos

– коэффициент мощности сварочной машины или трансформатора (паспортные данные);

ПВ

св.тр

- продолжительность включения (паспортные данные), %.

ПВ

задан

– заданная продолжительность включения, %.

Активная мощность группы однотипных электроприемников с учётом ПВ определяется по

формуле:

где Р

- активная мощность группы однотипных электроприемников с учётом ПВ, кВт;

- количество однотипных электроприемников в группе, шт.;

дл

- активная мощность одного потребителя, работающего в повторно- кратковременном

режиме, приведенная к стандартному режиму или номинальная активная мощность потребителя,

работающего в стандартном режиме, кВт.

Активная расчётная мощность группы однотипных электроприемников за наиболее

загруженную смену определяется по формуле:

где Р

- активная расчётная мощность группы однотипных электроприемников за наиболее

загруженную смену, кВт;

- коэффициент спроса группы однотипных электроприемников (табличные данные);

- активная мощность группы однотипных электроприемников с учётом ПВ, кВт.

При отсутствии величины коэффициента спроса в таблицах его можно определить по

формулам:

Для подготовительных и очистных участков шахт при отсутствии блокировки очерёдности

пуска двигателей коэффициент спроса определяется по формуле:

0,29 +

где

- коэффициент спроса для подготовительных и очистных участков шахт при отсутствии

блокировки очерёдности пуска двигателей;

н.мах

– номинальная мощность наибольшего электродвигателя из данной группы, кВт;

- активная мощность группы однотипных электроприемников с учётом ПВ, кВт.

Для подготовительных и очистных участков шахт при наличии блокировки очерёдности пуска

двигателей коэффициент спроса определяется по формуле:

0,4 +

Реактивная расчётная мощность группы однотипных электроприёмников за наиболее

загруженную смену определяется по формуле:

где Q

- реактивная расчётная мощность группы однотипных электроприёмников за наиболее

загруженную смену, кВАр;

- активная расчётная мощность группы однотипных электроприемников, кВт;

- отношение синуса угла сдвига фаз между током и напряжением к коэффициенту мощности

cos

(реактивный коэффициент мощности), определяется по коэффициенту мощности cos

Полная расчетная мощность за наиболее загруженную смену определяется по формуле:

где S

- полная расчетная мощность за наиболее загруженную смену, кВ∙А;

- активная расчётная мощность группы однотипных электроприемников, кВт;

- реактивная расчётная мощность группы однотипных электроприёмников за смену, кВАр.

Результаты расчёта сводятся в таблицы. На ШР или РП с одинаковыми нагрузками

составляется одна таблица. Если ШР или РП имеют разные нагрузки, то на каждую из них

составляется отдельная таблица. В таблицу 1 вносятся нагрузки потребителей, не вошедшие в ШР

или РП, а также сами ШР или РП. Нагрузка освещения просчитывается отдельно.

При отсутствии

высоковольтных потребителей из таблицы 1 убираются строки «Нагрузки сU свыше 1 кВ» и

«Итого на ВН и НН».

Таблица 1 – Результаты расчёта электрических нагрузок РУ-0,4 кВ

Таблица 2 – Результаты расчёта электрических нагрузок ШР или РП

Приложение - Справочные данные по разделу

Таблица – Коэффициенты спроса и мощности электроприёмников на открытых горных работах

Наименование электроприёмников

кол-во

эл.

приём.

, кВт

cos φ

кВт

кВар

кВА

го

приёмн

кВт.

ПВ

го

приёмн

дл

го

приёмн.

кВт.

Рд

группы

приём.

кВт.

Нагрузки с

U до 1 кВ

Итого на НН без освещения

Освещение

Итого на НН с освещением

Нагрузки с

U свыше 1 кВ

Компенсация реактивной мощности

Итого с компенсацией

Потери в трансформаторах

Итого с потерями и компенсацией

Итого на ВН и НН

Наименование электроприёмников

кол-во

эл.

приём.

, кВт

Cos φ

кВт

кВар

кВА

го

приёмн

кВт.

ПВ

го

приёмн

го

примн

кВт.

Рд

группы

приём.

кВт.

Таблица – Коэффициенты спроса и мощности электроприёмников на подземных выработках шахт

2.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Мощность силовых трансформаторов определяется по формуле:

р.т

= k

∙

где S

р.т

- расчётная мощность трансформатора, кВ∙А;

– коэффициент спроса;

– суммарная расчётная активная мощность всех электроприёмников с освещением на Н.Н.;

Электроприемник

Коэффициент

спроса k

мощности cos φ

coscpp

Экскаватор одноковшовый с приводом по системе Г — Д:

на вскрыше

на добыче

Экскаватор роторный

Отвалообразователь ленточный, перегружатель

Станок ударно-канатного бурения

Станок вращательного бурения

Ленточный конвейер

Землесос с приводом до 200 кВт

То же от 200 до 2000 кВт

Дренажная шахта

Технологический комплекс

Депо электровозов

Механическая мастерская

Административный быткомбинат

Погрузка угля в железнодорожные вагоны

Насосная станция водоснабжения

Наружное освещение промплощадок, обогатительных фабрик,

карьеров

Наружное освещение дорог и горных работ карьера

0,5 — 0,7

0,5 — 0,75

0,6 — 0,7

0,5 — 0,6

0,5 — 0,7

0,6

0,8

0,7

0,6

0,4

0,3

0,6

0,55

0,75

1,0

0,5 — 0,65

0,6 — 0,75

(опережающий)

0,5 — 0,7

0,6 — 0,8

(опережающий)

0,7

0,65

0,7

0,75

0,9

0,7

0,65

0,75

0,7

0,75

1,0

Примечания: 1. Нижний предел дан для легких, верхний — для тяжелых грунтов. 2. Для одноковшовых

экскаваторов с приводом по системе ТП — Д значения коэффициентов спроса и мощности принимаются по

данным завода-изготовителя.

Электроприемник

Коэффициент

спроса k

мощности cosφ

coscpp

Очистные работы:

Шахты с пологими пластами

Шахты с крутыми пластами

Подготовительные работы

Участки шахт

Участковый водоотлив

Откатка контактными электровозами

Коныейеры (магистральные и участковые

Прочие механизмы

Околоствольный двор без главного водоотлива

Главный водоотлив

Поверхность шахт

Собственные нужды:

Шахтных подъёмов и компрессорных станций

Главных вентиляторов

Технологический комплекс

Канатная дорога

Калориферная

Насосная станция дегазации

Склад угля

Прочие установки

Вспомогательные объекты

Погрузка в железнодорожные вагоны

Насосные станции (противопожарная, хозяйственного

водоснабжения, технической воды и очистки шахтных вод)

Котельная

Механические мастерские

Административно- бытовой комбинат

Прочие мелкие установки

0,45

0,55

0,35

0,7

0,8

0,65

0,7

0,65

0,8

0,7

0,5

0,6

0,65

0,7

0,75

0,5

0,65

0,55

0,75

0,7

0,3

0,6

0,7

0,6

0,65

0,8

0,9

0,7

0,9

0,7

0,75

0,7

0,75

0,85

0,7

cos φ

ср.взв

- средневзвешенный коэффициент мощности электроприёмников, определяется

суммированием cos φ однотипных электроприёмников и делением полученной суммы на количество

групп однотипных электроприёмников.

Выбирается трансформатор по условию:

н т.



р.т.

где S

н т.

- номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

Проверяется трансформатор на перегрузочную способность:

1,4 ∙ S

н т



0,75 ∙

р.

где S

р.

- суммарная расчётная мощность на Н.Н. с освещением, кВ∙А.

Выбирается трансформатор типа ___________________ мощностью S

н.т

_______ кВ∙А

с параметрами: Р

хх

____ кВт; i

хх

____ %; U

кз

_____%; Р

кз

____ кВт (табличные данные). Для горных

предприятий, имеющих электроприёмники первой категории, необходимо брать два трансформатора,

каждый из которых может нести полную нагрузку, N = 2 . Для подземных работ применяются сухие

трансформаторы.

Определяется фактический коэффициент загрузки:

ф.

где β

- фактический коэффициент загрузки;

р.

- суммарная расчётная мощность на Н.Н. с освещением, кВ∙А;

н т.

- номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

N – число трансформаторов.

Определяются активные и реактивные потери мощности в трансформаторе по формулам:

ΔР

тр

= (β

ф.

· Р

кз

+ Р

хх

) · N,

ΔQ

тр

· (β

ф.

· U

кз

+ i

хх

) · N,

где ΔР

тр

- активные потери мощности в трансформаторе, кВт;

ΔQ

тр

- реактивные потери мощности в трансформаторе, кВАр.

кз

–

потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт;

хх

–

потери мощности холостого хода трансформатора, кВт;

кз

–

напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

хх

–

ток холостого хода трансформатора, %;

фактический коэффициент загрузки трансформатора;

н.т

– номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А;

N – число трансформаторов.

Выбор автоматического выключателя питающей линии от трансформатора до РУ-0,4кВ

Определяется расчётный ток во вторичной обмотке трансформатора по формуле:

где I

- расчётный ток во вторичной обмотке трансформатора, А;

= 0,4 – номинальное напряжение потребителей, кВ;

н.т

– номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А.

Определяется ток расцепителя автоматического выключателя на питающей линии низкого

напряжения от трансформатора до РУ-0,4 кВ по формуле:

р.расц

где I

р.расц

– ток расцепителя автоматического выключателя, А.

Выбирается автомат типа __________ ; I

н.расц .

____ А (табличные данные) от трансформатора

до РУ-0,4 кВ по условию:

н.расц



р.расц

Выбираются сборные шины для трансформатора Al ________ I

_____ A (табличные данные)

по условию:



где I

– длительно допустимый ток для данных шин (табличные данные), А.

Проверяются шины на соответствие выбранному автомату по условию:



н.расц

Проверяются шины на динамическую устойчивость:

Наибольшее удельное усилие при трёхфазном КЗ определяется по формуле:

∙

где f – наибольшее удельное усилие при трёхфазном КЗ , Н/м;

уд

- ударный ток КЗ, протекающий в шинах, А,(берётся из раздела «Расчёт токов короткого

замыкания для данной точки), кА;

a - расстояние между шинами, (принимается равным 0,1-0,5 м), м.

Максимальный изгибающий момент, действующий на шину, определяется по формуле:

где М- максимальный изгибающий момент, действующий на шину, Н∙м;

f – наибольшее удельное усилие при трёхфазном КЗ , Н/м;

l – длина пролёта между опорными изоляторами шинной конструкции (принимается равной 3-10м),

м.

Момент сопротивления сечения шины определяется по формуле:

где W - момент сопротивления сечения шины, см

;

b - толщина шины, см;

h - ширина шины, см.

Расчётное напряжение в материале шин от изгиба определяется по формуле:

где σ

расч

- расчётное напряжение в материале шин от изгиба, МПа.

Проверяются шины на динамическую устойчивость по условию:

доп

≥ σ

расч

где σ

доп

- допустимое напряжение в материале шин от изгиба(табличные данные), МПа.

Выбираются опорные изоляторы для сборных шин типа __________ по условию:

доп

= 0,6·F

разр

где F

доп

- допустимое усилие на головку изолятора, МПа;

разр

– разрушающее усилие на головку изолятора (табличные данные).

F – сила, действующая на изолятор, Н.

F = f∙ l ,

где F – сила, действующая на изолятор, Н;

l – длина шины, м;

f – наибольшее удельное усилие при трёхфазном КЗ , Н/м.

Приложение - Справочные данные по разделу

Таблица - Допустимые нагрузки шин

Размеры

шин, мм

Нагрузка, А при числе полос на полюс или фазу

15x3

20x3

25x3

30x4

40x4

40x5

50x5

50x6

Медные шины

210

275

340

475

625

700

860

955

Алюминиевые шины

165

215

265

365

480

540

665

740

60x6

80x6

100x6

60x8

80x8

100x8

120x8

60x10

80x10

100x10

120x10

1125

1480

1810

1320

1690

2080

2400

1475

1900

2310

2650

1740

2110

2470

2160

2620

3060

3400

3560

3100

3610

4100

2240

2720

3170

2790

3370

3930

4340

3300

3990

4650

5200

5300

5900

840

1150

1425

1025

1320

1625

1900

1155

1480

1820

2070

1350

1630

1935

1680

2040

2390

2650

2010

2410

2860

3200

1720

2100

2500

2180

2620

3050

2380

2650

3100

3640

4100

4150

4650

Таблица - Механические характеристики материала шин

Разрушающее

напряжение

разр

МПа

Допустимое

напряжение

доп

МПа

Модуль

упругости,

Па

Материал

Марка

Алюминий

АДО

60-70

7-10

Алюминиевый сплав

Медь

Сталь

АД31Т

АД31Т1

МГТ

СтЗ

130

200

250-300

370-500

140

160

Таблица - Технические данные опорных изоляторов для внутренних установок

Напряжение, кВ

Минимальное

номинальное

сухое

разрядное

(не ниже)

разрушающее

усилие при

Масса,

Тип изолятора

статическом

кг

изгибе, кгс,

не менее

0Ф-1-250 УТЗ

250

0,6

ОФ-1-750ов УТЗ

750

2,6

ОФ-1250ов *

1250

5,0

ОФ-1-2000ов *

2000

7,3

ОФ-1-3000ов *

3000

8,0

ОФ-6-375 УЗ (ОМА-6)

375

1,1

ОФР-6-375 УЗ

375

ОФ-6-375кр УЗ (ОА-6 кр)

375

2,5

ОФ-6-375ов УЗ (ОА-6 ов)

375

2,6

ОФ-6-375П УЗ (ОМАП-6)

375

1,03

ОФ-6-750кр УЗ (ОБ-6 кр)

750

4,7

ОФ-6-750ов УЗ (ОБ-6 ов)

750

5,3

ИОТА-6 *

375

1,1

ИОТБ-6*

750

2,5

Примечание. Данные взяты из каталога 20.02.05-76, выпущенного взамен каталога 20.02.01-63, 20.02.01-

70. Обозначения: О — опорный, Ф — фарфоровый, Р — ребристый; 1, 6, 10, 20, 24, 35 — номинальное

напряжение, кВ; 375, 750, 1250, 2000, 3000, 4250 — минимальное разрушающее усилие на изгиб, кгс; буквы кв,

ов, кр обозначают форму нижнего основания фланца (соответственно квадратную, овальную, круглую); У —

климатическое исполнение; 3 — категория размещения.

Таблица - Потери х. х. и к.з. в трехфазных двухобмоточных трансформаторов

Тип трансформатора,

номинальная мощность, кВ∙А

и наивысшее напряжение, кВ

х.х

;

кВт

к.з.

;

кВт

к.з.

;

х.х

ТСЗ 20/6

0,155

0,51

4,5

9,5

ТСЗ 20/10

0,155

0,23

0,35

0,4

0,5

0,575

0,65

0,8

1,0

1,1

1,6

1,7

2,0

2,5

4,1

4,9

8,0

0,51

0,83

1,3

2,07

2,4

3,2

4,0

4,85

6,1

7,2

9,4

11,9

15,0

24,0

4,5

5,5

4,5

5,5

4,5

5,5

4,5

5,5

9,5

8,5

7,5

6,5

7,0

6,0

6,5

5,5

6,5

5,0

6,0

5,0

4,5

ТСЗ 35/10

ТСЗ 60/10

ТСЗА 60/10

ТСЗ 100/10

ТСЗА 100/10

ТЗА 100/10

ТСЗ 180/10

ТСЗА 180/10

ТЗА 180/10

ТСЗ 320/10

ТСЗА 320/10

ТЗА 320/10

ТСЗ 560/6

ТСЗ 560/10

ТЗН 560/10

ТЗН 750/10

ТМ 1000/10

ТЗН 1000/10

ТЗА 1800/10

2.3 Расчет компенсирующих устройств

Компенсирующие устройства могут подключаться как к высокой стороне трансформатора, так и к

низкой. При расчёте и выборе компенсирующих устройств необходимо учитывать способ их

подключения.

Используемые формулы:

Расчётная требуемая реактивная мощность, необходимая для повышения cos φ определяется по

формуле:

р.н.к

= α ∙ ∑Р

∙(tg φ

ср.взв

– tg φ

где Q

р.н.к

– расчётная требуемая реактивная мощность, необходимая для повышения cos φ, кВАр;

∑Р

- суммарная расчётная активная мощность всех потребителей, кВт;

tg φ

ср.взв

– средневзвешенный реактивный коэффициент мощности при заданной нагрузке;

tg φ

– требуемый реактивный коэффициент мощности. Требуемый коэффициент реактивный

мощности tg

определяется по коэффициенту мощности cos φ = 0,96 – 0,99;

α – коэффициент, вводимый в расчёт с целью учёта компенсации реактивной мощности

синхронными двигателями, при их наличии α = 0,9. При отсутствии синхронных двигателей α = 1.

Определяется число конденсаторов на все три фазы по формуле:

где

число конденсаторов на все три фазы, шт.;

р.н.к

– расчётная требуемая реактивная мощность, необходимая для повышения cos φ, кВАр;

номинальная мощность одного конденсатора, кВАр;

номинальное напряжение сети, кВ;

–

рабочее напряжение конденсатора, кВ.

Выбирается батарея типа _____________ Q

н.кку

_______кВАр, ближайшая по мощности к

расчётной реактивной мощности компенсирующего устройства.

Расчётная мощность с учётом компенсирующего устройства определяется по формуле:

р с н.кку .

где S

р с н.кку .

– расчётная мощность с учётом компенсирующего устройства, кВ∙А;

- суммарная расчётная активная мощность всех потребителей за наиболее загруженную смену,

кВт;

- суммарная расчётная реактивная мощность всех потребителей за наиболее загруженную

смену, кВАр;

- номинальная реактивная мощность выбранной батареи, кВАр.

Определяется фактический коэффициент загрузки с учётом компенсации по формуле:

ф.с.комп

где S

р с н.кку .

– расчётная мощность с учётом компенсирующего устройства, кВ∙А;

- номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А;

N – число трансформаторов, шт.

Определяется ток расцепителя автомата на питающей линии по формуле:

где

- ток расцепителя автомата, А;

номинальное напряжение сети, кВ;

- номинальная реактивная мощность выбранной батареи, кВАр.

Выбирается автомат типа __________ I

н.расц

________ А по условию:

н.расц

≥

р.расц

Выбираются шины для питания выбранной батареи типа Al_________ I

дл

____ по условию:

дл

≥ I

где расчётный ток определяется по формуле:

где

- ток расцепителя автомата, А;

номинальное напряжение сети, кВ;

- номинальная реактивная мощность выбранной батареи, кВАр.

Проверяются шины на соответствие выбранному автомату по условию:

дл

≥

н.расц

Определяется величина разрядного сопротивления в том случае, если компенсирующее устройство

подключается к высоковольтному РУ-6 кВ или РУ-10 кВ по формуле:

где

- величина разрядного сопротивления, Ом;

– номинальное напряжение на высоковольтной обмотке трансформатора, кВ;

- номинальная реактивная мощность выбранной батареи, кВАр.

Приложение - Справочные данные по разделу

Таблица – Технические данные компенсирующих установок

Номинальная

Число и мощность

регулируемых

ступеней,

Тип установки

мощность,

квар

шт∙квар

УК-0,38-11 ОН

110

1x110

УК-0,38-22 ОН

220

2x110

УК-0,38-32 ОН

320

Зх110

УК-0,38-43 ОН

430

4x110

УК-0,38-54 ОН

540

5x110

УК-0,380-15 ОН

150

1x150

УК-0,38-300 НЛ, НП

300

2x150

УК-0,38-450 НЛ, НП

450

3x150

УК-0,38-600 НЛ, НП

600

4x150

УК-0,38-900 НЛ, НП

900

6x150

Примечание. Установленные аппараты защиты и управления — предохранители ПН-2 и контакторы КТ-6000.

Данные компенсирующие установки подключаются к РУ-0.4 кВ.

Таблица – Технические данные компенсирующих установок

Тип установки

Номинальная

мощность,

квар

Число и мощность

регулируемых

ступеней,

шт∙квар

УК-6/10-450 ЛУЗ, ПУЗ

УК-6/10-675 ЛУЗ, ПУЗ

УК-6/10-900 ЛУЗ, ПУЗ

УК-6/10-1125 ЛУЗ, ПУЗ

УК-6/10Н-900 Л, П

УК-6/10Н-1350 Л, П

УК-6/10Н-1800 Л, П

450

675

900

1125

900

1350

1800

3x150

1x675

1х900

1х1125

1х900

1х1350

1x1800

Примечания: 1. В УК-6/10 на вводах установлены разъединители;' в УК-6/10Н с автоматическим регулированием на

вводах установлены высоковольтные выключатели. 2. УК комплектуются конденсаторами с встроенными разрядными

сопротивлениями. Данные компенсирующие установки подключаются к РУ-6 кВ или РУ-10 кВ

2.4

Расчёт, выбор и проверка сетей напряжением до 1кВ

Расчёт, выбор и проверку сетей напряжением до 1кВ выполняется в соответствии со схемой

электроснабжения данного участка предприятия. Выбор электросетей от РУ- 0,4 кВ до потребителей,

подключенных непосредственно к шинам РУ- 0,4 кВ, производится в зависимости от типа потребителя.

Выбор электросетей от РУ - 0,4 кВ до электродвигателей (в том случае, если электродвигатель

присоединяется непосредственно к секции шин)

Расчётный ток электродвигателя определяется по формуле:

где I

- расчётный ток электродвигателя, А;

Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

η - КПД электродвигателя;

= 0,4 - номинальное напряжение, кВ;

cos

– коэффициент мощности электродвигателя.

Определяется ток расцепителя автомата по формуле:

р.расц

=1,1· I

где I

р.расц

– расчётный ток расцепителя автомата, А;

- расчётный ток электродвигателя, А;

Выбирается автомат типа ______, I

н.расц

___ А, I

отс

____ A по условию:

н.расц

≥ I

р.расц

Проверяется автомат на действие токов к.з. по условию:

отс

≥ k · I

пуск

где

отс

– ток отсечки выбранного автомата, А;

пуск

- пусковой ток электродвигателя, А.

k – коэффициент, учитывающий вид расцепителя и возможный разброс тока срабатывания

относительно уставки, k = 1,5-2,2.

Пусковой ток электродвигателя определяется по формуле:

пуск

= k

· I

н.ст

где

пуск

- пусковой ток электродвигателя, А;

- кратность пускового тока (для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором

= 5,5 ÷7 в зависимости от условий пуска двигателя, для асинхронных электродвигателей с фазным

ротором k

= 2);

н.ст

–

номинальный ток статора электродвигателя, А.

Выбирается кабель марки ______________ I

_____ А по условию:

≥ I

Проверяется кабель на соответствие выбранного автомата по условию:

н.расц

≥ I

Выбор электросетей от РУ - 0,4 кВ до сварочного трансформатора

Определяется расчётный ток питающей линии сварочного трансформатора по формуле:

где I

- расчётный ток питающей линии сварочного трансформатора, А;

– номинальная мощность одного сварочного трансформатора, кВ∙А;

– номинальное напряжение первичной обмотки сварочного трансформатора, В.

Определяется расчётный ток расцепителя автомата питающей линии сварочного трансформатора

по формуле:

р.расц

= 1,1· I

где I

р.расц

- расчётный ток расцепителя автомата, А;

- расчётный ток питающей линии сварочного трансформатора, А.

Выбирается автомат типа _________ I

н.расц

________А по условию:

расц

≥ I

р.расц

Выбирается кабель марки____________________ I

____А по условию:

≥ I

Проверяется кабель на соответствие выбранного автомата по условию:

≥ к

· I

н.расц

где

– длительно допустимый ток выбранного кабеля, А;

= 1,3 – коэффициент запаса;

р.расц

- расчётный ток расцепителя автомата, А.

Выбор электросетей от РУ - 0,4 кВ до сборок освещения (на каждой секции шин по одной сборке

освещения)

Используемые формулы:

Определяется расчётный ток питающей линии сборки освещения по формуле:

где I

- расчётный ток питающей линии сборки освещения, А;

н.осв

- мощность одной сборки освещения, ∑Р

= Р

осв

/2, кВт;

- номинальное напряжение освещения, кВ;

– коэффициент мощности освещения.

Рассчитывается ток расцепителя автомата питающей линии сборки освещения по формуле:

р.расц

где I

р.расц

- расчётный ток расцепителя автомата питающей линии сборки освещения, А;

- расчётный ток питающей линии сборки освещения, А

Выбирается автомат типа _________ I

н.расц

________А по условию:

расц

≥ I

р.расц

Выбирается кабель марки_________________ I

____А по условию:

≥ I

Проверяется кабель на соответствие выбранного автомата по условию:

≥ к

· I

н.расц

где I

длительно допустимый ток выбранного кабеля, А;

р.расц

- расчётный ток расцепителя автомата питающей линии сборки освещения, А;

–

коэффициент запаса, равный 1,3.

Выбор электросетей от РУ - 0,4 кВ до распределительных пунктов РП или ШР

Расчетный ток питающей линии РП или ШР определяется по формуле:

где I

– расчетный ток питающей линии РП или ШР при нормальном режиме работы, А;

∑S

- суммарная расчетная мощность потребителей РП или ШР (сумма мощностей потребителей,

входящих в данный РП), кВ∙А;

= 0,4 - номинальное напряжение, кВ.

Расчетный ток расцепителя автомата питающей линии РП или ШР определяется по формуле:

р.расц

где I

р.расц

- расчетный ток расцепителя автомата, А.

Выбирается автомат типа_________ I

н.расц

________А по условию:

н.расц

≥ I

р.расц

где I

н.расц

- номинальный ток расцепителя автомата по каталогу, А.

Проверяется автомат на действие токов К.З. по условию:

отс

≥ k· I

пуск

где I

отс

– ток отсечки выбранного автомата, А;

пуск

-, проходящий через питающую линию ШР или РП при пуске электрооборудования, А;

k – коэффициент, учитывающий вид расцепителя и возможный разброс тока срабатывания

относительно уставки, k = 1,5-2,2.

Пусковой ток, проходящий через питающую линию ШР или РП при пуске электрооборудования,

определяется по формуле:

пуск

= к

· I

где I

пуск

- пусковой ток, проходящий через питающую линию ШР или РП при пуске

электрооборудования, А;

=5,5 – 7 - коэффициент пуска для АД с КЗ ротором;

– расчетный ток питающей линии РП или ШР при нормальном режиме работы, А.

Выбирается кабель марки ________________ ; I

_______ А по условию:

≥ I

где I

- длительный допустимый ток кабельной линии, А.

Проверяется кабель на соответствие выбранного автомата

по условию:

≥ к

· I

н.расц

где к

- коэффициент защиты, к

=1.

Аналогично рассчитываются остальные потребители, подключённые к РУ – 0,4 кВ.

Результаты расчётов сводятся в таблицу.

Таблица 3 – Расчёт сетей напряжения от РУ – 0,4 кВ

Наименование

электроприёмников

кВт

расц.

н.расц.

пуск.

отсеч.

Тип

автом.ата

Марка и сечение кабеля,

мм

Выбор электросетей от РП или ШР до потребителей

Расчетный ток питающей линии электроприёмников при нормальном режиме работы

определяется по формуле:

где I

- расчетный ток питающей линии электроприёмников при нормальном режиме работы, А;

дл

- расчетная мощность данного потребителя, кВт;

- номинальное напряжение, кВ.

Расчетный ток расцепителя автомата питающей линии электроприёмников определяется по

формуле:

р.расц

где I

р.расц

- расчетный ток расцепителя автомата, А.

Выбирается автомат типа_____________ ; I

н.расц

_____ А по условию:

н.расц

≥ I

р.расц

где I

н.расц

- номинальный ток расцепителя автомата по каталогу, А.

Проверяется автомат на действие токов к.з.:

отс

≥ 1,25 · I

пуск

где I

отс

– ток срабатывания отсечки автомата при к.з., А;

где I

пуск

- пусковой ток двигателя, А.

Пусковой ток двигателя определяется по формуле:

пуск

= к

· I

где к

= 5,5 – 7 - коэффициент пуска для АД с КЗ ротором, к

= 2 для АД с фазным ротором.

Выбирается кабель марки __________________; I

_________А по условию:

≥ I

где I

- длительный допустимый ток кабельной линии, А.

Проверяется кабель на соответствие выбранного автомата по условию:

≥ к

· I

н.расц

где к

- коэффициент защиты, к

=1.

Аналогично рассчитываются остальные потребители, подключённые к ШР или РП.

Результаты расчётов сводятся в таблицу. Для ШР или РП с одинаковыми нагрузками

составляется одна таблица, для ШР или РП, имеющие различные нагрузки, таблицы составляются на

каждое РП.

Таблица 4 – Расчёт сетей напряжения от ШР или РП

Наименование

электроприёмников

дл

кВт

расц.

н.расц.

пуск.

отсеч.

Тип

автомата

Марка и сечение кабеля,

мм

В том случае, если выбираются распределительные шкафы с предохранителями для маломощных

потребителей, расчёт и выбор электросетей от ШР до потребителей производится в следующем

порядке:

Определяется расчётный ток питающей линии электроприёмников по формуле:

где I

- расчётный ток, А;

= 0,4 кВ, номинальное напряжение электроприёмников, кВ;

- номинальная мощность электроприёмника, кВт;

cos

– коэффициент мощности электроприёмника.

Определяется пусковой ток электроприёмника по формуле:

пуск

= k

∙ I

где к

=5 – 7 - коэффициент пуска для АД с КЗ ротором, к

= 2 для АД с фазным ротором.

Ток плавкой вставки предохранителя определяется по формуле:

пл в

где I

пл.в

- ток плавкой вставки предохранителя, А;

α – коэффициент перегрузки, зависящий от условий пуска электрооборудования, для асинхронных

двигателей при лёгких условиях пуска α =2,5; при тяжёлых условиях пуска α =1,6 – 2;

- пусковой ток электроприёмника, А.

Выбирается плавкий предохранитель типа__________ I

н.пл.вст.

______ А по условию:

н.пл.в

≥ I

.лл.вст

Выбирается кабель марки______ I

_____А по условию:

≥ I

пл.в

Проверяется кабель на соответствие выбранного предохранителя по условию:

≥ k

· I

н пл.в

где k

– коэффициент защиты, зависящий от характера нагрузки, при постоянной нагрузке k

= 0,33.

Аналогично рассчитываются остальные потребители, подключённые к ШР.

Результаты расчётов сводятся в таблицу.

Таблица 5 – Результаты расчёта сетей напряжения от ШР

Наименование

потребителей

дл

кВт

пуск.

пл.вст.

н.пл.вст.

Тип

предохранителя

Марка и

сечение кабеля, мм

Приложение - Справочные данные по разделу

Таблица – Автоматические выключатели

Номинальный ток, А

Уставки тока срабатывания максимальных

расцепителей, А

Тип автомата

автомата

катушки

максимального

расцепителя

на шкале, обратно

зависимой от тока

характеристики, I

н.расц

на шкале, не зависимой

от тока характеристики

(отсечка), I

отс

АВМ-4Н

400

120

150

250

400

—

100, 150, 200

150, 225, 300

250, 375, 500

400, 600, 800

АВМ-4С

400

120

150

250

300

400

150, 250

190, 300

250, 400

310, 50

375, 600

500, 800

960, 1300,

1200, 1650

1600, 2200

2000, 2750

2400, 3300

3200, 4400

АВМ-10Н

1000

600

800

1000

—

600, 900, 1200

800, 1200, 1600

1000, 1500, 2000

АВМ-10С

1000

500

600

800

1000

625, 1000

750, 1200

1000, 1600

1500, 2000

4000, 5500

4800, 6600

6000, 8600

8000, 10000

АВМ-15Н

1500

1000

1200

1500

—

1000, 1500,

2000 1500,

2200, 3000

АВМ-15С

1500

1000

1200

1500

1250, 2000

1500, 2400

1800, 3000

8000, 10000

АВМ-20Н

2000

1000

1200

1500

2000

1500, 2000

1500, 2400

1800, 3000

2500, 4000

АВМ-20С

2000

1000

1200

1500

1250, 2000

1500, 2400

1800, 3000

8000, 10000

Таблица - Автоматические выключатели

Тип

выключателя

Номинальный

ток

Предельный ток

Номинальный ток

полупроводникового

расцепителя

отключения

выключателя I

отc

. А,

при U =380/660 В

выключателя

НОМ

(МТЗ) I

H0M

. A

Э06

630

250, 400, 630

28/20

Э10

1000

—

40/30

Э16

1600

—

40/30

Э25

Э40

3200

6300

1000, 1250, 1600, 2000, 2500

55/35

3200, 4000, 6300

105/50

Таблица - Автоматические выключатели

Тип

выключателя

Вид расцепителя

максимального тока

Номинальный

ток

выключателя

Iном, A

Номинальный ток

расцепителя

максимального тока

ном

. А

Предельный ток

отключения

выключателя Iоткл,

кА при

U=380 В

А3710Б

Полупроводниковые

и электромагнитные

160

20, 25, 32, 40

40, 50, 63, 80

80, 100, 125, 160

А3720Б

Электромагнитные

250

160, 200, 250

А37305

— « —

400

160, 200, 250, 320, 400

100

А3740Б

630

250, 320, 400, 500, 630

100

Таблица - Кабели с бумажной пропитанной изоляцией, в свинцовой или алюминиевой

оболочке, прокладываемые в земле и воздухе

Сечение

жилы,

мм

Токовые нагрузки кабелей, А

Одножильные кабели для работы при постоянном токе

Одножильные

кабели

до 1 кВ

Двухжильные

кабели

до 1 кВ

Трехжильные кабели

Четырех-

жильные

кабели до 1 кВ

до 3 кВ

6 кВ

10 кВ

земле

воздухе

земле

воздухе

земле

воздухе

земле

воздухе

земле

воздухе

земле

воздухе

Кабели с медными жилами

2,5

—

105

—

140

105

—

175

120

140

120

105

115

235

160

185

130

160

105

135

120

150

100

285

200

225

150

190

125

160

ПО

150

105

175

120

360

245

270

185

235

155

200

145

180

135

215

145

440

305

325

225

285

200

245

175

215

165

265

185

520

360

380

275

340

245

295

215

265

200

310

215

120

595

415

435

320

390

285

340

250

310

240

350

260

150

675

470

500

375

435

330

390

290

355

270

395

300

185

755

525

—

490

375

440

325

400

305

450

340

240

880

610

—

570

430

510

375

460

350

—

—'

Кабели с алюминиевыми жилами

Примечания: 1. Токовые нагрузки на одножильные кабели с медными жилами сечением 300, 400, 500, 625 и 800

мм

составляют в земле соответственно 1000, 1200, 1400, 1520 и 1700 А, в воздухе — 720, 880, 1020, 1180 и 1400

А.

2. Токовые нагрузки на одножильные кабели с алюминиевыми жилами сечением 300, 400, 500, 625 и 800 мм

составляют в земле соответственно 770, 940, 1080, 1170 и 1310 А* в воздухе — 555, 675, 785, 910 и 1080 А.

2,5

—

. 29

—

110

—

135

110

180

125

140

100

125

105

115

220

155

175

115

145

125

115

135

275

190

210

140

180

120

155

110

140

105

165

110

340

235

250

175

220

155

190

135

165

130

200

140

400

275

290

210

260

190

225

165

205

155

240

165

120

460

320

335

245

300

220

260

190

240»

185

270

200

150

520

360

385

290

335

255

300

225

275-

210

305

230

185

580

405

—

380

290

340

250

310

235

345

260

240

675

470

—

440

330

390

290

355

270

—

2.5 Определение годового расхода электрической энергии

Определение расхода электрической энергии на технологию:

Суммарная активная мощность, расходующаяся на технологию без освещения, определяется по

формуле:

техн

= ∑Р

- Р

осв

где Р

техн

– суммарная активная мощность, расходующаяся на технологию (без освещения), кВт.

∑Р

- суммарная активная мощность всех электроприёмников, кВт;

осв

- активная мощность освещения, кВт.

Активная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения) определяется

по формуле:

техн

= Р

техн

· Т

∙

где Т

– годовое число часов использования максимума нагрузок, ч;

техн

– активная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения),

тыс. кВт. ч.

Суммарная реактивная мощность, расходующаяся на технологию (без освещения) определяется

по формуле:

техн

= ∑Q

- Q

осв

– Q

н.кку

где Q

техн

– суммарная реактивная мощность, расходующаяся на технологию (без освещения), кВАр;

н.кку

– номинальная мощность комплектно-компенсирующего устройства, кВАр.

∑Q

- суммарная реактивная мощность всех электроприёмников, кВАр;

осв

- реактивная мощность освещения, кВАр.

Реактивная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения), определяется

по формуле:

техн

= Q

техн

· Т

∙

где V

техн

– реактивная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения), кВАр· ч;

– годовое число часов использования максимума нагрузок, ч.

Активная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, определяется по формуле:

осв

= Р

осв

· Т

осв

∙

где W

осв

– активная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, кВт· ч,

осв

- годовое число часов использования освещения, ч. В расчетах при достаточном естественном

освещении годовое число часов использования осветительных установок принимают при двухсменной

работе - 2100 ч, при трехсменной — 4600 ч, а при трехсменной непрерывной работе — 5600 ч. При

недостаточном естественном освещении при двухсменной работе число часов использования

осветительных установок — 4100 ч; при трехсменной — 6000 ч; при непрерывной трехсменной работе

— 8700 ч.

осв

– активная мощность, расходующаяся на освещение, кВт.

Реактивная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, определяется по формуле:

осв

= Q

осв

· Т

осв

∙

где V

осв

– реактивная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, тыс.кВАр· ч;

осв

– реактивная мощность, расходующаяся на освещение, кВт.

Определение потерь электрической энергии в трансформаторах:

Потери активной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

п.тр

= (β

ф.с.комп

· Р

кз

·τ + Р

хх

· Т

) ∙

где W

п.тр

– потери активной электрической энергии в трансформаторах, тыс.кВт· ч;

τ – время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год, ч;

кз

–

потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт;

хх

–

потери мощности холостого хода трансформатора, кВт;

N – число трансформаторов, шт.;

ф.с.комп

- фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации.

Время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год определяется по формуле:

τ = (0,124 + T

мах

· 10

-4

)

· T

где T

мах

– максимальное число часов использования технологических приёмников, ч.

– годовое число часов использования максимума нагрузок, ч.

Потери реактивной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

где V

п.тр

– потери реактивной электрической энергии в трансформаторах, тыс. кВАр· ч;

τ – время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год, ч;

– годовое число часов использования максимума нагрузок, ч;

хх

–

ток холостого хода трансформатора, %;

ф.с комп

фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации;

н.т

– номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А;

кз

–

напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

N – число трансформаторов, шт.

Определение среднегодового коэффициента мощности

Среднегодовой коэффициент мощности определяется по формуле:

где: ΣW - суммарная потребляемая активная электрическая энергия, тыс.кВт· ч.

ΣW = ΔW

+ W

тех

+ W

осв

+ W

п.тр

ΔW

= 0,03 ∙ Р

∙ T

мах

∙

где ΔW

- потери активной электрической энергии в линиях, тыс. кВт· ч.

ΣV = V

тех

+ V

осв

+ V

п.тр

где ΣV - суммарная потребляемая реактивная электрическая энергия, тыс. кВАр· ч.

2.6 Расчет токов короткого замыкания

Исходные данные:

нт

кз

шин

Расчет токов короткого замыкания в установках

напряжением до 1000 В

При расчете токов короткого замыкания в установках

напряжением до 1000 В должны учитываться активные и

индуктивные сопротивления цепи короткого замыкания

(воздушных и кабельных линий, обмоток силовых

трансформаторов, трансформаторов тока, шин и

коммутационной аппаратуры до точки КЗ). Для

указанных установок считается, что мощность системы

не ограничена и напряжение на стороне высшего

напряжения трансформатора неизменно. Это выполняется, если мощность системы примерно в 50 раз

больше мощности цехового трансформатора.

Начертить схему РУ – 0,4 кВ с учётом питающего трансформатора и схему замещения..

Пример:

При расчете токов короткого замыкания на шинах низшего напряжения трансформатора

необходимо вести расчёт индуктивных и активных сопротивлений цепи КЗ в указанных точках.

Результирующие сопротивления цепи КЗ складываются из сопротивлений элементов цепи от

трансформатора до точки короткого замыкания: трансформатора, воздушных и кабельных линий,

токовых катушек и контактов аппаратов.

Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле:

тр

где

тр

активное сопротивление трансформатора, Ом;

мощность короткого замыкания, берётся из данных выбранного трансформатора, кВт;

= 0,4 кВ– номинальное напряжение сети; кВ;

н.т.

– номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А.

Индуктивное сопротивление трансформатора определяется по формуле:

тр

где х

тр

- индуктивное сопротивление трансформатора, Ом;

- напряжение короткого замыкания, берётся из данных выбранного трансформатора, %;

ном.ср

– среднее номинальное напряжение на высшей стороне трансформатора, кВ.

Активное сопротивление воздушных и кабельных линий определяется по формуле:

лэп

= r

∙l

где

лэп

- активное сопротивление воздушных или кабельных линий, Ом;

– активное сопротивление для данного сечения провода ВЛ или одной жилы кабеля 1 км линии

электропередачи (справочные данные), Ом/км;

l – длина воздушной линии электропередачи, км.

Индуктивное сопротивление воздушных и кабельных линий определяется по формуле:

лэп

= х

∙l

где х

лэп

- индуктивное сопротивление воздушных и кабельных линий, Ом;

- индуктивное сопротивление сечения одной жилы кабеля или провода ВЛ 1 км линии

электропередачи (справочные данные), Ом/км;

l – длина кабельной линии электропередачи, км.

Сопротивление катушек и контактов аппаратов находят по данным справочников.

Полное сопротивление цепи в данной точке определяется по формуле:

где z

к1

- полное сопротивление всей цепи в точке К1, Ом;

к1

– суммарное индуктивное сопротивление всей цепи до точки КЗ К1, Ом;

к1

- суммарное активное сопротивление всей цепи до точки КЗ К1, Ом.

Для проверки аппаратуры на предельную отключающую способность определяется для данной

точки ток трехфазного короткого замыкания по формуле:

к1

где I

к1

ток трехфазного короткого замыкания в данной точке, кА;

к1

– результирующее активное сопротивление всей цепи КЗ, Ом;

к1

– результирующее индуктивное сопротивление всей цепи КЗ, Ом;

к1

- полное сопротивление всей цепи в точке К1, Ом;

ном.ср

– среднее номинальное напряжение на высшей стороне трансформатора, В.

Мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в заданной точке определяется по

формуле:

где i

уд1

– мгновенное значение ударного тока короткого замыкания в точке К1, кА;

уд

- ударный коэффициент, который принимается равным 1,8 при КЗ в сетях высокого напряжения,

где активное сопротивление не оказывает существенного влияния.

Действующее значение ударного тока короткого замыкания в точке К1 определяется по формуле:

где I

уд.1

– действующее значение ударного тока короткого замыкания в точке К1, кА.

Мощность короткого замыкания в данной точке определяется по формуле:

где S

к/з/1

- мощность короткого замыкания в данной точке, МВА;

– базовая мощность питающей высоковольтной подстанции, МВА;

к1

- полное сопротивление цепи в точке К1, Ом.

Аналогично производится расчёт для остальных точек КЗ.

Результаты расчётов сводятся в таблицу.

Таблица 5 – Токи короткого замыкания

Точки К.З.

к.з

, кА

уд

, кА

уд

, кА

к.з

, кА

2.7 Выбор и проверка электрических сетей напряжением выше 1 кВ

Выбор и проверка электрических сетей от ГПП до трансформатора

Выбирается кабель или провод для кабельной или воздушной линии марки ________ I

____ А

по нагреву рабочим током по условию:

≥ I

где расчётный ток питающей линии от ГПП до трансформатора определяется по формуле:

;

Где I

- расчётный ток питающей линии от ГПП до трансформатора, А;

– высоковольтное напряжение, кВ;

– номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А.

Проверка кабеля или провода для воздушной линии по экономической плотности тока по условию:

выб.каб

≥ F

эк

где F

выб.каб

– сечение жил выбранного кабеля или провода для воздушной линии, мм

;

эк

- экономически целесообразное сечение жил кабеля или провода, мм

Экономически целесообразное сечение жил кабеля или провода определяется по формуле:

эк

;

где F

эк

– экономически целесообразное сечение жил кабеля или провода, мм

;

j - экономическая плотность тока, А/мм

(для воздушных линий j = 1,3, для кабельных линий с

алюминиевыми жилами j = 1,5, для кабельных линий с медными жилами j = 2).

Проверка кабеля или провода для воздушной линии по термической устойчивости по условию:

т.у

≥ I

к.з

Окончательно выбирается кабель или провод для воздушной линии марки ___________

________ А

Проверка кабеля или провода для воздушной линии по падению напряжения по условию:

ΔU

ΔU =

где

ΔU

- падение напряжения, %;

- расчётный ток КЛ или ВЛ, А;

l - длина линии, км;

- номинальное напряжение КЛ или ВЛ, В;

–

активное сопротивление жил кабеля или провода воздушной линии, Ом /км;

–

реактивное сопротивление жил кабеля или провода воздушной линии, Ом /км;

cos

ср.год

- среднегодовой коэффициент мощности;

sin

ср.год

- определяется по cos

ср.взв

Приложение к разделу

Таблица - Кабели трёхфазные с алюминиевыми жилами АСБ, АОСБ, ААБ, АОАБ,

ААШв, АСБГ, АОСБГ, ААБГ, АСГТ

Рабочее

напряжение,

кВ

Сечение

жилы,

мм

Длительно допустимая токовая

нагрузка, А

Потери в

одном кабеле

при полной

нагрузке,

кВт/км

Длина кабеля

на 1 %

потери

напряжения,

Масса

алюминия

т/км

при прокладке

в траншее

при прокладке в

конструкциях

Трехжилъные

185

0,08

220

0,13

105

260

0,20

125

310

0,28

155

110

360

0,40

190

135

410

0,56

225

165

470

0,76

120

260

190

510

0,96

150

300

225

560

1,20

185

340

250

600

1,48

240

390

290

680

1,92

400

0.13

510

0,20

115

560

0.28

140

105

660

0,40

165

130

780

0,56

205

155

860

0,76

120

240

185

930

0,96

150

275

210

1010

1.20

185

310

235

1100

1,48

240

355

270

1250

1,92

Таблица - Кабели трехфазные с алюминиевыми жилами и пластмассовой изоляцией

АПВБ, АПОВБ, АПВГ, АВВГ, АПОВБГ

Рабочее

напряжение. кВ

Сечение

жилы,

мм

Длительно допустимая токовая

нагрузка, А

Потери в

одном кабеле

при полной

нагрузке,

кВт/км

Длина кабеля

на 1 % потери

напряжения

Масса

алюминия,

т/км

при прокладке

в траншее

при прокладке в

конструкциях

Трёхжильные

0,08

0,13

105

0,20

125

0,28

155

110

0,40

190

135

0,56

225

165

0,76

120

260

190

0,96

150

300

225

1,20

0,13

0,20

115

0,28

140

105

0,40

165

130

0,56

205

155

0,76

120

240

185

0,96

150

275

210

1,20

Таблица - Кабели трехфазные с медными жилами СБ, ОСБ, СБГ, ОСБГ, СГТ, СБУ

Длительно допустимая

Потери в

Длина

кабеля на 1 %

потери

напряжения,

Рабочее

напряжение,

кВ

Сечение

жилы,

мм"

токовая нагрузка, А

одном кабеле

при полной

нагрузке,

кВт/км

Масса

меди,

т/км

при прокладке

в траншее

при прокладке

в конструкциях

Трехжильные

120

150

185

240

120

150

185

240

105

135

180

200

245

295

340

390

440

510

120

150

180

215

265

310

355

400

460

310

370

445

524

600

690

790

865

935

1020

1150

535

650

730

860

1010

1120

1210

1320

1440

1570

0,26

0,42

0,66

0,92

1.38

1,65

2,50

3,16

3,95

4,88

6,33

0,42

0,66

0,92

1.38

1,65

2,50

3,16

3,96

4,88

6.33

110

145

175

215

250

290

325

375

105

135

165

200

240

270

305

350

2.8 Выбор и проверка высоковольтной аппаратуры

Выбор и проверка вакуумного выключателя от РУ-10 или РУ- 6 до трансформатора

Выбирается высоковольтный выключатель типа __________ I

_____

А по условиям:

По допустимому напряжению по условию:

≥ U

где U

– напряжение вакуумного выключателя по каталогу, кВ,

– напряжение сети, кВ.

По допустимому длительному току по условию:

≥ I

где I

– длительный номинальный ток вакуумного выключателя по каталогу, А;

– расчётный ток сети, А.

По отключающей способности по условию:

откл

≥ I

к.з

где I

откл

– отключающий ток вакуумного выключателя по каталогу, кА;

кз

– расчётный ток короткого замыкания в данной точке, кА

По динамической устойчивости по условию:

дин

≥ i

уд

где I

дин

– динамический ток вакуумного выключателя по каталогу, кА;

уд

– расчётный ударный ток короткого замыкания в данной точке, кА.

По термической устойчивости по условию:

т.у

∙ t

тер

≥ I

к.з

∙ t

тер

где t

тер

- время термической стойкости по каталогу.

Выбор трансформаторов тока

Выбирается трансформатор тока типа ________ I

_____

А по условиям:

По допустимому напряжению по условию:



где U

– напряжение трансформатора тока по каталогу, кВ,

– напряжение сети, кВ.

По допустимому длительному току по условию:



где I

– длительный ток трансформатора тока по каталогу, А;

– расчётный ток сети, А.

По отключающей способности по условию:

откл

кз

где I

откл

– отключающий ток трансформатора тока по каталогу, кА;

кз

– расчётный ток короткого замыкания в данной точке, кА

По динамической устойчивости по условию:

дин.



уд.

где I

дин

– динамический ток трансформатора тока по каталогу, кА;

уд

– расчётный ударный ток короткого замыкания в данной точке, кА.

По термической устойчивости по условию:

откл

∙ t

тер



кз

∙ t

тер

где t

тер

- время термической стойкости по каталогу.

2.9 Расчет и выбор релейной защиты трансформатора

Защита от внешних К.З.

Ток срабатывания реле определяется по формуле:

где I

ср.р

- ток срабатывания реле, А;

- коэффициент надёжности, k

= 1,1-1,2;

возв

- коэффициент возврата реле, k

возв

= 0,85;

сх

- коэффициент схемы, k

сх

= 1;

с.з

- коэффициент срабатывания защиты, k

с.з

= 2;

т.т

- коэффициент трансформации трансформатора тока;

мах

- максимальный ток нагрузки, А.

Максимальный ток нагрузки определяется по формуле:

где

максимальный ток нагрузки, А;

max

- максимальная мощность на низком напряжении с освещением с учётом потерь, кВ∙А;

вн.ном

- номинальное напряжение на высокой стороне трансформатора, кВ.

Выбирается реле типа _____________ I

ср.р

____ А

Коэффициент чувствительности определяется по формуле:

где

- коэффициент чувствительности реле;

кз.прив

– приведённый ток К.З., А;

т.т

- коэффициент трансформации трансформатора тока;

ср.р

- ток срабатывания реле, А.

где I

кз

– ток К.З. в данной точке схемы, А;

т.с.

- коэффициент трансформации силового трансформатора.

т.с.

Определяется величина токовой отсечки:

где

- величина токовой отсечки, А;

- коэффициент надёжности, k

= 1,1-1,2;

кз.прив

– приведённый ток К.З., А;

т.т

- коэффициент трансформации трансформатора тока.

Выбирается реле типа ___________ I

ср.р

_____ А

Защита от перегрузки

Ток срабатывания защиты определяется по формуле:

где I

ср.з

- ток срабатывания защиты, А;

- коэффициент надёжности, k

= 1,05;

максимальный ток нагрузки, А;

возв

- коэффициент возврата, k

возв

= 0,85.

Выбирается реле типа _____ I

ср.р

____ А

Коэффициент чувствительности определяется по формуле:

где

- коэффициент чувствительности реле;

кз.прив

– приведённый ток К.З., А;

т.т

- коэффициент трансформации трансформатора тока;

ср.з

- ток срабатывания защиты, А

2.10 Расчет защитного заземления

Исходные данные:

Грунт- песок с валунами,

Климатическая зона - 1,

Сопротивление естественного заземлителя R

, Ом, задается в зависимости от типа естественного

заземлителя с учётом величины удельного сопротивления грунта в пределах 4,5 - 14 Ом.

Нормальное сопротивление заземляющего устройства R

= 4 Ом,

Искусственный заземлитель (выбирается труба или уголок),

Т.к. R

> R

З.

, то необходимо искусственное заземление.

Определяется сопротивление растеканию искусственного заземления по формуле:

и.

где R

и.

- сопротивление растеканию искусственного заземления, Ом;

- нормальное сопротивление заземляющего устройства, Ом;

- сопротивление естественного заземлителя, Ом.

Определяется расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей по

формуле:



расч.в.

= К

с1

∙



гр.

где



расч.в.

расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей, Ом∙м;



гр

- удельное сопротивление грунта, для данного грунта



гр

= 300 Ом∙м;

с1

- коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей, для данной климатической зоны

с1

= 1,65.

Определяется расчётное удельное сопротивление грунта для горизонтальных полос по формуле:



расч.г.

= К

с2

∙



гр,

где



расч.г.

расчётное удельное сопротивление грунта для горизонтальных заземлителей, Ом∙м;

с2

- коэффициент сезонности для горизонтальных полос, для данной климатической зоны

с2

= 5,5.

Определяется сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя из арматурной стали

или трубы по формуле:

в.

где R

- сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя из арматурной стали или трубы,

Ом∙м;



расч.в.

расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей, Ом∙м;

l - длина вертикального заземлителя, l = 2-3 м;

d – наружный диаметр вертикального заземлителя, м;

– глубина заложения вертикальных заземлителей (расстояние от поверхности земли до середины

электрода), t = (0,5-0,7) ∙ l/2, м.

Для одного вертикального заземлителя из угловой или полосовой стали сопротивление растеканию

определяется по формуле:

в.

где R

- сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя из угловой или полосовой

стали, Ом∙м;

В – ширина полосы или стороны уголка, м;

l - длина вертикального заземлителя, l = 2-3 м;



расч.в.

расчётное удельное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей, Ом∙м;

– глубина заложения вертикальных заземлителей (расстояние от поверхности земли до середины

электрода), t = (0,5-0,7) ∙ l/2, м.

Определяется количество вертикальных заземлителей по формуле:

в .

где n

- количество вертикальных заземлителей, штук;



- коэффициент использования вертикальных заземлителей,



= 0,64-0,69;

- сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя из арматурной стали или трубы,

Ом∙м;

и.

- сопротивление растеканию искусственного заземления, Ом.

Определяется длина соединительной полосы по формуле:

= 1,05∙n

∙а,

где l

- длина соединительной полосы горизонтального заземлителя, м;

а- расстояние между вертикальными заземлителями, принимается равным 1/3 длины

вертикального заземлителя, м.

- количество вертикальных заземлителей, штук.

Определяется сопротивление растеканию горизонтального заземлителя из угловой или полосовой

стали по формуле:

г.

где R

. -

сопротивление растеканию горизонтального заземлителя из угловой или полосовой стали,

Ом∙м;

В – ширина полосы или стороны уголка, м;

- длина соединительной полосы горизонтального заземлителя, м;

t - расстояние от поверхности земли до вертикального заземлителя, м.

Определяется действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с

учетом коэффициента использования по формуле:

где R

- действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учетом

коэффициента использования, Ом∙м;



г.

- коэффициент использования вертикальных заземлителей,



= 0,41.

. -

сопротивление растеканию горизонтального заземлителя из угловой или полосовой стали,

Ом∙м.

Уточняется сопротивление растеканию вертикального заземлителя с учетом сопротивления

горизонтального заземлителя по формуле:

Где R

- сопротивление растеканию вертикального заземлителя с учетом сопротивления

горизонтального заземлителя, Ом∙м;

- действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учетом

коэффициента использования, Ом∙м;

и.

- сопротивление растеканию искусственного заземления, Ом.

Определяется уточненное число вертикальных заземлителей по формуле:

где n

- уточненное число вертикальных заземлителей, штук;

- сопротивление растеканию вертикального заземлителя с учетом сопротивления

горизонтального заземлителя, Ом∙м;

- сопротивление растеканию одного вертикального заземлителя из арматурной стали или трубы,

или из угловой, или полосовой стали, Ом∙м;

Принимается к установке _____ число вертикальных заземлителей (уголок № или труба )

Вопросы техники безопасности и технической эксплуатации электрооборудования

3.1 Вопросы техники безопасности при эксплуатации электрооборудования

Вопросы техники безопасности рассматриваются применительно к выбранному

электрооборудованию (ТБ при обслуживании ТП, высоковольтных и низковольтных сетей и их

оборудования).

3.2 Вопросы технической эксплуатации электрооборудования

Вопросы технической эксплуатации рассматриваются применительно к выбранному

электрооборудованию (обслуживание ТП, высоковольтных и низковольтных сетей и их

оборудования) .

Список использованных источников

Технологическая инструкция цеха.

Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учебное пособие. - М.:

ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006.

Шеховцов В.П., Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для

курсового проектирования, М.:, ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004.

Правила устройства электроустановок 7-е издание, Новосибирск, Сибирское Университетское

Издательство, 2005.

Неклепаев Б.Н., Крючков И.П., Электрическая часть электростанций и подстанций, М.:

Энергоатомиздат, 1989.

Электротехнический справочник: В 4т. Т.2. Электротехнические изделия и устройства, / Под

общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. И.Н. Орлов) - 9-е изд., стер. - М.:

Издательство МЭИ, 2003.

Электротехнический

справочник:

4т.

Т.3.

Производство,

передача

распределение

электроэнергии, / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов) - 9-е

изд., стер. - М.: Издательство МЭИ, 2004.

Правила

технической

эксплуатации

электроустановок

потребителей,

Госэнергонадзор

Минэнерго России, СПб.: ООО Альтернативная Полиграфия, 2003.

Каталог Merlin Geren фирмы Schneider Electric, 2006.

Справочная книга для проектирования электрического освещения под. ред. Кнорринга Г.М., Л:

Энергия, 1976.

Шеховцов В.П., Электрическое и электромеханическое оборудование: Учебник. - М.: ФОРУМ:

ИНФРА-М, 2004.

Межотраслевые

правила

по

охране

труда

(правила

безопасности)

при

эксплуатации

электроустановок, М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2001.

Каталог фирмы Legrand, 2005/2006.

Каталог фирмы ЗАО «МЕАНДР», 2007.

РАСЧЁТ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПОЯНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В объем работы курсового проекта по электрооборудования горных предприятий могут входить разделы:

Введение : Назначение, применение, классификация данного электрооборудовании.

Общая часть

1.1

Краткая характеристика заданного промышленного оборудования и заданного

электропривода

1.2

Исходные данные

Специальная часть

2.1

Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей

2.2

Расчет и выбор пускорегулирующей аппаратуры

2.3

Расчёт и выбор пусковых сопротивлений

2.4

Расчет и выбор питающих проводников

2.5

Составление схемы управления, защиты и сигнализации

2.6

Расчет уставок реле защиты и автоматизации

2.7

Расчёт и выбор тормозных устройств

2.8

Краткое описание принципа работы схемы

3. Вопросы техники безопасности и технической эксплуатации электрооборудования

3.1 Вопросы техники безопасности при эксплуатации электрооборудования

3.2 Вопросы технической эксплуатации электрооборудования

Заключение

Список использованных источников

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

Лист 1 Схема управления, защиты и сигнализации данного электрооборудования

Лист 1 Схема электроснабжения данного электрооборудования

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЁТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Введение

Общая часть

1.1 Краткая характеристика заданного промышленного оборудования и

заданного электропривода.

1.2 Исходные данные

Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры

заданного механизма, а также размеры помещения цеха, в котором расположен механизм.

Исходные данные для кранового электропривода представлены в таблице.

Таблица - Исходные данные проектирования для кранового электропривода

Наименование параметра

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение параметра

Грузоподъемность главного крюка

Вес главного крюка

гр.заз.уст

Вес моста

Вес тележки

Скорость подъема главного крюка

м/мин

Скорость передвижения крана

м/мин

Скорость передвижения тележки

м/мин

Высота подъема главного крюка

Длина перемещения моста

Длина перемещения тележки

КПД механизма главного подъема

КПД механизма моста

КПД механизма тележки

Длина помещения цеха

Ширина помещения цеха

Высота помещения цеха

Режим работы крана

Продолжительность включения крана

ПВ

Коэффициент суточного использования

сут

Длина троллеев

тр

Длина питающего кабеля

каб

Специальная часть

2.1 Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей

Целью расчета является выбор приводного электродвигателя по каталогу и проверка его по

перегрузочной способности и по условиям осуществимости пуска. При расчётах учитывать указанные

единицы измерения величин, входящих в формулы. Приведены способы расчётов некоторых из

электроприводов.

Расчёт мощности, выбор и проверка электродвигателя подъемного механизма для мостового

крана:

Статическая мощность двигателя подъемного механизма на валу двигателя при подъёме груза

определяется по формуле:

где Р

- статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

= m

∙ g = m

∙ 9,8 – сила тяжести полезного груза, кН;

гр.зах.уст

= m

гр.зах.уст

∙ g = m

гр.зах уст

∙ 9,8 – сила тяжести грузозахватного устройства (крюк,

грейфер, магнит, клещи и т.п.), кН;

= V

/60 – скорость подъема, м/с;

η = 0,84 - кпд подъемного механизма, учитывающий потери на трение в редукторах, барабане,

подшипниках, блоках и т. п.

Необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ

(

пересчитывается

расчетная мощность двигателя при заданном ПВ на стандартное ПВ из каталога двигателей для того,

чтобы выбрать электродвигатель из справочника) определяется по формуле:

дв.ПВ

∙

Где Р

дв.ПВ

- необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ, кВт;

– заданная продолжительность включения, %;

- стандартная продолжительность включения из каталога двигателей, %;

- статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт.

Определяется расчетная мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса по формуле:

дв

где Р

дв

- расчетная мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт;

= 1,2 - коэффициент запаса, учитывающий неучтенные моменты в редукторе;

дв.ПВ

- необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ, кВт;



ред

= 0,95 - КПД редуктора.

По каталогу крановых электродвигателей выбирается ближайший по мощности тип

электродвигателя по условию:

≥ Р

р.дв

Технические параметры выбранного двигателя заносятся в таблицу.

Таблица - Технические параметры асинхронного электродвигателя подъёма

с фазным ротором

Проверяется выбранный электродвигатель по допустимой нагрузке и условию осуществимости

пуска.

Проверка электродвигателя по перегрузочной способности:

0,85 М

мах.двиг

> М

мах.нагр

ω =

где М

мах.нагр

– максимальный момент нагрузки, Н∙м;

мах.двиг

- максимальный момент электродвигателя (паспортные данные), Н∙м;

- статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

ω - угловая частота вращения электродвигателя, рад/сек;

- номинальная частота вращения электродвигателя (паспортные данные), об/мин.

Условие выполнено (или не выполнено, тогда следует выбрать двигатель большей мощности и

выполнить проверку снова).

Проверка двигателя по условию пуска:

ср.пуск

> 1,5 М

мах.нагр

ср.пуск

= 0,85 ∙ М

мах.двиг

= 1,15 ∙ М

мах.нагр

Где М

ср.пуск

– средний пусковой момент, Н ∙ м;

- максимально возможный пиковый момент при пуске, Н∙м;

- момент переключения, Н∙м.

Условие выполнено (или не выполнено, тогда следует выбрать двигатель большей мощности и

выполнить проверку снова).

Расчёт мощности, выбор и проверка электродвигателя механизма перемещения моста:

Статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении моста

определяется по формуле:

где: Р

- статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении моста,

кВт;

эмпирический коэффициент, равный 3;

= m

∙ g = m

∙ 9,8 – сила тяжести полезного груза, кН;

гр.зах.уст

= m

гр.зах.уст

∙g = m

гр.зах.уст

∙9,8 – сила тяжести пустого грузозахватного устройства (крюк,

грейфер, магнит, клещи и т.п.), кН;

= m

∙ g = m

∙ 9,8 – сила тяжести моста, кН;

= m

∙ g = m

∙ 9,8 – сила тяжести тележки, кН;

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение

параметра

Тип двигателя

Мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Ток статора

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Ток ротора

или I

Напряжение ротора

или U

Максимальный момент

мах.двиг

Нм

Маховый момент

= 4J

кг∙м

Напряжение

Частота сети

Гц

Продолжительность включения

ПВ

станд

= V

/60– скорость передвижения моста, м/c;

7,5 – удельное тяговое усилие, Н/кН.

Необходимая номинальная мощность при заданном ПВ определяется по формуле:

дв.ПВ

∙ Р

где: Р

дв.ПВ

- необходимая номинальная мощность при заданном ПВ, кВт;

ПВ фактическое указано в задании, %;

ПВ стандартные указаны в каталогах с параметрами двигателей;

- статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении

моста, кВт.

Определяется расчетная мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса по формуле:

дв

где Р

дв

- расчетная мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт;

= 1,2 - коэффициент запаса,

учитывающий неучтенные моменты в редукторе;

дв.ПВ

- необходимая номинальная мощность при заданном ПВ, кВт;



ред

= 0,95 - КПД редуктора.

По каталогу крановых двигателей выбирается электродвигатель переменного тока с фазным

ротором и записываются его технические данные в таблицу.

Таблица - Технические параметры асинхронного электродвигателя перемещения моста

с фазным ротором

Проверка электродвигателя по перегрузочной способности:

0,85∙ М

мах.двиг

> М

мах.нагр

ω =

Условие выполнено (или не выполнено, тогда следует выбрать двигатель большей мощности и

выполнить проверку снова).

Проверка двигателя по условию пуска:

ср.пуск

> 1,5 М

мах.нагр

ср.пуск

= 0,85 ∙ М

мах.двиг

= 1,15 ∙ М

мах.нагр

Условие выполнено (или не выполнено, тогда следует выбрать двигатель большей мощности и

выполнить проверку снова).

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение параметра

Тип двигателя

Мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Ток статора

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Ток ротора

или I

Напряжение ротора

или U

Максимальный момент

мах.двиг

Нм

Маховый момент

= 4J

кг∙м

Напряжение сети

Частота сети

Гц

Продолжительность включения

ПВ

станд

Расчёт мощности, выбор и проверка электродвигателя механизма передвижения тележки

Статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении тележки

определяется по формуле:

где: Р

- статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении

тележки, кВт;

эмпирический коэффициент, равный 4 – 6 для подшипников качения и 6 – 8 для подшипников

скольжения;

= m

∙ g = m

∙ 9,8 – сила тяжести полезного груза, кН;

гр.зах.уст

= m

гр.зах.уст

∙g = m

гр.зах.уст

∙9,8 – сила тяжести пустого грузозахватного устройства (крюк,

грейфер, магнит, клещи и т.п.), кН;

= m

∙ g = m

∙ 9,8 – сила тяжести тележки, кН;

= V

/60– скорость передвижения тележки, м/c;

7,5 – удельное тяговое усилие, Н/кН.

Необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ определяется по

формуле:

дв.ПВ

∙ Р

где: Р

дв.ПВ

- Необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ, кВт;

ПВ фактическое указано в задании, %;

ПВ стандартные указаны в каталогах с параметрами двигателей, %;

- статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении

тележки, кВт.

Определяется расчетная мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса по формуле:

дв

где

дв

расчетная мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт;

= 1,2 - коэффициент запаса, учитывающий неучтенные моменты в редукторе;

дв.ПВ

- Необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ, кВт;



ред

= 0,95 - КПД редуктора.

По каталогу крановых двигателей выбирается электродвигатель переменного тока с фазным

ротором и записываются его технические данные в таблицу.

Таблица - Технические параметры асинхронного электродвигателя перемещения тележки с

фазным ротором

Проверка электродвигателя по перегрузочной способности:

0,85∙ М

мах.двиг

> М

мах.нагр

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение

параметра

Тип двигателя

Мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Ток статора

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Ток ротора

или I

Напряжение ротора

или U

Максимальный момент

мах.двиг

Нм

Маховый момент

= 4J

кг∙м

Напряжение

Частота сети

Гц

Продолжительность включения

ПВ

станд

мах.нагр

ω =

Условие выполнено (или не выполнено, тогда следует выбрать двигатель большей мощности и

выполнить проверку снова).

Проверка электродвигателя по условию пуска:

ср.пуск

> 1,5 М

мах.нагр

ср.пуск

= 0,85 ∙ М

мах.двиг

= 1,15 ∙ М

мах.нагр

Условие выполнено (или не выполнено, тогда следует выбрать двигатель большей мощности и

выполнить проверку снова).

Расчёт мощности и выбор электродвигателя для насоса

Мощность подбираемого электродвигателя должна содержать запас по сравнению с расчётными

величинами не менее 5 – 10 % с увеличением до 30 – 40 % для малых мощностей до 5 кВт и 70 – 100 %

до 1 кВт.

Расчётная мощность электродвигателя насоса определяется по формуле:

где Р

- Расчётная мощность электродвигателя насоса, кВт;

– коэффициент полезного действия насоса по каталогу;

коэффициент полезного действия передачи между двигателем и механизмом;

Q – производительность центробежного насоса, м

/c;

Н – высота напора, м;

γ – плотность жидкости для чистой воды, γ = 9810 Т/м

Выбирается электродвигатель серии __________________ с техническими данными, которые

записываются в таблицу по условию:

≥ (1,1 – 1,7)Р

Проверка электродвигателей на падение напряжения при пуске даётся ниже при расчете и выборе

электродвигателя компрессора.

Таблица – Технические данные электродвигателя насоса

Расчёт мощности и выбор электродвигателя для вентилятора

Мощность подбираемого электродвигателя должна содержать запас по сравнению с расчётными

величинами не менее 5 – 10 % с увеличением до 30 – 40 % для малых мощностей до 5 кВт и 70 – 100 %

до 1 кВт.

Расчётная мощность электродвигателя вентилятора определяется по формуле:

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение

параметра

Тип двигателя

Номинальная мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Номинальный ток

Номинальное напряжение

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Кратность пускового тока

/ I

Кратность пускового момента

/ М

Момент входа в синхронизм

мин

Н∙м

где Р

- расчётная мощность электродвигателя вентилятора, кВт;

– коэффициент полезного действия вентилятора по каталогу;

коэффициент полезного действия передачи между двигателем и механизмом;

Q – производительность вентилятора, м

/c;

Н – давление газа, кгс/м

Выбирается электродвигатель серии __________________ с техническими данными, которые

записываются в таблицу по условию:

≥ (1,1 – 1,7)Р

Проверка электродвигателей на падение напряжения при пуске даётся ниже при расчете и выборе

электродвигателя компрессора.

Таблица – Технические данные электродвигателя вентилятора

Расчёт мощности и выбор электродвигателя для компрессора

Мощность подбираемого электродвигателя должна содержать запас по сравнению с расчётными

величинами не менее 5 – 10 % с увеличением до 30 – 40 % для малых мощностей до 5 кВт и 70 – 100 %

до 1 кВт.

Расчётная мощность электродвигателя компрессора определяется по формуле:

где Р

– расчётная мощность двигателя компрессора, кВт;

– коэффициент полезного действия компрессора по каталогу;

коэффициент полезного действия передачи между двигателем и механизмом;

Q – производительность компрессора, м

/c;

– удельная работа изотермического сжатия газа, кгс∙м/м

(табличные данные);

– удельная работа адиабатического сжатия газа, кгс∙м/м

(табличные данные).

Таблица - Работа изотермического и адиабатического сжатия газа

Н, кгс/м

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

кгс∙м/м

4175

7300

11950

15500

18300

20700

22800

24700

26350

27850

Выбирается электродвигатель серии __________________ с техническими данными, которые

записываются в таблицу по условию:

≥ (1,1 – 1,7)Р

Таблица – Технические данные электродвигателя компрессора

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение

параметра

Тип двигателя

Номинальная мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Номинальный ток

Номинальное напряжение

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Кратность пускового тока

/ I

Кратность пускового момента

/ М

Момент входа в синхронизм

мин

Н∙м

Проверка электродвигателей на падение напряжения при пуске:

U = ((k

∙S

дв.

- ∑S

ост

)∙100)/S

кз тр

, %

где

U – падение U, %;

∑ S

ост

– мощность оставшихся приёмников трансформатора, кВ∙А;

– кратность пускового тока, для асинхронных электродвигателей к

= 5,5 – 7;

к.з.тр.

– мощность К.З. трансформатора, кВ∙А;

дв.

– полная потребляемая мощность электродвигателя, кВ∙А.

Полная потребляемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

дв.

Мощность оставшихся приёмников трансформатора определяется по формуле:

∑ S

ост

ф с комп

∙ S

н.т.

Угловая скорость вращения двигателя определяется по формуле:

ном

где

ном

– угловая скорость вращения двигателя; рад/с;

- номинальная мощность электродвигателя, кВт;

- к.п.д. электродвигателя;

– коэффициент мощности электродвигателя;

номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

ф с комп

– фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации;

н.т

- номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

Номинальный момент двигателя определяется по формуле:

∙ 10

где М

– номинальный момент двигателя, Н∙м.

Момент сопротивления определяется по формуле:

∙ 10

где М

– момент сопротивления, Н∙м;

– расчётная мощность двигателя, кВт.

Если

U < 15%, то пусковой реактор не требуется, если больше выбирается пусковой реактор

по условию:

Определяется пусковой момент двигателя при снижении напряжении по формуле:

= М

∙

где

- пусковой момент двигателя при сниженном напряжении, Н∙м;

– пусковой момент двигателя при полном напряжении, Н∙м;

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение

параметра

Тип двигателя

Номинальная мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Номинальный ток

Номинальное напряжение

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Кратность пускового тока

/ I

Кратность пускового момента

/ М

Момент входа в синхронизм

мин

Н∙м

U′ - пониженное напряжение при пуске, %;

– номинальное напряжение, 100 %.

Двигатель можно запускать при сниженном напряжении, так как соблюдается условие:

≥ 0,3∙М

Расчёт мощности и выбор электродвигателя для конвейера

где

- расчётная мощность электродвигателя, кВт;

F – тяговое усилие, кН;

V – скорость движения конвейера, м/c;

η – к.п.д. механизма и редуктора.

Тяговое усилие определяется по формуле:

где F – тяговое усилие, кН;

m = 7,5 – удельная сила тяги, Н/кН

G – вес механизма с грузом, Т.

Выбирается электродвигатель серии __________________ с техническими данными, которые

записываются в таблицу по условию:

≥ (1,1 – 1,7)Р

Проверка электродвигателей на падение напряжения при пуске даётся при расчете и выборе

электродвигателя компрессора.

Таблица – Технические данные электродвигателя компрессора

2.2 Расчёт и выбор пускорегулирующей аппаратуры

Пример;

Выбор контроллеров для крановых электроприводов

Магнитные контроллеры представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства

для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей

осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом. По схеме магнитные

контроллеры представляют собой комплектные устройства, обеспечивающие определенную программу

переключений в главных цепях при соответствующей подаче команд в цепи управления.

Команды управления подаются командоконтроллерами или кнопочными постами. Магнитные

контроллеры предназначаются для пуска, регулирования скорости, торможения и отключения

двигателей переменного (асинхронных с фазным и короткозамкнутым ротором) и постоянного тока.

Механическая и электрическая износостойкость магнитных контроллеров определяется

износостойкостью применяемых в них электромагнитных контакторов главной цепи.

Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых

значений тока включения, а номинальный ток их I

должен быть равен или больше расчетного тока

двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма, т.е.

≥ I

∙k.

Параметры двигателя

Обозначение в

расчётах

Единицы

измерения

Значение

параметра

Тип двигателя

Номинальная мощность

кВт

Частота вращения

об/мин

Номинальный ток

Номинальное напряжение

Коэффициент мощности

Соs

КПД



Кратность пускового тока

/ I

Кратность пускового момента

/ М

Момент входа в синхронизм

мин

Н∙м

Для механизмов подъема груза, перемещения моста и тележки:

Выбираются контроллеры при заданном ПВ для выбранных двигателей по условию;

≥ k∙I

Записываются в таблицу технические параметры контроллера: тип, номинальный ток, количество

управляемых двигателей, назначение, масса. Для расчёта регулировочных сопротивлений выписать в

таблицу процентное соотношение величин сопротивлений и токов по ступеням реостата для выбранных

контроллеров.

Таблица - Технические данные магнитного контроллера

Таблица – Процентное соотношение сопротивлений и токов ступеней реостата для

выбранного контроллера

Обозначение ступеней реостата

ст

,, %

ст

, %

Приложение к разделу

Таблица - Значения коэффициента k для различных типов и исполнений магнитных контроллеров

Тип

контроллера

Напряжение

главной

цепи, В

Значение коэффициента k в режимах

ВТ

ОТ

До 60

включен. в

час

до 150

включен.

в час

до 300

включен

. в час

до 600

включен.

в час

до 600

включен.

в час

до 1200

включен.

в час

до 1200

включен.

в час

ТА, ТСА, ТА.

ТСА, К, КС

ТСД

КСД

КСД Б

П, ПС

П , ПС

ТС.ПН

ТСН

КБК

380

500

380

220

440

380

0,75

0,9

0,75

0,9

0.8

0,8

1,0

0.7

0,8

1,0

1.0

0,9

1,0

1,2

1.0

1,0

1.0

1.2

1,0

1.2

1.1

1,2

1.1

1,0

1,2

1,5

1,3

1.2

1.4

2,0

1.6

1.3

2,0

1.5

где k — коэффициент, учитывающий режим работы механизма (число включений, продолжительность

включения).

Таблица - Основные технические данные магнитных контроллеров

Тип

контроллера

Режим работы

механизмов

Назначение

Номинальный

ток, А

Наибольший

допустимый

ток

включения,

Количество

управляемых

двигателей

Масса,

кг

К63

Т. ВТ для кранов

металлургического

производства

Механизмы

передвижения

со встроенной

защитой

250

135

К160

160

700

235

К250

250

1100

315

ДК63

250

200

ДК61

250

4; 6

150

ДК62

250

215

ДК160

160

700

450

ДК250

250

1100

620

КС160

Механизмы

подъёма со

встроенной

защитой

160

700

260

КС250

250

1100

400

КС400

400

1700

500

ДКС160

160

700

560

ДКС250

250

1100

900

Тип

контроллера

Режим

работы

механизма

Назначение

Номинальный

ток, А

Наибольший

допустимый

ток

включения,

Количество

управляемых

двигателей

ТА161

Л. С для кранов

общего назначения

Механизмы

передвижения

без защиты

160

700

ДТА160

160

700

4;6

110

ДТА161

160

700

ДТА162

160

700

107

ТАЗ160

Механизмы

подъёма с

защитой

160

700

140

ТСА161

Механизмы

подъёма без

защиты

160

700

110

ТСАЗ160

Механизмы

подъёма со

встроенной

защитой

160

700

150

ТСАЗ250

250

1100

145

2.3 Расчет и выбор пусковых сопротивлений

Пример: Расчет и выбор пусковых сопротивлений для электродвигателей с фазным ротором

Для выбранного магнитного контроллера расчёт пусковых сопротивлений начинается с

определения номинального сопротивления реостата по формуле:

р.н.

где R

р.н

– номинальное сопротивление реостата, Ом;

р.н

– номинальное напряжение между кольцами ротора, В;

р.н

– номинальный рабочий ток ротора, А.

Для выбранного магнитного контроллера определяется разбивка ступеней сопротивлений и

сопротивление каждого резистора, выраженное в процентах (табличные данные). Рассчитывается

величина сопротивления каждой ступени реостата:

ст.р.

;

где R

ст.р.

– расчётное сопротивление одной ступени реостата, Ом;

р.н

– номинальное сопротивление реостата, Ом;

- величина сопротивления одной ступени реостата, %.

Определяются токи, протекающие по ступеням реостата, выраженные в процентах (табличные

данные). Рассчитывается величина токов, протекающих по каждой ступени реостата:

ст.р

Где I

ст.р

– расчётный ток одной ступени реостата, А;

р.н

– номинальный рабочий ток ротора, А;

– ток одной ступени реостата, %.

Результаты расчета сопротивлений и токов ступеней реостата сводятся в таблицу.

Таблица 1 – Результаты расчета и выбора сопротивлений и токов ступеней реостата

Обозначение ступеней

реостата

ст

ст.р

Ом

∑R

ступ,.

Ом

ст

ст.р

длит,

Выбирается по каталогу реостат с величиной сопротивления секций, позволяющей подобрать

необходимую величину ступени реостата, отличающейся от расчётной не более, чем на 15% по

условию:

дл

≥ I

ст.р

Определяется сопротивление ступеней выбранного реостата∑R

ступ

путём сложения сопротивлений

определённых секций выбранного реостата.

В таблицу заносятся все номера секций выбранного реостата и величины их сопротивления,

выбранные секции отмечаются жирным шрифтом. Общая сумма выбранных секций реостата ∑R

ступ

и длительно допустимый ток I

длит

данного реостата заносятся в таблицу 1.

Таблица – Выбор реостата и результаты расчёта ступеней выбранного реостата

Тип двигателя

Заводской каталожный

номер реостата

длит.

∑R

ступ

Ом

Номер секции реостата по каталогу/Величина

сопротивления секции, Ом

В соответствии с выбранным магнитным контроллером начертить схему включения ступеней реостата.

Пример: Схема включения одной фазы резистора приведена на рисунке.

0,096 0,192 0,352 0,512 1,444 1,387

Р1 Р4 Р7 Р10 Р13 Р16 Р19

Рисунок - Схема соединения секций реостатов в одной фазе

Начертить схему включения ступеней магнитного контроллера

Пример

Схема включения ступеней магнитного контроллера ТСА161

2.4 Расчет и выбор питающих проводников

Выбор главных троллеев.

Таблица – Основные данные электродвигателей мостового крана

Наименование движения

Тип двигателя

Мощность

двигателя,

кВт

Ток статора

двигателя,

cosφ

Подъём

Перемещение моста

Перемещение тележки

Итого:

∑Р

Усреднённое

значение η

уср

Усреднённое

значение cosφ

уср

Расчетная мощность и ток определяются по формулам:

= k

∙ ∑Р + k

∙ ∑Р ,

где Р

– расчётная мощность всех электродвигателей кранового привода; кВт;

∑Р - суммарная установленная мощность всех выбранных электродвигателей, кВт;

– коэффициент использования;

- коэффициент спроса;

0,096 0,096 0,096 0,096 0,096

0,256 0,256 0,256 0,256 0,256

0,455 0,477 0,477 0,455 0,455

– расчётный ток питающей линии, А;

= 380 В – номинальное напряжение;

уср

- усредненный к.п.д. (сумма к.п.д. всех двигателей, разделённая на количество двигателей);

cosφ

уср

- усредненное значение коэффициента мощности (сумма коэффициентов мощности всех

двигателей, разделённая на количество двигателей).

Максимальный ток при пуске наиболее мощного двигателя определяется по формуле:

мах

= I

+ k

∙ I

где: I

мах

- максимальный ток при пуске наиболее мощного двигателя, А;

- кратность пускового тока, для асинхронных электродвигателей с фазным ротором k

= 2;

– номинальный ток статора наибольшего по мощности двигателя.

Выбирается стальной уголок или швеллер ___________с длительно допустимым током

дл

_____А с омическим сопротивлением R ______Ом/км, фактическая длина троллей l _____м по

условию:

дл

≥ I

мах

Проверяются выбранные троллеи по потере напряжения

Потеря напряжения на 1 м длины для данного уголка или швеллера составляет m _______В/м

Потеря напряжения в главных троллеях при питании в конце линии должно быть в пределах

нормируемого значения при пуске двигателя – менее 10% по условию:

трол

= m ∙ l

трол

≤ 0,1 ∙ U

Где

трол

- потеря напряжения в главных троллеях при питании в конце линии, В;

m - потеря напряжения на 1 м длины для данного уголка или швеллера, В/м;

трол

– длина троллей, м;

– номинальное напряжение сети, В.

трол%

Где

трол.%

- потеря напряжения в главных троллеях при питании в конце линии, %.

Потеря напряжения в главных троллеях при питании в средней точке должно быть в пределах

нормируемого значения при пуске двигателя – менее 5%:

0,5трол

≤ 0,05 ∙ U

Окончательно выбирается стальной уголок или швеллер ________с длительно допустимым током

дл

____А с омическим сопротивлением R ______Ом/км.

Выбор и проверка питающего кабеля.

Выбирается кабель марки ___________ I

дл.

______А, r _____Ом/км, x _____ Ом/км по

условию:

дл

≥

Потеря напряжения в кабеле:

Δ U

каб%

где

каб.%

- потеря напряжения в кабеле, %;

– расчётный ток питающей линии, А;

каб

– длина кабеля, м,

r – активное сопротивление одной жилы кабеля, Ом/км;

x - индукктивное сопротивление одной жилы кабеля, Ом/км;

cos φ

уср

- усредненное значение коэффициента мощности;

sin φ

уср

– определяется по cos φ

уср

Суммарные потери напряжения в кабеле определяются по формуле:

Δ U

общ%

трол%

+ Δ U

каб%

Δ U

общ%

< 10%

Выбор проводов питания для каждого двигателя.

Для двигателя типа ___________ I

ст

____ А :

выбираем проводник марки_________ ; I

дл.

_______А по условию:

дл

≥ I

= I

ст.н

∙

где I

- расчётный ток питающей линии, А;

ст.н

- номинальный ток статора двигателя, А;

- заданная продолжительность включения, %.

2.5 Составление схемы управления, защиты и сигнализации

Для электродвигателей постоянного тока:

Электродвигатели постоянного тока должны иметь возможность реверсирования, а так же

пускаться в определённое количество ступеней в обоих направлениях, поэтому:

а) Для осуществления реверса предусматривается в силовой схеме подключение якоря

электрической машины к сети через замыкающие контакты контакторов направления (КМ1-контакор

«вперёд», КМ2-контактор « назад»), включённые в мостовую схему. В зависимости от того , какие

контакты (КМ1 или КМ2) замкнуты, меняется полярность подводимого к якорю напряжения,

следовательно, меняется направление вращения двигателя.

б) С целью осуществления трёхступенчатого пуска включается последовательно в цепь якоря три

добавочных резистора (Rg1, Rg2, Rg3). Для коммутации резисторов (при переходе с одной пусковой

характеристики на другую) параллельно им устанавливаются замыкающие контакты контакторов

ускорения КМ3, КМ4, КМ5.

в) В цепи якоря устанавливается катушка реле КА2 для максимальной токовой защиты и катушка

реле нулевого тока КА1 в цепи обмотки возбуждения двигателя ОВ (для контроля за наличием тока в

цепи ОВ (или для контроля за снижением этого тока ниже допустимого уровня).

Далее в силовой схеме для управления этой схемой предусматривается командоконтроллер.

Автоматизация процесса пуска осуществляется в функции времени. Функцию минимальной защиты

осуществляет включаемое в схему реле напряжения KV1. В случае снижения напряжения сети ниже

допустимого уровня (0,8-0,85 Uном) исчезает напряжение реле KV1 отпадает к своим замыкающим

контактом KV1:1 отключает схему управления, что приводит к отключения силовой схемы от сети и к

фиксации механизма с помощью тормоза, так как катушка электромагнита тормозного устройства КМ5

в этом случае теряет питание.

Повторное включение электропривода в работу после срабатывания любого вида защит возможно

только после установки командоконтроллера в нулевое положение. Это нулевая блокировка (защита от

самозапуска): она исключает опасность самопроизвольного включения привода в работу после

устранения неисправностей или восстановления питающего напряжения, если командоконтроллер

остался не в нулевом положении.

В цепи катушек контакторов направления КМ1 и КМ2 введены размыкающие контакты конечных

выключателей SQ1 и SQ2, чтобы в случае, когда перемещаемый механизм выходит за допустимые

границы перемещения, механизм специальным упором нажимает на рычаг конечного выключателя SQ1

или SQ2.Последний своим размыкающим контактом снимает питание с катушки соответствующего

контактора направления, в результате двигатель отключается от сети. Одновременно снимается питание

с катушки электромагнитного тормоза КМ6. При этом механизм фиксируется в неподвижном состоянии

механическим тормозом. Для осуществления электрического торможения в схеме предусматривается

последовательное включение трёх тормозных резисторов Rт1, Rт2, Rт3 (для осуществления

торможения устанавливается параллельно резисторам размыкающий контакт КМ7:2, контактора КМ7).

Тормозные резисторы устанавливаются в цепи якоря.

Для электродвигателей переменного тока:

Схема электропривода механизма подъема обеспечивает автоматический пуск,

реверсирование, торможение и ступенчатое регулирование скорости на реостатных характеристиках

двигателя. На схеме приняты обозначения: КММ — линейный контактор; КМ1В и КМ2В —

контакторы направления; КМ1 — контактор тормоза YA; КМ IV — KM4V — контакторы ускорения;

KM5V — контактор противовключения. Защита воздействует на реле КН.

На схеме приняты обозначения: КММ — линейный контактор; КМ1В и КМ2В — контакторы

направления; КМ1 — контактор тормоза YA; КМ IV — KM4V — контакторы ускорения; KM5V —

контактор противовключения. Защита воздействует на реле КН.

На позициях подъема пуск осуществляется под контролем реле времени КТ1 и КТ2.

Электропривод переводится в режим противовключения не только при опускании грузов, но и

при торможении с положений спуска, причем на первой и второй позициях это осуществляется

нажатием педали. При этом за время выдержки реле КТ2 наряду с механическим торможением

обеспечивается и электрическое. Помимо указанного реле КТ2 контролирует также правильность

сборки схемы. В схеме катушка тормоза YA через контактор КМ1 подключена к сети переменного

тока, наряду с обычным включением резисторов показано также их параллельное включение,

применяемое в тех случаях, когда нагрузка превышает допустимую для контакторов ротора.

Для спуска груза на характеристиках противовключения необходимо нажать педаль SP.

Конечная защита осуществляется выключателями SQ1 и SQ2.

Схема управления защищена от токов короткого замыкания предохранителями FU1 и FU2.

Силовая схема защищена от токов короткого замыкания и перегруза точно настроенными реле

максимального тока КА.

Схемы электроприводов механизма перемещения моста и тележки аналогичны.

На схеме контакты SM2, SM4, SM6 и SM8 контроллера выполняют реверс двигателя, контакты SM7

и SM9 — SM12 коммутируют ступени резисторов, контакты SMI, SM3 и SM5 использованы в целях

защиты. Одновременно с двигателем включается катушка тормоза YA

В схеме в целях уменьшения

числа используемых кулачков применено несимметричное включение сопротивлений.

Защита электропривода осуществляется защитной панелью, на которой находятся линейный

контактор КММ, силовой рубильник QS, предохранители FU1, FU2 и блок максимальных реле КА.

Конечная защита осуществляется выключателями SQ2 и SQ3

В цепь катушки контактора КММ включены контакты кнопки включения SB, аварийного выключа-

теля SA и контакты блокировки люка SQ1.

2.6 Расчет уставок реле защиты и автоматизации

Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное

реле мгновенного действия типа РЭО401, которые могут использоваться как в цепях переменного тока,

так и постоянного тока. Эти реле входят в комплект защитных панелей.

Реле для отдельных электродвигателей выбирается согласно их мощности и напряжения и

настраиваются на ток срабатывания, равный 2,5-кратному расчетному току номинальной нагрузки для

заданного ПВ.

Расчёт тока уставки общих электромагнитных элементов реле и выбор реле защиты в общую цепь:

Рассчитывается ток уставки общих электромагнитных элементов реле по формуле:

общ

= 2,5 ∙ I

ст.б

+ I

ст1

+ I

ст2

где I

общ

– общий ток питающей линии, А;

ст.б

– номинальный рабочий ток статора двигателя, наибольшего по мощности, А;

ст1

и I

ст2

- номинальные рабочие токи статоров остальных двигателей, А.

Рассчитывается пиковый ток питающей линии по формуле:

пик

= 2 ∙ I

ст.б

+ I

ст1

+ I

ст2

где I

пик

- пиковый ток питающей линии, А;

ст.б

– номинальный ток статора двигателя, наибольшего по мощности, А;

ст1

и I

ст2

- номинальные рабочие токи статоров остальных двигателей, А.

Выбирается электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО401в общую цепь:

н_____

А; пределы регулирования тока __________ А; _________ – каталожный номер реле;

электромагнит реле – ___________

Расчет тока уставки отдельных электромагнитных элементов для каждого из двигателей:

Рассчитывается пиковый ток питающей линии по формуле:

пик

= 2 ∙ I

н.ст

где I

пик

- пиковый ток питающей линии, А;

н.ст

номинальный рабочий ток статора двигателя, А.

Выбираем электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО401в цепь двигателя :

________ А; пределы регулирования тока _________ А; __________ – каталожный номер реле;

электромагнит реле – ___________

2.7 Расчёт и выбор тормозных устройств

В грузоподъемных машинах тормоз является важнейшим элементом, обеспечивающим

безопасность эксплуатации, поэтому наиболее важные условия выбора, установки и функционирования

тормозов регламентированы действующими правилами безопасной эксплуатации кранов

утвержденных, Госгортехнадзором. Основным параметром тормоза является гарантированно

развиваемый им тормозной момент. Тормозной момент определяется усилием на измерительном

рычаге, при котором начинается проскальзывание шкива или дисков тормоза. Согласно правилам

Госгортехнадзора, каждый из установленных на механизме механических тормозов должен удерживать

груз, составляющий 125% номинального, при его остановке только с помощью этого тормоза.

Тормозное устройство механизма для подъема груза:

Определяется расчетный момент тормоза по формуле:

т.р.

где М

т.р.

– расчетный тормозной момент, Н∙м;

- номинальная грузоподъёмность, Т;

= V

/60– номинальная скорость подъема, м/с;

η = 0,98 - к.п.д. механизма для номинальной нагрузки;

н.

– номинальная частота вращения электродвигателя подъёма, об/мин.

С учетом режима работы механизма тормозной момент определяется по формуле:

= k

з.т.

∙ М

т.р.

где М

- тормозной момент с учетом режима работы механизма, Н∙м;

т.р.

– расчетный тормозной момент, Н∙м;

з.т.

= 1,25 – коэффициент запаса тормоза.

Выбирается тормоз ________: М

т.н.

______ Н∙м; тяговое усилие ______ Н; D

шкива

______ мм;

расчётный ход ______ мм; максимальный ход ______; I

дв

=0,7А ; n ______ об/мин; потребляемая

мощность ______ кВт по условию:

т.н.

≥ М

Тормозное устройство для механизма передвижения моста:

Определяется расчетный момент тормоза по формуле:

т.р.

где М

т.р.

– расчетный тормозной момент, Н∙м;

мах.нагр

- статический момент максимальной нагрузки, действующий в направлении движения

(берётся из расчётов по проверке электродвигателя перемещения моста по перегрузочной

способности), Н∙м;

η = 0,98 – к.п.д. механизма;

– суммарный маховый момент механизма с грузом, приведенный к валу тормоза, кг ∙ м

;

= V

/60 – скорость перемещения моста, м/с;

н.

– номинальная частота вращения электродвигателя перемещения моста, об/мин;

S – допустимый выбег после начала торможения, м.

Допустимый выбег после начала торможения определяется по формуле:

S =

где S – допустимый выбег после начала торможения, м;

=0,5 – отношение числа ведущих колес к общему числу колес – опор;

= V

/60 – скорость перемещения моста, м/с;

η = 0,98 – к.п.д. механизма.

Маховый момент электропривода определяется по формуле:

общ

где GD

общ

– маховый момент электропривода, кг ∙ м

;

k = 1,15 – коэффициент, учитывающий момент инерции звеньев системы привода;

дв

- маховый момент двигателя привода, берётся из технических данных электродвигателя

перемещения моста, если в таблицах справочника дан момент инерции J, то определяется по

формуле: GD

= 4 ∙ J, кг ∙ м

;

m = m

+ m

гр.зах.уст

+ m

– суммарная масса груза, грузозахватного устройства, механизма

передвижения моста и тележки, Т;

= V

/60 – скорость перемещения моста, м/с;

– угловая частота вращения электродвигателя перемещения моста (берётся из расчётов по

проверке электродвигателя перемещения моста по перегрузочной способности), рад/с.

С учетом режима работы механизма тормозной момент определяется по формуле:

= k

з.т.

∙ М

т.р.

, Н∙м

где М

- тормозной момент с учетом режима работы механизма, Н∙м;

з.т.

= 1,25 – коэффициент запаса тормоза;

т.р.

– расчетный тормозной момент, Н∙м.

Выбирается тормоз ________: М

т.н.

______ Н∙м; тяговое усилие ______ Н; D

шкива

______ мм;

расчётный ход ______ мм; максимальный ход ______; I

дв

=0,7А ; n ______ об/мин; потребляемая

мощность ______ кВт по условию:

т.н.

≥ М

Тормозное устройство для механизма передвижения тележки:

Определяется расчетный момент тормоза по формуле:

т.р.

где М

т.р.

– расчетный тормозной момент, Н∙м;

– суммарный маховый момент механизма с грузом, приведенный к валу тормоза, кг ∙ м

;

= V

/60 – скорость перемещения тележки, м/с;

н.

– номинальная частота вращения электродвигателя перемещения тележки, об/мин;

S – допустимый выбег после начала торможения, м.

Допустимый выбег после начала торможения определяется по формуле:

S =

где S – допустимый выбег после начала торможения, м;

=0,5 – отношение числа ведущих колес к общему числу колес – опор;

= V

/60 – скорость перемещения тележки, м/с;

η = 0,98 – к.п.д. механизма.

общ

где GD

общ

- маховый момент электропривода. кг ∙ м

;

k = 1,15 – коэффициент, учитывающий момент инерции звеньев системы привода;

дв

- маховый момент электродвигателя привода, берётся из технических данных

электродвигателя перемещения тележки, если в таблицах справочника дан момент инерции J, то

определяется по формуле: GD

= 4 ∙ J, кг ∙ м

;

m = m

+ m

гр.зах.уст

+ m

– суммарная масса груза, грузозахватного устройства, механизма

перемещения тележки, Т;

= V

/60 – скорость перемещения тележки, м/с;

– угловая частота вращения электродвигателя перемещения тележки (берётся из расчётов по

проверке электродвигателя перемещения тележки по перегрузочной способности),

С учетом режима работы механизма тормозной момент определяется по формуле:

= k

з.т.

∙ М

т.р.

Н∙м

где М

- тормозной момент с учетом режима работы механизма, Н∙м;

з.т.

= 1,25 – коэффициент запаса тормоза;

т.р.

– расчетный тормозной момент, Н∙м.

Выбирается тормоз ________: М

т.н.

______ Н∙м; тяговое усилие ______ Н; D

шкива

______ мм;

расчётный ход ______ мм; максимальный ход ______; I

дв

=0,7А ; n ______ об/мин; потребляемая

мощность ______ кВт по условию:

т.н.

≥ М

15000∙

≥ М

т.

Вопросы техники безопасности и эксплуатации электрооборудования

3.1 Вопросы техники безопасности при эксплуатации электрооборудования

Работы в электроустановках в отношении мер безопасности подразделяются на работы,

выполняемые:

со снятием напряжения;

без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи;

без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К работам, выполняемым со снятием напряжения, относятся работы, которые производятся в

электроустановках, в которых со всех токоведущих частей снято рабочее напряжение и вход в

помещение соседней электроустановки, находящейся под напряжением, заперт.

К работам, выполняемым без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них, относятся

работы, проводимые непосредственно на этих частях.

Работы без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением,

считается работа, при которой исключено случайное приближение работающих людей и используемой

ими ремонтной оснастки и инструмента к токоведущим частям на расстоянии меньше 0,6 м в

электроустановках выше 1000 В.

Оперативное обслуживание

- Оперативное обслуживание электроустановок может осуществляться как местным оперативным

или оперативно-ремонтным персоналом, за которым закреплена данная электроустановка, так и вы-

ездным, за которым закреплена группа электроустановок.

- К оперативному обслуживанию электроустановок допускаются лица, знающие оперативные

схемы, должностные и эксплуатационные инструкции, особенности оборудования и прошедшие

обучение и проверку знаний в соответствии с указаниями настоящих Правил.

- Лица из оперативного персонала, обслуживающие электроустановки единолично, и старшие в

смене или бригаде, за которыми закреплена данная электроустановка, должны иметь группу по

электробезопасности не ниже III в установках напряжением до 1000 В.

- Лицо из оперативного персонала во время своего дежурства является ответственным за

правильное обслуживание и безаварийную работу всего оборудования на порученном ему участке.

- При нарушении режима работы, повреждении или аварии с электрооборудованием оперативный

персонал обязан самостоятельно и

немедленно с помощью подчиненного ему персонала принять меры к восстановлению

нормального режима работы и сообщить о происшедшем непосредственно старшему по смене или

лицу, ответственному за электрохозяйство.

-Оперативный персонал обязан проводить обходы и осмотры оборудования и производственных

помещений на закрепленном за ним участке.

Производство работ

При работе в электроустановках напряжением до 1000 В без снятия напряжения на токоведущих

частях и вблизи них необходимо:

- оградить расположенные вблизи рабочего места другие токоведущие части, находящиеся под

напряжением, к которым возможно случайное прикосновение;

- работать в диэлектрических галошах или стоя на изолирующей подставке либо на

диэлектрическом ковре;

- применять инструмент с изолирующими рукоятками (у отверток, кроме того, должен быть

изолирован стержень); при отсутствии такого инструмента пользоваться диэлектрическими перчатками.

- без применения электрозащитных средств запрещается прикасаться к изоляторам

электроустановки, находящейся под напряжением.

Работы в электроустановках, связанные с подъемом на высоту

- Работы на высоте 1 м и более от поверхности грунта или перекрытий относятся к работам,

выполняемым на высоте. При производстве этих работ должны быть приняты меры, предотвращающие

падение работающих с высоты.

- Передвигать мост или тележку крана крановщик может только по команде производителя

работ. При передвижении мостового крана работающие лица должны размещаться в кабине или на

настиле моста. Когда люди находятся на тележке, передвижение моста и тележки запрещается.

3.2 Вопросы технической эксплуатации электрооборудования

Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании

и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-

транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и

эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую

схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего

приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход

механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных выключателей,

предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение

составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть

снабжены тормозами закрытого типа, действующими при снятии напряжения.

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до500 В, поэтому крановые

механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220,

440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую

двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при

подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания

электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке

и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и

крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов

передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение

операций: время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется

для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы

механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения

(разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью.

Мостовой кран устанавливается в производственных цехах горного производства, где наблюдается

выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует

защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53: защита электрооборудования от попадания

пыли; полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и

вращающимися частями; защита электрооборудования от капель воды, падающих под углом 60

вертикали.

Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка

для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании определяет

энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки

Список использованных источников

1. Белоруссов Н.И. и др. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. 5-е издание,

переработанное и дополненное. М.Энергоиздат.1988 г.

2. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. М.Высшая

школа. 1986 г.

3. ЕСКД

4. Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР. 6-е издание, переработанное и

дополненное. М. Энергоатомиздат. 1986 г.

5. Справочник по проектированию электроснабжения. Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. М.

Энергоатомиздат. 1990 г.

6. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под редакцией

Барыбина Ю.Г. и др. М. Энергоатомиздат. 1991 г.

7. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и

автоматизация. Составители: Анчарова Т.В., Каменева В.В. и др. Под общей редакцией Федорова А.А.,

Сербиновского Г.В. М. Энергоиздат. 1981 г.

8. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией

Федорова А.А., Сербиновского Г.В. В двух книгах. Книга 1. Проектировочные сведения. М.Энергия.

1973 г.

9. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общей редакцией

Федорова А.А., Сербиновского Г.В. В двух книгах. Книга 2. Технические сведения об оборудовании.

М.Энергия.1974 г.

10.

Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2-х книгах. Под общей

редакцией Федорова А.А.. Том 1. Электроснабжение. М. Энергоатомиздат. 1986 г.

11.

Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2-х книгах. Под общей

редакцией Федорова А.А.. Том 2. Электрооборудование. М. Энергоатомиздат. 1986 г.

12.Электротехнический справочник. Т 2. Под общей редакцией Грудинского П.Г. и др. Издание 5-

е, исправленное. М.Энергия. 1975 г.

Заключение

Пример:

По исходным данным мною был выполнен расчёт и выбор силового электрооборудования, сетей

электроснабжения, аппаратов управления и защиты для мостового крана грузоподъёмностью ___ тонн,

составлена схема управления, защиты и сигнализации и описание её принципа действия, рассмотрены

вопросы эксплуатации и техники безопасности при эксплуатации электрооборудования.

Дата и подпись студента

В раздел образования

Портал образования

Методические рекомендации по курсовому проектированию по дисциплине "ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ"