Розрахунок печі опору непрямої дії

Р_ш=2,5 кВт

-реактивна потужність

 кВАр,

Знаходимо суму номінальних  активних (кВт) і реактивних (кВАр) потужностей всіх споживачів групи:

 кВт;

 кВАр

Визначаємо повну потужність групи споживачів, кВА:

 кВА

Коефіцієнт потужності для групи споживачів:

Визначення розрахункового струму КЛ2:

,

де S_гр – розрахункова потужність групи споживачів КЛ2, кВА;

U₂ – напруга на лінії, кВ

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл2}=70 мм² і обираємо алюмінієвий кабель АСБ-3-3 70 трьохжильний, з бумажною пропитаною ізоляцією, з допустимим струмом І_{доп кл2}=155 А.

Перевірка вибраного  кабелю на втрати напруги:

ΔU_кл2=

·І_{р_кл2}·L_кл2·(r_окл2·cosφ+x_окл2sinφ),

де І_{р_кл2} – розрахунковий струм, А;

L_кл2 – довжина кабельної лінії, м;

L_кл2=60 м;

r_окл2 – активний опір, (Ом/км);

,

де γ – питома провідність  лінії, γ=32 ,

 Ом/км

Приймаємо x_окл2=0,08 Ом/км.

Підставивши відповідні значення отримаємо:

ΔU_кл2=

·152,2·0,06·(0,446·0,996+0,08·0,08)=7,1 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_кл2<0,05·U₂,

де U₂ – напруга на KЛ2, кВ

ΔU_доп2=0,05·U2=0,05·0,38·10³=19 В

  Умова виконується, оскільки ΔU_доп2 > ΔU_кл2

 

КЛ3

Визначення розрахункової  потужності:

,

де Р_печі – потужність печі, кВт;

    Q_печі – реактивна потужність печі, кВАр;

 кВА

Визначення розрахункового струму КЛ3:

де І_{р_кл3} - струм в КЛ3, А;

     U₃ – напруга на лінії, кВ.

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл3}=95 мм² і обираємо алюмінієвий кабель АСБ-1-4 95 чотирьохжильний, з бумажною пропитаною ізоляцією , з допустимим струмом І_{доп_кл3}=165 А.

Перевірка вибраного  кабелю на втрати напруги:

ΔU_кл3=

·І_{р_кл3}·L_кл3·(r_окл3cosφ+x_окл3sinφ),

де І_{р_кл3} – розрахунковий струм, А;

L_кл3 – довжина кабельної лінії, м;

L_кл3=3 м

r_окл3 – активний опір, (Ом/км);

,

де γ – питома провідність  лінії, γ=32 ;

 Ом/км

Приймаємо x_окл3=0,08 Ом/км

Підставивши відповідні значення отримаємо:

ΔU_кл3=

·129,14·0,003·(0,33·0,9+0,08·0,44)=0,22 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_{доп_кл3}=0,05·U₃,

де U₃ – напруга на лінії, кВ

ΔU_{доп_кл3}=0,05·0,38·10³=19 В

Умова виконується, оскільки ΔU_{доп_кл3} >ΔU_кл3

 

КЛ4

Розрахункова потужність шафи управління:

 кВА

Розрахунковий стум в  кабелі КЛ4:

,

де І_{р_кл4} - струм в КЛ4;

    U₃ – напруга на лінії, кВ

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл4}=10 мм² і обираємо алюмінієвий кабель АСБ-1-4 10 чотирьохжильний, з бумажною пропитаною ізоляцією , з допустимим струмом І_{доп кл4}=45 А.

Активний опір обчислюється за формулою:

,

де γ – питома провідність  лінії, γ=32 ;

Ом/км

Приймаємо x_окл4=0,08 Ом/км

Втрата напруги в  кабельній лінії КЛ4:

ΔU_кл4=

·5,426·0,003·(3,125·0,7+0,08·0,714)=0,063 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_{доп_кл4}=0,05·U₄,

де U₄ – напруга на лінії, кВ

ΔU_{доп_кл4}=0,05·0,38·10³=19 В

Умова виконується, оскільки ΔU_{доп_кл4} > ΔU_кл4

 

КЛ5

Розрахункова потужність:

,

 кВА

Визначення розрахункового струму КЛ5:

,

де І_{р_кл5} - струм в КЛ5;

     U₅ – напруга на лінії, кВ

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл5}=10 мм² і обираємо алюмінієвий кабель АСБ-1-4 10 чотирьохжильний, з бумажною пропитаною ізоляцією , з допустимим струмом І_{доп кл5}=45 А.

Активний опір обчислюється за формулою:

Ом/км

Приймаємо x_окл5=0,08 Ом/км.

Втрата напруги в  кабельній лінії КЛ5:

ΔU_кл5=

·12,6·0,006·(3,125·0,9+0,08·0,44)=0,37 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_{доп_кл5}=0,05·U₅,

де U₄ – напруга на лінії, кВ

ΔU_{доп_кл5}=0,05·0,38·10³=19 В

Умова виконується, оскільки ΔU_{доп_кл5} > ΔU_кл5

 

КЛ6

Розрахункова потужність:

,

 кВА

Визначення розрахункового струму КЛ6:

де І_{р_кл6} - струм в КЛ6;

     U₆ – напруга на лінії, кВ

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл6}=10 мм² і обираємо алюмінієвий кабель АСБ-1-4 10 чотирьохжильний, з бумажною пропитаною ізоляцією , з допустимим струмом І_{доп_кл6}=45 А.

Активний опір обчислюється за формулою:

 Ом/км

Приймаємо x_окл5=0,08 Ом/км.

Втрата напруги в  кабельній лінії КЛ6:

ΔU_кл6=

·4,03·0,003·(3,125·0,9+0,08·0,44)=0,06 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_{доп_кл6}=0,05·U₆,

де U₆ – напруга на лінії, кВ

ΔU_{доп_кл6}=0,05·0,38·10³=19 В

Умова виконується, оскільки ΔU_{доп_кл6} > ΔU_кл6

 

КЛ7

Розрахункова потужність освітлення:

,

 кВА

Визначення струму в  КЛ7:

,

де І_{р_кл7} - струм в КЛ7;

   U₇ – напруга на лінії, кВ

 А

Згідно з табл. 5.10 [10] приймаємо F_{р_кл7}=10 мм² і обираємо алюмінієвий кабель АСБ-1-4 10 чотирьохжильний, з бумажною пропитаною ізоляцією , з допустимим струмом І_{доп_л7}=45 А.

Активний опір обчислюється за формулою:

Ом/км

Приймаємо x_окл7=0,08 Ом/км.

Втрата напруги в  кабельній лінії КЛ7:

ΔU_кл7=

·2,7·0,003·(3,125·0,9+0,08·0,44)=0,04 В

Допустима втрата напруги  дорівнює:

ΔU_{доп_кл7}=0,05·U₇,

де U₇ – напруга на лінії, кВ

ΔU_{доп_кл7}=0,05·0,38·10³=19 В

Умова виконується, оскільки ΔU_{доп_кл7} > ΔU_кл7

Вибрані перерізи мереж живлення перевіряємо на допустиму втрату напруги,при цьому враховуємо втрату напруги в трансформаторі (∆U_тр), в лінії живлення групи споживачів (∆U_гр) і в лінії окремого найбільш потужного споживача (∆U_окр). Допустима втрата напруги не повинна перевищувати 10%U_ном, тобто

Втрата напруги в  трансформаторі у відсотках ( (%)) визначається за виразом

,

де β=0,75 – коефіцієнт завантаження трансформатора, при відсутності повної інформації для двотрансформаторних підстанцій;

    e_r , е_х - відповідно активна і індуктивна складова напруги КЗ, %

,

де ΔР_кз - потужність КЗ трансформатора, кВт, величина таблична;

 

%,

,

де е - напруга КЗ трансформатора, %, величина таблична;

%

Тоді

ΔU_тр(%)=0,75·(1,031·0,9+5,4·0,44)=2,5 %

Визначимо втрати напруги  в трансформаторі у вольтах за виразом:

,

 В

Можемо визначити допустиму втрату напруги:

В,

 В

13,88 < 38 – умова виконується

 

8.3 Результати вибору мережі живлення

Результати вибору мережі живлення зводимо у таблицю 8.1

    

 

 

    Таблиця 8.1 Мережа живлення

 

Споживач	Рном, кВт	L,  м	Іроз,  А	F, мм2	Тип мережі
Піч опору	85	3	129,14	95	трифазна
Шафа управління	2,5	3	5,426	10	трифазна
Двигун висувного поду (М1)	7,5	6	12,6	10	трифазна
Освітлення	2,8	3	4,7	10	однофазна
Двигун вентилятора     (М2)	2,2	3	4,03	10	трифазна

 

 

9 СХЕМА ДВОПОЗИЦІЙНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ПЕЧІ

 

Схема двопозиційного регулювання  температури печі зображена на рис. 9.1

Рис. 9.1 - Схема двопозиційного регулювання температури печі

(режим керування - ручний)

      Схема  працює наступним чином:

 Замикаємо електричне коло, натискаючи кнопку "Пуск". Для включення печі натискаємо кнопку “Пуск”. Контактор ‘КМ1” в свою чергу буде шунтувати кнопку “Пуск”. Струм протікає через КТ1 і КТ2, а також проходитиме через термореле “ТР2” і введе його в роботу. Піч яка нагрілася до певної температури, призводить до спрацювання термореле “ТР2” – контакти “ТР2” розмикаються. Піч, за цей час охолоджується до певної температури. Потім знову замикаються контакти "ТР2", тим самим замикаючі коло і приводить у роботу дану піч. Зупинити роботу печі можливо натисканням кнопки "Стоп".

При першому включені піч нагрівається від температури оточуючого середовища до температури , при цьому використовується повна потужність печі. При досягненні температури спрацьовує термодатчик, термореле розімкне свої контакти і відключить нагрівальні елементи печі. При зниженні температури до термореле замикає свої контакти і підключає нагрівальні елементи і так повторюється декілька раз за термін нагрівання.

Визначимо згідно вихідних даних тривалість першого нагрівання t₀ і тривалість наступних нагрівань t₂ і охолоджень t_1. Якщо t₀  більше за задану тривалість нагрівання, то використати форсоване нагрівання (за рахунок додавання додаткового опору в печі). При досягненні в цьому випадку максимальної температури додатковий опір відключається, тривалість нагрівання значно зменшується і становить .

  Розрахуємо параметри добового графіку зміни температури при роботі пічного пристрою

Охолодження і нагрів можуть бути описані наступними рівняннями:

 

        Згідно умови виріб нагрівається до температури:

Приймаємо постійну нагріву  Т =0.6 год, тоді для знаходження часу нагріву від температури навколишнього  середовища 20⁰C необхідно розв’язати наступне рівняння:

1) год

Після цього йде охолодження на 100 ºС, тобто до температури 840 ºС:

   год

Далі йде повторний  нагрів до температури , але оскільки за умови деталь нагрівається 2,0 год, то даний етап нагріву триватиме: