Практическая работа "Расчет и выбор троллеев"

Практическая работа 10

Тема: Расчет и выбор троллеев

Цель работы: Изучить методику расчета и выбора троллеев и научиться применять ее

Инструкция по выполнению практической работы

1.                 Изучите и составьте конспект методики расчета и выбора троллеев

2.                 Ответьте на контрольные вопросы для закрепления теоретического материала.

3.                  Рассмотреть и записать в конспект пример расчета и выбора троллеев.

4.                 Оформите отчет по практической работе.

5.                 Сделайте вывод по работе

Краткие теоретические сведения

Питание ЭД подъемно-транспортных механизмов (кранов, кран-балок) осуществляется с помощью троллейных линий, представляющих собой металлический профиль в виде стальной полосы, уголка или швеллера. Кроме того, посредством комплектных троллейных шинопроводов, а также гибкого кабеля. Троллеи размещаются вдоль подкрановых путей на специальных конструкциях. Электрическая энергия с троллейных линий снимается с помощью скользящих или катящихся токосъемов. Особенностью работы ЭД транспортных механизмов является то, что они работают с низким коэффициентом использования и низким коэффициентом мощности (Kи, cosφ = 0,45÷0,6).

В качестве контактных проводов (троллеев), как правило, используют профилированную сталь: круглого сечения, уголок или швеллер. Расчет троллейных линий сводится к выбору размера стального профиля (уголок, полоса или швеллер) или типа троллейного шинопровода, удовлетворяющего условиям нагрева и допустимой потере напряжения в момент пика нагрузки т.е. выбор сечения контактных проводов производится по допустимому току с проверкой по потере напряжения. Если условие по соблюдению этих требований не выполняется, то поступают следующим образом: принимается троллейная линия большего сечения, изменяется схема питания, питание к троллее подводится ближе к середине, выполняется секционирование троллейных линий и часто могут применяться подпитки троллейных линий. Подпитки могут быть в виде алюминиевой полосы, расположенной вдоль троллеев и приваренной через определенное расстояние или дополнительным подпиточным кабелем. В связи с тем, что подъем и перенос тяжелых грузов связан с опасностью для людей и оборудования в случае обрыва одного из контактных проводов, существующие правила предписывают осуществлять контроль целости контактных проводов. Эта задача может быть осуществлена с помощью трехфазного реле напряжения или специальных схем. Одна из таких схем представлена на рис. 1.

Реле Р с выпрямительным мостом включается в цепь искусственных нулей в начале и в конце участка троллеев. Сопротивления должны быть равными, чтобы при нормальной работе ток по реле не протекал. В случае обрыва любого троллея симметрия схемы нарушается, срабатывает реле Р и питание участка отключается.

Рисунок 1 - Схема контроля обрыва контактных проводов

Методика расчета и выбора троллеев

Мощность, потребляемая краном из сети, определяется по формуле

где – суммарная установленная мощность трех наибольших по мощности двигателей крана при ПВ=25%; кВт;

 – суммарная установленная мощность всех двигателей крана при ПВ=25%; кВт;

с= 0,3 и b = 0,6÷0,18 – опытные коэффициенты.

Проверка правильности выбора сечения контактного провода по величине потери напряжения необходима потому, что нормальная работа релейно-контактной аппаратуры гарантируется при снижении напряжения, не более чем на 15% U_н. Кроме того, большие посадки напряжения приводят к недопустимому уменьшению максимального момента электродвигателя.

Потеря напряжения в стальных контактных проводах определяется по формулам:

- для переменного тока

- для постоянного тока

В формулах приняты следующие обозначения:

 — активное сопротивление контактного провода, Ом/км;

 — реактивное сопротивление контактного провода, Ом/км;

 – пусковой ток, А;

 — длина провода в м;

 — сечение провода в мм²;

 — удельная проводимость в м/ом мм²; 

Для главных троллеев ∆U% не должно превышать 3—4%.

Пусковой ток  для одного крана определяется по формуле

для двух кранов — по формуле

В формулах приняты следующие обозначения: 

 — номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, А; 

 — то же, второго по мощности двигателя, А;

 — то же, наибольшего по мощности двигателя второго крана, А;

— кратность пускового тока;

Пример 1

Выбрать главные контактные провода пролета цеха, где на подкрановых путях работают два крана одинаковой мощности. Длина пролета 50м. Допустимая потеря напряжения в контактных проводах не должна превышать 3 — 4%. Коэффициент мощности 0,8

Двигатели на кранах: 1) МТ-31-8 Р_н1 = 7,5 кВт;  = 21,2 A;

2) МТ-42-8 Р_н2 = 16 кВт;  = 42,5 А;

3) МТ-61-10 Р_н3 =30 кВт;  =80 А.

Решение

1 Выбор контактного провода производим по допустимому току нагрузки.

Мощность, потребляемая из сети двумя кранами

0,3·76+0,18·107=42,1 кВт

где

Ток нагрузки

 

По расчетному току выбираем стальной уголок №5 (сечением 50×50×6мм), допустимый ток которого  = 100 A; =1,48 Ом/м; =0,8 Ом/м.

2. Проверка по потере напряжения (считаем, что питание к троллеям подводится в одной точке в конце линии).

Пусковой ток нагрузки двух кранов

Потеря напряжения

Потеря напряжения получилась больше допустимой. Значит, сечение контактных проводов нужно увеличить — взять уголок №7,5 (75×75×8мм), а питание осуществить в средней точке.

Если осуществлять питание контактных проводов в нескольких точках, то можно оставить прежнее сечение, т. е. уголок №5.

Пример 2

Мостовые краны и кран - балки должны иметь 3 двигателя (подъема, передвижения моста, передвижения тележки). Разбиваем, суммарную мощность крана =24,2 кВт и получаем 10,9 – 10,9 – 2,4

Определим пиковый ток мостового крана по формуле

Определим номинальный ток одного из наиболее мощных двигателей мостового крана:

Пиковый ток одного из наиболее мощных двигателей равен

Принимаем кратность пускового тока  для АД с фазным ротором

Расчётный ток трёх двигателей равен

Пиковый ток крана

По пиковому току выбираем в качестве крановой троллеи угловую сталь размером 40×40×4 мм, допустимый ток которого  =108А.

Для того, чтобы окончательно принять к установке данную крановую троллею необходимо проверить на падение напряжения.

Расчет потерь напряжения в стальных крановых троллях может выполняться также по следующей формуле:

=m·L

где m – удельная потеря напряжения, принимаемая в зависимости от максимальной величины пикового тока, %/м;

L – длина участка троллейной линии от точки присоединения питающей линии до наиболее удаленного конца, м;

При питании от одной троллейной линии двух кранов длину расчетного участка умножают на 0,8, трех кранов – на 0,7, учитывая малую вероятность работы кранов в конце линии.

Напряжение на зажимах электродвигателей крана при всех режимах работы должно быть не ниже 85% номинального.

Контрольные вопросы для закрепления материала

1.          Каково назначение троллеев?

2.          Объясните условия выбора сечения троллеев.

3.                 Какие меры принимают, чтобы снизить величину потерь напряжения вдоль всего контактного провода?

4.                 Приведите схему контроля обрыва контактных проводов, заменив имеющиеся графические и буквенные обозначения по ГОСТу 2.710-81?