Оптимальная компоновка и разводка электрических цепей при проектировании силовых шкафов

1.

Оптимальная компоновка и разводка
электрических цепей при
проектировании силовых шкафов
Направление 13.04.02 – Электроэнергетика и электротехника
Магистр кафедры ЭО: Куликов К.С.
Руководитель: доцент кафедры ЭО,
к.т.н Федоров Е.Ю.

2.

Предмет исследования
• Оптимальная
компоновка
и
разводка
электрических цепей при проектировании
силовых шкафов
Объект исследования
• Система электроснабжения цеха обработки
корпусных деталей, силовой шкаф
Цель исследования
• Определение оптимальной компоновки и
разводки электрических цепей по критерию
минимальной длины связи между элементами
силового шкафа
2

3.

Задача научного исследования
Разработка и применение эффективной и
универсальной методики определения оптимальной
компоновки и разводки электрических цепей силовых
шкафов решены с использованием следующих
исходных данных:
1.Параметры всех потребителей электроэнергии
2.Пространственные координаты размещения всех
потребителей электроэнергии
3.Геометрическая
конфигурация
монтажного
пространства и допустимые области размещения
оборудования
3

4.

Глава I. Расчет системы
электроснабжения
4

5.

План расположения электрооборудования
в проектируемом цехе
5

6.

Схема канализации электроэнергии в
проектируемом цехе
6

7.

Принципиальная однолинейная схема
электроснабжения проектируемого цеха
7

8.

Схема замещения проектируемого цеха
8

9.

Выводы по главе I
При проектирования системы электроснабжения
произведен расчет электрических нагрузок силовых и
осветительных приемников, определен условный центр
электрических нагрузок, компенсаций реактивной мощности,
выбор числа и мощности трансформаторов ТП. Рассчитаны
токи короткого замыкания, по итогам которого была проведена
проверка выбранного оборудования на динамическую и
термическую стойкость. Защита низковольтной сети
выполнена с помощью автоматических выключателей.
Определены
возможные
элементы
системы
электроснабжения для их компоновки в силовой шкаф и
последующей разводки электрических цепей внутри шкафа.
9

10.

Глава II Оптимальная компоновка
и разводка электрических цепей
силовых шкафов
10

11.

Принципиальная однолинейная схема силового
шкафа ВРУ1
11

12.

План расположения элементов электрооборудования
силового шкафа до компоновки
12

13.

Алгоритм компоновки
1. В матрице Т выбираем строку ei
2. Строим строку si
0
3. Определяем приращения K ij , j = 1, p в куски 1÷p (или l на первом
шаге)
4. Выбираем K i min K ij
j*
j
5. Строку s
j*
матрицы S модифицируем путем поразрядной дизъюнкции
со строкой si .
0
6. Если число элементов в куске G j равно заданному, то кусок G j
сформирован, если меньше, то берем очередной элемент и повторяем сначала.
13

14.

Матрица R
14

15. План расположением элементов электрооборудования силового шкафа после компоновки

15

16.

Алгоритм разводки
1. Находим начальную ячейку S и переносим ее в открытый список U.
Вычисляем hmin (S ) distance(S , T ) .
2. Находим в открытом списке ячейку X с наименьшей стоимостью f(X)
(текущая ячейка);
3. Перемещаем текущую ячейку в закрытый список V
4. С соседними ячейками проводим следующие операции:
- отбрасываем ячейку, если она помещена в закрытый список V;
- в обратной ситуации, добавляем ячейку в открытый список U. Находим
стоимости g, h, f;
5. Алгоритм завершен если:
- целевая ячейка T находится в открытом списке U (путь построен);
- открытый список U = пуст (путь не найден)
16

17.

Путь QF1 - ТАгр1:
17

18.

Путь ТАгр1 – КИ1
18

19.

Путь КИ1 – PI1
Все остальные пути проводим
аналогичным способом.
19

20.

План расположением элементов электрооборудования
силового шкафа после разводки
20

21.

Выводы по главе II
В результате выполнения теоретических и практических
исследований в ходе выполнения диссертационной работы по
оптимальной компоновке и разводке электрических цепей были
реализованы следующие научные и практические положения:
1.Сформулирована поставка задачи и определено ее место в общей
проблеме проектирования силовых шкафов. Проведен комплексный
анализ существующих этапов компоновки и разводки электрических
цепей, выявлены их особенности и недостатки.
2.Разработаны алгоритмы компоновки и разводки электрических
цепей силового шкафа, позволяющие сократить длину и массу
электрических цепей при проектировании.
3.В результате применения алгоритмов компоновки и разводки
электрических цепей длина проводов и шин уменьшилась на 64562
мм.
21

22.

Спасибо за внимание!
22