Електропостачання заводу з виробництва складської техніки

Наріков, Андрій Юрійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10079

Title:	Електропостачання заводу з виробництва складської техніки
Authors:	Яценко, Ірина В'ячеславівна Наріков, Андрій Юрійович
Keywords:	надійність електропостачання;енергоефективність
Issue Date:	Jun-2026
Abstract:	У сучасних умовах розвитку промисловості особливого значення набуває питання надійного та ефективного електропостачання підприємств машинобудівного профілю, у тому числі заводів з виробництва складської техніки. Такі підприємства характеризуються значною різноманітністю електроприймачів, наявністю енергоємного обладнання, а також підвищеними вимогами до безперебійності електропостачання, оскільки від цього безпосередньо залежить виробничий процес та якість продукції, що випускається. Метою даної дипломної є розробка системи електропостачання заводу з виробництва складської техніки, що забезпечує необхідний рівень надійності, економічності та безпеки. У роботі розглядаються питання визначення електричних навантажень, вибору схеми електропостачання, розрахунку основних елементів мережі, а також забезпечення захисту та стійкості роботи системи при аварійних режимах. Змн. Арк.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10079
Appears in Collections:	141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (Електротехнічні системи електроспоживання)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
ПЗ_Наріков_ДРУК.pdf Restricted Access		5.06 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(назва факультету)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва кафедри)

«До захисту допущено»
Завідувач кафедри ЕТС
Валентин ТКАЧЕНКО
______________________
“_____” __________2026 р.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до кваліфікаційної роботи

б а к а л а в р
(освітньо-кваліфікаційний рівень)

ЧДТУ А1 22322 94/03-03

на тему:
«Електропостачання заводу з виробництва складської
техніки»
(назва теми згідно з наказом)

Виконав: здобувач вищої освіти 4 курсу,
групи ЕСЕ – 22
Спеціальності:
141 «Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка»
(шифр і назва спеціальності)

Наріков Андрій Юрійович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)

Керівник _____________ Ірина ЯЦЕНКО_
(Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Рецензент ____________ Ігор ГРИБЕНЮК
(Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)

Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших
авторів без відповідних посилань
Здобувач вищої освіти ______________
(підпис)
Черкаси 2026 року
Черкаський державний технологічний університет

Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва)
Спеціальність: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідувач кафедри ЕТС
Валентин ТКАЧЕНКО
______________________
“_____” __________2026 р.

З А В Д А Н Н Я
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ

Нарікову Андрію Юрійовичу
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
1. Тема кваліфікаційної роботи
«Електропостачання заводу з виробництва складської техніки»

Керівник кваліфікаційної роботи Яценко Ірина В’ячеславівна, д.т.н., професор
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету від
« 13 » квітня 2026 року № 94/03-03
2. Строк подання кваліфікаційної роботи здобувачем вищої освіти _________________
3. Вихідні дані до кваліфікаційної роботи: 1. Тип системи електропостачання –
централізована; 2. Клас напруги ГПП – 110/10 кВ; 3. Встановлена потужність
підприємства – 5930,5 кВт; 4. Потужність КЗ на шинах енергосистеми – 2700 МВА; 5.
Розміри цеху – (54×54)х6 м; 6. Кількість електроприймачів цеху – 49 шт; 7. Встановлена
потужність силових електроприймачів цеху – 790,6 кВт; 8. Індивідуальне завдання –
Оперативні ланцюги постійного струму на підстанціях та електростанціях; 9. Техніко-
економічні розрахунки – Енергозбереження у трансформаторних підстанціях
підприємства; 10. Охорона праці – Засоби нормалізації параметрів мікроклімату в
приміщенні інженерно-технічного відділу
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить
розробити)
1 Умови проектування
2 Розрахунок електричних навантажень
3 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства. Розрахунок живлячої мережі
4 Вибір трансформаторів і засобів компенсації реактивної потужності
5 Вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання напругою 10 кВ
6 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах вище 1000 В
7 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП. Вибір високовольтної апаратури.
Перевірка кабельних ліній
8 Розрахунок системи електропостачання цеху
9 Індивідуальне завдання – Оперативні ланцюги постійного струму на підстанціях та
електростанціях
10 Техніко-економічні розрахунки – Енергозбереження у трансформаторних
підстанціях підприємства
11 Охорона праці.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень,
плакатів)
1 Генеральний план підприємства
2 Однолінійна схема ГПП 110/10 кВ
3 План ГПП 110/10 кВ
4 Однолінійна схема електропостачання цеху
5 План живлячих та розподільчих мереж цеху
6 Однолінійна схема КТП
7 Вид та план КТП 10/0,4 кВ
6. Консультанти розділів кваліфікаційної роботи
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата
Розділ
консультанта завдання видав завдання прийняв
Охорона праці ст. викл. Олексій КОЖЕМ´ЯКІН

7. Дата видачі завдання до кваліфікаційної роботи 14 квітня 2026 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Строк виконання
№ Назва етапів виконання кваліфікаційної роботи
етапів кваліфікаційної Примітка
з/п
роботи
1 Умови проектування 14.04.26 – 17.04.26
2 Розрахунок електричних навантажень 18.04.26 – 26.04.26
Вибір і обґрунтування схеми живлення
3 27.04.26 – 30.04.26
підприємства. Розрахунок живлячої мережі
Вибір трансформаторів і засобів компенсації
4 1.05.26 – 4.05.26
реактивної потужності
Вибір схеми внутрішньозаводського
5 5.05.26 – 7.05.26
електропостачання напругою 10 (6) кВ
Розрахунок струмів короткого замикання в
6 8.05.26 – 13.05.26
мережах вище 1000 В
Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП.
7 Вибір високовольтної апаратури. Перевірка 14.05.26 – 17.05.26
кабельних ліній.
8 Розрахунок системи електропостачання цеху 18.05.26 – 21.05.26
9 Індивідуальне завдання 22.05.26 – 24.05.26
Техніко-економічні розрахунки елементів СЕП
10 25.05.26 – 26.05.26
промислового підприємства
11 Охорона праці 27.05.26 – 29.05.26
12 Виконання креслень графічної частини роботи 30.05.26 – 02.06.26
Підготовка доповіді та супровідних документів, 03.06.26 – 05.06.26
13
збір необхідних підписів

Здобувач вищої освіти-дипломник ________________ Андрій НАРІКОВ
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Керівник кваліфікаційної роботи ________________ Ірина ЯЦЕНКО .
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
ЗМІСТ
ВСТУП.................................................................................................................. 6
1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ............................................................................ 7
1.1 Характеристика об’єкта проектування.................................................. 7
1.2 Характеристика електроприймачів (ЕП) цеху...................................... 9
1.3 Характеристика цехів об’єкта……………........................................ 12
1.4 Характеристика джерела живлення…………………………………... 12
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ.................................... 14
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових ЕП............................... 14
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних навантажень
від однофазних електроприймачів.......................................................... 20
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем........................................................................... 20
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ цехової
підстанції.................................................................................................. 23
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях системи
електропостачання……………………………………………………... 23
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень цеху та
підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних 25
підстанцій………………………………………………………………. 25
2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і цеху………. 25
2.6.2 Картограма електричних навантажень підприємства…………
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП (КТП)…………………. 30
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ ПІДПРИЄМСТВА.
РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ…………………………………….. 33
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства……………… 33
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі………………………………. 33
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ 35
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ…………………………………………….. 35
4.1 Вибір трансформаторів ГПП…………………………………………..
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності................................ 37
4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві……………… 40
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 (6) кВ………………………. 42

5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської
42
мережі…………………………………………………………………..

ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Розроб.
Наріков Літ. Арк. Аркушів
Електропостачання
Перевір. Яценко 3
заводу з виробництва
Реценз.
Н. Контр. Ключка складської техніки
ФЕТАМ ЕСЕ–22
Затверд. Ткаченко
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж…………………………. 43

6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В МЕРЕЖАХ
ВИЩЕ 1000 В………………………………………………………………... 46
6.1 Вихідні дані для розрахунків…………………………………………. 46
6.2Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в характерних
точках…………………………………….……………………………. 47
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі
110 кВ…………………………………………………………………… 49
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП. ВИБІР
ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ 52
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП………………….. 52
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН……………………………….. 53
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН…………………….. 53
7.4 Вибір трансформаторів струму…………………………………….. 54
7.5 Вибір трансформаторів напруги…………………………………….. 55
7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість……………………………... 56
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ................... 57
8.1 Вибір схеми і конструкції системи електропостачання цеху.............. 57
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних систем.................... 59
8.2.2 Загальні відомості………………………………………………. 59
8.2.2 Розрахунок освітленості……………………………………….. 59
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок………………... 61
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам нагріву............... 63
8.3.1Особливості розрахунку цехових електричних мереж……… 65
8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами
нагріву та захисту……………………………………………… 66
8.3.3 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги……… 67
8.3.4 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ………… 68
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі до 1000 В........... 69
8.4.1 Розрахунок початкового значення періодичної складової
струму трифазного КЗ…………………………………………... 69
8.4.2 Розрахунок струму однофазного КЗ…………………………. 71
8.5 Захист цехових електричних мереж....................................................... 71
8.5.1 Вибір апаратів захисту…………………………………………. 71
8.5.2 Перевірка мережі на захищеність………………………………. 72
8.6 Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної
підстанції…………………………………………………………… 73
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної
підстанції…………………………………………………………… 74
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ –
Оперативні ланцюги постійного струму на підстанціях та 78
електростанціях …………………………………………….……….…..
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА…………………………………… 89
11 ОХОРОНА ПРАЦІ………………………………………………………… 95
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають при виконанні
робіт в приміщенні інженерно-технічного відділу …………… 95
11.2 Засоби нормалізації параметрів мікроклімату в приміщенні
інженерно-технічного відділу ………………………..…………… 100
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ............................................................ 111

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ВСТУП
У сучасних умовах розвитку промисловості особливого значення
набуває питання надійного та ефективного електропостачання підприємств
машинобудівного профілю, у тому числі заводів з виробництва складської
техніки. Такі підприємства характеризуються значною різноманітністю
електроприймачів, наявністю енергоємного обладнання, а також
підвищеними вимогами до безперебійності електропостачання, оскільки від
цього безпосередньо залежить виробничий процес та якість продукції, що
випускається.
Метою даної дипломної є розробка системи електропостачання заводу
з виробництва складської техніки, що забезпечує необхідний рівень
надійності, економічності та безпеки. У роботі розглядаються питання
визначення електричних навантажень, вибору схеми електропостачання,
розрахунку основних елементів мережі, а також забезпечення захисту та
стійкості роботи системи при аварійних режимах.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ
1.1 Характеристика об’єкту проектування
В кваліфікаційній роботі бакалавра буде проєктуватися
електропостачання заводу з виробництва складської техніки.
Завод з виробництва складської техніки відноситься до
машинобудівних підприємств, що спеціалізуються на випуску підйомно-
транспортного обладнання, призначеного для механізації вантажно-
розвантажувальних та складських операцій. Така техніка широко
застосовується в логістиці, промисловості, торгівлі та на транспортних
підприємствах, забезпечуючи ефективне переміщення та зберігання
вантажів.
Складська техніка є невід'ємною частиною сучасної економіки,
оскільки дозволяє суттєво підвищити продуктивність праці, скоротити
витрати часу на обробку вантажів та зменшити частку ручної праці.
Основним призначенням даного обладнання є підйом, переміщення та
штабелювання вантажів, найчастіше розміщених на піддонах (палетах).
Основні напрямки виробництва
Підприємства цього типу орієнтовані випуск наступних видів
продукції:
- Вилкові навантажувачі (електричні, дизельні, газові) - основний
вид складської техніки, що використовується для навантаження,
розвантаження та транспортування вантажів;
- Штабелери - техніка для підйому та укладання вантажів на стелажі;
- Річтраки - спеціалізовані машини для роботи на складах з високими
стелажами;
- Гідравлічні та електричні візки – для переміщення вантажів на
короткі відстані;
- Навісне обладнання (вили, захвати, ковші та ін.);
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- Запасні частини та комплектуючі для складської техніки.
Також на заводі можуть виготовлятися акумуляторні батареї, системи
керування, елементи гідравліки та інші вузли, що забезпечують роботу
техніки.
Особливості виробничого процесу
Виробництво складської техніки включає декілька основних етапів:
- Проектування та конструкторська розробка: розробка конструкції
машин, розрахунок навантажень, підбір матеріалів та
комплектуючих.
- Заготівельне виробництво: обробка металу (різання, штампування,
згинання), виготовлення деталей та заготовок.
- Механічна обробка: токарна, фрезерна, свердлильна обробка
деталей.
- Зварювальні роботи: складання рам, щогл та інших
металоконструкцій.
- Складальне виробництво: монтаж двигунів, гідравлічних систем,
електроустаткування та систем керування.
- Випробування та контроль якості: перевірка працездатності,
надійності та безпеки техніки.
- Антикорозійний захист та надання товарного виду продукції.
Згідно ПУЕ [1] завод з виробництва складської техніки відноситься до
І категорії за надійністю, так як на заводі переважають споживачі І категорії.
Основним високовольтним обладнанням заводу є 7 цехових
трансформаторних підстанцій. Тому застосовуємо радіальну схему
живлення цехів від ГПП. ГПП розміщена в центрі теоретичного
навантаження заводу (буде розрахований в проекті). Живлення ГПП
відбувається від двох незалежних вводів районних розподільчих пунктів
(дві лінії 110 кВ) по повітряним лініям .

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

1.2 Характеристика електроприймачів цеху
В дипломній роботі зробимо розрахунок електропостачання
заготівельного цеху, який живиться від ТП3 10/0,4 кВ (цехової понижуючої
трансформаторної підстанції). В цеху застосована радіальна схема
розподілу електроенергії. Основне обладнання цеху відноситься до ІІ
категорії [1, 2].
Габаритні розміри цеху складають 54х54 м, площа відповідно 2916 м2.
Заготівельний цех одна із початкових і ключових ланок виробничого
процесу заводу з виробництва складської техніки. Його основне
призначення - підготовка вихідних заготовок з металу та інших матеріалів
для подальшої механічної обробки, зварювання та збирання виробів
складської техніки.
Основні функції цеху
Заготівельний цех виконує такі функції: прийом та зберігання
сировини (листовий метал, сортовий прокат, труби, профілі); розмітка
матеріалів відповідно до конструкторської документації; різання металу на
заготівлі заданих розмірів;згинання та формоутворення деталей; первинна
обробка поверхонь; комплектування заготовок для передачі до інших цехів
(механічний, зварювальний, складальний).
Цех забезпечує безперервність виробництва, формуючи заготівельну
базу для всіх наступних етапів виготовлення продукции.
Основні технологічні процеси
У заготівельному цеху застосовуються такі процеси: механічна різка
(стрічковопильна, дискова); газове та плазмове різання; лазерне різання (на
сучасних підприємствах); згинання листового металу; штампування та
пробивання отворів; рубка металу.
Ці операції дозволяють отримувати заготовки необхідної форми та
розмірів з мінімальними відходами матеріалу.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На підприємстві цього профілю заготівельний цех забезпечує
виготовлення: елементів рам та шасі навантажувачів; деталей щогл
підйомних механізмів; корпусів та захисних конструкцій; заготовок для
гідравлічних вузлів; елементи навісного обладнання.
Вимоги до точності заготовок досить високі, оскільки від них
залежить якість подальшого збирання та надійність техніки.
Значення цеху у структурі заводу
Заготівельний цех відіграє важливу роль, оскільки:
- формує основу всім наступних технологічних операцій;
- впливає на якість та точність готової продукції;
- забезпечує ритмічність роботи всього підприємства;
- сприяє зниженню матеріальних витрат за рахунок
раціонального розкрою.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 1.1
Електричні навантаження заготівельного цеху

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

1.3 Характеристика цехів об’єкта, особливості їх
електропостачання
На території заводу знаходится сім трансформаторних підстанцій
10/0,4 кВ, що живлять наступні цехи: ТП1 – Ливарний цех; ТП2 –
Інструментальний цех; ТП3 – Заготівельний цех; ТП4 – Зварювальний цех;
ТП5 – Цех термообробки металів; ТП6 – Гальванічний цех; ТП7 – Насосна
станція.
Згідно ПУЕ [1] завод з виробництва складської техніки відноситься до
І категорії за надійністю, так як на заводі переважають споживачі І категорії.
Застосовуємо радіальну схему живлення цехів від ГПП. ГПП розміщена в
центрі теоретичного навантаження заводу (буде розрахований в проекті).
Живлення ГПП відбувається від двох незалежних вводів районних
розподільчих пунктів (дві лінії 110 кВ) по повітряним лініям.

1.4 Характеристика джерела живлення
Джерелом живлення розглянутого заводу з виробництва складської
техніки є головна понижувальна підстанція (ГПП), що призначена для
прийому електричної енергії від зовнішньої енергосистеми, перетворення її
за рівнем напруги та подальшого розподілу по внутрішніх мережах заводу.
ГПП знаходиться в центрі електричних навантажень заводу, що є
технічно обґрунтованим рішенням. Таке розташування дає змогу зменшити
протяжність розподільних мереж, зменшити втрати електроенергії,
зменшити капітальні витрати на кабельні лінії та забезпечити більш
рівномірний розподіл навантажень між споживачами.
Живлення основної понижувальної підстанції здійснюється від
зовнішньої енергосистеми через два незалежних джерела - районні
розподільні пункти (РП). Електропостачання здійснюється по двох
повітряних лініях напругою 110 кВ, кожна з яких здатна забезпечити
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

живлення заводу. Дана схема відповідає вимогам надійності
електропостачання промислових підприємств [1].
Наявність двох незалежних входів забезпечує: підвищену надійність
електропостачання, можливість резервного живлення в разі пошкодження
однієї з ліній, скорочення часу перебоїв електропостачання, стабільну
роботу технологічного обладнання.
Як правило, лінії живляться від різних ділянок шин або різних
підстанцій енергосистеми, що виключає одночасне відключення обох
джерел у разі аварійної ситуації.
На ГПП, встановлюються силові трансформатори, що забезпечують
зниження напруги з 110 кВ до напруги розподільної мережі заводу 10 кВ.
Також ГПП оснащується розподільчими пристроями високої та низької
напруги, засобами релейного захисту, автоматикою та приладами обліку
електроенергії.
Схема роботи підстанції, зазвичай, передбачає роздільну роботу
вводів з автоматичним включенням резерву (АВР). У нормальному режимі
живлення може здійснюватися від одного введення або з розподілом
навантаження між двома лініями, а аварійної ситуації відбувається
автоматичне перемикання на справне джерело живлення.
Таким чином, прийнята схема електропостачання з використанням
головної понижувальної підстанції та двох незалежних живильних ліній
напругою 110 кВ забезпечує необхідний рівень надійності, економічності та
якості електропостачання, що відповідає умовам роботи промислового
підприємства та вимогам нормативних документів.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових ЕП
Розрахунок проводимо згідно методики [2,3,5,6].

Рис. 2.1 – Ступені системи електропостачання підприємства
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 2.1 - Коефіцієнт розрахункового навантаження [1,2,4].

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 2.1

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 2.2

Робимо розрахунок для групи ЕП – верстат повздовжньої різки (2 шт.):

Визначаємо величину ефективної кількості ЕП ne [2]:

Груповий коефіцієнт використання [2]:

За рис. 2.2 знаходимо:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Результати розрахунків заносимо до таблиці 2.3 [2,7].
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2.2 Особливості визначення розрахункових електричних навантажень
від однофазних електроприймачів
При розрахунку електричних навантажень від однофазних
електроприймачів у заготівельному цеху основна особливість полягає у
необхідності врахування їхнього впливу на несиметрію трифазної мережі.
На відміну від трифазних споживачів однофазні навантаження
підключаються до окремих фаз, що при нерівномірному розподілі викликає
перекіс фазних струмів і напруг.
У розрахунках такі електроприймачі зазвичай групують за фазами з
максимально рівномірним розподілом потужності. Якщо розподіл
невідомий, застосовують коефіцієнти несиметрії або приймають найбільш
несприятливий варіант навантаження одну фазу.
Також враховується коефіцієнт попиту та коефіцієнт одночасності. Це
дозволяє визначити розрахункову, а не встановлену потужність.
Додатково важливо враховувати збільшення струмів у нульовому
провіднику за наявності нелінійних навантажень (наприклад, електронних
пристроїв) та вплив пускових струмів окремих приймачів.
Таким чином, розрахунок зводиться до визначення сумарної
розрахункової потужності з урахуванням коефіцієнтів, рівномірного
розподілу за фазами та перевірки мережі на допустиму несиметрію та
навантаження по кожній фазі.
В цеху використовують трифазні ЕП, тому немає необхідності
проводити розрахунок для однофазних.

2.3 Визначення розрахункових електричних
навантажень від освітлювальних систем
Виконаємо розрахунок освітлювального навантаження методом
питомої потужності на прикладі заготівельного цеху підприємства з
виробництва складської техніки [8, 9,10] .
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Приміщення цеху відноситься до категорії пожежобезпеки «Г» [1, 8,
9,10].
Заготівельний цех має наступні геометричні розміри 54×54×6 м;
(S=2916 м2 (площа)).
Для освітлення цеху ми використаємо світильники типу ЛСО-04 з
чотирма лампами типу ЛБ-65. Світильники розташовуються на тросі на
висоті h=5,8 м від підлоги.
Світильники типу ЛСО-04 із чотирма лампами ЛБ-65 — це
люмінесцентні освітлювальні прилади підвищеної потужності, призначені
для загального освітлення виробничих приміщень, зокрема заготівельних
цехів.
Коротка характеристика
Даний тип світильника є лінійним світильником, в якому встановлені
4 люмінесцентні лампи типу ЛБ потужністю 65 Вт кожна. Такі світильники
застосовуються там, де потрібна висока освітленість на робочих
поверхнях.
Основні параметри
- кількість ламп: 4 шт.
- тип ламп: ЛБ (люмінесцентні, «біле світло»)
- потужність однієї лампи: 65 Вт
- сумарна потужність: близько 260 Вт (без урахування втрат ПРА)
- напруга живлення: 220 В
- світловий потік однієї лампи: ~4800-5200 лм
- загальний світловий потік: до ≈ 20 000 лм
Конструктивні особливості
Світильник включає: металевий корпус; відбивач підвищення ККД;
чотири патрони під лампи; пускорегулюючу апаратуру (дроселі, стартери
або ЕПРА); захисний розсіювач (не завжди обов'язковий).
Особливості роботи
- створюють потужний та рівномірний світловий потік;
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- мають порівняно високий ККД для люмінесцентних джерел;
- можливі пульсації світлового потоку (при електромагнітних
ПРА);
- вимагають часу на запуск та вихід на номінальний режим;
- чутливі до температури навколишнього середовища.
Застосування у заготівельному цеху
Такі світильники встановлюються: у зонах із підвищеними вимогами
до освітленості; над робочими місцями та верстатами; у прольотах цеху з
великою висотою.
Зазвичай розміщуються рядами для рівномірного освітлення всієї
площі.
Переваги та недоліки
Переваги: висока світлова віддача; відносно рівномірне висвітлення;
перевірена та надійна конструкція.
Недоліки: великі габарити та енергоспоживання; наявність пульсацій
(при старих ПРА); необхідність обслуговування (заміна ламп, стартерів);
морально застаріла технологія проти LED.

Реактивна потужність освітлювальних установок:

Дані розрахунків заготівельного цеху та решти цехів наведено в
таблиці 2.4.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ
цехової ТП
Знаходимо сумарну активну та реактивну потужність
заготівельного цеху [2,5,6]:

Повна потужність підприємства:

Дані розрахунків заготівельного цеху та решти цехів наведено в
таблиці 2.4.

2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях
системи електропостачання
Приблизну потужність заводу (на шинах РУНН) S НН ГПП визначаємо
за формулою [1,2,5,6]:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень
цеху та підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних
підстанцій
2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і цеху
Радіус розрахункового кола визначено наступним виразом згідно
описаної методики [2, 5-7]:

У кожному з отриманих кіл виділяємо сектори, що відповідають
силовому, а також освітлювальному навантаженням [1, 2, 5-7]:

Аналогічно робимо розрахунки по підприємству та заносимо їх до
таблиці 2.5.
Теоретичний центр електричних навантажень визначаємо як точку з
відповідними координатами:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ГПП розташовуємо в теоретичному ЦЕН згідно розрахунків (таблиця
2.5).

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Вибір місця розташування цехової ТП
Підстанцію мають розташувати якомога ближче до центру
електричних навантажень цеху. Це дозволяє скоротити довжину кабельних
ліній, зменшити втрати електроенергії та падіння напруги.
Вибирають місце зі зручним доступом для монтажу, обслуговування
та ремонту обладнання. Має бути забезпечено під'їзд для транспорту та
можливість заміни трансформаторів.
Підстанцію розміщують з урахуванням вимог електробезпеки та
пожежної безпеки — далеко від вибухонебезпечних, пожежонебезпечних та
сильно запилених зон.
Враховують умови навколишнього середовища: температура,
вологість, наявність агресивних речовин. За потреби передбачають захист
чи розміщення в окремому приміщенні.
Забезпечують мінімальний перетин кабельних трас з технологічними
потоками, щоб не заважати виробничому процесу.
Враховують перспективу розвитку підприємства – можливість
збільшення потужності чи встановлення додаткового обладнання.
Розташування має забезпечувати надійність електропостачання: за
потреби передбачають резервування та зручний зв'язок з іншими
підстанціями.
Загалом, завдання — забезпечити економічність, безпеку та
надійність електропостачання за мінімальних витрат.
Визначаємо ЦЕН [1,2]:
- для активної потужності

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- для реактивної потужності

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Продовження таблиці 2.6

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Продовження таблиці 2.6

Розрахований ЦЕН: Х=35,5 м; Y=24,4 м.
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП (КТП)
При виборі місця розміщення головної понижувальної підстанції
(ГПП), цехових трансформаторних підстанцій (ТП) і комплектних
трансформаторних підстанцій (КТП) керуються низкою загальних і
специфічних чинників [1,2].
1. Головна понижувальна підстанція (ГПП)
Основні критерії вибору місця:
- Близькість до центру навантажень підприємства - знижує втрати
електроенергії та довжину внутрішніх мереж.
- Наближеність до джерела живлення (ЛЕП, енергосистема)
зменшує витрати на зовнішні підключення.
- Зручність введення ліній високої напруги - мінімізація
перетинів із дорогами, будинками та комунікаціями.
- Надійність та резервування – можливість організації
незалежних вводів живлення.
- Безпека — розміщення поза вибухо- та пожежонебезпечними
зонами.
- Наявність вільної території – для розширення, встановлення
додаткового обладнання.
- Транспортна доступність - для доставки та заміни великого
обладнання (трансформаторів).
2. Цехова трансформаторна підстанція (ТП)
При розміщенні всередині або поряд із цехом враховують:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- Максимальне наближення до центру навантажень цеху –
зменшення втрат та падіння напруги.
- Мінімальна довжина розподільчих мереж до електроприймачів.
- Умови довкілля - захист від пилу, вологи, агресивних
середовищ.
- Електро- та пожежна безпека - виключення небезпечних зон.
- Зручність експлуатації – доступ для обслуговування та ремонту.
- Неперешкоджання технологічному процесу – не заважати
роботі обладнання та персоналу.
3. Комплектна трансформаторна підстанція (КТП)
Для КТП (особливо зовнішньої установки):
- Розміщення є максимально близьким до групи споживачів.
- Готовність майданчика – рівна поверхня, фундамент, захист від
підтоплення.
- Зручне підведення кабельних та повітряних ліній.
- Безпечні відстані до будівель та споруд.
- Простота монтажу та швидкість введення в експлуатацію – одна
з ключових переваг КТП.
- Можливість переміщення або заміни у разі зміни схеми
електропостачання.
Загальний принцип
У всіх випадках вибір місця визначається балансом трьох факторів:
економічність (мінімум втрат та витрат) + надійність + безпека експлуатації.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ
ПІДПРИЄМСТВА
РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства
Підприємство з виробництва складської техніки згідно ПУЕ [1]
відноситься до І категорії за надійністю енергозабезпечення. Тому на
підприємстві використовується радіальна схема живлення цехів та
відповідальних споживачів від головної понижуючої підстанції (ГПП), яку
розташовуємо в точці теоретичного центру навантаження з міркувань
приведених вище [1, 11 - 13].

Рисунок 3.1 – Схема РУ НН 6 (10) кВ у складі ТП
Живлення ГПП забезпечується від двох незалежних джерел (дві
повітряні лінії 110 кВ, підключені до головної понижувальної підстанції) [1,
11 - 13].

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Живлення ГПП відбувається від РПС (районної підстанції
енергосистеми) на якій зазвичай використовують автотрансформатори типу
АТДЦТН-200000/220/110, з потужністю первинної обмотки Sном(ВН)=
200 МВА, а вторинної обмотки S ном(НН)= =100 МВА [1].
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі
Активну і реактивну складову втрат в трансформаторі визначаємо за
умовою [2, 11-13]:

Повна розрахункова потужність підприємства:

Переріз мережі живлення ГПП:

Вибраний переріз лінії живлення перевіряється на допустимий струм
після аварійного режиму згідно умови [1, 2, 11-13]:

Вибираємо провід з перерізом S=70 мм2, марки АС-70, розрахований
на допустимий струм Ідоп =265 А, напругою 110 кВ [1].

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ
4.1 Вибір трансформаторів головної понижуючої підстанції
Вибір трансформаторів ГПП здійснюємо згідно [1,2, 11-13,27].
- активна і реактивна складова втрат в трансформаторі:

Загальне навантаження об’єкта визначається виразом:

Номінальна потужність кожного з двох трансформаторів ГПП:

По отриманому значенню потужності вибираємо номінальну
потужність трансформатора Sн.тр=6300 кВА [1,2, 11-13,27].
Коефіцієнт початкового завантаження трансформатора[1,2, 11-13]:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 4.1 – Типовий добовий графік навантаження для
вибору трансформаторів ГПП.
Знаходимо коефіцієнт перевантаження трансформатора К2 за значеннями
К2’ та К2’’:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Робота трансформатора допускається із систематичним перевантаженням,
коли виконується умова:

Обираємо трансформатор марки ТМН 6300/110 з напругами ВВ=115 кВ;
НВ=11 кВ та потужністю Sном.тр=6300 кВА.

4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності

Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів виконується
на основі розрахункового електричного навантаження цеху з урахуванням
як активної, так і реактивної складових. Значна частка промислового
навантаження є індуктивною, що призводить до зниження коефіцієнта
потужності та збільшення повної потужності, що споживається з мережі.
Це, своєю чергою, викликає зростання струмів, втрат електроенергії та
потребує встановлення трансформаторів більшої потужності.
Для зменшення реактивного навантаження застосовують
компенсацію реактивної потужності за допомогою конденсаторних
установок. В результаті підвищується коефіцієнт потужності, знижується
повна потужність навантаження та зменшується навантаження на
трансформатори. Це дозволяє більш раціонально вибрати їхню потужність і
знизити капітальні та експлуатаційні витрати.
Потужність трансформаторів вибирається за розрахунковою повною
потужністю з урахуванням допустимого коефіцієнта завантаження та
перспективи зростання навантажень. При цьому важливо забезпечити
роботу трансформаторів в економічно доцільному режимі без значних
перевантажень.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Кількість трансформаторів визначається вимогами надійності
електропостачання. Для відповідальних споживачів, як правило,
передбачається встановлення двох трансформаторів з можливістю
резервування, тоді як менш відповідальних допускається застосування
одного трансформатора.
Таким чином, облік компенсації реактивної потужності є важливим
фактором при виборі трансформаторів, оскільки дозволяє знизити
встановлену потужність, зменшити втрати електроенергії і підвищити
загальну ефективність системи електропостачання.
Визначаємо ємність конденсаторних установок [1, 2, 14, 15]:

Згідно ПУЕ [1] встановлюємо в заготівельному цеху дві
конденсаторні установки марки УК3-0,415-60 Т3 потужністю Qкку=60 квар
кожна та напругою живлення U=0,4 кВ.
Сумарна ємнісна потужність цеху буде становити ∑Qкку=120 квар.
Аналогічно виконується вибір інших цехових трансформаторів та
конденсаторних установок. Результати розрахунків в таблиці 4.1.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві
Компенсація реактивної потужності на підприємстві з виробництва
складської техніки є важливим заходом, спрямованим на підвищення
енергоефективності та надійності електропостачання. Основними
споживачами реактивної потужності на таких підприємствах є асинхронні
електродвигуни, зварювальне обладнання, підйомно-транспортні механізми
та трансформатори.
Наявність значного реактивного навантаження призводить до
зниження коефіцієнта потужності, збільшення струмів у мережі, зростання
втрат електроенергії та додаткового завантаження трансформаторів та
кабельних ліній. Це погіршує техніко-економічні показники роботи системи
електропостачання.
Компенсація реактивної потужності здійснюється, як правило, за
допомогою конденсаторних установок, які можуть встановлюватись
централізовано (на підстанції) або безпосередньо у споживачів
(індивідуальна чи групова компенсація). Вибір способу залежить від
характеру та розподілу навантаження по цеху.
Основною метою компенсації є підвищення коефіцієнта потужності
до нормативних значень (зазвичай 0,9-0,95), що дозволяє знизити
споживану повну потужність, зменшити втрати електроенергії та підвищити
пропускну здатність мережі.
Таким чином, компенсація реактивної потужності на підприємстві з
виробництва складської техніки є необхідною умовою раціональної
експлуатації електрообладнання та зниження витрат на електроенергію.
Згідно [1,14,15] реактивна потужність Qвк на шинах розподільчої
установки 10 кВ підстанції:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Приймаємо до встановлення згідно [1] два високовольтних блоки
статичних конденсаторів марки УКЛ-10,5-900 У3. Сумарна ємність яких
складає 1800 квар, при номінальній напрузі живлення 10,5 кВ.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 (6) кВ

5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської
мережі
Розподіл електроенергії на підприємстві з виробництва складської
техніки виконується по радіальній схемі розподілу електроенергії (рис. 5.1)
[1,2,4].
Радіальні схеми розподілення електроенергії — це такі схеми, за
яких кожен споживач чи група споживачів живиться від джерела
електроенергії по окремій лінії без розгалужених зв'язків з іншими лініями.
Електроенергія передається в одному напрямку – від підстанції до
споживача.
На підприємстві з виробництва складської техніки такі схеми
застосовуються для живлення окремих цехів, ділянок або потужних
електроприймачів (станки, зварювальні установки, підйомне обладнання).
Основні переваги радіальних схем: висока надійність і простота
експлуатації; легкість виявлення та локалізації аварій; відсутність впливу
пошкодження однієї лінії на інші споживачі; простота розрахунків та
захисту; зручність автоматизації та обліку електроенергії.
Недоліком є більша витрата кабельних ліній, однак для
промислових підприємств це компенсується підвищеною надійністю та
зручністю експлуатації.
Таким чином, радіальні схеми є доцільними для підприємств
виробництва складської техніки завдяки їх простоті, надійності та
ефективності в умовах розподіленого навантаження.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 5.1

5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж
Переріз кабелю 10 кВ вибираємо за умови [1,4,7,18].

Розрахункові дані заносимо до таблиці 5.1.

Знаходимо розрахункову потужність радіальної лінії, що живить ТП3
заготівельного цеху:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Розрахунковий струм:

Згідно розрахунків приймаємо трижильну алюмінієву кабельну лінію в
свинцевій оболонці типу АСБГ(3×25), Ідоп.л.=90 А [1,4,7,18,27].
Робимо перевірку:

Перевіряємо лінію за втратою напруги:

Робимо підстановку:

Втрата напруги не перевищує допустимих меж.
Заповнюємо таблицю 5.2.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

6 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах вище 1000 В
6.1 Вихідні дані для розрахунків
Розрахунок струмів короткого замикання в електричних мережах
напругою вище 1000 В є обов'язковим етапом проектування та аналізу
систем електропостачання. Він необхідний для вибору комутаційної
апаратури, перевірки термічної та динамічної стійкості обладнання, а також
налаштування релейного захисту [1].
Основною особливістю таких розрахунків є облік всіх елементів
енергосистеми, що впливають струм короткого замикання: генераторів,
трансформаторів, ліній електропередачі, реакторів і систем зовнішнього
електропостачання. Усі елементи наводяться до єдиної розрахункової схеми
заміщення, зазвичай, у відносних одиницях, що спрощує обчислення [19-
22].
У мережах вище 1 кВ враховуються не тільки встановлені, а й
перехідні процеси. Тому розрізняють початковий (ударний), аперіодичну
складову і струм короткого замикання, що встановився. Важливим
параметром є ударний коефіцієнт, що визначає максимальне значення
струму в перший момент КЗ.
Розрахунки виконуються для різних видів коротких замикань:
трифазного (найважчого струму), двофазного і однофазного замикання на
землю. При цьому схема мережі може суттєво змінюватись в залежності від
режиму нейтралі (глухозаземлена, ізольована або компенсована).
Таким чином, розрахунок струмів короткого замикання в мережах
вище 1000 В характеризується комплексним урахуванням параметрів
елементів системи, аналізом перехідних процесів та необхідністю
визначення максимальних струмів для забезпечення надійної та безпечної
роботи електроустаткування.
Арк.

46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 6.1 - Розрахункова схема і схема заміщення.

6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в
характерних точках
Розрахунок виконуємо у відносних базисних одиницях [19-22].
Базисні умови наступні:

Визначаємо опори схеми заміщення:
– для електричної системи:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- для ПЛ 110 кВ:

- для трансформатора ГПП:

6.2.1 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в
характерних точках
Точка К1

Визначаємо ударний коефіцієнт та ударний струм в т. К1 [19-22]:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Робимо аналогічні розрахунки для характерних точок К2 – К5 СЕП і
заносимо до таблиці 6.1.

6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в
мережі 110 кВ
Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі 110 кВ
має ряд особливостей, пов'язаних із режимом нейтралі та значним впливом
параметрів лінії та землі. У мережах цього класу напруги нейтраль, як
правило, ефективно заземлена, тому струм однофазного замикання на
землю може досягати значних значень і можна порівняти зі струмом
трифазного КЗ [1,19-22].
Основою розрахунку є метод симетричних складових, при якому
схема заміщення представляється у вигляді послідовного з'єднання прямої,
зворотної та нульової послідовностей. При цьому особлива увага
приділяється опору нульової послідовності, який суттєво залежить від
параметрів лінії електропередачі, наявності грозозахисних тросів та
заземлення опор.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

У розрахунку враховуються активні та індуктивні опори всіх
елементів мережі, а також опір заземлення у місці пошкодження. Важливим
фактором є довжина лінії: чим довша лінія, тим більший вплив ємнісних
струмів та розподілених параметрів.
Також враховується, що струм однофазного короткого замикання
включає не тільки періодичну, а й аперіодичну складову, що важливо для
оцінки термічного та динамічного впливу на обладнання.
Таким чином, основними особливостями розрахунку є врахування
нульової послідовності, вплив параметрів заземлення та лінії, а також
використання методу симетричних складових визначення струму
замикання.

Рис. 6.2 – Електрична схема і схема заміщення для розрахунку
однофазного КЗ

Рис. 6.3 – Електрична схема для розрахунку опору нульової
послідовності
Розрахунок ведемо у відносних одиницях [1,19-22].
Індуктивний опір нульової послідовності ПЛ:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Струм однофазного КЗ на шинах підстанції визначаємо виразом

Результативний опір схеми нульової послідовності [ 20, 21 ]:

Струм однофазного КЗ у віддаленій точці [ 20, 21 ]:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП.
ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА
КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП
В дипломному проекті прийнято тупикову головну понижувальну
підстанцію (ГПП) 110/10 кВ для підприємства з виготовлення складської
техніки, що відноситься до I категорії надійності, що є технічно
обґрунтованим рішенням з урахуванням структури навантажень та схеми
зовнішнього електропостачання [1].
По-перше, напруга 110 кВ на боці вищої напруги вибирається
виходячи із значної встановленої потужності підприємства та необхідності
передачі електроенергії на великі відстані з мінімальними втратами.
Напруга 10 кВ на боці нижчої напруги є оптимальною для розподілу
електроенергії по цехових підстанціях та промислових споживачів
середньої потужності.
По-друге, тупикова схема ГПП застосовується для споживачів I
категорії за умови забезпечення надійності з допомогою інших заходів.
Зокрема, підстанція, як правило, живиться за двома незалежними лініями
110 кВ від різних джерел живлення або секцій енергосистеми. Крім того, на
самій підстанції встановлюються два силові трансформатори з роздільною
роботою на секції шин 10 кВ та можливістю взаємного резервування.
По-третє, для підприємства з виробництва складської техніки
характерно розподілене розміщення навантажень по цехах, що робить
доцільним використання радіальних схем за 10 кВ із живленням від ГПП.
Це спрощує експлуатацію та підвищує локалізацію аварій.
Таким чином, незважаючи на тупиковий характер ГПП, необхідна
надійність електропостачання досягається за рахунок:
- двох незалежних вводів 110 кВ;
- установки двох трансформаторів із резервуванням;

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- секціонування шин 10 кВ;
- застосування автоматичного введення резерву.
У результаті така схема забезпечує необхідну надійність для I
категорії, при цьому залишається економічно доцільною та простою в
експлуатації.

7.2 Вибір високовольтної апаратури РУВН
Вибір силової апаратури мережі живлення
Результати вибору згідно [1] заносимо до розрахункових таблиць.

7.3 Вибір силової апаратури розподільчої мережі
Розрахунковий струм ввідного вимикача [1,2,27].

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Розрахунковий струм секційного вимикача [1,2,27].

7.4 Вибір трансформатора струму
Згідно ПУЕ [1, 2, 27] обираємо трансформатори струму.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Опір приладів при Sприл=7 ВА:

Опір з'єднувальних проводів, Ом:

Визначаємо переріз з'єднувальних проводів, мм2, при довжині 25 м:

Приймаємо переріз проводу з перерізом F =2,5 мм2.
Перевіряємо умову [1, 2, 27]:

Умова виконується.
7.5 Вибір трансформатора напруги
Обираємо трансформатор напруги типу НТМИ–10–66УЗ згідно ПУЕ [1].

Трансформатор напруги буде працювати з допустимою похибкою.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість
Згідно ПУЕ [1] мінімальний переріз кабелю визначаємо за
виразом:

Висновок: відрізок кабельної лінії (ГПП-ТП3), що має переріз
F=25 мм2 задовольняє умовам термічної стійкості, під час дії ударних
струмів короткого замикання [1, 19-22].
Аналогічно виконуємо перевірку інших відрізків високовольтних
кабельних ліній.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ
8.1 Вибір схеми і конструкції електричних мереж цеху
У цехових електричних мережах застосовуються кілька основних
різновидів схем живлення, вибір яких залежить від вимог до надійності,
потужності та розміщення обладнання [1,11,16,17].
Радіальна схема — кожен електроприймач чи група живиться
окремою лінією від розподільного пункту. Відрізняється простотою,
надійністю та зручністю експлуатації, широко застосовується на
промислових підприємствах (рис. 8.4, 8.5).
Магістральна схема - живлення здійснюється по одній лінії
(магістралі), від якої послідовно підключаються споживачі. Дозволяє
скоротити довжину кабелів, але менш надійна, оскільки пошкодження
магістралі вимикає відразу кілька споживачів (рис. 8.1, 8.2, 8.3).
Кільцева схема - споживачі підключаються до замкнутого
контуру, який може живитися з обох боків. Забезпечує високу надійність,
тому що при пошкодженні ділянку можна вимкнути, а живлення подати з
іншого боку.
Змішана схема - поєднує елементи радіальної та магістральної
схем. Застосовується на великих підприємствах, де потрібний компроміс
між надійністю та економічністю.
Двопроменева (двостороннє живлення) — передбачає живлення
споживачів від двох незалежних джерел. Використовується для
відповідальних електроприймачів І категорії.
Таким чином, вибір схеми живлення цеху визначається вимогами
надійності, економічності та особливостями технологічного процесу. На
практиці найчастіше застосовуються радіальні та змішані схеми.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 8.1

Рис.8.2 – Схема з магістральними виводами

Рис. 8.3 - Схема магістралей, підключених до шин КТП

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 8.4

Рис. 8.5 – Схема при взаємному резервуванні
Для електропостачання споживачів в заготівельному цеху приймаємо
радіальну схему розподілу електроенергії.

8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних систем
8.2.1 Розрахунок освітлення цеху методом світлового потоку
Метод світлового потоку застосовується для розрахунку загального
рівномірного освітлення виробничих приміщень і ґрунтується на визначенні
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

сумарного світлового потоку, необхідного для створення заданої
освітленості.
Суть методу у тому, що необхідна освітленість робочої поверхні
забезпечується певною кількістю світильників з урахуванням втрат
світлового потоку у приміщенні. При розрахунку враховуються розміри
приміщення, нормована освітленість, коефіцієнти використання та запасу
[1, 8-10].
Необхідний сумарний світловий потік визначається виходячи з площі
приміщення та нормованої освітленості з урахуванням коефіцієнта
використання світлового потоку, який залежить від характеристик
приміщення (висоти, що відображають властивості стін та стелі) та типу
світильників. Коефіцієнт запасу вводиться з урахуванням зниження
світлового потоку у процесі експлуатації (запилення, старіння ламп) [1, 8-
10].
Після визначення загального світлового потоку вибирається тип
світильників та визначається їх кількість, що забезпечує необхідну
освітленість. Розміщення світильників виконується рівномірно площею
цеху задля досягнення однорідного освітлення.
Таким чином, метод світлового потоку дозволяє досить просто та
наочно визначити кількість та потужність освітлювальних установок,
забезпечуючи нормативні умови освітлення у виробничому приміщенні.
Розраховуємо освітленість системи загального освітлення цеху ЕН =
200 лк [1, 8-10]:

Кількість свитильників:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Індекс приміщення:

Приймаємо світильник типу ЛСО-04 з чотирма лампами типу ЛБ-65,
Рл=0,065 кВт, що має світловий потік Фл=4300 лм. Загальний світловий
потік від одного світильника буде становити Ф =17200 лм.
Виконаємо перевірку [8-10]:

Висновок: світильник повністю відповідає умовам вибору.
8.2.2 Електропостачання освітлювальних установок
У цехових освітлювальних установках застосовуються кілька
основних схем живлення, вибір яких визначається вимогами до надійності,
зручності експлуатації та економічності [1, 8-10].
Радіальна схема – кожна група світильників живиться окремою лінією
від розподільчого щита. Забезпечує високу надійність і простоту
обслуговування, оскільки відмова однієї лінії впливає інші (рис. 8.6).
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Магістральна схема — світильники підключаються до загальної лінії
живлення з послідовними відгалуженнями. Відрізняється меншими
витратами на кабель, але зниженою надійністю (рис.8.7).
Секційна схема - освітлення поділяється на незалежні секції, кожна з
яких живиться окремою лінією. Дозволяє зберігати часткове освітлення при
аваріях.
Кільцева схема - живлення здійснюється по замкнутому контуру, що
забезпечує резервування та можливість живлення з двох сторін.
Змішана схема - поєднує елементи різних схем (частіше радіальної та
магістральної) і застосовується на великих підприємствах для досягнення
оптимального балансу між надійністю та економічністю (рис. 8.8).
Таким чином, найбільш поширеними в цехах є радіальна та секційна
схеми, що забезпечують зручність експлуатації та достатній рівень
надійності освітлення.

Рис. 8.6

Рис. 8.7

Рис. 8.8
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 8.9 - Схема живлення освітлювальної установки:
1 – магістральні щитки робочого освітлення; 2 – групові щитки робочого
освітлення [1, 2]

Загальна кількість світильників в цеху N = 90 розподілена на 5
групових щитків робочого освітлення рівномірно по 18 штук.

Згідно розрахунків обираємо алюмінієвий чотирижильний кабель
типу АВВГ (3х10)+(1х6) з допустимим струмом 65 А [27].

8.3 Розрахунок цехової електричної мережі за умовами нагріву
Вибираємо переріз провідників за умовами нагрівання згідно [1,2,23]:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8.3.1 Особливості розрахунку цехових електричних мереж
Розрахунок цехових електричних мереж у заготівельному цеху
підприємства з виробництва складської техніки має низку особливостей,
пов'язаних із характером навантажень та умовами роботи обладнання.
Насамперед враховується переважання електроприймачів із змінним
та нерівномірним навантаженням: металообробні верстати, зварювальні
установки, преси, вентиляційне обладнання. Для таких споживачів
характерні пускові струми та коливання потужності, тому розрахунок
ведеться з використанням коефіцієнтів попиту, використання та
одночасності.
Важливою особливістю є наявність несиметричних навантажень
(зварювання, допоміжне обладнання), що потребує перевірки мережі на
нерівномірність фазних навантажень та можливе усунення нульової точки.
При розрахунку також враховуються: пускові режими електродвигунів;
падіння напруги в лініях (особливо для віддалених ділянок цеху); вибір
перерізів провідників за тривало допустимим струмом та умовами нагріву;
перевірка апаратів та кабелів на термічну стійкість до струмів короткого
замикання.
Додатково проводиться розрахунок компенсації реактивної
потужності, оскільки велика кількість електродвигунів знижує коефіцієнт
потужності. Це впливає на вибір трансформаторів та перерізів ліній.
Мережі заготівельних цехів, як правило, виконуються за радіальною
або змішаною схемою, що забезпечує зручність експлуатації та локалізацію
аварій.
Таким чином, розрахунок цехових мереж у заготівельному
виробництві вимагає врахування змінного характеру навантажень,
несиметрії, пускових струмів та необхідності забезпечення допустимих
втрат напруги та надійності електропостачання [1,2,3,23].

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами
нагріву та захисту
Порядок розрахунку електричної мережі в заготівельному цеху за
умовами нагрівання та захисту виконується поетапно та спрямований на
забезпечення допустимого теплового режиму провідників та надійної
роботи захисних апаратів [1,2,3,23].
Спочатку визначається розрахункове навантаження по ділянках
мережі з урахуванням коефіцієнтів попиту, одночасності та режиму роботи
обладнання. На основі навантажень розраховуються робочі струми кожної
лінії.
Далі виконується вибір перерізів провідників за умовою допустимого
нагріву. Перетин має забезпечувати тривалий допустимий струм, що не
перевищує розрахункового, з урахуванням способу прокладання,
температури навколишнього середовища та групової прокладки кабелів.
Після вибору перерізів проводиться перевірка за умовами захисту.
Апарати захисту (автоматичні вимикачі, запобіжники) вибираються так,
щоб: їх номінальний струм був більшим за робочий струм лінії;
забезпечувався захист провідників від навантаження та короткого
замикання; показники спрацьовування відповідали пусковим струмам
устаткування (особливо електродвигунів).
Потім перевіряється чутливість захисту — апарати повинні надійно
відключати мінімальні струми короткого замикання в кінці лінії.
Додатково перевіряється термічна стійкість провідників до струмів
короткого замикання, щоб за час відключення захист не відбулося їх
пошкодження.
Таким чином, розрахунок мережі за умовами нагрівання та захисту
включає вибір перерізів за допустимим струмом, погодження із захисною
апаратурою та перевірку роботи захисту при аварійних режимах, що
забезпечує безпечну та надійну експлуатацію електричної мережі цеху.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8.3.3 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги
Відхилення напруги знаходимо згідно [1,3,16]. При цьому напруга на
шинах 0,4 кВ ТП не повинна перевищувати 5 % номінальної напруги.

Рис. 8.10 – Розрахункова схема

Величину ΔUтр (%) знаходимо за виразом:

Висновок: відхилення напруги в допустимих межах.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8.3.4 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ
Вибір НКУ здійснюємо згідно [1,2,5,26].

Приймаємо ввідний автоматичний вимикач серії ВА88-43
встановлений в шафі типу ЩО70-22; Uн =0,4 кВ; Iн=1250 А. Для
забезпечення секціонування в аварійному режими роботи застосуємо
автоматичний вимикач серії ВА88-40 встановлений в шафі типу ЩО70-22 ;
Uн =0,4 кВ; Iн=1250 A [1,2,5,26, 27].

Рис. 8.11 - Панель розподільних щитів серії ЩО-70

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для секційного автоматичного вимикача:

Згідно [1] робимо перевірку:

Приймаємо шинопровід типу ШМА-4; Ід.д=2500 А; Uн =0,4 кВ.

8.4 Розрахунок струмів короткого замикання мережі 0,4 кВ

8.4.1 Розрахунок початкового значення періодичної складової
струму трифазного КЗ

Рис. 8.12 – Розрахункова схема та схема заміщення

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Виконуємо розрахунок згідно [19-21]:

Знаходимо активну складову опору трансформатора:

Знаходимо номінальний струм вторинної обмотки трансформатора:

Знаходимо повний опір:

Знаходимо індуктивну складову опору трансформатора:

Знаходимо повний опір схеми заміщення до точки короткого замикання К1:

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Знаходимо опори кабельної лінії:

Струм КЗ в т. К2:

8.4.2 Розрахунок струму однофазного КЗ
В дипломній роботі не проводили розрахунок однофазного КЗ [1,2].

8.5 Захист цехових електричних мереж
8.5.1 Вибір апаратів захисту
Виконуємо розрахунок апаратів захисту цехових електричних мереж
згідно [1,2, 23,27].
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8.5.2 Перевірка мережі на захищеність
Перевіряємо за умовою [1, 2].

Перевіримо лінію, для якої Ір =14 А , ІДОП =19А, ІЗАХ = 17,4 А.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8.6 Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної
підстанції
Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної
підстанції виконується з метою забезпечення нормативного рівня напруги у
споживачів з урахуванням втрат напруги в мережі.
Силові трансформатори оснащуються пристроями регулювання
напруги без збудження (ПБЗ), які дозволяють змінювати коефіцієнт
трансформації шляхом перемикання відпайок обмотки високої напруги.
Зазвичай діапазон регулювання становить ±5% із кроком 2,5% [1,16].
Вибір відпайки здійснюється на основі розрахунку відхилення
напруги у найбільш віддалених та навантажених точках мережі. При цьому
враховуються: рівень напруги на шинах живлячої підстанції; втрати напруги
в трансформаторі та кабельних лініях; режим навантаження (максимальний
та мінімальний).
Основна умова вибору — забезпечення допустимих відхилень
напруги у споживачів (як правило, в межах ±5% від номінального значення).
Відпайка вибирається так, щоб при максимальному навантаженні напруга
не знижувалася нижче за допустимий рівень, а при мінімальному — не
перевищувала допустимого значення.
Таким чином, правильний вибір відпайок трансформатора
забезпечує стабільну якість електроенергії, нормальну роботу обладнання
та зменшення втрат у мережі.
Відхилення напруги визначаємо згідно [1,16].
Для трансформатора мережі, яка розраховується, ∆РКЗ= 7600 Вт,
UКЗ= 5,5 %, SНТ= 630 кВ∙А, SМ=1/2· SТП= 408,5 1 кВ∙А, cos φ=0,9; sinφ =0,433.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Висновок: умова виконується.
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної
підстанції
Для заготівельного цеху з обираємо комплектну трансформаторну
підстанцію 2КТПР Рівненського заводу високовольтної апаратури (РЗВА)
[24 - 26].
Двотрансформаторна підстанція 2КТПР–630/10/0,4–04 У3 має
потужність трансформаторів 630 кВ∙А, з захистом і автоматикою, що
виконана на мікропроцесорних блоках типу MRZS-05. КТП являє собою
міцний металевий збірний каркас, що складається з двох блоків, у кожному
з яких знаходиться відсік РУВН, трансформаторний відсік та РУНН-0,4 кВ
з необхідною електротехнічною апаратурою, а також високовольтний
модуль (2КТП з повітряним вводом) [24 - 26].
Мікропроцесорні блоки типу MRZS-05 - це пристрої релейного
захисту та автоматики (РЗА), виконані на базі мікропроцесорної техніки та
призначені для захисту, керування та контролю елементів електричних
мереж (ліній, трансформаторів, шин) у розподільчих пристроях.
Основні функції блоків MRZS-05: захист від коротких замикань
(максимальний струмовий захист, відсікання); захист від перевантажень;
захист від замикань на грішну землю; виконання автоматичних функцій
(АПВ - автоматичне повторне включення, АВР - автоматичне введення
резерву); вимірювання струмів, напруг та інших параметрів; сигналізація та
реєстрація аварійних подій.
Особливістю мікропроцесорних блоків є їхня
багатофункціональність — один прилад може виконувати кілька видів
захистів одночасно, а також висока точність, швидкодія та можливість
налаштування параметрів програмним способом.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Таким чином, MRZS-05 - це сучасні пристрої релейного захисту та
автоматики, що забезпечують надійну та ефективну роботу електричних
мереж та підстанцій.
Склад підстанції 2КТПР–630/10/0,4–04 У3:
1. Пристрій вводу з боку високої напруги (УВН).
2. Силовий трансформатор.
3. Кожух виводів силового трансформатору.
4. Розподільча установка низької напруги (РУНН)
5. Шинна перемичка.

Рис. 8.12 – Загальний вид 2КТПР-630/10(6)/0,4
У складі КТП використовуються масляні трансформатори серії ТМГ
(трансформатор масляний герметичний).
Трансформатори серії ТМГ 630 кВА - це масляні герметичні силові
трансформатори, що широко застосовуються на цехових та розподільчих
підстанціях. Їхня конструкція забезпечує ряд важливих переваг при
експлуатації на промислових підприємствах[24 - 26].
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Рис. 8.13 – Загальний вид трансформатора ТМГ.
Основні переваги:
- Герметичне виконання - відсутність контакту масла з повітрям
запобігає його окисленню та зволоженню, що підвищує термін
служби та знижує необхідність обслуговування.
- Мінімальні експлуатаційні витрати - не потрібна регулярна заміна
або регенерація олії, відсутні розширювачі та осушувачі.
- Висока надійність - стійка робота при змінних навантаженнях,
притаманних для промислових цехів.
- Компактність - менші габарити в порівнянні з трансформаторами
старих серій, що зручно розміщувати в КТП.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- Знижені втрати електроенергії — покращені магнітопроводи та
конструкція обмоток зменшують втрати холостого ходу та
короткого замикання.
- Підвищена безпека – герметичність знижує ризик витоків масла та
підвищує пожежну безпеку.
- Зручність монтажу - поставляються у готовому до експлуатації
вигляді, не вимагають складної підготовки під час введення в
роботу.
Таким чином, трансформатори ТМГ потужністю 630 кВА є
економічним та надійним рішенням для електропостачання цехів,
забезпечуючи стабільну роботу за мінімального обслуговування.
В дипломному проекті обрана однорядна компоновка підстанції.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
ОПЕРАТИВНІ ЛАНЦЮГИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ НА
ПІДСТАНЦІЯХ ТА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ
Контроль ізоляції
Призначення оперативних кіл постійного струму
Оперативні ланцюги постійного струму (ОЛПТ) є однією з ключових
систем потреб підстанцій і електростанцій. Вони призначені для
забезпечення безперебійного живлення пристроїв, від яких залежить
нормальна та аварійна робота електроустановок [1, 28,29].
До основних споживачів ОЛПТ належать:
- пристрої релейного захисту та автоматики (РЗА);
- ланцюги управління вимикачами та роз'єднувачами;
- системи сигналізації та телемеханіки;
- аварійне та оперативне освітлення;
- пристрої блокувань та протиаварійної автоматики.
Головною особливістю ОЛПТ є висока надійність, оскільки живлення
здійснюється від акумуляторних батарей, що забезпечує працездатність
системи навіть за повного зникнення напруги змінного струму [1, 28,29].
Структура системи оперативного постійного струму
Типова система ОЛПТ включає такі основні елементи:
- акумуляторні батареї (АБ);
- зарядно-випрямляючі пристрої;
- щит постійного струму (ЩПС);
- розподільні панелі та автомати;
- кабельні лінії оперативних кіл;
- пристрої контролю та сигналізації.
Номінальна напруга систем ОЛПТ на підстанціях зазвичай становить
110 або 220 В постійного струму, на менш відповідальних об'єктах - 24 або
48 В. [1, 28].
Роль ізоляції в оперативних ланцюгах постійного струму
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
78
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Стан ізоляції у ланцюгах постійного струму є критично важливим
фактором, що визначає надійність роботи всієї системи управління та
захисту[1, 28,29] .
Особливості ланцюгів постійного струму:
- відсутність природного переходу струму через нуль;
- можливість тривалого протікання струмів витоку;
- висока чутливість до зниження опору ізоляції.
Зниження рівня ізоляції може призвести до:
- хибним спрацьовуванням релейного захисту;
- відмову у відключенні аварійних ділянок мережі;
- порушення роботи ланцюгів керування вимикачами;
- зниженню загальної надійності енергосистеми.
Основні проблеми контролю ізоляції
1. Зниження опору ізоляції
Причинами погіршення ізоляції є: старіння кабельної продукції; вплив
вологи та забруднень; механічні ушкодження ізоляції; корозія контактних
з'єднань; термічні навантаження.
2. Однополюсні замикання на землю
Найбільш характерна аварійна ситуація в ОЛПТ: може тривалий час
залишатися непоміченою; не викликає негайного відключення; при другому
замиканні з'являється серйозна аварія.
3. Складність виявлення пошкоджень
Контроль ізоляції утруднений через: розгалуженою структурою
оперативних ланцюгів; великої кількості підключених споживачів;
наявності паразитних витоків; впливу перехідних опорів
4. Хибні сигнали та порушення роботи РЗА
Причини: нерівномірне зниження ізоляції у мережі; наведення від
силових ланцюгів; несправності вимірювальних пристроїв; нестабільні
контактні з'єднання.
5. Методи контролю ізоляції
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Постійний контроль ізоляції (ПКІ)
На сучасних підстанціях застосовуються пристрої постійного
контролю ізоляції, які:
- безперервно вимірюють опір ізоляції мережі;
- сигналізують про зниження допустимого рівня;
- дозволяють виявляти дефектні ділянки.
Періодичні виміри
Проводяться за допомогою: мегаомметрів; мостових схем виміру;
відключення окремих ділянок ланцюгів.
Недолік методу - неможливість безперервного контролю.
Автоматизовані системи діагностики
Сучасні системи дозволяють: вести безперервний моніторинг стану
ізоляції; фіксувати динаміку погіршення; локалізувати пошкоджені ділянки.
Переносні прилади для пошуку пошкоджень ізоляції в
оперативних ланцюгах постійного струму
1. Призначення переносних приладів контролю ізоляції
Переносні прилади для пошуку пошкоджень ізоляції в оперативних
ланцюгах постійного струму (ОЛПТ) призначені для:
- визначення місця зниження опору ізоляції;
- пошук однополюсних замикань на землю;
- діагностики ділянок із витоками струму;
- локалізації ушкоджень у розподілених ланцюгах ЩПС та РЗА.
Вони застосовуються на підстанціях та електростанціях, де
оперативний постійний струм використовується для живлення релейного
захисту, автоматики та управління вимикачами.
2. Необхідність застосування переносних приладів
На відміну від стаціонарних систем контролю ізоляції, переносні
пристрої застосовуються тоді, коли:
- неможливо точно визначити пошкоджений фідер;
- потрібна локалізація несправності в розгалуженій мережі;
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
80
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- необхідно уточнення результатів сигналізації стаціонарного
контролю;
- виникають приховані дефекти ізоляції з високим перехідним
опором.
Проблема в ОЛПТ полягає в тому, що:
- ланцюги мають складну структуру;
- є велика кількість відгалужень;
- однополюсні замикання можуть довго не виявлятися;
- аварія часто виявляється лише зниження ізоляції всієї системи.
3. Принцип роботи переносних приладів
Переносні прилади контролю ізоляції працюють на основі:
- мостових схем виміру опору;
- методу накладеного випробувального сигналу;
- вимірювання струмів витоку;
- імпульсних методів пошуку ушкоджень
Принцип у тому, що у мережу постійного струму вводиться
вимірювальний сигнал, після чого характером перебігу струму визначається
ділянку зі зниженою ізоляцією.
4. Основні типи переносних приладів
4.1. Мегаомметри (вимірники опору ізоляції)
Використовуються для: періодичних вимірів опору ізоляції; перевірки
окремих ділянок ланцюгів.
Характеристики: випробувальна напруга 500-2500 В; вимір опору до
сотень МОм; простота використання.
4.2. Прилади пошуку замикань методом сигналу
Це складніші пристрої, які: подають тестовий струм у мережу;
дозволяють визначити напрямок витоку; допомагають локалізувати
пошкоджений фідер.
4.3. Портативні системи локалізації ушкоджень
Сучасні комплекси дозволяють:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
81
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- виконувати пофідерний пошук ушкоджень;
- аналізувати розподіл струмів витоку;
- працювати без відключення усієї системи.
Приклад принципу роботи:
- у мережу вводиться пошуковий струм;
- за допомогою кліщових датчиків вимірюється струм у кожному
відгалуженні;
- визначається ділянка із найменшим опором ізоляції.
5. Приклади сучасних переносних систем
На практиці застосовуються системи:
- портативні комплекси пошуку замикань в IT та DC мережах;
- кліщові вимірювачі струмів витоку;
- мобільних пристроїв діагностики ізоляції.
Наприклад, сучасні системи контролю дозволяють:
- локалізувати пошкодження в ланцюгах управління та живлення;
- працювати з мережами постійного та змінного струму;
- аналізувати опір ізоляції на окремих ділянках.
6. Переваги переносних приладів
- висока точність локалізації ушкоджень;
- можливість роботи без повного вимкнення системи;
- скорочення часу пошуку несправності;
- зниження аварійних простоїв обладнання;
- підвищення надійності оперативних кіл.
7. Обмеження застосування
Недоліки переносних приладів: необхідність участі персоналу;
залежність від схеми мережі; складність роботи у сильно розгалужених
ланцюгах; необхідність відключення окремих ділянок під час діагностики.
8. Значення для підстанцій та електростанцій
Використання переносних приладів особливо важливе, оскільки:
відмова ОЦПТ може призвести до відмови РЗА; неправильна робота
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
82
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

керування вимикачами створює загрозу аварії; своєчасне виявлення
ушкоджень підвищує надійність енергосистеми.
Тобто, переносні пристрої для пошуку пошкоджень ізоляції в
оперативних ланцюгах постійного струму є важливим засобом діагностики
на підстанціях та електростанціях. Вони дозволяють точно локалізувати
ділянки з порушеною ізоляцією, скоротити час пошуку несправностей та
підвищити загальну надійність роботи систем релейного захисту та
управління. Їх застосування особливо ефективно у складних розгалужених
ланцюгах ОЛПТ, де стаціонарний контроль ізоляції не завжди дозволяє
визначити місце ушкодження.
Практичне застосування знайшли різні прилади, що забезпечують
реалізацію вимоги ПУЕ та пошуку несправності як вітчизняного (УАКІ-Е
660, Ф4106А, ЕЛ-17, ЕЛ-17А та ін), так і зарубіжного виробництва (рис. 9.1).
Лідируюче положення в галузі розробки та виробництва пристроїв
контролю ізоляції займає німецька фірма Walter Bender GmbH, яка добре
відома і українським фахівцям [1, 28,29].

Рис. 9.1 - Деякі типи приладів для пошуку місця замикання на землю в
оперативних ланцюгах постійного струму
1 – УАКІ-Е 660;
2 – Ф4106А;
3 – GAO A0E10003 (GAO Tek Inc.);
4 – Digitrace DC (Taurus Powertronics Ltd);
5 – GFL-1000 (Eagle Eye Power Solutions)

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
83
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Струмові
затискачі
Генератор
імпульсів
Індикатор

Рис. 9.2 - Принцип впливу переносних приладів для відшукання
пошкодженої ізоляції в ОЛПТ
Підвищення надійності оперативних кіл
Для підвищення надійності ОЦПТ застосовуються:
- секціонування шин постійного струму;
- резервування джерел живлення;
- використання кабелів із підвищеною ізоляцією;
- автоматичні системи контролю ізоляції;
- регулярна діагностика обладнання.
Значення для підстанцій та електростанцій
Надійність оперативних кіл постійного струму безпосередньо впливає
на:
- коректну роботу релейного захисту;
- відключення аварійних режимів;
- стійкість енергосистеми;
- безпека персоналу;
- запобігання каскадним аваріям.
Навіть часткове погіршення ізоляції може призвести до серйозних
наслідків, включаючи відмову відключення коротких замикань та
пошкодження дорогого обладнання.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
84
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Стаціонарні прилади в оперативних ланцюгах постійного
струму для пошуку пошкоджень ізоляції [1, 28,29]
1. Призначення стаціонарних приладів
Стаціонарні прилади контролю та пошуку пошкоджень ізоляції в
оперативних ланцюгах постійного струму (ОЛПТ) призначені для
безперервного моніторингу стану ізоляції та автоматичного виявлення
ділянок із зниженим опором ізоляції.
Основне завдання таких пристроїв – своєчасне виявлення:
- однополюсних замикань на землю;
- зниження опору ізоляції нижче за допустимий рівень;
- пошкоджених фідерів у розгалуженій мережі ОЦПТ;
- потенційно аварійних ділянок до виникнення короткого замикання
2. Необхідність застосування
У системах постійного струму підстанцій та електростанцій контроль
ізоляції має особливе значення, оскільки: відсутній природний перехід
струму через нуль; пошкодження ізоляції може тривалий час не призводити
до вимкнення; друге замикання викликає аварійний режим; можливе
порушення роботи релейного захисту та автоматики.
Тому стаціонарні пристрої є обов'язковим елементом сучасних
енергооб'єктів.
3. Принцип роботи стаціонарних приладів
Стаціонарні системи контролю ізоляції працюють на основі:
3.1. Методу накладеного вимірювального сигналу
У мережу постійного струму подається слабкий контрольний сигнал
(змінний чи імпульсний), яким визначається опір ізоляції щодо землі.
3.2. Диференціального вимірювання струмів витоку
Вимірюється розподіл струмів витоку фідерами, що дозволяє визначити
пошкоджену лінію.
3.3.Мостових схем контролю
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
85
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Використовується порівняння опорів плечей схеми визначення асиметрії
ізоляції.
4. Основні функції стаціонарних приладів
Сучасні пристрої виконують такі функції:
- безперервний вимір опору ізоляції мережі ОЦПТ;
- сигналізація про зниження ізоляції;
- визначення полюса з витіканням;
- пошук пошкодженого фідера;
- реєстрація аварійних подій;
- передача даних до АСУ ТП (SCADA).
5. Склад системи стаціонарного контролю
Типова система включає: имірювальний модуль контролю ізоляції; блок
аналізу сигналів; датчики напруги та струму; модулі пофідерного контролю;
інтерфейси зв'язку з АСУ ТП; пристрої сигналізації та індикації.
6. Можливості пошуку пошкоджень
Сучасні стаціонарні прилади дозволяють:
- автоматично визначати пошкоджений фідер без відключення
системи;
- локалізувати ділянку зі зниженою ізоляцією;
- фіксувати динаміку погіршення ізоляції;
- аналізувати стан мережі у реальному часі.
Це особливо важливо для розгалужених ОЛПТ із великою кількістю
споживачів.
7. Переваги стаціонарних систем
- безперервний контроль без участі персоналу;
- висока швидкість виявлення несправностей;
- зниження ризику аварійних режимів;
- підвищення надійності роботи РЗА;
- скорочення часу пошуку ушкоджень;
- інтеграція до автоматизованих систем управління.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
86
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

8. Обмеження
Незважаючи на переваги, є обмеження: залежність точності від конфігурації
мережі; можливі неправдиві спрацьовування при перешкодах; необхідність
правильного настроювання уставок; обмежена точність при високоомних
витоках.
9. Значення для підстанцій та електростанцій
Застосування стаціонарних приладів контролю ізоляції забезпечує:
- підвищення надійності оперативних кіл;
- запобігання розвитку аварійних режимів;
- захист систем управління та РЗА;
- зниження експлуатаційних витрат;
- підвищення загальної стійкості енергосистем.
Стаціонарні прилади контролю та пошуку пошкоджень ізоляції в
оперативних ланцюгах постійного струму є найважливішим елементом
системи діагностики сучасних підстанцій та електростанцій. Вони
забезпечують безперервний моніторинг стану ізоляції, автоматичне
виявлення пошкоджених ділянок та підвищення надійності роботи
релейного захисту та автоматики. Їх застосування дозволяє суттєво
підвищити безпеку та стійкість роботи енергосистеми [1, 28].

Рис. 9.3 - Схема підключення стаціонарних приладів (В1, В2, В3)
контролю ізоляції на підстанції з двома ізольованими системами
оперативного живлення різної напруги (типу IRDH575)
Стаціонарні прилади контролю та пошуку пошкоджень ізоляції в
оперативних ланцюгах постійного струму є важливим елементом
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
87
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

забезпечення надійної роботи підстанцій та електростанцій. Сучасні
цифрові системи (наприклад, Bender, Siemens, ABB) забезпечують
безперервний моніторинг опору ізоляції, своєчасне виявлення
однополюсних замикань на землю та автоматичну локалізацію
пошкоджених фідерів. Їх застосування підвищує надійність релейного
захисту та автоматики, знижує ризик аварійних режимів та забезпечує
стійку роботу енергосистеми.
ВИСНОВОК
Порівняння стаціонарних та переносних приладів для пошуку
пошкоджень ізоляції в оперативних ланцюгах постійного струму показує,
що вони виконують загальне завдання забезпечення надійного контролю
стану ізоляції, але відрізняються за принципом роботи та сферою
застосування.
Стаціонарні пристрої забезпечують безперервний автоматичний
моніторинг опору ізоляції, своєчасно фіксують його зниження і в сучасних
системах дозволяють визначити пошкоджений фідер без втручання
персоналу. Вони є основою постійного контролю стану ОKПТ на
підстанціях та електростанціях та забезпечують високу оперативність
реагування на аварійні зміни.
Переносні прилади, у свою чергу, використовуються періодично та
застосовуються для уточнення та локалізації місця ушкодження ізоляції.
Вони вимагають участі оперативного персоналу, але дають змогу більш
точно визначити ділянку з дефектом при складній структурі мережі або за
недостатньої інформації від стаціонарної системи.
Таким чином, стаціонарні прилади забезпечують постійний
моніторинг та раннє виявлення несправностей, а переносні – детальну
діагностику та локалізацію ушкоджень. Їхнє спільне застосування дозволяє
підвищити надійність оперативних ланцюгів постійного струму, знизити
ймовірність аварій та забезпечити стійку роботу релейного захисту та
автоматики.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
88
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА
Енергозбереження у трансформаторних підстанціях підприємства
1. Загальні положення
Трансформаторні підстанції (ТП, КТП, ГПП) є ключовими
елементами системи електропостачання підприємства, якими здійснюється
перетворення і розподіл електричної енергії. У процесі роботи неминуче
виникають втрати електроенергії, які за нераціональної експлуатації можуть
досягати значних величин [24, 25, 30, 31].
Енергозбереження у трансформаторних підстанціях спрямоване на
зниження цих втрат, підвищення ефективності роботи обладнання та
зменшення експлуатаційних витрат підприємства.
2. Види втрат у трансформаторах
Втрати електроенергії у трансформаторах поділяються на дві основні
категорії:
 Втрати холостого ходу
Виникають при включенні трансформатора до мережі навіть без
навантаження. Вони обумовлені: магнітними втратами в сталі (гістерезис,
вихрові струми), залежать від напруги та конструкції трансформатора, є
практично незмінними.
Особливо критичні при недовантаженні трансформатора.
 Втрати короткого замикання (навантажувальні)
Виникають при протіканні струму навантаження: залежать від
величини струму (навантаження), пропорційні квадрату струму, включають
втрати в обмотках та контактах.
3. Основні напрямки енергозбереження
3.1. Раціональний вибір потужності трансформаторів
Одним із ключових факторів енергозбереження є правильний вибір
номінальної потужності трансформатора.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
89
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

При недовантаженні: зростають відносні втрати холостого ходу,
знижується ККД.
При перевантаженні: збільшуються навантажувальні втрати,
прискорюється зношування обладнання.
Оптимальне завантаження трансформатора: 0,6-0,8 від номінальної
потужності.
3.2. Вимкнення надлишкових трансформаторів
На підприємствах часто встановлюються два та більше
трансформаторів для надійності. У періоди малого навантаження (ніч,
вихідні): частина трансформаторів може бути вимкнена, це дозволяє
знизити втрати холостого ходу.
Захід особливо ефективний при сезонних або добових коливаннях
навантаження.
3.3. Застосування енергоефективних трансформаторів
Сучасні трансформатори мають знижені втрати за рахунок:
покращених магнітопроводів, використання високоякісної електротехнічної
сталі, оптимізованої конструкції.
Заміна старих трансформаторів дає змогу знизити втрати на 20–30%.
3.4. Оптимізація режимів роботи підстанції
Енергозбереження досягається за рахунок: рівномірного розподілу
навантаження між трансформаторами, виключення роботи трансформаторів
у режимі холостого ходу, підтримання оптимального рівня напруги.
3.5. Регулювання напруги
Підвищена напруга призводить до збільшення втрат холостого ходу,
тому необхідно: використовувати пристрої регулювання напруги (РПН,
ПБВ), підтримувати напругу у допустимих межах.
3.6. Зниження втрат в елементах підстанції
Крім трансформаторів, втрати виникають у: кабельних лініях,
шинопроводи, комутаційної апаратури.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
90
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Заходи: вибір оптимальних перерізів провідників, скорочення
довжини ліній, покращення контактних з'єднань.
4. Організаційні заходи
До енергозбереження відносяться не лише технічні, а й організаційні
заходи: регулярний контроль завантаження трансформаторів, проведення
енергетичних обстежень, впровадження систем обліку електроенергії
(АСКОЕ), технічне обслуговування устаткування.
5. Економічна ефективність
Впровадження заходів щодо енергозбереження дозволяє: знизити
втрати електроенергії, зменшити витрати на оплату електроенергії,
підвищити надійність електропостачання, продовжити термін служби
устаткування.
Економічний ефект визначається: зниженням річних втрат енергії,
зменшенням експлуатаційних витрат, терміном окупності заходів.
Економічний ефект енергозбереження на трансформаторних
підстанціях (ТП) формується за рахунок зниження втрат електроенергії,
підвищення ефективності використання встановленого устаткування й
зменшення експлуатаційних витрат. В дипломній роботі важливо розкрити
не тільки джерела економії, а й показати механізм її формування та
практичну значимість.
1. Основні джерела економічного ефекту
1.1. Зниження втрат холостого ходу трансформаторів
Втрати холостого ходу (у сталі) існують постійно, незалежно від
навантаження. При заміні старих трансформаторів на сучасні з
покращеними магнітопроводами: зменшуються постійні втрати;
досягається економія електроенергії протягом усього часу роботи (24/7).
Економічний ефект:
Зниження річного споживання електроенергії → зменшення витрат на
оплату електроенергії.
1.2. Зниження навантажувальних (мідних) втрат
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
91
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Втрати в обмотках залежить від струму навантаження. Ефект
досягається за рахунок: правильного вибору потужності трансформатора
(без перевантаження та недовантаження); рівномірного розподілу
навантаження між трансформаторами; застосування трансформаторів із
меншим опором обмоток.
Економічний ефект:
Зниження втрат під час передачі потужності → зменшення
експлуатаційних витрат.
1.3. Компенсація реактивної потужності
Встановлення конденсаторних батарей на стороні 0,4 кВ або 6–10 кВ:
зменшує перетікання реактивної потужності; знижує струми в мережі;
зменшує втрати у трансформаторах та кабелях.
Економічний ефект:
зниження оплати за реактивну енергію; зменшення втрат активної
енергії (до 10-15%).
1.4. Оптимізація режимів роботи трансформаторів
Включає: відключення одного трансформатора при малих
навантаженнях; перехід на економічний режим; автоматизацію керування
навантаженням.
Економічний ефект:
Зниження втрат холостого ходу та експлуатаційних витрат.
1.5. Підвищення рівня напруги та якості електроенергії
зменшення втрат під час передачі; зниження аварійності; збільшення
терміну служби устаткування.
Економічний ефект:
Зниження витрат на ремонт та простої виробництва.
2. Складові економічного ефекту
Економічний ефект можна виразити через:
- економію електроенергії (кВт · год / рік);
- зниження грошових витрат (грн/рік);
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
92
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- зменшення експлуатаційних витрат;
- термін окупності заходів.
Приклад розрахунку
Вихідні дані:
На підприємстві встановлено трансформаторну підстанцію:
трансформатор: 1000 кВА (старий); втрати холостого ходу: 2,5 кВт;
втрати короткого замикання: 12 кВт; середнє завантаження: 60%; час
роботи: 8000 годин/рік; тариф на електроенергію: 9 грн/кВт·год.
Розглядається заміна на сучасний енергоефективний трансформатор:
втрати холостого ходу: 1,2 кВт; втрати короткого замикання: 9 кВт.
1. Економія на холостому ході
Зниження втрат: 2,5 - 1,2 = 1,3 кВт
Річна економія: 1,3 × 8000 = 10400 кВт · год
У грошовому вираженні: 10 400 × 4 = 93 600 грн/рік
2. Економія навантажувальних втрат
Зниження втрат: 12 - 9 = 3 кВт
З урахуванням завантаження (0,6 ² = 0,36): 3 × 0,36 = 1,08 кВт
Річна економія: 1,08 × 8000 = 8640 кВт · год
У грошовому вираженні: 8640 × 9 = 77 760 грн/рік
3. Загальна економія
Сумарна економія електроенергії: 10400 + 8640 = 19040 кВт · год / рік
Економія коштів: 93600 + 77760 = 171360 грн/рік
4. Оцінка окупності
Допустимо:
вартість нового трансформатора: 500000 грн
Термін окупності: 500000 / 171360 ≈ 2,9 роки.
Додаткові економічні ефекти
Крім прямої економії: зниження аварійності; зменшення витрат на
ремонт; підвищення надійності електропостачання; зниження штрафів за
реактивну потужність; збільшення терміну служби устаткування.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
93
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Висновок
Енергозбереження на трансформаторних підстанціях є одним із
найефективніших напрямів підвищення енергетичної ефективності
підприємства. Навіть часткова модернізація обладнання (заміна
трансформаторів, компенсація реактивної потужності, оптимізація режимів
роботи) дає змогу отримати значний економічний ефект. Наведений
приклад показує, що інвестиції в енергозберігаючі заходи окупаються
загалом за 2–3 років, після чого підприємство отримує чисту економію та
зниження експлуатаційних витрат.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
94
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

11 ОХОРОНА ПРАЦІ

11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають при
виконанні
робіт в приміщенні інженерно-технічного відділу

В даному розділі кваліфікаційної роботи розглядаються потенційно
шкідливі та небезпечні виробничі фактори при проведенні розробки
системи електропостачання підприємства. Проектування системи
проводиться в приміщенні інженерно-технічного відділу. В процесі роботи
застосовується ПК для розробок структурних, функціональних,
принципових схем, а також документації.
До основних шкідливих і небезпечних факторів, що впливають на
працівників відділу відносять:
- недостатня освітленість робочої зони;
- небезпека ураження електричним струмом;
- незадовільні параметри мікроклімату робочої зон;
- підвищений рівень шуму на робочому місці.
Розміри приміщення відділу становлять: ширина – 6 м, довжина – 9,6
м, висота стелі – 3 м, відповідно площа становить 57,6 м2. Приміщення
розраховане на максимальну кількість працюючих - 5 осіб. Звідси площа,
яка припадає на одну людину дорівнює 11,52 м2. Об’єм приміщення
становить 172,8 м3. Звідси об'єм, який припадає на одну людину, дорівнює
34,5 м3, що відповідає вимогам ДБН В.2.2.28-2010.
В інженерно-технічному відділу використовують комбіноване
освітлення. Природне освітлення приміщення утворюється боковим світлом
через віконні отвори в зовнішніх стінах, а штучне освітлення забезпечується
використанням світильників з люмінесцентними лампами, також на
робочих місцях працівників є місцеве освітлення з використанням
світильників з лампами розжарювання потужністю по 36 Вт кожна. Також у
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
95
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

відділу передбачено аварійне освітлення, яке використовують для
продовження роботи при аварійному відключенню робочої напруги та для
евакуації людей з приміщень при аварійному відключенню робочого
освітлення.
В якості джерела світла використовуються люмінесцентні лампи, в
кількості 48 од, розміщених в 12 світильниках Arctic 436SAN/SMC ,
навішеними на стелі в 4 ряди. Розряд зорової праці працівників відділу – ІІ,
підрозряд – в. Контраст відмінності об’єкту з фоном - середній. Згідно з
нормами проектування ДБН В.2.5-28-2018 «Природне і штучне освітлення»
нормування природного освітлення проводиться за допомогою коефіцієнта
природного освітлення (КПО), вираженого в відсотках, який для даного
типу зорової праці складає 1,5 %. Фактичне значення КПО на робочому
місці становить 22-25 %. Тому рівень природного освітлення є достатнім.
Фактичний рівень штучного освітлення на робочих місцях працівників
відділу становить 420-425 лк, що повністю відповідає вимогам ДБН
В.2.5.28-2018 для ІІ розряду зорової праці.
Основні складові стану повітряного середовища - це параметри
мікроклімату та ступінь забруднення повітря шкідливими речовинами.
Рівень фізичних навантажень працівників інженерно-технічного
відділу відноситься до категорії II б, тому що робота пов'язана з ходінням,
переміщенням невеликих (до 10 кг) вантажів та супроводжується помірним
фізичним напруженням. Витрата енергії становить 233-290 Вт, (201-250
ккал/год). Мікроклімат робочої зони працівників характеризується:
температурою повітря, швидкістю його руху та вологістю. Фактори
мікроклімату в робочому приміщенні мають дуже важливе значення,
оскільки вони безпосередньо впливають на здоров’я та самопочуття
співробітника.
Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 нормативні значення основних факторів
мікроклімату приведені нижче.
1. Температура повітря:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
96
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- в теплий період року – 21-23°С (допустима – 17-27°С) ;
- в холодний період року – 17-19°С (допустима – 13- 21°С).
2. Вологість повітря:
- в теплий період року – 40-60 %;
- в холодний період року – 40-60 %.
3. Швидкість руху повітря:
- в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1-0,2 м/с) ;
- в холодний період року – 0,1 м/с (допустима – ≤0,1 м/с) .
Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:
1. Температури повітря:
- в теплий період року – 22-24 °С ;
- в холодний період року –15-17 °С .
2. Вологість повітря:
- в теплий період року – 52-54 %;
- в холодний період року – 54-58 %.
3. Швидкість руху повітря:
- в теплий період року – 0,06-0,1 м/с;
- в холодний період року – 0,04-0,15 м/с.
Фактичні параметри мікроклімату в холодний період року не
відповідають нормативним вимогам згідно ДСН 3.3.6.042-99. Тому
необхідно провести заходи щодо нормалізації параметрів мікроклімату в
приміщенні відділу.
Основним документом, що регламентує рівень вібрації на робочих
місцях, є ДСН 3.3.6.039-99. У інженерно-технічному відділі не
допускаються навіть мінімальні вібрації, тому що це може вплинути на
точність вимірювань, що в ньому проводяться. Для зменшення вібрацій все
обладнання встановлене на гумові килимки. Нормативне значення рівня
вібрацій на робочих місцях при даному видові діяльності та типу робочого
місця складає 75 дБА. Фактичне значення становить 2-3 дБА, що практично
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
97
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

не відчувається. Відповідно до цього дане робоче місце відповідає
допустимим вимогам по даному фактору згідно ДСН 3.3.6.039-99.
У інженерно-технічному відділі нормативне значення еквівалентного
рівня шуму при даному видові діяльності та типу робочого місця складає 60
дБА, а рівень фактичного шуму становить 37-42 дБА, що відповідає
нормативному значенню згідно ДСН 3.3.6.037-99. Тому, фактичне значення
шуму не перевищує допустиме, а отже негативно не впливає на працівників.
Приміщення відділу відноситься до 3 класу приміщень: приміщення
без підвищеної небезпеки ураження людини електричним струмом,
оскільки в ньому відсутні фактори, що створюють підвищену небезпеку.
Обладнання, встановлене в ньому живиться напругою 230 В і споживає
потужність менше ніж 2500 Вт. Деяке обладнання, зокрема вимірювальні
прилади, системний блок ПК, мають металевий корпус, тому згідно ДСТУ
Б В.2.5-82:2016 в лабораторії передбачені заходи захисту працівників від
ураження електричним струмом – заземлення типу TN-C-S.
Під час роботи з електрообладнанням працівник зобов'язаний
виконувати ряд правил, а саме:
- при раптовому припиненні подачі електроструму потрібно негайно
вимкнути електрообладнання;
- категорично забороняється ремонтувати електрообладнання,
вмикати та вимикати його, якщо це не передбачено в ході роботи;
- категорично забороняється проводити будь-які перемикання на
головному розподільному щиті;
- не знімати запобіжні кожухи;
- у випадку виявлення неполагодженого електрообладнання,
вимірювальних приладів і дротів, терміново вимкнути напругу;
- прилади керування та вимірювальні прилади слід розміщувати таким
чином, щоб було зручно проводити вимірювання, не перегинаючись через
прилади та провідники;
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
98
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- у випадку враження електричним струмом слід терміново звільнити
потерпілого від дії струму і прийняти міри по наданню першої допомоги,
при необхідності викликати лікаря.
Приміщення за вибухопожежонебезпекою відноситься до
приміщень типу В, згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016. В даному відділу
забезпечуються необхідні заходи щодо протидії виникнення пожежно-
небезпечних ситуацій згідно з НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежної
безпеки в Україні».
Основними причинами пожежі в інженерно-технічному відділі
можуть бути несправність електрообладнання або паління працівників в
ньому. Такі несправності можуть виникнути, наприклад, через перегрівання
внаслідок надмірної запиленості корпусу ПК. Повітря робочої зони містить
відносно малу кількість вологи і пилу, що понижує ризик загоряння.
Найбільш допустима площа поверху між протипожежними стінами споруди
не обмежується.
Для своєчасного інформування про пожежу та забезпечення всіх
заходів щодо протидії виникнення пожежонебезпечних ситуацій, згідно з
НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки в Україні» у приміщенні
встановлено систему пожежної сигналізації Simplex та димові оповіщувач
ДИП-46 (ДБН В.2.5.56-2014). На стінах кімнати розташовано схеми
евакуації у разі виникнення пожежі (згідно ДБН В.1.1.7-2016). Пожежні
евакуаційні виходи пронумеровані і підписані. В будівлі у зручному і
помітному місці вивішено вказівки з номером телефону, за яким дзвонити у
разі пожежі. Сходи для евакуації розташовані в сходових клітках з боковим
природнім освітленням. Двері відчиняються по направленню виходу з
будівлі. Приміщення обладнане вуглекислотним вогнегасником ВВК-3,5,
який закріплений у підставці на стіні поряд з дверима, відповідно Правил
експлуатації та типових норм належності вогнегасників.
Всі працівники відділу проходять періодичні медичні огляди:
попередній – при влаштуванні на роботу і періодичний – протягом трудової
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
99
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

діяльності. Періодичні медичні огляди проводяться один раз на два роки
(згідно наказу МОЗ від 21.05.2007 №246).
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводять вступний
та первинний інструктажі згідно типового положення про навчання з питань
охорони праці (ДНАОП 0.00-4.12-05). Перевірка здійснюється згідно
затвердженого переліку запитань.
Вступний інструктаж з питань охорони праці проводиться з усіма
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову)
незалежно від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади.
Первинний інструктаж проводиться з працівниками на робочому місці до
початку роботи. Запис про проведення інструктажу робиться у
спеціальному журналі. Повторний інструктаж проводиться на робочому
місці з усіма працівниками: на роботах з підвищеною небезпекою – 1 раз у
квартал, на інших роботах – 1 раз на півріччя.
Після проведення аналізу умов праці робітників інженерно-
технічного відділу можна зробити висновок, що всі фактори роботи в
даному приміщенні являються сприятливими, окрім температури повітря в
холодний період року. Тому пропонується замінити систему опалення, щоб
параметри мікроклімату відділу відповідали нормам ДСН 3.3.6.042–99 та
використовувати зволожувачі повітря для підтримки комфортного рівня
вологості повітря.

11.2 Засоби нормалізації параметрів мікроклімату в приміщенні
інженерно-технічного відділу

Нормалізація параметрів мікроклімату здійснюється за допомогою
комплексу заходів та засобів колективного захисту, які включають
будівельно-планувальні, організаційно-технологічні, санітарно-гігієнічні,
технічні та ін. Для профілактики перегрівань та переохолоджень робітників
використовують засоби індивідуального захисту.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
100
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Розглянемо основні заходи та засоби нормалізації параметрів
мікроклімату, які використовуються на виробництві: удосконалення
технологічних процесів та устаткування, раціональне розміщення
технологічного устаткування, автоматизація та дистанційне керування
технологічними процесами, раціональна вентиляція, опалення та
кондиціонування повітря, раціоналізація режимів праці та відпочинку,
застосування теплоізоляції устаткування та захисних екранів.
Системи опалення являють собою комплекс елементів, необхідних
для нагрівання приміщень в холодний період року. До основних елементів
систем опалення належать джерела тепла, теплопроводи, нагрівальні
прилади. Теплоносіями можуть бути нагріта вода, пара чи повітря.
Класифікація системи опалення: за взаємним розташуванням
основних елементів систем опалення (місцеві та центральні), за видом
теплоносія центральні системи опалення (водяні, парові, комбіновані), за
засобом циркуляції центральні та місцеві системи водяного та повітряного
опалення(системи з природною циркуляцією за рахунок різниці густини
холодного і гарячого теплоносія; системи з примусовою циркуляцією за
рахунок роботи насоса), за параметрами теплоносія центральні системи
водяного та парового опалення (водяні низькотемпературні (до 100°C);
водяні високотемпературні (від 100°C); парові низького тиску (до 0,17
МПа); парові високого тиску (0,17-0,3 МПа)).
До місцевого відноситься пічне та повітряне опалення, а також
опалення місцевими газовими та електричними пристроями. Місцеве
опалення застосовується, як правило, в житлових та побутових
приміщеннях, а також в невеликих виробничих приміщеннях малих
підприємств. Такі види систем опалення будівель не вимагають великих
витрат для встановлення або ремонту, до того ж, можуть забезпечити
максимальний комфорт.
До систем центрального опалення відносяться: водяне, парове
панельне, повітряне, комбіноване.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
101
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Водяна та парова системи опалення в залежності від тиску пари чи
температури води можуть бути низького тиску (тиск пари до 70 кПа чи
температура води до 100 °С) та високого тиску (тиск пари більше 70 кПа чи
температура води понад 100 °С).
Водяне опалення низького тиску відповідає основним санітарно-
гігієнічним вимогам і тому широко використовується на багатьох
підприємствах різних галузей промисловості.
Основні переваги цієї системи:
- рівномірне нагрівання приміщення;
- можливість централізованого регулювання температури теплоносія
(води);
- відсутність запаху гару, пилу при осіданні його на радіатори;
- підтримання відносної вологості повітряна відповідному рівні
(повітря не пересушується);
- виключення опіків від нагрівальних приладів;
- пожежна безпека.
Основний недолік системи водяного опалення – можливість його
замерзання при відключенні в зимовий період, а також повільне нагрівання
великих приміщень після тривалої перерви в опаленні.
Парове опалення має ряд санітарно-гігієнічних недоліків. Зокрема,
внаслідок перегрівання повітря знижується його відносна вологість, а
органічний пил, що осідає на нагрівальних приладах, підгорає, викликаючи
запах гару. Окрім того, існує небезпека пожеж та опіків. Враховуючи
вищевказані недоліки не допускається застосування парового опалення в
пожежонебезпечних приміщеннях та приміщеннях зі значним виділенням
органічного пилу.
Панельне опалення доцільно застосовувати в адміністративно-
побутових приміщеннях. Воно діє завдяки віддачі тепла від будівельних
конструкцій, в яких вмонтовані спеціальні нагрівальні прилади (труби, по
яких циркулює вода) або електронагрівальні елементи. До переваг цієї
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
102
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

системи опалення належать: рівномірний нагрів та постійність температури
і вологості повітря в приміщенні; економія виробничої площі за рахунок
відсутності нагрівальних приладів; можливість використання в літній
період для охолодження приміщень, пропускаючи холодну воду через
систему. Основні недоліки – відносно високі початкові витрати при
встановленні та важкість ремонту при експлуатації.
Повітряне опалення може бути центральним (з подачею нагрітого
повітря від єдиного джерела тепла) та місцевим (з подачею теплого повітря
від місцевих нагрівальних приладів).
Порівняльна характеристика водяного і повітряного опалення
наведена в таблиці 11.1.

Таблиця 11.1 – Порівняльна характеристика водяного і повітряного
опалення
Водяне Повітряне
Найменування
опалення опалення
Гарантія 2 роки 5 років
Термін служби 10-15 років 25-40 років
Час нагріву на 10 °С 6 год 30 хв.
Експлуатаційні витрати 100% 70%
Можливість замерзання системи Так Ні
Втрата теплоносія Так Ні
Вентиляція Ні Так
Зволоження Ні Так
Очищення повітря Ні Так
Клімат-контроль Ні Так
Можливість зонального керування
Ні Так
(по кімнатах)

Основні переваги цієї системи опалення:
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
103
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- швидкий тепловий ефект в приміщенні при включенні системи;
- відсутність в приміщенні нагрівальних приладів;
- можливість використання в літній період для охолодження та
вентиляції приміщень;
- економічність, особливо, якщо це опалення суміщене із загально
обмінною вентиляцією.
При виборі системи опалення підприємств, що проектуються чи
реконструюються необхідно враховувати санітарно-гігієнічні, виробничі,
експлуатаційні та економічні чинники.
Слід зазначити, що досить ефективною є комбінована система
опалення (центральне повітряне опалення, суміщене із загально обмінною
вентиляцією та водяне низького тиску).
В інженерно-технічному відділі пропонується використати радіатор
RADIMIR (рис.11.1) в кількості – 3 штук. Основні характеристики: матеріал
- сталь; підведення води - бічне; тип радіатора - 22; теплова потужність –
1805 Вт; робочий тиск – 10 атм; обігрів – 18 м2; розмір -50x90 см; вага – 23
кг; колір - білий; країна виробник - Туреччина.

Рисунок 11.1 – Сталевий панельний радіатор RADIMIR 22

Для підтримання нормативного рівня вологості повітря в приміщенні
відділу пропонується використати зволожувачі повітря.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
104
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Зволожувачі повітря призначені для підтримки комфортного рівня
вологості повітря в приміщенні. Таке поняття як вологість визначає рівень
кількості води в повітрі при оптимальній температурі.
Вологість, при якій людина відчуває себе найбільш комфортно влітку
– це 60-75%, взимку це 55-70%. У приміщеннях навесні і влітку (у суху
погоду) вологість не перевищує 0%, а восени і взимку, в опалювальний
період, вона падає до 25-30%. Підвищена вологість визначається
максимальною кількістю води, яке може міститися в насиченому повітрі при
тій же температурі. Зволожувачі повітря призначені для роботи в одному
замкнутому приміщенні. Вони не вимагають спеціального монтажу: все, що
потрібно зробити - це залити воду в бачок і включити зволожувач в розетку.
Зволожувачі повітря здатні вирішити питання більш комфортного
перебування в приміщенні.
Для вибору зволожувача необхідно знати три основні складові:
1) об’єм приміщення;
2) якість води (та вода, яку ви будете заливати в зволожувач);
3) умови, в яких буде експлуатуватися зволожувач.
Типи і характеристики зволожувачів:
1. «Холодні» зволожувачі (рис. 11.2), в яких встановлений вологий
фільтр (зволожуючий картридж), в результаті чого повітря незначно остигає
(при випаровуванні вода поглинає тепло) і зволожується. Продуктивність
«холодних» зволожувачів повітря сильно залежить від вологості повітря -
чим вище вологість, тим нижче швидкість випаровування. «Холодні»
зволожувачі повітря повинні працювати на демінералізованій
(дистильованій) воді, інакше зволожуючий картридж буде швидко
засмітяться і його доведеться часто змінювати. Якщо такої можливості
немає, то необхідно використовувати додатковий пом'якшуючий картридж,
що зменшує твердість води. Продуктивність «холодних» зволожувачів
повітря 35-38 літрів/добу при споживаній потужності 20-50 Вт.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
105
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Переваги «холодних» зволожувачів: не вимагають використання
гігростата: принцип саморегулювання; візуально не видно роботу
зволожувача (пар не виходить); якщо закінчиться вода, то вентилятор
зволожувача буде продовжувати працювати, вологість при цьому
підтримуватися вже не буде, на термін служби самого зволожувача це ніяк
не вплине.
Недоліки «холодних» зволожувачів: не може підняти вологість більше
60%; зволожуючий фільтр, термін служби якого становить близько 3
місяців.

Рисунок 11.2 – Конструкція «холодного» зволожувача повітря

2. Парові зволожувачі повітря (рис. 11.3) за принципом дії дуже схожі
на електричні чайники - для інтенсивного випаровування воду доводять до
кипіння. Парові зволожувачі повітря повинні обов'язково мати гігростат
(датчик вологості повітря), що відключає прилад при досягненні заданої
вологості, інакше вологість повітря в приміщенні може істотно перевищити
оптимальний рівень. У порівнянні з «холодними» і ультразвуковими
зволожувачами, парові мають один недолік - велику споживану потужність.
Продуктивність парових зволожувачів 7-16 літрів/добу при споживаній
потужності 300-600 Вт.
Переваги парових зволожувачів повітря: незалежно від якості води,
пара на виході завжди буде ідеально чистою; найбільша продуктивність у
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
106
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

порівнянні з усіма іншими зволожувачами (700 грамів рідини в годину);
відсутні витратні матеріали (картриджі, фільтри); у разі якщо вода в приладі
закінчиться, то він автоматично відключиться від мережі живлення; є
індикатор кількості води, що залишилася; може збільшити вологість більш
ніж на 60%.
Недоліки парових зволожувачів повітря: відсутність вбудованого
гігростату (прилад підтримує задану вологість), його необхідно купувати
окремо; споживає більше електроенергії, ніж зволожувачі інших типів.

Рисунок 11.3 – Конструкція парового зволожувача повітря

Ультразвукові зволожувачі повітря (рис. 11.4) - найбільш
досконалий і популярний тип. Вони мають невеликі габарити, малу
споживану потужність і високу продуктивність. В ультразвукових
зволожувачах повітря використовується властивість п'єзоелектрика
перетворювати електричні коливання в механічні. На занурений у воду
п'єзоелектричний кристал подається високочастотна (ультразвукової
частоти) напруга, перетворюючи в механічну вібрацію. У водяному шарі
утворюються чергування хвилі підвищеного і зниженого тиску. В областях
зниженого тиску відбувається скипання рідини при звичайній кімнатній
температурі (кавітація) з викидом у повітря дрібнодисперсних часток. Потік
повітря, що створюється вентилятором, подає водяну суспензію в
приміщення, де вона переходить в пароподібний стан.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
107
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Продуктивність ультразвукових зволожувачів повітря 7-12
літрів/добу при споживаній потужності 40-50 Вт.
Переваги ультразвукових зволожувачів: невеликі габарити
зволожувача; обертовий розпилювач дозволяє направити пару в будь-яку
сторону; може збільшити вологість більш ніж на 60%; при закінченні води
в бачку зволожувач автоматично відключиться.
Недоліки ультразвукових зволожувачів: при використанні занадто
жорсткої води термін служби фільтра може зменшитися, що призведе до
випадання білого нальоту на меблях, стінах і т.п.

Рисунок 11.4 – Конструкція ультразвукового розпилювача повітря

В інженерно-технічному відділі пропонується використати
зволожувач повітря AIR-O-SWISS U650 White (рис. 11.5) з наступними
характеристиками:
- тип – ультразвуковий;
- основна функція – зволоження;
- площа обслуговування – 60 кв. м;
- споживана потужність – 140 Вт;
- ємність резервуара для води -–5,5 л;
- продуктивність – 550 мл/год;
- тип управління – сенсорний;
- гігростат (регулювання вологості) – є;
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
108
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- таймер – є;
- напруга – 230 В;
- частота струму – 50 Гц;
- рівень шуму: менше 25дБ;
- таймер – 8 год;
- холодний і теплий пар;
- індикатор низького рівня води;
- розміри – 35,5х28х24см,
- вага – 4 кг.

Принцип роботи ультразвукового зволожувача Air-O-Swiss U600
Зволоження повітря відбувається наступним способом: вода
потрапляє на спеціальну мембрану з високою частотою вібрації, яка
розбиває її на дрібні краплі, утворюючи «парову хмару». Вентилятор
направляє потік сухого повітря на утворену «хмару» для його зволоження
та нормалізації показників вологості в приміщенні. Апарат володіє високою
продуктивністю (550 гр. рідини/год), завдяки чому можна зволожити
повітря в приміщенні протягом короткого часу. Коли в резервуарі вода на
межі, індикатор низького рівня рідини відображає інформацію про це на
панелі управління.

Рисунок 11.5 - Зволожувач повітря AIR-O-SWISS U650 White

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
109
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Знезараження води
В апараті Air-O-Swiss U600 встановлений пластиковий змінний
картридж, одним з компонентів якого є AG+ (частки активний сполук
срібла). Цей AG+ картридж знезаражує воду, знищуючи хвороботворні
мікроорганізми, а також перешкоджає осіданню солей, що містяться у
водопровідній воді, та утворення білого нальоту на меблях і стінах
приміщення.
Пристрій працює в двох режимах: утворення «холодної» і «теплої»
пари. Перед утворенням «теплої» пари вода попередньо нагрівається до 80
°С, що сприяє її додатковому знезараженню.
Технологія іонізуючого срібний стрижень Ionic Silver Stick (ISS)
Застосування технології іонізуючого срібного стрижня (Ionic Silver
Stick (ISS) дозволяє повністю знезаразити воду, знищивши всі патогенні
бактерії, віруси і грибки. Дана опція є додатковою і встановлюється за
бажанням.
Особливості експлуатації
Пристрій потребує заміни змінного картриджа з іонообмінної смолою
кожні 2-4 місяці. Наявність вбудованого гідростату, зручного двошарового
розпилювача і регулятора потужності дозволяє контролювати напрям і
насиченість пари.
Після проведення аналізу умов праці робітників інженерно-
технічного відділу та заходів щодо нормалізації параметрів мікроклімату,
можна зробити висновок, що всі фактори роботи в даному приміщенні
являються сприятливими. Для інженерно-технічного відділу було підібрано
радіатор RADIMIR 22, щоб параметри мікроклімату відповідали нормам
ДСН 3.3.6.042–99 та зволожувач повітря AIR-O-SWISS U650 White для
підтримки комфортного рівня вологості повітря.

Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
110
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Правила улаштування електроустановок. – Харків :
Форт, 2017. – 760 с.
2. Методичні рекомендації до підготовки бакалаврської
роботи бакалавра для здобувачів освітнього ступеня бакалавр
спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка» усіх форм навчання [Електронний ресурс] /
[Упоряд.: Ситник О.О., Ключка К. М., Самойлик О.В.,] ; М-во освіти
і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2022.
– 98 с.
3. ДСТУ EN 50160:2014 (ЕN 50160:2010, IDТ)
Національний стандарт України. Характеристики напруги
електропостачання в електричних мережах загальної призначеності.
4. Мілих В.І. Електропостачання промислових підприємств:
підручник для студентів електромеханічних спеціальностей / В.І. Мілих,
Т.П. Павленко. – К.: «Каравела», 2018. – 272 с.
5. ДСТУ 2791 -94 Системи електропостачальні номінальною
напругою до 1000 В: джерела, мережі, перетворювачі та споживачі
електричної енергії.
6. Правила технічної експлуатації електроустановок
споживачів затверджені Наказом Міністерства палива та енергетики 25
липня 2006 р. № 258. Документ z1143-06, чинний, поточна
редакція — Редакція від 21.02.2017, підстава - z0132-17.
7. Довідник по проектуванню електропостачання / Під ред.
Ю.Г.Барибіна и др. – 1990. – 576 с.
8. Охріменко В. М. Споживачі електричної енергії : підручник
/ В. М. Охріменко ; Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова. –
Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2019. – 286 с.
9. Салтиков В.О. Проектування, монтаж і експлуатація
освітлювальних установок: конспект лекцій для студентів спеціальності
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
111
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

141–Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / В.О.
Салтиков, ХНУМГ ім. О.М. Бекетова, 2020. – 95 с.
10. ДБН В.2.5 – 28:2018 Природне і штучне освітлення.
11. Електрична частина станцій та підстанцій: навчальний
посібник для студ. спеціальності 141 «Електроенергетика,
електротехніка та електромеханіка»/уклад.: О.В. Остапчук, П.Л.
Денисюк, Ю.П. Матеєнко. – Київ: КПІ ім Ігоря Сікорського, 2022. – 183
с.
12. Типові рішення при проектуванні електричних мереж
напругою 110 – 330 кВ: навчальний- посібник / В.В. Кулик, В.В.
Тептя, О.Б. Бурикін. – Вінниця: ВНТУ, 2018. – 110 с.
13. Настанова з проектування систем
електропостачання промислових підприємств ДСТУ-Н Б В.2.5-
80:202015.
14. Облік і компенсація реактивної потужності при
несиметричних режимах роботи систем електропостачання / Є. І.
Соколов, О. В. Гриб, О. В. Мазур та ін. – Харків : ФОП Бровін О.В., 2017.
– 290 с.
15. Реактивна потужність в електричних мережах:
монографія / І.В Жежеленко, Г.Г. Півняк, Г.Г. Трофімов, МОН
України, НТУ Дніпровська політехніка. – Дніпро: НТУ ДП, 2020.– 72
с. 1992.
16. ДСТУ EN 50160:2014 Показники якості електричної енергії
для мереж середньої та високої напруги, методи випрбування та інші
характеристики якості електроенергії.
17. ДСТУ EN 50160 Характеристики напруги в системах
електропостачання загального призначення.
18. Проектування підстанцій електричних мереж / З.М.
Бахор, А.В. Журахівський. –Львівська політехніка, 2017.– 308 с.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
112
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

19. ГОСТ 30323-95 Короткі замикання в електроустановках.
Методи розрахунку електродинамічної і термічної дії струму короткого
замикання .
20. Розрахунок струмів короткого замикання
електроенергетичних систем / Букович Н.В.; За ред. Денисенко Г.І. –
Львів: Вища школа. Вид-во при Львів Ун-ті, 1988. – 248 с.
21. Перехідні процеси в системах електропостачання: Підручник
для вузів. / Г.Г. Півняк, В.М. Винославський, А.Я. Рибалко, Л.І. Несен. –
Дніпропетровськ, 2002. – 597 с.
22. Свиридов, М. П. Перехідні процеси. Розрахунок статичної і
динамічної стійкості електричної мережі : навчальний посібник / М. П.
Свиридов, В. В. Тептя. – Вінниця : ВНТУ, 2017. – 99 с.
23. ДСТУ 3020-95 Апарати комутаційні низьковольтні.
Загальні технічні умови.
24. ДСТУ 3399- 96 Підстанції трансформаторні комплектні
потужністю від 25 до 2500 кВА на напругуе до 10 кВ.
25. Електричні машини і трансформатори: навч. посібник /
М.О. Осташевський, за ред. В.І. Мілих. - Харьків, 2017. - 452 с.
26. Рівненський завод високовольтної апаратури (РЗВА):
інтернет ресурс: https://www.arr-rivneregion.com/info-rzva-ua
27. Довідник енергетика / А. Н. Чохонелидзе. – Київ :
Техніка, 2006. – 512 с.
28. Кідиба В. П. Релейний захист електроенергетичних систем :
підручник. Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2013. – 533 с.
29. Яндульський О. С., Дмитренко О. О. Релейний захист.
Цифрові пристрої релейного захисту, автоматики та управління
електроенергетичних систем : навчальний посібник. Харків : НТУ
«ХПІ», 2016. – 102 с.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
113
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

30. Основи енергозбереження та енергозберігаючі режими в
системах електропостачання промислових підприємств : навч. посіб. —
Кропивницький : КНТУ, 2007. — 221 с.
31. Системи електропостачання промислових підприємств :
підручник. — Київ : Либідь, 2012. — 328 с.
Арк.
ЧДТУ А1 22322 94/03-03 ПЗ
114
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets