Електропостачання підприємства з виготовлення вібраційних машин і агрегатів

КІРЄЄВ, Тімур Ахмедович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10083

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Самойлик, Олександр Васильович	-
dc.contributor.author	КІРЄЄВ, Тімур Ахмедович	-
dc.date.accessioned	2026-10-22T14:23:27Z	-
dc.date.available	2026-10-22T14:23:27Z	-
dc.date.issued	2026-06	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10083	-
dc.description.abstract	В даній випускній кваліфікаційній роботі бакалавра детально розглянуті питання проектування електропостачання підприємства з виготовлення вібраційних машин і агрегатів. Було проведено: розрахунок електричних навантажень, вибір схеми живлення підприємства та розрахунок живлячої мережі, вибір трансформаторів і засобів компенсації реактивної потужності, вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання, розрахунок струмів к.з., вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП та високовольтної апаратури, перевірки кабельних ліній, розрахунок системи електропостачання цеху. В індивідуальному завданні розглянуто впровадження енергозберігаючих технологій в процесі емалювання корпусних елементів обладнання. В економічному розділі пояснювальної записки розглянуто питання вибору напруги живильної мережі. В розділі з охорони праці проведена розробка системи кондиціонування повітря	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	електричні навантаження	uk_UA
dc.subject	схема живлення	uk_UA
dc.title	Електропостачання підприємства з виготовлення вібраційних машин і агрегатів	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (Електротехнічні системи електроспоживання)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Кірієв.pdf Restricted Access		4.26 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show simple 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 08216 94/03-03

на тему:
«Електропостачання підприємства з виготовлення
вібраційних машин і агрегатів»
(назва теми згідно з наказом)

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

КІРЄЄВ Тімур Ахмедович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)

Керівник _____________ Олександр САМОЙЛИК
(Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Рецензент ____________ _____________________
(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

КІРЄЄВ Тімур Ахмедович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
1. Тема кваліфікаційної роботи
«Електропостачання підприємства з виготовлення
вібраційних машин і агрегатів»

Керівник кваліфікаційної роботи САМОЙЛИК Олександр Васильович, к.т.н., доцент
(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 –
1163,5 кВт; 4. Потужність КЗ на шинах енергосистеми – 1600 МВА; 5. Розміри цеху –
95х46х10 м; 6. Кількість електроприймачів цеху – 66 шт; 7. Встановлена потужність силових
електроприймачів цеху – 929,5 кВт; 8. Індивідуальне завдання – Впровадження
енергозберігаючих технологій в процесі емалювання корпусних елементів обладнання;
9. Техніко-економічні розрахунки – Вибір напруги живильної мережі; 10. Охорона праці –
Розробка системи кондиціонування повітря

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 – Впровадження енергозберігаючих технологій в процесі
емалювання корпусних елементів обладнання
10 Техніко-економічні розрахунки – Вибір напруги живильної мережі
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 15 квітня 2026 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Строк виконання
№ Назва етапів виконання кваліфікаційної роботи
етапів кваліфікаційної Примітка
з/п
роботи
1 Умови проектування 15.04.26 – 16.04.26
2 Розрахунок електричних навантажень 17.04.26 – 25.04.28
Вибір і обґрунтування схеми живлення
3 26.04.26 – 29.05.26
підприємства. Розрахунок живлячої мережі
Вибір трансформаторів і засобів компенсації
4 30.04.26 – 01.05.26
реактивної потужності
Вибір схеми внутрішньозаводського
5 02.05.26 – 03.05.26
електропостачання напругою 10 (6) кВ
Розрахунок струмів короткого замикання в
6 04.05.26 –06.05.26
мережах вище 1000 В
Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП.
7 Вибір високовольтної апаратури. Перевірка 07.05.26 – 09.05.26
кабельних ліній.
8 Розрахунок системи електропостачання цеху 10.05.26 – 18.05.26
9 Індивідуальне завдання 19.05.26 – 21.05.26
Техніко-економічні розрахунки елементів СЕП
10 22.05.26– 23.05.26
промислового підприємства
11 Охорона праці 24.05.26– 26.05.26
12 Виконання креслень графічної частини роботи 26.05.26 – 31.05.26
Підготовка доповіді та супровідних документів, 01.06.26 – 04.06.26
13
збір необхідних підписів

Здобувач вищої освіти-дипломник ________________ Тімур КІРЄЄВ
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Керівник кваліфікаційної роботи ________________ Олександр САМОЙЛИК.
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)

ЗМІСТ

1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ……………………………………… 6
1.1 Характеристика об’єкта проектування……………………. 6
1.2 Характеристика споживачів електричної енергії спеціальної

оснастки ………………………………………. 6
1.3 Характеристика цехів об’єкту, особливості їх

електропостачання ……………..………………...……..…... 8
1.4 Характеристика джерела живлення……………………….. 8
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ…………… 9
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових

електроприймачів………….……………………………….. 9
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних

навантажень від однофазних електроприймачів ................ 15
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від

освітлювальних систем…………………………………….. 16
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ

цехової підстанції……………………………….................. 16
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях

системи електропостачання……………………………….. 18
2.6 Картограма та положення центру електричних
навантажень цеху та підприємства. Вибір місця
розташування трансформаторних підстанцій……………. 18
2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і
цеху…………………………………………………... 18
2.6.2 Картограма електричних навантажень
підприємства…………………………………..…….. 22
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП
24
(КТП)………..
ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ
3
ПІДПРИЄМСТВА. РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ……. 26
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення

підприємства……………………………………….............. 26
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі……………………. 28
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП ………… 29

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ
Змн. Арк. № докум Підпись Дата
.
Розроб. Кірєєв Т.А.. Літ. Арк. Аркушів
Перевір. Самойлик О.В. Електропостачання 3 76
підприємства з виготовлення
Н. Контр. Ключка К.М. вібраційних машин і агрегатів ФЕТАМ, гр. ЕСЕ-22
Затверд. Ткаченко В.Ф.

4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ…………………………………... 31
4.1 Вибір трансформаторів ГПП …………………………… 31
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності…….. 31
4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві…. 33
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 кВ……………...…. 35
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції
внутрішньозаводської мережі………………………...…. 35
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж……………… 35
6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
В МЕРЕЖАХ ВИЩЕ 1000 В……………………………………... 37
6.1 Вихідні дані для розрахунків…………………………… 37
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ
ГПП. ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ ПЕРЕВІРКА
КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ…………………………………………..….. 38
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП……. 38
7.2 Вибір високовольтних апаратів ……………………..….. 38
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН………… 39
7.4 Вибір трансформаторів струму………………………… 40
7.5 Вибір трансформаторів напруги……………………….. 40
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
ЦЕХУ……………………………………………………………… 41
8.1 Вибір схеми і конструкції системи електропостачання
цеху………………………………………………………. 41
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних
систем…………………………………………………….. 41
8.2.1 Загальні відомості………………………………... 41
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам
нагріву…………………………………………………… 43
8.3.1 Вибір низьковольтних комплектних установок
НКУ……………………………………………….. 45
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі до
1000 В……………………………………………………... 45
Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
8.4.1 Розрахунок начального значення періодичної
складової струму трифазного КЗ………………... 45
8.5 Захист цехових електричних мереж……………………. 46
8.5.1 Вибір апаратів захисту………………………….. 46
8.6 Вибір типу, конструкції та компоновки
трансформаторної підстанції…………………………… 47
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ – Впровадження
енергозберігаючих технологій в процесі емалювання
корпусних елементів обладнання……………………….. ……… 48
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА………………………….. 59
11 ОХОРОНА ПРАЦІ……………………………………………….. 66
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………….. 75

Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ

1.1 Характеристика об’єкта проектування

Структура підприємства заводу з виготовлення вібраційних машин і
агрегатів приведена на генплану (лист №1).

1.2 Характеристика споживачів електричної енергії цеху
спеціальної оснастки

Відомості про електричні навантаження цеху приведені у табл. 1.1

Однофазне обладнання складається з 6 установок, вони включені на
фазну (230 В) або лінійну напругу (400 В).
Таблиця 1.1 – Характеристики електричних навантажень цеху

Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
Розміри цеху, електропостачання якого розглядається окремо,
складають ABH = 954610 .

Рисунок 1.1 – План цеху та розташування обладнання
Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5

1.3 Характеристика цехів об’єкту, особливості їх
електропостачання

План цеху та розташування обладнання представлено на рис. 1.1.

1.4 Характеристика джерела живлення

Додатковими вихідними даними до розрахунку струмів КЗ є:
– Обрана номінальна напруга енергосистеми UC=110 кВ;
– потужність КЗ на шинах районної підстанції SКЗ=1600 МВА ;
– довжина повітряної лінії lПЛ= 45 км .
Рівень напруги на шинах підстанції підтримується в допустимих межах
110 кВ  5 %, що дає змогу нормально працювати електрообладнанню [1 -5].

Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових
електроприймачів

Розрахунок цехових навантажень проводимо за наступними
формулами [6,7]:
Ppоз = 3 Uном  Ipоз cos . (2.1)

n
Рном =рном , (2.2)
1

n n
Qном =qном =рном  tg , (2.3)
1 1

Рроз = Кp Кв Рном , (2.4)

де Кр = f (Kв, nе, Ta ) – коефіцієнт розрахункової потужності, значення Кр
приймають згідно таблиці 2.2;
2
 n 
P
 ном 
1
n  
е = .
n
n р2
ном
1

Для типових електроприймачів величину nе :
2pном
nе = . (2.5)
pном max

Коефіцієнт Кв електроприймачів з різними ne знаходимо за формулою

n
кв і рном і
К = 1
в . (2.6)
n
рном і
1
Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5

Рисунок 2.2 – Графіки коефіцієнта розрахункового навантаження Кр

Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
Таблиця 2.1 – Значення коефіцієнта розрахункового навантаження Кр .

Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
Таблиця 2.2 – Значення коефіцієнта розрахункового навантаження Кр .

п
Кв, і Рном і
К = 1
в, цеху . (2.7)
п
Рном і
1

п
Рроз цеху = Кр  Кв, цеху Рном = Кр Кв, i Рном і . (2.8)
1

Реактивна потужність

Qроз цеху = Кр Кв,і Рном,і  tgі . (2.9)
і

Потужність Sроз

2 2
Sроз цеху = (Рроз цеху ) + (Qроз цеху ) . (2.10)

Арк.

ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

2.2 Особливості визначення розрахункових електричних
навантажень від однофазних електроприймачів

Трифазна номінальна потужність Рном у (кВт) визначається
наступним чином:
– при включенні ЕП на фазну напругу за формулою

Рном, у = 3Рном.max ф або Рном, у = 3Sпасп  ТВ cosпасп ,

• при одному електроприймачу

Рном, у = 3 Рном. ;

• при двох або трьох електроприймачах

Рном, у = 3Рном.max ф . (2.11)

Середнє навантаження окремих фаз визначається з використанням
таблиці 2.4.
Р = 3Р(с) і Q = 3Q(c) .

Таблиця 2.4 – Коефіцієнти зведення навантажень

Однофазними електроприймачами в цеху є наступні установки:
- машина шовна зварювальна -3 шт;
- термопіч гартівна – 3 шт.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем

Потужність освітлювальних систем цеху [6, 7]:

Pmax оc =S , (2.14)

Pmax оc = 26,54730 =115805Вт,

Рроз, ос цеху = Рmax,ос  Kп.

Рроз, ос цеху = 1158050,9 =104 кВт

Qроз, ос = Рроз, ос  tgφ = 104 0,2 = 21 квар.

2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ
цехової підстанції

Сумарні активна та реактивна розрахункові потужності на шинах
0,4 кВ визначаються за виразами

Р0,4 цеху = Рроз, цеху + Рроз, ос, цеху + Рроз у

Р0,4 цеху = 841+104+21= 946 кВт ,

Q0,4 цеху = Qроз, цеху + Qроз, ос, цеху +Qроз у ,

Q0,4 цеху = 436+21+22 = 479 квар.

2 2
S ТП = (Р0,4 цеху ) + (Q0,4 цеху ) , (2.16)

2 2
S ТП = (946) + (479) =1032 кВА .

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях
системи електропостачання

Потужність Sпр :

2 2
 N   N 
SНН ГПП = Ко  P0,4 цеху і  + Q0,4 цеху і  , (2.17)
   
 i   i 

2 2
SНН ГПП = 0,9  (6341,3) + (3444,7) = 6522,3 кВА .

2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень
цеху та підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних
підстанцій

Одна з умов раціонального розташування підстанцій вимагає, щоб
вони знаходилися поблизу центру їх центру електричних навантажень, що
скорочує протяжність, а отже, вартість і витрати в живильних та
розподільчих мережах.

2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і цеху

Центр електричних навантажень підприємства [6 - 9]:
n
 Р0,4 цеху xi
Х i = 1
ЦЕН підпр = , (2.18)
n
 Р0,4 цеху
i = 1

n
 Р0,4 цеху yi
Y = i = 1
ЦЕН підпр . (2.19)
n
 Р0,4 цеху
i = 1
Таблиця 2.6

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Визначаємо координати ЦЕН по формулам (2.18 – 2.19):

1602281,5
ХЦЕН підпр = = 253 м ,
6342,3

1349583
YЦЕН підпр = = 213 м .
6342,3

Центр електричних навантажень цеху.

– для активної потужності:

п
Рроз х
i i
Х = i=1
ЦЕН цеху(Р) , (2.20)
п
Рроз i
i=1
п
Рроз у
i i
У i=1
ЦЕН цеху(Р) = ; (2.21)
п
Рроз i
i=1

– для реактивної потужності:
п
Qроз х
i i
Х i=1
ЦЕН цеху(Q) = ,
п
Qроз i
i=1

п
Qроз у
i i
У i=1
ЦЕН цеху(Q) = ,
п
Qроз i
i=1

де Pроз і Qроз – номінальна активна і реактивна потужності
і і
електроприймачів,
xi , yi – координати відповідного споживача.
використовувати потужність відповідного РП.
Розрахунки ЦЕН виконуємо за допомогою електронних таблиць Excel.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Для кожного споживача заносимо його встановлену потужність та
координати (у міліметрах згідно рисунку 3.1.) у відповідні стовбці
таблиці 2.7.
Таблиця 2.7 – Розрахунок центру електричних навантажень цеху
Pi, Yi,
Найменування кВт Xi, мм Pi∙Xi мм Pi∙Yi Хцен Yцен
Прес лиття камери 70 176 12320 51 3570
Вентилятор витяжний 2,4 3 7,2 84 201,6
Вентилятор витяжний 2,4 9 21,6 84 201,6
Вентилятор витяжний 2,4 38 91,2 84 201,6
Вентилятор витяжний 2,4 42 100,8 84 201,6
Вентилятор витяжний 2,4 4 9,6 4 9,6
Вентилятор витяжний 2,4 106 254,4 84 201,6
Вентилятор витяжний 2,4 80 192 6 14,4
Вентилятор витяжний 2,4 90 216 6 14,4
Вентилятор витяжний 2,4 135 324 15 36
Вентилятор витяжний 2,4 135 324 12 28,8
Вентилятор витяжний 2,4 185 444 59 141,6
Вентилятор витяжний 2,4 185 444 67 160,8
Прес лиття кришки горловини 16,8 135 2268 42 705,6
Прес лиття кришки горловини 16,8 148 2486,4 42 705,6
Прес лиття кришки горловини 16,8 162 2721,6 42 705,6
Прес лиття кришки горловини 16,8 177 2973,6 42 705,6
Шнек 17,8 15 267 24 427,2
Шнек 17,8 90 1602 24 427,2
Прес лиття патрубків 21,6 11 237,6 75 1620
Прес лиття патрубків 21,6 20 432 75 1620
Прес лиття патрубків 21,6 83 1792,8 75 1620
Прес лиття патрубків 21,6 94 2030,4 75 1620
Прес лиття патрубків 21,6 11 237,6 64 1382,4
Прес лиття патрубків 21,6 20 432 64 1382,4
Прес лиття патрубків 21,6 83 1792,8 64 1382,4
Прес лиття патрубків 21,6 94 2030,4 64 1382,4
Прес лиття патрубків 21,6 11 237,6 53 1144,8
Прес лиття патрубків 21,6 20 432 53 1144,8
Прес лиття патрубків 21,6 83 1792,8 53 1144,8
Прес лиття патрубків 21,6 94 2030,4 53 1144,8
Прес лиття патрубків 21,6 11 237,6 39 842,4
Прес лиття патрубків 21,6 20 432 39 842,4
Прес лиття патрубків 21,6 83 1792,8 39 842,4
Прес лиття патрубків 21,6 94 2030,4 39 842,4
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Прес корита 6,1 165 1006,5 67 408,7
Прес корита 6,1 165 1006,5 57 347,7
Стіл обертовий 2,4 76 182,4 84 201,6
Стіл обертовий 2,4 30 72 84 201,6
Прес лиття відбивача 19,6 126 2469,6 100 1960
Прес лиття відбивача 19,6 142 2783,2 100 1960
Прес лиття відбивача 19,6 157 3077,2 100 1960
Прес лиття відбивача 26,2 166 4349,2 100 2620
Прес повзунів 44,8 176 7884,8 103 4614,4
Прес повзунів 44,8 176 7884,8 97 4345,6
Прес лиття зубчатої шайби 8,1 174 1409,4 11 89,1
Відсікаючий ніж 5,3 181 959,3 26 137,8
Прес ущільнювача 25,5 64 1632 6 153
Верстат маркувальний 7,8 31 241,8 8 62,4
Верстат ущільнення 11,8 137 1616,6 50 590
Верстат ущільнення 11,8 150 1770 50 590
Прес лиття гуми 73,6 125 9200 61 4489,6
Випробувальний стенд 8,2 15 123 7 57,4
Прес доїльної чаши 13,4 152 2036,8 11 147,4
Прес гумового клапану 38,6 46 1775,6 39 1505,4
Прес гумового клапану 38,6 64 2470,4 39 1505,4
Прес гумового клапану 38,6 46 1775,6 33 1273,8
Прес гумового клапану 38,6 64 2470,4 33 1273,8
Прес лиття важеля 11,2 44 492,8 71 795,2
Прес лиття важеля 11,2 64 716,8 71 795,2
Прес лиття важеля 11,2 44 492,8 61 683,2
Прес лиття важеля 11,2 64 716,8 61 683,2
Прес лиття важеля 11,2 44 492,8 51 571,2
Прес лиття важеля 11,2 64 716,8 51 571,2
Вентилятор приточний 18,8 135 2538 7 131,6
Вентилятор приточний 18,8 135 2538 9 169,2
Разом 1163,5 111941 63513,5 96,2 54,6

Координати ЦЕН отримаємо також в міліметрах.
Розраховані координати ЦЕН на плані цеху (рисунок 1.1) складають:
ХЦЕН =96 мм ; YЦЕН = 55 мм, що в натурі відповідає 49 м та 21 м.
З урахуванням розрахованих координат обираємо місця
розташування цехової трансформаторної підстанції, враховуючи наступні
міркування.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

2.6.2 Картограма електричних навантажень підприємства
Головні знижувальні підстанції також з метою економії
електроенергії і металу рекомендується розміщувати Для встановлення
ГПП поблизу центру електричних навантажень (ЦЕН) підприємства часто
існують обмеження, що накладаються технологічними особливостями,
умовами генплану тощо. Перше уявлення про характер розподілу
навантажень по території об'єкта отримують за допомогою картограми
навантажень.
Картограму навантажень будують як на плані розташування
приймачів електроенергії в цехах, так і на генеральному плані всього
промислового підприємства.
У другому випадку роль електроприймачів виконують окремі
цехи.
Для графічного відображення середньої інтенсивності розподілу
навантажень на картограмі застосовують різні методи [6, 7, 8].
Найпростішим із них є спосіб подання інтенсивності навантажень за
допомогою кіл.
Радіус кола пов'язують з розрахунковою потужністю приймача;
значення його знаходять з умови рівності розрахункової потужності в
деякому масштабі площі кола:
P 2
роз і =  r m ,

Розраховуємо на прикладі вибраного цеху вказані параметри
картограми електричних навантажень.

Ppоз 0,4 цеху i
ri = . (2.24)
π m

Розраховані за формулами (2.2 – -2.24) значення заносимо в
таблицю 2.8.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП (КТП)

При виборі місця розташування ГПП враховують характер
навантаження [4, 9].
При розташуванні цехової трансформаторної підстанції враховують,
зокрема, наступні вимоги:
а) максимальне приближення до центру електричних навантажень;
б) зведення до можливого мінімуму зворотних потоків енергії до
джерела живлення;
в) бажано, щоб трансформатори розташовувалися на відкритому
повітрі.
г) цехові підстанції повинні займати як можна меншу корисну площу
цеху;
д) ТП не повинні створювати перешкод виробничому процесу;
е) виконання вимог електричної та пожежної безпеки.
Таким чином, розміщуємо нашу ТП однозначно в цеху (лист 5 графічної
частини; рис 2.3).

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Рисунок 2.3 – Центр електричних навантажень цеху

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ
ПІДПРИЄМСТВА. РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ

3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства

Електричні схеми типових розподільчих установок наведена на
рисунках 3.1 - 3.3 [5, 6, 7]:

Рисунок 3.1 – Схема РУ ВН схема РУВН
“місток з вимикачами в колах ліній”

Рисунок 3.2 – Схема РУВН “місток з вимикачами в колах
трансформаторів і ремонтною перемичкою з боку трансформаторів”
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Рисунок 3.3 – Схема РУ НН 6 (10) кВ:
а) – з однією секціонованою системою шин;
б) – з двома секціонованованими система шин

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі

Потужність SВН ГПП визначається за формулою (2.17) , у якої
враховано втрати потужності у силових трансформаторах ГПП6

2 2
 N   N 
SВН ГПП = Ко  P0,4 цеху і + P
 T 
+  Q + Q , (3.1)
 0,4 цеху і T 
 i   i 

де PT іQT – втрати відповідно активної і реактивної потужності.
Розрахунковий струм лінії
SВН ГПП
Іроз ПЛ = Кзав.Л , (3.2)
3  Uном

ІрозПЛ  к  Ідоп ,

2  ІрозПЛ  к  кдоп  Ідоп.Т ,

Активна і реактивна складова втрат в трансформаторі:

PT = 0,02 SНН ГПП ,

QT = 0,1SНН ГПП ,

ΔРТ = 0,02 6522 = 130 кВт ;

QT = 0,16522  652 квар .

Загальне навантаження об’єкта становить

2 2
SВН ГПП = 0,9 (6341+130) + (3445+ 652) = 6891 кВА.

У нашому випадку
6891
Іроз ПЛ = =18,0 А .
2 1,732 110

18,0
F 2
ек = =12,8 мм .
1,4

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Обираємо для повітряної лінії провід АС-70 [1, 6], для якого
Ідоп.Т(АС70) = 260 А .
Вибраний переріз лінії живлення перевіряємо на:
– на допустимий струм в нормальному режимі роботи ( к – коефіцієнт,
що враховує фактичну розрахункову температуру середовища к =1);

18 А  1260 А ;

– на допустимий струм в післяаварійному режимі (режим відключення
однієї з ліній живлення)
де кдоп – допустиме короткочасне перевантаження, кдоп =1,25 ;

2 18 А = 36 А  0,9 1,25 260 = 292,5 А .

3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП

Схема заміщення - на рисунку 3.4.

Рисунок 3.4 – Схема заміщення фази ділянки мережі

Векторна діаграма напруги і струму:

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Рисунок 3.5 – Векторна діаграма напруги і струму фази ділянки
електричної мережі

Для визначення складових струму використовують відомі
співвідношення:
Pі Q
Ia = ; I = і
p (3.8)
3 Uі 3 Uі

Uф = 30 13,6 +17,9 12,7 = 644 В;

Модуль напруги на початку ділянки визначимо за формулою (3.5):

Uф1 = (110 + 0,644)2 106 + (0,081)2 106 =110,816 кВ .

Втрата напруга розраховується за співвідношенням (3.6)

Uф =110,644 103 −110,0 103 = 0,644 103
В.

Відносні втрати напруги від системи до ГПП підприємства при
проектної потужності Pі = 4915,9кВт; Qі = 3490,1 квар складає

Uф
U (%) = %.
Uном

0,644 103
U(%) = 100 = 0,585% .
110 103

Отже, параметри повітряних ліній є достатніми для передавання
розрахункової потужності на підприємство з незначними втратами
напруги.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ

4.1 Вибір трансформаторів ГПП

Номінальна потужність кожного з двох трансформаторів ГПП
попередньо оцінюється згідно виразу [8, 9] :
Отже
6887
SТ пр = = 4919,7 кВ А .
2 0,7

Попередньо вибираємо трансформатор ТМН–6300/110 із
номінальними параметрами:
Sном Т=6,3 МВА , Uном В=115 кВ, Uном Н=11кВ, UКЗ=10,5%,
ΔРХХ= 10 кВт, ΔРКЗ= 44 кВт .

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

Кількість трансформаторів ТП визначається вимогами надійності
живлення споживачів [3, 4, 6, 9]:

1032
Sприб T = = 737 кВ∙А.
1,4

Таким чином, номінальна потужність обраного трансформатору
складає
Sном T =1000 кВ∙А.

Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складе

QHK =Q
сум HK1 +QHK2. (4.2)

Економічна кількість трансформаторів Nе знаходиться за виразом

Nе = Nmin +m ,

де m – додаткова кількість трансформаторів, яка визначається згідно [3, 6]
у функції Nmin і N .
Nе = 2 + 0 = 2 ,
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

За рахунок N та m з`являється некомпенсована потужність
Qmax T , яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,4 кВ,
визначається вона за формулою

2
Qmax T = (Nе к
2
заван.ф Sном T ) − Рmax .

S
де кзаван.ф – фактичний коефіцієнт завантаження, к ТП
заван.ф = .
Ne Sном T
1031,7
кзаван.ф = = 0,516 .
2 1000

У такому разі

2 2
Qmax.T = (2  0,516  1000) - (925) = 457,6 квар .

Сумарна потужність батарей статичних низьковольтних
конденсаторів QHK1 складе:

QHK1 =Qmax −Q
0,4 max T ,

де Qmax – сумарна реактивна потужність напругою 0,4 кВ за найбільш
0,4
завантажену зміну, квар.

QHK1 = 456,9-457,6 = − 0,7 квар .

При QHK1  0 встановлювати батареї на першому етапі розрахунку
не потрібно. У нашому випадку QHK1  0 квар, тобто встановлювати
батареї не потрібно.
Додаткова потужність статичних конденсаторів QHK2 з врахуванням
оптимального зниження втрат потужності визначається за формулою [6]

QHK2 =Qmax −Q
0,4 HK1 −  Nе Sном Т ,

де  – розрахунковий коефіцієнт.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Показник К2 враховує віддаленість ТП від РП ГПП та потужність
трансформаторів. Його чисельне значення беруть згідно з даними [6].

QHK2 = 456,9 − (−0,7)− 0,18 2 1000 = 97,6 квар .

Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів згідно
формули (4.2) складає

QHK = (−0,7) + 97,6 = 96,9 квар .
сум

Вибираємо 2 конденсаторні установки УК2 – 0,4 – 50 У3-М [8]
потужністю 50 квар.

4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві

Вибір потужності засобів компенсації проводимо згідно [8, 9]

Реактивна потужність (таблиця 4.1). :
Qвк. = Qт + кнс  Qmax - Qек ,

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 кВ

5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції
внутрішньозаводської мережі

Обираємо радіальну схему (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Одноступенева радіальна схема розподілення
електроенергії

5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж

Максимальна потужність КЛ[1, 9]:

Рmax10= Рроз 0,4+ РТ= Рроз 0,4+ 0,02  Sном Т ; (5.1)

Qmax10= Qроз 0,4+ QТ = Qроз 0,4+ 0,1Sном Т , (5.2)

Потужність лінії [1, 7, 9]

2 2
S Л = (Рmax 10 і ) +
i (Qmax 10 і ) ,

Розраховані дані заносимо у таблицю 5.1.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Таблиця 5.1 – Розрахунок електричних навантажень на стороні 10 кВ ТП

Розрахунковий струм у кабельної лінії на кожної ділянки (ГПП–ТП) в
нормальному режимі визначається як

SЛ
I і
роз, Л = .
і 3 Uном

Аналогічно виконуємо розрахунки для інших кабельних ліній,
обираємо за довідковими даними та заносимо їх в таблицю 5.2.

Таблиця 5.2 – Вибір перерізу кабельних ліній напругою 10 кВ

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
В МЕРЕЖАХ ВИЩЕ 1000 В

6.1 Вихідні дані для розрахунків

Розрахункова схеми і схема заміщення приведено на рис. 6.1 та 6.2.

Рисунок 6.1 – Розрахункова схема розрахунку КЗ

Рисунок 6.2 – Схема заміщення для розрахунку струмів КЗ

Розрахунки проводимо за допомогою Microsoft Excel, результати
розрахунків переносимо у таб. 6.1.

Таблиця 6.1 – Струми короткого замикання в СЕП

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП.
ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ
ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ

7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП

Тип трансформаторної підстанції ГПП представлено у графічній
частині роботи.

7.2 Вибір високовольтних апаратів

Обладнання, що використовується в електроустановках, має
відповідати вимогам тривалої роботи в номінальному режимі, витримувати
перевантаження (форсований режим), а також забезпечувати надійну роботу
при можливих коротких замиканнях [1, 14].До силового обладнання мереж
електропостачання належать комутаційні апарати РУВН — вимикачі,
роз’єднувачі та інші пристрої [8, 14]. Їх підбір здійснюють за значеннями
номінальної напруги та максимального струму, після чого перевіряють на
термічну й електродинамічну стійкість до дії струмів короткого замикання.
Отримані результати вибору наведені в таблиці 7.1.Характеристики та
параметри для вибору високовольтних апаратів РУВН зведені у відповідні
таблиці 7.1 – 7.6

Таблиця 7.1 – Вибір вимикача

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Таблиця 7.2 – Вибір роз’єднувача

7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН

Таблиця 7.3 – Вибір ввідного вимикача 10 кВ

Таблиця 7.4 – Вибір секційного вимикача 10 кВ

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

7.4 Вибір трансформаторів струму

Обираємо трансформатор струму [14] напругою 10 кВ типу ТШЛП–
10К.

Таблиця 7.5 – Вибір трансформаторів струму напругою 10 кВ ТШЛП–10К

7.5 Вибір трансформаторів напруги

В мережі 10 кВ приймаємо попередньо до встановлення трансформатор
напруги типу НТМИ–10–66УЗ [14].

Таблиця 7.6 – Розрахунок навантаження трансформатора напруги

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ

8.1 Вибір схеми і конструкції системи електропостачання цеху

Для цеху обираємо схему (рис. 8.1) [8].

Рисунок 8.1 – Радіальна схема цехової електричної мережі

8.2 Розрахунок освітлювальних систем

8.2.1 Загальні відомості
Розраховуємо освітлення цеху
к3 ЕФ = min S z , (8.1)
N 

Розраховуємо кількість світильників в ряду і кількість рядів, приклад
розміщення світильників приведений на рисунку 8.2.

Рисунок 8.2 –– Розміщення світильників цеху
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Після прийняття схеми розміщення світильників проводиться перевірка
освітленості в найбільш характерній точці точковим методом по кривим
просторових ізолюкс прийнятого світильника згідно виразу

n
Фсв  ei
Е = i=1 ,
1000 к3

Намітимо розміщення в світильників цеху, в першу чергу висоту
підвісу h .
h = H - hр - hс = 10 - 0,8 - 1,2 = 8 м .

Для прийнятого світильника, що має глибоку криву сили світла (буква
Г в позначенні світильника), знаходимо значення λ – λ=1.
Відстань між світильниками
La = λ h = 18 = 8 м .

При La = 8 м в ряду можна розмістити 12 світильників, тоді

2  l = 95−8 11= 7 м,
де l = 3,5 м.

200 1,5 4370 1,15
Фсв = =12250 лм.
96 0,78

Обираємо лампу ДРЛ 250 з потужністю 250 Вт, що має світловий потік
Fн о м =13500 лм [20].
Визначимо відхилення обраного значення світлового потоку від
розрахованого:
Fр - Fном
Δ(%) = 100 %
Fр

12250 - 13500
Δ(%) = 100 % = 9,8 %
12250

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Обрана лампа за світловим потоком відрізняється від розрахункового
на 8,2 % , що допустимо.
Активна потужність системи освітлення складає:

Рос = PДРЛ N

Рос = 250 96 = 24000 Вт.

Реактивна потужність системи освітлення дорівнює:
Qmaxоc = Pmax оc  tg0

Qmaxоc = 24 0,2 = 4,8квар.

8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам нагріву

Проводимо розрахунок мережі живлення споживачів цеху, враховуючі
гл.1.3.3 ПУЕ.
І роз  Ку. п  Ітр. доп Л , (8.5)

І ном доп. Л  Іmах = 1,25  Іроз , (8.6)

P
I ном
pоз (однофаз) = , (8.7)
Uном cosφ

Керуючись вказаними вимогами, проводимо розрахунок мережі,
обираємо за каталожними даними [14, 8] кабелі і результати заносимо в
таблицю 8.3

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Таблиця 8.3 – Вибір перерізу живлячого кабелю

Для розподільчих пунктів табл. 8.4.

Таблиця 8.4 – Вибір перерізу ввідних кабелів

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

8.3.1 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ

Обираємо тип НКУ, а саме пункти розподільчі серії ПР11 (рисунок
8.8).

Рисунок 8.8 – Пункт розподільчий ПР11

8.4 Розрахунок струмів КЗ в мережі до 1000 В

8.4.1 Розрахунок начального значення періодичної складової струму
трифазного КЗ
Схема для розрахунку коротких замикань на рис. 8.9.

Рисунок 8.9 – Розрахункова схема КЗ цехової мережі
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Схема заміщення - на рисунку 8.10.

Рисунок 8.10 – Схема заміщення прямої послідовності для розрахунку КЗ
в цехової мережі

Розрахунки проводимо за допомогою електронних таблиць Excel.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 8.5.

Таблиця 8.5 – Струми короткого замикання у розрахованих точках

8.5 Захист цехових електричних мереж

Захист електричних мереж напругою до 1 кВ здійснюється згідно глави
3.1 ПУЕ [1].

8.5.1 Вибір апаратів захисту

Таблиця 8.6 – Вибір автоматичних вимикачів
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

8.6 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної
підстанції

Конструкція та компоновки трансформаторної підстанції приведені на
графічній частині роботи.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ – Впровадження
енергозберігаючих технологій в процесі емалювання корпусних
елементів обладнання

9.1 Загальні відомості про процес електростатичного емалювання

Одним із ключових чинників економічного розвитку України є
забезпечення високої якості та конкурентоспроможності промислової
продукції, що досягається шляхом інтеграції сучасних енерго- та
ресурсозберігаючих технологій у виробничі процеси.
У сфері емалювання виробів із тонколистової сталі особливе місце
займає електростатичний порошковий метод. На відміну від традиційних
способів, він характеризується практично безвідходним виробництвом,
високим рівнем автоматизації та механізації, екологічністю, а також
зниженням енерговитрат завдяки усуненню ряду допоміжних операцій.
Серед сучасних технологій нанесення емалі найбільш поширеними є:
1. Електростатичне поле;
2. Безповітряне розпилювання мембранними установками;
3. Розпилювання стислим повітрям;
4. Занурення.
Найбільш прогресивним і економічно вигідним вважається
електростатичний метод. Його принцип полягає у створенні негативного
заряду на поверхні виробу та подачі порошку (скляного чи керамічного),
який розпилюється з позитивним зарядом. Завдяки індуктивності
електричного поля частинки рівномірно осідають на поверхні, утворюючи
якісне покриття. Поле охоплює деталь з усіх боків, що значно прискорює
процес емалювання. Водночас надмірна швидкість руху частинок може
спричиняти їх часткові втрати.
Порошкові фарби являють собою тверді дисперсні композиції, що
складаються з плівкоутворювачів (смол), отверджувачів, пігментів,
наповнювачів та спеціальних добавок. Виробництво здійснюється шляхом
змішування компонентів у розплаві з подальшим подрібненням. Незалежно
від складу, готова композиція має сипку структуру, стабільність фізико-
хімічних властивостей і зберігає незмінність при тривалому зберіганні.
Найбільшого поширення набули фарби на основі неорганічних керамік
та скла, а також термозатверджувальних полімерів — епоксидних,
поліефірних та гібридних епоксидно-поліефірних. Вибір конкретного складу
визначається вимогами до покриття та умовами його експлуатації.
Сировинний склад порошкових фарб:
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

• Смоли — 50–95 %;
• Отверджувачі — 3–30 %;
• Пігменти — 0–40 %;
• Добавки (віск, засоби для розтікання, дегазації,
структуроутворювачі) — 0,2–10 %;
• Наповнювачі — 0–35 %.
Термопластичні фарби при нагріванні утворюють суцільну полімерну
плівку, яка після охолодження виконує захисні функції. При повторному
нагріванні такі покриття знову плавляться. До цієї групи належать склади на
основі полівінілбутиралю, поліфторолефінів та поліетилену.
Термічні порошкові композиції (скляний пил) при нагріванні проходять
стадії розплавлення, злиття та рекристалізації, утворюючи надзвичайно
міцну й довговічну емалеву плівку, яка зберігає твердість навіть після
повторного нагрівання.
Методи зарядки порошку:
• Електростатичний — створення сильного електростатичного
поля з негативним зарядом;
• Трібо — позитивний заряд частинок за рахунок тертя без
електростатичного поля.
Переваги електростатики: ефективність нанесення, можливість роботи
з різними порошками, нечутливість до розміру частинок, формування тонких
покриттів, придатність для металізованих ефектів.
Переваги методу Трібо: мінімальний ефект «клітки Фарадея»,
можливість нанесення товстих шарів, зручність у автоматичних лініях,
висока якість поверхні без «апельсинової кірки».
У процесі електростатичного емалювання можуть виникати
різноманітні дефекти покриття, що знижують його якість та експлуатаційні
характеристики. Найбільш поширені з них такі:
• Проколи — поверхня виглядає так, ніби її прокололи голкою.
Основними причинами є дегазація летких речовин із порошку, відсиріння
матеріалу або неналежна підготовка основи. Запобігти цьому можна шляхом
нанесення тонкого шару, використання спеціальних порошків для
оцинкованих поверхонь та дотримання правил зберігання.
• Кратери — утворення заглиблень, схожих на «вибухові кратери».
Причини: залишки мастил, силікону, несумісність матеріалів, корозія чи
надмірна вологість основи. Для уникнення дефекту необхідно забезпечити
чистоту робочої зони, ретельну підготовку поверхні та видалення продуктів
корозії.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

• Апельсинова кірка — нерівномірність шару, що нагадує текстуру
цитрусової шкірки. Виникає через надто тонке або товсте покриття, слабке
заземлення чи зворотну іонізацію. Запобігання: дотримання рекомендованої
товщини шару, використання оптимальної напруги (30–40 кВ), правильне
положення пістолета та контроль тиску повітря.
• Механічні включення та кольорові включення — сторонні частки
або неоднорідності, що потрапляють у покриття під час нанесення.
• Зміна кольору та пожовтіння — проявляється у вигляді
крейдування чи втрати первісного відтінку. Причини: агресивна промислова
атмосфера, дія кислотних або лужних речовин, надмірна вологість чи
використання порошків, не призначених для виробів, що нагріваються газом.
Запобігання: правильне зберігання, застосування захисних упаковок та вибір
стійких матеріалів.
• Зміна блиску — втрата або нерівномірність глянцю внаслідок
впливу зовнішніх факторів чи порушення технології.
• Погана адгезія — слабке зчеплення покриття з основою, що може
призвести до його відшарування.
• Стікання покриття — утворення напливів у нижній частині
виробу. Причини: надмірна товщина шару, невідповідність режиму
затвердіння або низька в’язкість матеріалу. Запобігання: контроль товщини
та параметрів процесу.
• Відшарування покриття — відділення шару емалі від основи. Це
може бути наслідком неправильної підготовки поверхні, невідповідної
ґрунтовки чи недостатнього затвердіння емалі в печі. Запобігання:
дотримання технологічних параметрів, чистота основи та використання
рекомендованих матеріалів.
Механічні властивості порошкових емалей
Твердість
• Метод Бухгольца (ISO 2815, DIN 53153) передбачає вимірювання
деформації покриття при втискуванні спеціального коліщатка з гострою
кромкою протягом 30 секунд. Показник визначається як частка від ділення
100 на довжину відтисненої ділянки (мм).
• Метод грифельного олівця (ASTM D3363) базується на
використанні олівців різної твердості (від 2H до 2B). Тест характеризується
двома показниками: маркою олівця, що не пошкоджує поверхню, та
наступною маркою, яка вже залишає слід.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

• Метод Клемена (BS 3900:E2, ISO 1518, ASTM D5178) полягає у
прокреслюванні сталевою голкою з поступовим збільшенням навантаження.
Критерієм є маса, при якій покриття ушкоджується до металу.
Стійкість до удару Визначається за стандартами ASTM D–2794 та ISO
6272 за допомогою удар-тестера. Прямий удар — падіння маси на покриття,
непрямий — на зворотну сторону зразка. Якщо деформація не призводить до
тріщин, показник виражається у кг/см, Н/м або дюйм/фунт.
Гнучкість Зразок із покриттям згинається навколо циліндрового ролика
(ASTM D1737, ISO 1519, DIN 53152) або конічного облямовування (ASTM
D552, ISO 6860). Результат — мінімальний діаметр ролика без пошкоджень
або довжина пошкодженої ділянки від вістря конуса.
Стійкість деформації по Еріксену (ISO 1520, DIN 53156) — кулька
певного діаметра вдавлюється у зразок із зворотного боку. Результат —
глибина проникнення, при якій відбувається руйнування покриття.
Адгезія (ISO 2409, ASTM D3359, DIN 53151) — на поверхні роблять
гратчасті надрізи, після чого накладають скотч-стрічку. Показник —
кількість ділянок, що відокремилися після її видалення.
Стійкість до кліматичних та хімічних чинників
• QUV-тест — прискорене старіння під дією ультрафіолету. Панелі
витримуються 1000 годин у циклах: 8 годин опромінення та 4 години без
нього. Контроль проводиться кожні 250 годин.
• Флоріда-тест — річне випробування у природних умовах
сонячного та вологого клімату Флориди. Оцінюється збереження кольору та
блиску.
• Вологостійкість (DIN 50017, ISO 6270) — витримування зразків у
камері з підвищеною вологістю протягом 1000 годин із періодичним
контролем.
• Стійкість до соляного туману (ISO 9227, DIN 50021) — перевірка
захисту від корозії у сольовій атмосфері, триває до 1000 годин.
• Тест Кестерніха (DIN 50018, ISO 3231) — оцінка стійкості до
промислової атмосфери з діоксидом сірки у циклах по 24 години.
• Опір будівельному розчину (ASTM C207) — вплив розчину при
23 °C та 50 % вологості протягом 24 годин.
• Опір хімікатам

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

9.2. Розробка пристрою електростатичного емалювання корпусних
елементів обладнання

Розроблений пристрій призначений для формування на поверхнях
корпусних деталей склокерамічного емалевого покриття, яке забезпечує їх
захист від зовнішніх впливів. Схема функціонування передбачає отримання
високої напруги (до 80 кВ) на вихідних контактах, що викликає пробій
повітря та електростатичну зарядку скляного порошку. Останній осідає на
поверхні деталі та піддається спіканню, утворюючи міцний захисний шар.
Функціональна блок-схема пристрою, призначеного для емалювання
корпусних елементів обладнання для сепарації та пастеризації молока,
представлена у графічній частині проекту.
Основні вузли пристрою:
• Блок живлення А1 — забезпечує пониження напруги з 380/220 В;
• Автогенератор А2 — імпульсний перетворювач напруги;
• Схема управління А3 — інтегральний модуль, що синхронізує
роботу автогенератора;
• Високовольтний блок А4 — формує два рівні напруги, які
подаються на корпус виробу та сопло-іонізатор.
Принципова електрична схема пристрою також наведена у графічній
частині проекту. Автогенератор функціонує на частоті близько 30 кГц. У
вторинній обмотці трансформатора Т1 після випрямлення діодами
формується постійна напруга 800–1000 В, яка накопичується на конденсаторі
С5. Синхронізація здійснюється подачею зовнішнього сигналу відповідної
частоти на вхід операційного підсилювача.
З виходу схеми знімається пилкоподібна напруга, яка може
використовуватися для керування імпульсним стабілізатором. Другий
трансформатор Т2 забезпечує додаткове підвищення напруги до необхідного
рівня. Його робота відбувається в імпульсному режимі, що досягається
завдяки регулюванню зазору в розряднику FV1. Пробій повітря відбувається
при напрузі 600–750 В, після чого заряд конденсатора С5 розряджається
через FV1 та первинну обмотку Т2.
Енергія, накопичена на конденсаторі С5 (передавана у вторинну
обмотку трансформатора), визначається з виразу:

1
W = C U2
c ,
2

де Uc = 700 В – напруга на конденсаторі;
С = 0,25 мкФ – ємкість конденсатора С5.

1
W = 0,25 10−6  (700)2 = 0,061 Дж .
2
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Аналогічні промислові пристрої та конструктивні особливості
Більшість промислових аналогів електростатичних пристроїв для
емалювання мають близькі значення енергії заряду, іноді дещо нижчі. Схема
живиться від однофазної мережі, при цьому світлодіод VD2 виконує функцію
індикатора наявності напруги, а діод VD4 запобігає небажаному розряду
через ланцюги джерела живлення.
У конструкції застосовуються стандартні елементи:
• резистори типу МЛТ;
• конденсатори: С1 (К73–17B, 400 В), С3 (К50–16, 25 В), С4 (К10–
17), С5 (МБМ, 750 В або К42У–2, 630 В).
Важливо зазначити, що високовольтний конденсатор С5 працює в
жорсткому режимі майже короткого замикання, тому використання інших
типів не рекомендується. Діодний міст VD1 може бути замінений чотирма
діодами КД102Б, а діоди VD5 та VD6 — шістьма послідовно з’єднаними
КД102Б.
Трансформатор Т1
Намотування трансформаторів починається з вторинної обмотки. Для
виготовлення потрібна висока акуратність та спеціальне намотувальне
пристосування. Трансформатор Т1 виконується на діелектричному каркасі,
який вставляється у броньовий сердечник Б26 з фериту М2000НМ1 (або
М1500НМ1).
• Обмотка 1: 6 витків дроту ПЭЛШО, Ø 0,18 мм (допустимо 0,12–
0,23 мм);
• Обмотка 2: 20 витків дроту ПЭЛШО, Ø 0,18 мм;
• Обмотка 3: 1800 витків дроту ПЭЛ, Ø 0,1 мм.
При намотуванні третьої обмотки через кожні 400 витків укладається
конденсаторний діелектричний папір, а шари просочуються
трансформаторним або конденсаторним маслом. Після завершення котушка
вставляється у феритові чашки, стики склеюються, а виводи заливаються
розігрітим парафіном чи воском.
Високовольтний трансформатор Т2
Трансформатор Т2 виготовляється на пластинах із трансформаторного
заліза, зібраних у пакет. Конструкція дозволяє уникнути намагнічування
сердечника завдяки незамкнутому магнітному полю.
• Вторинна обмотка: 1800–2000 витків дроту ПЭЛ, Ø 0,08–0,12 мм,
у чотири шари;
• Первинна обмотка: 20 витків дроту Ø 0,35 мм.
Міжшарова ізоляція виконується фторопластовою стрічкою (0,1 мм)
або конденсаторним папером. Після намотування трансформатор заливається
епоксидним клеєм із додаванням кількох крапель конденсаторного масла для
пластифікації. Важливо уникати утворення повітряних бульбашок у
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

заливальній масі. Для герметизації використовується картонний каркас
розміром 55 × 23 × 20 мм.
Такий трансформатор забезпечує амплітуду напруги понад 90 кВ у
вторинній обмотці. Однак його експлуатація без захисного розрядника F2
небезпечна, оскільки можливий пробій усередині котушки. Розрядник
виконується з двох оголених проводів, розташованих на відстані 20–24 мм.
Конструктивні матеріали
Елементи пристрою кріпляться на бічних пластинах із кварцового скла
СТ–3А товщиною 5–6 мм. Як електроди розрядника FV1 можуть
використовуватися стрижні від роз’ємів для великого струму, наприклад із
серії ШР.
Розрядник та конструктивні особливості пристрою
Для виготовлення розрядника доцільно застосовувати мідні пластини з
нікельованим покриттям, що забезпечує підвищену стійкість до руйнування
дугою. Товщина пластин не є критичною. Враховуючи, що пробійна напруга
повітря становить приблизно 3 кВ/мм (залежно від вологості та
атмосферного тиску), робочий зазор розрядника FV1 регулюється в межах
0,1–0,2 мм.
Усі елементи схеми розміщуються на односторонній друкованій платі
зі склотекстоліту товщиною 1–1,5 мм, розміром 130 × 55 мм. Плата
одночасно виконує функцію кришки корпусу. Монтаж здійснюється з боку
провідників, що дозволяє мінімізувати товщину конструкції.
Трансформатори Т1 та Т2 закріплюються на платі за допомогою епоксидного
клею.
Усередині гнучкої частини пластини розміщується гумовий вкладиш,
який не перешкоджає встановленню кожуха на каркас.
Налаштування схеми
Налаштування пристрою полягає у забезпеченні стабільного запуску
автогенератора за допомогою резисторів R7 та R8 при живленні від джерела
постійної напруги 3,9–5 В. Для уникнення пошкодження транзистора VT1
рекомендується використовувати блок живлення з обмеженням струму до 1
А. Це дозволяє запобігти аваріям у випадку неправильного підключення
первинної обмотки трансформатора Т1 або відсутності режиму автогенерації.
Подальше налаштування здійснюється за допомогою осцилографа:
вимірюється напруга на конденсаторі С5, після чого підбирається величина
зазору в розряднику FV1 так, щоб вона не перевищувала 650–750 В.
Енергетичні характеристики
Коефіцієнт корисної дії пристрою є відносно низьким — близько 20 %.
Це пояснюється значними втратами енергії на іонізацію повітря, яке має
високу діелектричну проникність. У результаті більша частина енергії
розряду витрачається саме на іонізацію середовища, а не на заряд порошку.
Загальна потужність високовольтного іонізатора становить приблизно 7,2
кВт.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

9.3 Розрахунок високовольтного трансформатора пристрою
електростатичного емалювання

Приймаємо такі вхідні параметри високовольтного трансформатора:
первинна обмотка якого розрахована на напругу U1 = 800 В, а вторинна – на
напругу U2 = 80 кВ. Струм вторинної обмотки дорівнює I2 = 100 мА.
1. На підставі заданих навантажень підраховуємо вторинну повну
потужність високовольтного трансформатора :

S2 = 80 103 100 10−3 = 8 кВА ,

де U2 = 80 кВ – вторинна обмотка високовольтного трансформатора;
І2 = 100 мА – струм вторинної обмотки.
2. Знаходимо первинну повну потужність трансформатора:

S
S1 = 2 ,
η

де  = 86 % – ККД трансформатора,
8
S1 = = 9,3 кВА .
0,85

3. Поперечний перетин сердечника трансформатора :

S 2
Qc = k  1 10 ,
2f

де k = 8 – стала трансформатора (повітряного) ;
f = 100 Гц – робоча частота трансформатора,

9300
Qc = 8  102 = 5455,3 мм2 .
2 100
Якщо урахувати ізоляцію між листами, перетин сердечника виходить
на 10 % більше, тобто Qc = 1,1·5455,27 = 6000,8 мм2 . Приймаємо його
розміри наступними: ширина сердечника а = 250 мм, висота сердечника
Нс = m·а = 2,5·250 = 625 мм, ширина вікна с = Нс / m = 625 / 2,5 = 250 мм,
товщина пакету пластин b = 265 мм.
Фактичний перетин вибраного сердечника приймаємо так:

Qс.ф. = a b ,

де а = 250 мм – ширина сердечника;
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

b = 265 мм – товщина пакету пластин.

Qс.ф. = 250 265 = 66250 мм2 .

4. Визначаємо струм первинної обмотки:

S
I1 = 1 ,
U1

де U1 = 800 В – первинна обмотка високовольтного трансформатора,

9300
I1 = =11,6 А .
800

5. Визначаємо перетин дроту первинної і вторинної обмоток:

I
s = 1 I
1 ; s2 = 2 ,
j j

де j = 3,85 А/мм2
– щільність струму (для обмотки з торованої міді),

11,6 0,1
s1 = = 3,02 мм2 2
; s2 = = 0,026 мм .
3,85 3,85

Приймаємо для первинної і вторинної обмоток дріт ПЭВ–1 з
наступними даними :
– діаметри дротів без ізоляції d1 = 3,1 (мм), d2 = 0,03 (мм);
– діаметри дротів з ізоляцією dи1 = 6,076 (мм), dи2 = 0,9 (мм).
6. Визначаємо число витків первинної і вторинної обмоток, прийнявши
магнітну індукцію сердечника нашого трансформатора Вс = 1,3 Тл:

U 104
w 1
1 = ,
2,22 Bc Qс.ф

де U1 = 800 В – первинна обмотка високовольтного трансформатора,

800 104
w1 = = 41,8 витків ,
2,22 1,3 66250
приймаємо w = 42 витки.
1

U
w1 = w 2
1  ;
U1

80 103
w2 = 42  = 4200 витків .
800
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

З урахуванням компенсації падіння напруги в дротах коректуємо
кількість витків вторинної обмотки:

w '
2 =1,1w2 ;

w '
2 =1,14200 = 4620 витки .

7. Перевіряємо, чи розмістяться обмотки у вікні сердечника.
Площа, займана первинною і вторинною обмотками:

Qобм = Q ,
обм.1 + Qобм.2 = dн1 w1 + dн2 w2

Qобм = 6,076 42 + 0,9 4620 = 4413,2 мм2
.

Площа вікна сердечника:
QO = Hc c ,

де с = 250 мм – ширина вікна сердечника.

QO = 625 250 =156250 мм2
.
Відношення розрахункової і фактичної площ вікна сердечника:

Qc
kO = ;
QO

5455,27
kO = = 0,0351 .
15625

Обмотки трансформатора розміщуються у вікні вибраного сердечника
без надмірного ущільнення, що забезпечує їхню надійну ізоляцію та
стабільність роботи. Високовольтний трансформатор Т2 виконується на
пластинах із трансформаторного заліза, зібраних у пакет. Така конструкція
дозволяє уникнути небажаного намагнічування сердечника, що підвищує
ефективність роботи пристрою.
Намотування обмоток:
• Вторинна обмотка: 4620 витків дроту ПЭВ–1 діаметром 0,9 мм,
укладених у чотири шари;
• Первинна обмотка: 42 витка дроту відповідного діаметра.
Міжшарова ізоляція виконується кількома шарами тонкої
фторопластової стрічки товщиною 0,1 мм, що забезпечує високий рівень
електричної міцності та стійкість до пробою.
Заливка та герметизація трансформатора
Після завершення намотування трансформатор заливається епоксидним
клеєм. Для покращення його властивостей до складу клею додають кілька
крапель конденсаторного масла, яке виконує роль пластифікатора. Перед
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

заливкою суміш ретельно перемішується, щоб уникнути утворення
повітряних бульбашок, які можуть знизити електричну міцність конструкції.
Для зручності процесу виготовляється картонний каркас за габаритами
трансформатора, у якому виконується герметизація. Такий підхід забезпечує
надійність ізоляції та довговічність роботи трансформатора в умовах високих
напруг.
Висновок. У результаті проведеного аналізу можна стверджувати, що
впровадження електростатичних технологій емалювання корпусних
елементів обладнання є ефективним напрямом підвищення якості та
довговічності промислових виробів. Використання високовольтних
іонізаторів та спеціально розроблених трансформаторів забезпечує стабільне
нанесення склокерамічного покриття, яке характеризується високою
адгезією, стійкістю до механічних навантажень та впливу агресивних
середовищ.
Розроблена схема дозволяє отримувати напругу до 80–90 кВ, що
забезпечує надійну електростатичну зарядку порошку та його рівномірне
осідання на поверхні виробу. При цьому застосування якісних матеріалів для
виготовлення трансформаторів та розрядників гарантує довговічність і
безпечність роботи пристрою.
Попри відносно невисокий коефіцієнт корисної дії (близько 20 %),
технологія має значні переваги: мінімізація відходів, екологічність процесу,
можливість автоматизації та зниження енерговитрат. Це робить
електростатичне емалювання перспективним методом для промислового
застосування, особливо у виробництві обладнання для харчової
промисловості, де важливими є гігієнічність та довговічність покриття.
Таким чином, впровадження даної технології сприяє підвищенню
конкурентоспроможності продукції, оптимізації виробничих процесів та
забезпеченню високих експлуатаційних характеристик корпусних елементів
обладнання.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА

Сучасні промислові підприємства функціонують у складних умовах
постійного зростання енергоспоживання та підвищених вимог до надійності
електропостачання. Ефективність виробництва значною мірою залежить від
правильно обраної схеми живлення та рівня напруги мережі, що забезпечує
передачу електроенергії. Вибір оптимальної напруги є одним із ключових
завдань проєктування систем електропостачання, адже він визначає не лише
технічні параметри роботи обладнання, а й економічні показники
підприємства.
Зростання масштабів виробництва та концентрація електричних
навантажень потребують застосування високовольтних систем, здатних
передавати значні обсяги потужності з мінімальними втратами. При цьому
важливим є баланс між капітальними витратами на будівництво та
експлуатаційними витратами протягом усього життєвого циклу мережі. Тому
питання вибору напруги живильної мережі має стратегічне значення для
довгострокової стабільності та розвитку підприємства.
У даній роботі розглядаються техніко-економічні аспекти вибору
напруги живильної мережі для промислового підприємства. Аналізуються
можливості живлення від районних підстанцій різних рівнів напруги,
порівнюються варіанти з точки зору втрат електроенергії, капітальних
вкладень та експлуатаційних витрат. Особлива увага приділяється сучасним
методикам визначення оптимальної напруги, що застосовуються у світовій
практиці, а також їх адаптації до умов українських підприємств.
Тема: «Вибір напруги живильної мережі».
Вихідні дані. Підприємство з розрахунковим навантаженням
Sроз = 9 МВА і cos = 0,9 може отримувати електроенергію від двох районних
підстанцій.
Перше джерело живлення підприємства представлено районною
підстанцією, яка працює на рівні 110 кВ. Вона розташована на певній
відстані від споживача, що потребує врахування довжини лінії та відповідних
втрат електроенергії при передаванні потужності. Другий варіант передбачає
використання підстанції з напругою 35 кВ, яка також може забезпечити
живлення підприємства, проте має інші техніко-економічні характеристики.
Для наочності в роботі наведено схематичні варіанти підключення
(рисунок 10.1), які демонструють принципові відмінності між системами
живлення на різних рівнях напруги. Порівняння цих схем дозволяє оцінити
не лише технічні параметри, а й економічну доцільність вибору того чи
іншого варіанта.
Додатково слід зазначити, що вибір між 110 кВ та 35 кВ має
стратегічне значення для підприємства. Висока напруга забезпечує
можливість передавати більші обсяги потужності з меншими втратами, тоді
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

як нижчий рівень напруги може бути економічно вигідним лише для
підприємств із невеликим навантаженням або при коротких відстанях до
джерела живлення. Таким чином, аналіз варіантів підключення є ключовим
етапом у процесі проєктування системи електропостачання.
Річний час використання максимального навантаження визначає
тривалість роботи підприємства у режимі найбільшої потужності протягом
року. Цей показник застосовують для оцінки втрат енергії та ефективності
роботи обладнання.
Вартість електроенергії залежить від рівня напруги постачання — у
межах 110 кВ та 35 кВ тарифи можуть відрізнятися, що впливає на
експлуатаційні витрати. Вища напруга зменшує втрати при передачі, тоді як
нижча може бути дешевшою на етапі будівництва, але менш вигідною у
довгостроковій перспективі.
кВт
со = 0,75252грн/(кВтгод), к .
е = 0,05
квар
Розв’язок.
Оцінку необхідного рівня напруги живильної мережі для промислового
підприємства можна виконати за допомогою спеціальних аналітичних
формул, що застосовуються у світовій інженерній практиці.
Так, в американській практиці для визначення напруги живильної
мережі U (кВ) використовують формулу Стілла

U = 4,34  L +16 P,

де Р – активна потужність, що передається лінією, тис. кВт;
L – віддаленість підприємства від джерела живлення, км.
За російськими довідниками формула Стілла подана у вигляді

U =16  4 P L.

За довідниками шведських інженерів використовують вираз

L
U =17  .
16 + P

У Німеччині використовують вираз

U =3 S+ 0,5 L,

де S – повна потужність, що передається лінією, тис. кВА.
Оптимальний рівень номінальної напруги системи електропостачання
зазвичай визначають методом економічних інтервалів. У цьому підході
аналізують не струм, а величину переданої потужності при різних рівнях
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

напруги. Розрахунки показують, що для максимально допустимих перерізів
проводів середні значення активної потужності становлять:
• для повітряних ліній 35 кВ – близько 10,5–13 МВт;
• для ліній 110 кВ – у межах 61–75 МВт;
• для систем 220 кВ – приблизно 230–270 МВт.
Таким чином, підвищення напруги дозволяє передавати значно більші
обсяги потужності без перевантаження провідників, що робить використання
високої напруги технічно й економічно обґрунтованим.

Потужність трансформатора для живлення підприємства

9
Smp = = 6,43 .
1,4

Приймаємо два трансформатори потужністю 6,3 МВА.
Переріз кожної лінії вибирають за допустимими струмом навантаження
за виразом
S 3
роз 10
I = ,
2  3 Uном

9 103
I110 = = 23,64 А;
2  3 110

9 103
I35 = = 74,32 А.
2  3 35

За економічними показниками приймаємо повітряні лінії для напруги
110 кВ – АС–120, для 35 кВ – АС–50.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

а) б)

Рисунок 10.1 – Принципові розрахункові схеми живлення підприємства:
а) – напругою 110 кВ; б) – напругою 35 кВ

Питома вартість повітряної лінії становить:
110 кВ – одноланцюгова, К грн/км;
л110 =170358
35 кВ – дволанцюгова, К =167355грн/км.
л35
Вартість трансформаторів:
ТМН–6300/110 – Ктр110 =1271297 грн;
ТМН–6300/35 – Ктр35 = 915332грн.
Вартість високовольтних вимикачів на:
110 кВ Квв110 =1081516 грн;
35 кВ Квв 35 =146969грн.
Вартість високовольтних роз’єднувачів на:
110 кВ Квр110 = 27429грн;
35 кВ Квр35 =12000грн.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Загальні капітальні витрати за варіантами становлять:

К = Кл + 2 Квв +8 Квр + 2 Ктр ;

К110 = 2 25 170358+ 2 1081516+8 27429+ 2 1271294=13442952 грн;

К35 = 40 167355+ 2 146969+8 12000+ 2 915332 =8914802 грн.

Річний час максимальних втрат

2
 4500 
 = 0,124+  8760 = 2886 год/рік.
 10000 

Коефіцієнт завантаження трансформаторів

9
кз = = 0,71.
2 6,3

Річна втрата активної енергії в трансформаторах ТМН–6300/110 при
P =10 кВт, Р = 48кВт,
xx кз Uкз =10,5%, І =1% становить
хх

 1 
W
тр110 = 2  10+ 0,05 6300  8760+
 100 
 10,5 
+2 0,712  48+ 0,05 6300  2886 = 466289 кВтгод/рік.
 100 

Трансформатор ТМН–6300/35: Pxx = 7,6 кВт, Р = 46,5 кВт,
кз
U = 7,5 %,
кз Іхх = 0,8 %.

 0,8 
W
тр35 = 2  7,6+ 0,05 6300  8760+
 100 
 7,5 
+2 0,712  46,5+ 0,05 6300  2886 = 381342 кВтгод/рік.
 100 

Втрата активної енергії в повітряних лініях становить

25000
W = 2 3 23,642  2886 10−3
ПЛ110 = 61466 кВт∙год,
32 120

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

40000
WПЛ 35 = 2 3 74,322  2886 10−3 = 2391107 кВт∙год.
32 50

Річна вартість втрат електричної енергії

Вен110 = 0,75252  (61466 + 466289) = 397146 грн/рік;

Вен35 = 0,75252  (2391107 + 381342) = 2086323 грн/рік.

Вартість корисно відпущеної електричної енергії

Вw = 0,75252 90 103 0,85  4500 = 27429354 грн/рік.

Експлуатаційні витрати становлять

Век110 = 0,012 8517900+0,024 4925052 = 220416 грн/рік;

Век35 = 0,012 6694200+ 0,024 2220602=133624 грн/рік.

Амортизаційні витрати дорівнюють

Вам110 = 0,02 8517900+0,044 4925052 =387060 грн/рік;

Вам35 = 0,02 6694200+ 0,044 2220602= 231590 грн/рік.

Плата за кредит

Вкр110 = 0,113442952 =1344295 грн/рік;

Вкр35 = 0,18914802 = 891480 грн/рік.

Грошові витрати за варіантами дорівнюють

Вгр = Вкр + Век + Вен ,

Вгр110 =1344295+ 220416 + 397146 =1961857 грн/рік;

Вгр35 = 891480 +133624+ 2086323= 3111427 грн/рік.

Прибуток від передачі електроенергії становить
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

П = Вw − Вгр ,

П110 = 27429354−1961857 = 25467497 грн/рік;

П35 = 27429354−3111427 = 24317927 грн/рік.

Приведені витрати становлять

Впр = Вкр + Вам + Век + Вен ,

Впр110 =1344295+ 387060 + 220416 + 397146 = 2348917 грн/рік;

Впр35 = 891480 + 231590 +133624 + 2086323 = 3340017 грн/рік.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

11 ОХОРОНА ПРАЦІ

11.1 Аналіз небезпек і шкідливостей, що виникають у процесі
проведення досліджень в приміщенні лабораторії

Даний проект характеризується тим, що для проведення усього
комплексу з розробки системи електропостачання підприємства необхідний
сучасний комплекс програмних і апаратних засобів досліджень. Тому робота
виконується за допомогою сучасного персонального комп’ютера (ПК) у
приміщенні експериментальної лабораторії. Аналіз небезпек та шкідливостей
полягає у визначенні наявності шкідливих факторів на робочому місці при
роботі в даному приміщенні. Приміщення лабораторії розташоване на 2-му
поверсі цегляної пятиповерхової будівлі. Устаткування лабораторії
складається з чотирьох ПК і двох друкувальних пристроїв. Приміщення має
наступні розміри: довжина 8 м, ширина 4,5 м, висота 3,2 м і розрахований на
чотирьох одночасно працюючих чоловік. Площа, яка припадає на одного
працівника – 9 м2, об’єм – 28,8 м3, що відповідає вимогам ДБН В.2.2.28-2010.
Робота з комп’ютерного моделювання відноситься до категорії 1-
легких, оскільки виконується сидячи, не потребує систематичної фізичної
напруги або підняття і перенесення ваги. Енерговитрати при виконанні такої
роботи складають приблизно 150 ккал/год, це еквівалентно 172 Дж/сек.
Характеристика зорової роботи з ПК відповідає великому класу
точності, тобто найменший розмір об'єкта розрізнення понад 0,3мм до 0,5мм,
що відповідає 3 розряду зорової роботи, підрозряд – в; контраст розрізнення
об'єкта з фоном – великий, фон світлий.
Лабораторія має бічне природне освітлення через три світлових отвори
у зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3 м; висота 1,8 м.
Нормований коефіцієнт природного освітлення становить 1,2%. Площа
світлових отворів забезпечує необхідний коефіцієнт природного освітлення,
фактичне значення якого становить 38-46%, що є достатнім рівнем,
обумовленим ДБН В.2.5-28-2018. Для темного часу доби передбачене штучне
освітлення. Лабораторія обладнана шістьма світильниками, кожний з яких
має по дві люмінесцентні лампи денного світла, потужністю 60 Вт кожна.
Фактичне значення штучного загального освітлення становить 415 лк, а
нормативне значення – 400 лк. Отже, рівень штучного освітлення відповідає
ДБН В.2.5-28-2018.
Мікроклімат впливає на терморегуляцію організму людини, яка є
необхідною умовою його життєздатності і нормальної життєдіяльності.
Терморегуляцією називається сукупність процесів, пов'язаних з утворенням
тепла в організмі людини і віддачею його в навколишнє середовище, в
результаті яких температура тіла людини підтримується на постійному рівні
(36,5-37 ºC) незалежно від зовнішніх умов.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Мікроклімат впливає, головним чином, на теплообмін між організмом
людини і навколишнім середовищем. Теплообмін здійснюється в основному
трьома способами:
1. конвекцією за рахунок різниці температур тіла людини і
навколишнього повітря, а також за рахунок руху повітря;
2. випромінюванням за рахунок різниці температур тіла людини і
навколишніх предметів;
3. випаровуванням за рахунок різниці вологості поверхні тіла людини і
навколишнього повітря.
Процес конвекції є перенесенням тепла в результаті переміщення і
перемішування частинок повітря. Процес теплового випромінювання полягає
в перенесенні тепла від одного тіла до іншого інтенсивними інфрачервоними
променями.
При нормальних умовах (T = 20 ºC, φ = 50%, P = 760 мм.рт.ст. (101,3
кПа), v = 0,1 м/с) людина в стані спокою віддає в навколишнє середовище в
середньому 420 кДж / год (100 ккал / год): конвекцією - 30%;
випромінюванням - 45%; випаровуванням - 25%.
Для забезпечення нормального теплообміну між організмом людини і
навколишнім середовищем встановлені нормативні параметри мікроклімату.
При відхиленні фактичних параметрів від нормативних відбувається
порушення теплообміну, терморегуляції і пов'язаних з ними багатьох
функцій організму, що призводить до виникнення ряду захворювань.
Фактичні значення основних факторів мікроклімату наступні:
1. Температура повітря:
- в холодний період року – 22-23°С;
- в теплий період року – 30-32°С.
2. Вологість повітря:
- в холодний період року – 50-52%;
- в теплий період року – 40-45%.
3. Швидкість руху повітря:
- в холодний період року – 0,05-0,1 м/с;
- в теплий період року – 0,1-0,15 м/с.
Оптимальні параметри мікроклімату в робочій зоні :
1. Температура повітря:
- в холодний період року – 20-22°С;
- в теплий період року – 25-26°С.
2. Вологість повітря: 40-60 %.
3. Швидкість руху повітря:
- не більше 0,1м/с;
Наведені фактичні значення задовольняють ДСН 3.3.6.042-99
«Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень», за виключенням
температури в теплий період року. Необхідно розрахувати і змонтувати
систему кондиціонування повітря.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Дане приміщення відноситься до класу приміщень без підвищеної
небезпеки ураження електричним струмом (ПУЕ-17), тому що відповідає
таким вимогам:
– кабінет має струмонепровідні дерев'яні поли (паркет);
– відносна вологість повітря 50-60%;
– немає утворень пилу , що проводить струм;
– неможливість одночасного дотику з однієї сторони до металевих
конструкцій будинку, що мають з'єднання з землею, і з іншої сторони до
корпусів електроустаткування.
Вся електрична підводка до столів, де розташовані персональні
комп’ютери, захищена від механічних ушкоджень. Для захисту від ураження
електричним струмом застосоване заземлення відповідно ДСТУ Б В.2.5-
82:2016.
При роботі з ПК не відбувається утворення і виділення в повітря
загально-токсичних, подразнюючих, канцерогенних і інших шкідливих
речовин, концентрація яких перевищувала б установлені норми і правила,
тому повітря робочої зони відповідає вимогам ДСТУ-Н Б А.3.2-1:2007 і
вимогам до ГДК шкідливих речовин і пилу.
Джерела вібрація в даному приміщенні відсутні, що відповідає вимогам
ДСН 3.3.6.039-99
В даному приміщенні рівень шуму визначається шумом від системних
блоків та від друкувального пристрою (принтеру) і не перевищує 52 дБА, що
відповідає вимозі ДСН 3.3.6.037-99
Приміщення лабораторії розташоване в північній частині будинку,
стіни пофарбовані кремовою фарбою (пастельний тон) із коефіцієнтом
відбиття 40-60%, фарбування має матову структуру. Робочі місця обладнані
відповідно до вимог ДСТУ 8604:2015. У даному приміщенні робочі місця
розташовані таким чином, щоб у поле зору не потрапляли вікна й
освітлювальні прилади. Екрани моніторів розміщені під кутом 90-105о до
вікна, у поле зору не потрапляють поверхні з дзеркальним відбиттям.
Співвідношення яскравості екрана з найближчими поверхнями не перевищує
5:1, покриття столу матове з коефіцієнтом відбиття 0,3-0,4. Монітори
розміщені так, щоб відстань від очей користувача до екрана складала не
менше 700 мм, кут зору 30о. Руки користувача розташовуються на робочому
столі в горизонтальному положенні, передбачена опора для спини.
Пожежна безпека регламентується НАПБ А.01.001-2014. Приміщення
лабораторії відноситься до категорії В (ДСТУ Б В.1.1-36:2016) –
пожежонебезпечних приміщень, тому що є наявність горючих речовин:
дерев'яні столи і стільці, дерев'яна підлога, віконна рама; приміщення сухе з
відносною вологістю 40-60%. Згідно умов експлуатації приміщення
лабораторії відповідно до ДБН В.2.5-56-2014 обладнане автоматичним
пожежним димовим оповіщувачем ІПК-3.1М, який формує сигнал про
пожежу при виявлені чиннику, що супроводжує пожежу - дим.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Додатково для гасіння пожежі в кабінеті передбачений ручний
порошковий вогнегасник типу ВП-5, призначений для гасіння твердих і
рідких горючих речовин, а також електроустановок.
При виникненні пожежі працівники евакуюються з лабораторії шляхом
виходу в коридор другого поверху, що веде на сходову клітку, яка має вихід
назовні через вестибюль (ДБН В.1.1.7-2016).
За результатами аналізу умов праці співробітників лабораторії можна
зробити висновок, що всі параметри лабораторії відповідають вимогам
нормативних документів для даного типу роботи. Відхиленням від
встановлених вимог є відсутність системи кондиціонування повітря.
Виходячи з цього рекомендується в приміщенні лабораторії встановити
систему кондиціонування повітря.

11.2 Розробка системи кондиціонування повітря

Кондиціонування повітря є одним із ключових напрямів сучасної
кліматотехніки, що забезпечує підтримання оптимальних мікрокліматичних
умов у виробничих, комерційних та житлових приміщеннях. Системи
кондиціонування повітря виконують комплекс функцій: охолодження або
нагрівання повітря, регулювання вологості, вентиляцію та очищення
повітряного середовища. Їх застосування сприяє покращенню умов праці,
підвищенню продуктивності та забезпеченню технологічної стабільності у
багатьох галузях промисловості.
Класифікація сучасних систем кондиціонування здійснюється за
конструктивним виконанням, принципом роботи та масштабом
обслуговуваних об’єктів. Найпростішими є автономні кондиціонери, у яких
усі елементи холодильного циклу розміщені в одному або двох блоках. До
цієї групи належать віконні, мобільні та спліт-системи. Найбільшого
поширення набули саме спліт-системи, які складаються з внутрішнього та
зовнішнього блоків, з’єднаних трубопроводами для циркуляції холодоагенту.
Таке конструктивне рішення дозволяє знизити рівень шуму в приміщенні та
підвищити ефективність теплообміну.
Для великих будівель застосовують мультизональні VRF/VRV-
системи, у яких один зовнішній блок може обслуговувати значну кількість
внутрішніх блоків різної потужності. Робота компресора регулюється
інверторною системою, що забезпечує точне налаштування
холодопродуктивності відповідно до теплового навантаження. Це дозволяє
досягати високих показників енергоефективності та зменшувати витрати
електроенергії.
У великих торгових центрах, аеропортах і промислових об’єктах
використовуються центральні системи кондиціонування. Вони забезпечують
централізовану підготовку повітря та його подачу через мережу повітроводів.
Температура, вологість і витрата повітря регулюються автоматизованими
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

системами управління. Іншим поширеним рішенням є чиллерно-фанкойлові
системи, у яких холод передається за допомогою води або водогліколевого
розчину. Такий підхід дозволяє транспортувати теплоносій на значні відстані
та окремо регулювати параметри мікроклімату в різних приміщеннях.
Принцип дії більшості сучасних кондиціонерів базується на
парокомпресійному холодильному циклі. У процесі роботи холодоагент
стискається компресором, унаслідок чого його температура та тиск
зростають. Далі перегрітий пар надходить до конденсатора, де відбувається
його охолодження та перехід у рідкий стан із виділенням теплоти в
навколишнє середовище. Після цього холодоагент проходить через
розширювальний клапан, де його тиск і температура різко знижуються. У
випарнику холодоагент поглинає теплоту з повітря приміщення та
переходить у газоподібний стан, забезпечуючи охолодження повітря.

Рисунок 11.1 – Принцип дії кондиціонера (спліт-системи)

Сучасні системи кондиціонування використовують холодоагенти, що
відповідають екологічним вимогам міжнародних стандартів. Традиційні
хлорфторвуглеводні поступово були замінені більш безпечними
гідрофторвуглеводнями, такими як R-410A та R-32. Останніми роками
активно впроваджуються природні холодоагенти — вуглекислий газ, аміак та
пропан, які мають низький вплив на довкілля та не руйнують озоновий шар.
Важливою тенденцією розвитку кондиціонерів стало використання
інверторних технологій. Інверторні компресори здатні плавно змінювати
швидкість обертання залежно від теплового навантаження, що забезпечує
економію електроенергії до 30–50 % у порівнянні зі звичайними системами.
Крім того, такі установки характеризуються нижчим рівнем шуму,
стабільнішою роботою та довшим терміном експлуатації.
Системи кондиціонування повітря широко застосовуються в
житловому секторі, де побутові спліт-системи забезпечують комфортний
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

мікроклімат у квартирах і приватних будинках. Сучасні моделі поєднують
функції охолодження, обігріву, осушення та очищення повітря з
використанням багаторівневих фільтрів. У комерційній нерухомості – офісах,
готелях і торгових центрах – використовуються переважно мультизональні
або чиллерно-фанкойлові системи, інтегровані в автоматизовані системи
керування будівлею.
У промисловості кондиціонування є важливою технологічною умовою.
У фармацевтичній, харчовій та електронній галузях необхідно підтримувати
стабільні параметри температури й вологості для забезпечення якості
продукції. Прецизійні кондиціонери здатні підтримувати температуру з
високою точністю, що є критично важливим для виробництва
мікроелектроніки та зберігання медичних препаратів.
Значну роль системи кондиціонування відіграють у транспорті.
Кліматичні установки входять до стандартного оснащення сучасних
автомобілів, поїздів та літаків. У авіаційному транспорті кондиціонування
забезпечує не лише комфорт пасажирів, а й підтримання необхідного тиску в
герметизованих відсіках. У серверних приміщеннях та центрах обробки
даних застосовуються спеціальні прецизійні системи охолодження, які
відводять надлишкове тепло від обладнання та забезпечують стабільну
роботу інформаційних систем.
Системи кондиціонування повітря є складними інженерними
комплексами, що поєднують досягнення термодинаміки, електроніки та
автоматизації. Їх розвиток спрямований на підвищення енергоефективності,
впровадження екологічно безпечних холодоагентів та інтелектуалізацію
систем управління.
Надлишкове тепло в приміщені розраховують за формулою:
Qз =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5
де Qз – загальна кількість тепла;
Q1 – лишнє тепло в приміщені від сонячної радіації та штучного
світла;
Q2 – надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні;
Q3 – надходження тепла від офісного устаткування;
Q4 – надходження тепла від побутової техніки;
Q5 – надходження тепла від опалювання.
Надходження тепла від сонячної радіації залежить від площі і
розташування вікон. На широті Черкас надходження тепла через 1 кв. м скла
будуть:
- північна орієнтація – 42 Вт/м2;
- північно-східна і північно-західна орієнтація – 215 Вт/м2;
- східна і західна орієнтація – 290 Вт/м2;
- південно-східна і південно-західна орієнтація – 220 Вт/м2;
- південна орієнтація – 130 Вт/м2;
- горизонтальне скління – 400 Вт/м2.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Якщо вікно затінене деревами або є щільні світлі жалюзі, приведені
величини ділять на коефіцієнт 1,4.
Кабінет має бічне природне освітлення через чотири світлових отвори
у зовнішній стіні (вікон). Вікно має такі розміри: ширина 1,3 м; висота 1,8 м.
Надходження тепла від сонячної радіації через вікна, а при
використанні електричного освітлення надходження тепла від штучного
освітлення:
Q1.1 =w h qs nw =1,3 1,8 42 4=393 (Вт)
де w - ширина вікон,
h - висота вікон,
qs - орієнтація вікна,
nw - кількість вікон.
Q1.2 = nL PL =12 60 = 720 (Вт)
де nL - кількість ламп електричного освітлення,
PL - потужність одної лампи електричного освітлення.
В результаті
Q1 =Q1.1 Q1.2 =393+ 720 =1113 (Вт)
Надходження тепла від стін істотно менше, тому у ряді випадків ними
нехтують.
Надходження тепла від людей, що знаходяться в приміщенні. Одна
людина залежно від роду занять виділяє:
- відпочинок в сидячому положенні – 120 Вт;
- легка робота в сидячому положенні – 130 Вт;
- помірно активна робота в офісі – 140 Вт;
- легка робота стоячи – 160 Вт;
- легка робота на виробництві – 240 Вт;
- повільні танці – 260 Вт;
- робота середньої тяжкості на виробництві – 290 Вт;
- важка робота – 440 Вт.
Тепер розрахуємо надходження тепла від людей:
Q2 = q p  np =140  4 = 560
(Вт)
де qp - надходження тепла від людини,
np - кількість людей.
Надходження тепла від офісного устаткування. Зазвичай вони
приймаються у розмірі 30% від споживаної потужності:
- комп'ютер – 350 Вт;
- лазерний принтер – 400 Вт;
- матричний або струменевий принтер – 50 Вт;
- копіювальний апарат – 500 - 600 Вт.
Q3 = qk  nk  qr = (350  4) + 2 50 = 1500
(Вт)
де qk - надходження тепла від комп'ютера,
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

nk - кількість комп'ютерів,
qr - принтер.
Надходження тепла побутової кухонної техніки. Побутова кухонна
техніка відсутня, тому Q4 = 0.
У ряді випадків, у високих будівлях з великою площею скління
кондиціонування буває необхідно вже навесні, коли опалювальний сезон ще
не закінчений. В цьому випадку в розрахунку необхідно враховувати лишнє
тепло від системи опалювання, що приблизно дорівнює 180-225 Вт/м2 площі.
Вибираємо Q5 = 200 Вт/м2 .
В результаті загальна сума тепла буде рівна:
Qз = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 = 1113 + 560 +1500 + 200 = 3282
(Вт)
Вибираємо близьку по потужності модель кондиціонера із
стандартного ряду: 2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 кВт. В даному випадку достатньо
моделі потужністю 3,5 кВт. Вибираємо кондиціонер OSAKA STV-12HH5
Inverter.

Рисунок 11.2 - Кондиціонер OSAKA STV-12HH5 Inverter
Опис кондиціонера OSAKA STV-12HH5 Inverter:
- Висока енергоефективність класу A ++ (охолодження) / A +++ (обiгрiв) ,
- Багатоступінчастий енергоефективний інверторний тип компресора ,
- DC-мотори приводу вентиляторів,
- Холод/тепло,
- Фреон R-32,
- Таймер,
- Підвищена тепловіддача,
- LED дисплей,
- Покриття теплообмінника “Golden fin”,
- Авторестарт,
- Оновлений пульт "Smart Control v5".
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

Технічні характеристики кондиціонера OSAKA STV-12HH5
Inverter:
- Максимальна площа приміщення – 40 кв.м
- Потужність охолодження – 3,5 кВт
- Потужність обігріву – 3,6 кВт
- Мінімальний рівень шуму внутрішнього блоку – 25 дБ
- Тип холодогенту – R32
- Тип компресора – інверторний
- Середня споживана потужність – 0,95 кВт
- Продуктивність повітря вн. Блок - 600 м³/год
- Розміри внутрішнього блоку – 780×276×202 мм
- Розміри зовнішнього блоку - 745×299×473 мм
- Діаметр фреономагістралі – 1/4 “ и 3/8 “
- Максимальна довжина трубопроводу – 15 м
- Коефіцієнт енергоефективності обігріву – 3.9 COP
- Коефіцієнт енергоефективності охолодження – 3.8 EER
Спеціальні функції та пристрої кондиціонера OSAKA STV-12HH5
Inverter:
1. Інверторний принцип управління компресором допомагає домогтися
кращої енергоефективності. Кондиціонер працює плавно і тихо, споживає на
20-30% менше електроенергії.
2. Залежно від обраного температурного режиму, кондиціонер обирає
спосіб обдування. На низькій швидкості працює тихо, звуковий рівень
чутності - всього 16 дБ. Повітряний потік спрямований вгору, в режимі
охолодження і вниз, в режимі опалення.
3. Вертикальні і горизонтальні жалюзі кондиціонера розподіляють
повітряний потік в 11 напрямках. Так досягається рівномірний розподіл
повітря по всій площі та об'єму приміщення.
4. Покриття “Golden fin” захищає теплообмінник від впливу пилу і
вологи. Збільшує термін служби обладнання.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. ПРАВИЛА УЛАШТУВАННЯ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК.
Міненерговугілля УКРАЇНИ. Видання офіційне. Київ 2017. 617 с. Режим
доступу до ресурсу: https://art-energetyka.com.ua.
2. ДСТУ EN 50160:2014 (ЕN 50160:2010, IDТ) Національний
стандарт України. Характеристики напруги електропостачання в
електричних мережах загальної призначеності.
3. ДСТУ-Н Б В.2.5-80:2015. Настанова з проектування систем
електропостачання промислових підприємств. Київ. Мінрегіон. 2016.
4. СОУ-Н ЕЕ 20.178:2008. Схеми принципові електричні
розподільчих установок напругою від 6 кВ до 750 кВ електричних
підстанцій. Настанова.
5. СОУ-Н ЕЕ 40.1-00100227-101:2014 Норми технологічного
проектування енергетичних систем і електричних мереж 35 кВ і вище.
6. Методичні рекомендації до підготовки випускної роботи
бакалавра для здобувачів освітнього ступеня бакалавр спеціальності 141
«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» усіх форм навчання
[Електронний ресурс] / [Упоряд. : Ситник О.О., Яценко І.В., Ключка К. М.,
Самойлик О.В.] ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. –
Черкаси : ЧДТУ, 2022. – 98 с. – Назва з титульного екрана.
7. «Системи електропостачання промислового підприємства
(елементи дипломного проєктування);: навч.посіб. / [Ситник О.О., Самойлик
О.В., Семко І.Б., Ткаченко В.Ф. ]. – Черкаси : ЧДТУ, 2023. – 180 с.
8. Шестеренко В.С. Системи електроспоживання та
електропостачання промислових підприємств. Підручник. – Вінниця: Нова
Книга, 2004. – 656 с.
9. Бурбело, М. Й. Системи електропостачання. Елементи теорії та
приклади розрахунків : навчальний посібник / М. Й. Бурбело, О. О. Бірюков,
Л. М. Мельничук – Вінниця : ВНТУ, 2011. – 204 с.
10. ДСТУ IEC 60909-0:2007 Струми короткого замикання у
трифазних системах змінного струму. Частина 0. Обчислення сили струму
(IEC 60909-0:2001, ITD).
11. Перехідні процеси в системах електропостачання: Підручник для
вузів. / Г.Г. Півняк, В.М. Винославський, А.Я. Рибалко, Л.І. Несен. –
Дніпропетровськ, 2002. – 597 с.
Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

12. Маліновський А.А., Хохулін Б.К. Основи електроенергетики та
електропостачання: підручник. Львів: В-во національного університету
«Львівська політехніка», 2009. 436 с.
13. Шкрабець Ф.П. Електропостачання: навч. посіб. М-во освіти і
науки України, Нац. Гірн. ун-т. Дніпропетровськ: НГУ, 2015. 540 с.
14. Електрообладнання енергетичних установок.[Електронний ресурс]:
навіч. Посібник/ М.І. Погожих, А.О. Пак, О.Г. Дьяков, М.А. Чеканов. –
Електрон. Дані. – ХДУХТ, 2019. Режим доступу:
https://elib.hduht.edu.ua/bitstream/123456789/4500/1/2019.1_%D0%BF%D0%BE
%D0%B7.85.pdf.
15. Посібник з дисципліни «Споживачі електричної енергії» частина
1 «Електричне освітлення». Черкаський державний технологічний
університет. – Черкаси: ЧДТУ, 2014. Соловей О.І., Ситник О.О., Самойлик
О.В., Семко І.Б., Курбака Г.В., Борисова Н.І.

Арк.
ЧДТУ А1 08216 94/03-03 ПЗ 3
76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8

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