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
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10090Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Ткаченко, Валентин Федорович | - |
| dc.contributor.author | ОДУДЕНКО, Сергій Іванович | - |
| dc.date.accessioned | 2026-10-22T14:46:41Z | - |
| dc.date.available | 2026-10-22T14:46:41Z | - |
| dc.date.issued | 2026-06 | - |
| dc.identifier.uri | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10090 | - |
| dc.description.abstract | В даній випускній кваліфікаційній роботі бакалавра детально розглянуті питання проектування електропостачання підприємства з виготовлення звукової сигналізації та тривожних сповіщувачів. 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 розглянуті питання вибору шин розподільчих пристроїв В економічному розділі пояснювальної записки розглянуто питання обґрунтування і вибір напруги живильної мережі В розділі з охорони праці проведено модернізацію системи водяного опалення відділу | uk_UA |
| dc.subject | шини розподільчих пристроїв | uk_UA |
| dc.subject | вибір шин | uk_UA |
| dc.title | Електропостачання підприємства з виготовлення звукової сигналізації та тривожних сповіщувачів | 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 | |
|---|---|---|---|---|
| Одуденко.pdf Restricted Access | 5.31 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
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 23633 94/03-03
на тему:
«Електропостачання підприємства з виготовлення звукової
сигналізації та тривожних сповіщувачів»
(назва теми згідно з наказом)
Виконав: здобувач вищої освіти 4 курсу,
групи ЗЕСЕ – 22ск3
Спеціальності:
141 «Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка»
(шифр і назва спеціальності)
ОДУДЕНКО Сергій Іванович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
Керівник _____________ Валентин ТКАЧЕНКО
(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
Одуденку Сергію Івановичу
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
1. Тема кваліфікаційної роботи
«ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПІДПРИЄМСТВА З ВИГОТОВЛЕННЯ ЗВУКОВОЇ
СИГНАЛІЗАЦІЇ ТА ТРИВОЖНИХ СПОВІЩУВАЧІВ»
Керівник кваліфікаційної роботи ТКАЧЕНКО Валентин Федорович, 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 –
828,2 кВт; 4. Потужність КЗ на шинах енергосистеми – 1600 МВА; 5. Розміри цеху –
60х48х10 м; 6. Кількість електроприймачів цеху – 52 шт; 7. Встановлена потужність силових
електроприймачів цеху – 704,3 кВт; 8. Індивідуальне завдання – Вибір шин розподільчих
пристроїв; 9. Техніко-економічні розрахунки – Обґрунтування і вибір напруги живильної
мережі; 10. Охорона праці – Модернізація системи водяного опалення відділу
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить
розробити)
1 Умови проектування
2 Розрахунок електричних навантажень
3 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства. Розрахунок живлячої мережі
4 Вибір трансформаторів і засобів компенсації реактивної потужності
5 Вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання напругою 10 кВ
6 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах вище 1000 В
7 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП. Вибір високовольтної апаратури.
Перевірка кабельних ліній
8 Розрахунок системи електропостачання цеху
9 Індивідуальне завдання – Вибір шин розподільчих пристроїв
10 Техніко-економічні розрахунки – Обґрунтування і 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,
13 01.06.26 – 04.06.26
збір необхідних підписів
Здобувач вищої освіти-дипломник ________________ Сергій ОДУДЕНКО
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Керівник кваліфікаційної роботи ________________ Валентин ТКАЧЕНКО.
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
ЗМІСТ
1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ……………………………………… 6
1.1 Характеристика споживачів електричної енергії цеху
голосових сповіщувачів …………………………………. 6
1.2 Характеристика цехів об’єкту, особливості їх
8
електропостачання ……………………………………..…...
1.3 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 ................ 13
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем…………………………………….. 14
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ
цехової підстанції……………………………….................. 14
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях
системи електропостачання……………………………….. 15
2.6 Картограма та положення центру електричних
навантажень цеху та підприємства. Вибір місця
розташування трансформаторних підстанцій……………. 17
2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і
цеху…………………………………………………... 17
2.6.2 Картограма електричних навантажень
підприємства…………………………………..…….. 21
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП
21
(КТП)………..
ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ
3
ПІДПРИЄМСТВА. РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ……. 23
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення
підприємства……………………………………….............. 23
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі……………………. 25
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП ………… 26
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ
Змн. Арк. № докум Підпись Дата
.
Розроб. Одуденко С.І. Електропостачання Літ. Арк. Аркушів
Перевір. Ткаченко В.Ф підприємства з виготовлення 3 79
звукової сигналізації та
Н. Контр. Ключка К.М. ФЕТАМ, гр. ЗЕСЕ-22ск3
Затверд. Ткаченко В.Ф. тривожних сповіщувачів
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ…………………………………... 27
4.1 Вибір трансформаторів ГПП …………………………… 27
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності…….. 27
4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві…. 29
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 кВ……………...…. 31
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції
внутрішньозаводської мережі………………………...…. 31
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж……………… 31
6 6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
В МЕРЕЖАХ ВИЩЕ 1000 В……………………………………... 34
6.1 Вихідні дані для розрахунків…………………………… 34
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання
в характерних точках…………………………………….. 36
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання
в мережі 110 кВ………………………………………….. 37
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ
ГПП. ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ ПЕРЕВІРКА
КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ…………………………………………..….. 41
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП……. 41
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН……………..….. 41
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН………… 42
7.4 Вибір трансформаторів струму………………………… 42
7.5 Вибір трансформаторів напруги……………………….. 43
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
ЦЕХУ……………………………………………………………… 44
8.1 Вибір схеми і конструкції системи електропостачання
цеху………………………………………………………. 44
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних
систем…………………………………………………….. 44
8.2.1 Електропостачання освітлювальних установок... 45
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам
нагріву…………………………………………………… 46
8.3.1 Особливості розрахунку цехових електричних
мереж……………………………………………… 46
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
8.3.2 Розрахунок електричної мережі за втратами
напруги …………………………………………… 48
8.3.3 Вибір низьковольтних комплектних установок
НКУ……………………………………………….. 48
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі до
1000 В……………………………………………………... 49
8.5 Захист цехових електричних мереж……………………. 54
8.5.1 Вибір апаратів захисту………………………….. 54
8.5.2 Перевірка мережі на захищеність 56
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки
трансформаторної підстанції…………………………… 56
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ – Вибір шин розподільчих
пристроїв……………………………………….………...………….. 57
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА………………………….. 64
11 ОХОРОНА ПРАЦІ……………………………………………….. 70
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………….. 78
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ
1.1 Характеристика споживачів електричної енергії цеху голосових
сповіщувачів
Потужністьобладнання приведено у таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Відомості про електричні навантаження цеху
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
Рисунок 1.1 – План цеху та розташування обладнання
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
1.2 Характеристика цехів об’єкту, особливості їх
електропостачання
Електроустановки підприємства, електропостачання якого ми
проектуємо, розміщені всередині будівель, тобто є закритими (внутрішніми).
Відсутні як запилені приміщення так і зі струмопровідним пилом.
1.3 Характеристика джерела живлення
Вихідними даними до розрахунку струмів КЗ є:
– обрана номінальна напруга енергосистеми UC=110 кВ;
– потужність КЗ на шинах районної підстанції SКЗ=1600 МВА ;
– довжина повітряної лінії lПЛ = 50 км .
Узгоджена реактивна потужність Qек = 950 квар.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових
електроприймачів
У розрахунках використовуються слідуючи позначення та
співвідношення [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)
2pном
nе = . (2.5)
pном max
n
кв і рном і
К 1
в = . (2.6)
n
рном і
1
п
Кв, і Рном і
К 1
в, цеху = . (2.7)
п
Рном і
1
2 2
Sроз цеху = (Рроз цеху ) + (Qроз цеху ) . (2.8)
nе за спрощеним співвідношенням (2.5):
2 609,3
nе = 25.
48
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
580,6
Кв, цеху = = 0,7 .
828,2
Кр, цеху = 1,05.
За співвідношенням (2.8) знаходимо розрахункову активну потужність
цеху
Рроз цеху =1,050,7 828,2 = 609,7кВт.
Qроз цеху = 352,7квар.
Повну розрахункова потужність Sроз силових електроприймачів
напругою до 1 кВ по цеху визначається формулою (2.10)
Sроз = 609,72 + 352,72 = 704,3 кВ∙А.
.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних
навантажень від однофазних електроприймачів
Однофазними електроприймачами в цеху є наступні установки:
- індукційна піч NSC -1;
- індукційна піч NSC -2;
- індукційна піч NSC -3;
- індукційна піч NSC -4;
- електропіч IR-1;
- електропіч IR -2;
- електропіч IR -3.
Для найбільш навантаженої фази (В)
11,1(квар)
tg(b) = =1,63.
6,83 (кВт)
Нерівномірність навантаження по фазах:
6,83−5,27
p = 100% = 29,6% .
5,27
Середньовиважене значення коефіцієнту навантаження Кв(а) :
6,83
Кв(а) = = 0,39 .
6+ 4+8,5
+8,2
2
2 18,92
ne(o) = 2 .
36,83
Рроз у =1,980,39 20,5=15,8 кВт .
Qроз у =1,11,980,39 20,51,63= 25,8 квар .
Повна умовна розрахункова потужність Sроз у :
2 2
S 3
роз у = (15,8 10 ) + (25,8 103 ) = 30,3 кВ А .
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем
На етапі визначення величини загальної розрахункової потужності
цеху активну потужність освітлювальних установок Pmax оc . з достатньою
точністю визначається співвідношенням [6]:
Pmax оc =S , (2.14)
де S , – площа приміщення, м2 ;
– питома потужність освітлювальних установок, Вт / м2 .
Максимальна реактивна потужність для газорозрядних ламп
визначається співвідношеня [6]:
Рроз, ос, цеху = Pmax оc Kп , (2.15)
Використовуючи співвідношення (2.14 і 2.15), а також довідкові
дані з [6, 7], визначимо активну та реактивну потужності освітлювальних
установок
Pmax оc = 25,32890 = 73117Вт,
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 [6]:
Р0,4 цеху = 609,7+68,7+15,8= 694,2 кВт ,
Q0,4 = 351+13,4+ 24,9 =389,6квар .
Одночасно розраховуємо приблизне навантаження на шинах цехової
підстанції за виразом [6]:
, (2.16)
2 2
S ТП = (694,2) + (392,2) = 771 .
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях
системи електропостачання
Потужність Sпр заводу [8]:
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 (4981,3) + (2468,8) = 5003,6 кВА .
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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 23633 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
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень
цеху та підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних
підстанцій
2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і цеху
Теоретичний центр електричних навантажень (ЦЕН) визначаємо як
[8]:
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
Визначаємо координати ЦЕН по формулам (2.18 – 2.19):
1152926
ХЦЕН підпр = = 231,5 м ,
4981,3
1099918
YЦЕН підпр = = 220,8 м .
4981,3
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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 23633 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
Центр електричних навантажень цеху.
Координати ЦЕН обчислюють за формулами [8, 9]:
– 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
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Таблиця 2.7 – Розрахунок центру електричних навантажень цеху
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Розрахункові координати ЦЕН складають (на рисунку 1.1):
ХЦЕН =99,6 мм; YЦЕН = 59,4 мм.
2.6.2 Картограма електричних навантажень підприємства
Геометричні зображення середньої інтенсивності розподілу
навантажень на картограмі [8, 9]:
Pроз і = r
2 m ,
де Pроз i – максимальне електричне навантаження i-ого підрозділу;
r – радіус кола;
m – масштаб.
Силовому, а також освітлювальноме навантаження [8, 9]:
360 Pроз цеху
с.н = ; (2.22)
Р0,4 цеху
360 Pроз ос. цеху
оc.н = . (2.23)
Р0,4 цеху
Розраховуємо на прикладі вибраного цеху вказані параметри
картограми електричних навантажень.
Ppоз 0,4 цеху i
ri = . (2.24)
π m
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП (КТП)
Під час вибору місця встановлення ГПП беруть до уваги вимоги
нормативної документації [4, 9].
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ
ПІДПРИЄМСТВА. РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства
Електричні схеми типової розподільчої установки наведена на
рисунку 3.3.
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 23633 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
Рисунок 3.3 – Схема РУ НН 6 (10) кВ:
а) – з однією секціонованою системою шин;
б) – з двома секціонованованими система шин
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі
Потужність SВН ГПП визначається за формулою (2.17) , у якої
враховано втрати потужності у силових трансформаторах ГПП [3, 9]:
2 2
N N
SВН ГПП = Ко P + P + Q
0,4 цеху і T 0,4 цеху і + QT , (3.1)
i i
де PT іQT – втрати відповідно активної і реактивної потужності.
Розрахунковий струм однієї живлячої лінії (А) визначається згідно
виразу [9]
SВН ГПП
Іроз ПЛ = Кзав.Л , (3.2)
3 Uном
де Кзав.Л – коефіцієнт завантаження лінії.
Активна і реактивна складова втрат в трансформаторі визначаються
за виразом [9]
PT = 0,02 SНН ГПП ,
QT = 0,1SНН ГПП ,
де SНН ГПП – приблизна повна потужність об’єкта, кВА, що визначена
нами за формулою (2.17).
Таким чином
ΔРТ = 0,02 5003,6 =100 кВт ;
QT = 0,15003,6 500 квар .
Загальне навантаження об’єкта згідно (3.1) становить
2 2
SВН ГПП = 0,9 (4981,3+100) + (2468,8+500) = 0,9 5885= 5297 кВА
У нашому випадку
5297
Іроз ПЛ = =13,9 А .
2 1,732 110
За умовою корони – мінімальний переріз повітряної лінії 110 кВ
складає 70 мм2.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП
Схема заміщення фази ділянки мережі приведена на рис. 3.4) [7, 9]:
Рисунок 3.4 – Схема заміщення фази ділянки мережі
Проектна потужність підприємства:
Pi = 4915,9 кВт; Qі = 3490,1 квар.
R0 = 0,34 Ом/км, X0 =0,318 Ом/км при Dср = 0,8 м.
Активну і реактивну складові струму обчислимо за формулами (3.8):
4915,9 103
Ia = = 25,9 A ;
3 110 103
3490 103
Ip = =18,3 A .
3 110 103
Модуль напруги на початку ділянки визначимо за формулою (3.5):
Uф1 = (110+ 0,63)2 106 + (0,077)2 106 =110,6 кВ .
Модуль падіння напруги Uф визначається співвідношенням (3.7)
U 2 6 2 6
ф = (0,63) 10 + (0,077) 10 = 634 В.
0,6 103
U(%) = 100 = 0,61% .
110 103
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ
4.1 Вибір трансформаторів ГПП
Номінальна потужність кожного з двох трансформаторів ГПП попередньо
оцінюється згідно виразу (4.1):
Отже
5297
SТ пр = = 3783,6 кВ А .
2 0,7
Попередньо вибираємо трансформатор ТМН–6300/110 із
номінальними параметрами:
Sном Т=6,3 МВА , 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
Потужність трансформатору нашої цехової ТП, користуючись
співвідношенням [4, 6]
SТП 771
Sприб T = = = 551 кВ∙А.
2 0,7 1,4
Таким чином, номінальна потужність обраного трансформатору
складає
Sном T =630 кВ∙А.
Вибирається економічне оптимальне число цехових трансформаторів
NT.E. та економічне оптимальне значення потужності НБК QHK1 .
Визначається додаткова потужність НБК QHK2 з метою
оптимального зниження втрат потужності в трансформаторах та в мережі
напругою 10 (6) кВ.
Мінімальне число цехових трансформаторів Nmin однакової
потужності Sном Т , що призначені для живлення технологічно зв`язаних
навантажень [6]:
P
N = max
min + N,
кзаван Sном T
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
де Pmax – максимальне активне навантаження даної групи
трансформаторів, кВт (для нашого випадку Pmax = Ppоз 0,4 цеху ) ;
кзаван – коефіцієнт завантаження трансформатора, для
двотрансформаторних підстанцій приймається 0,7 – 0,75, для
однотрансформаторних – 0,95;
Sном T – номінальна потужність трансформатора, кВА;
N – дробовий доданок до найближчого цілого числа.
694,2
Nmin = + 0,56 = 2 .
0,75 630
Економічна кількість трансформаторів Nе знаходиться за виразом
[6]
Nе = Nmin +m ,
де m – додаткова кількість трансформаторів, яка визначається згідно [6] у
функції Nmin і N .
Nе = 2 + 0 = 2 ,
За рахунок N та m з`являється некомпенсована потужність
Qmax T , яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,4 кВ,
визначається вона за формулою [6]
2
Q 2
max T = (Nе кзаван.ф Sном T ) − Рmax .
S
де к ТП
заван.ф – фактичний коефіцієнт завантаження, кзаван.ф = .
Ne Sном T
771
кзаван.ф = = 0,61.
2 630
У такому разі
2 2
Qmax.T = (2 0,61 630) - (694,2) = 362 квар
Сумарна потужність батарей статичних низьковольтних
конденсаторів QHK1 складе [6]:
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
QHK1 =Qmax −Qmax T ,
0,4
де Qmax – сумарна реактивна потужність напругою 0,4 кВ за найбільш
0,4
завантажену зміну, квар.
QHK1 =366,6 -362 = 4,6 квар.
Додаткова потужність статичних конденсаторів QHK2 з врахуванням
оптимального зниження втрат потужності визначається за формулою [6]
QHK2 =Qmax −Q
0,4 HK1 − Nе Sном Т ,
QHK = 4,6 +135,5 =140,1 квар .
сум
4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві
Вибір місця приєднання конденсаторних батарей опирається на
аналіз схеми електропостачання [6,7].
З енергосистемою узгоджено Qек = 950квар.
Qвк = 0,9 2459,9+501−950−879 =901квар .
Для нашого віпадку застосовуємо УКЛ(П)56–10,5–300 УЗ,
модернізовані.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 кВ
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції
внутрішньозаводської мережі
З урахуванням особливості розташування обираємо радіальну схему,
(рис. 5.1) [8, 9].
Рисунок 5.1 – Одноступенева радіальна схема розподілення
електроенергії
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж
Максимальне навантаження ( Рmax 10 і Qmax10 ) [8, 9]:
Рmax10= Рроз 0,4+ РТ= Рроз 0,4+ 0,02 Sном Т ; (5.1)
Qmax10= Qроз 0,4+ QТ = Qроз 0,4+ 0,1Sном Т , (5.2)
де Рроз 0,4, Qроз 0,4 – розрахункові навантаження на стороні 0,4 кВ (активне,
реактивне).
Потужність лінії [8]:
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
2 2
S Л =
i (Рmax 10 і ) + (Qmax 10 і ) ,
де Рmax10 і , Qmax10 і – відповідно розрахункова активна і реактивна
потужність лінії.
Таблиця 5.1 – Розрахунок електричних навантажень на стороні 10 кВ ТП
Для цеху, який обрано у якості прикладу
362,9
Iроз Л ( ГПП - ТП 2 ) = = 21 А .
3 10
Іроз, Л Ідоп К1 К2 ,
де К1 – поправний коефіцієнт, що залежить від температури землі та
повітря К1 =1,05;
К2 – поправний коефіцієнт, що залежить від кількості числа кабелів
прокладених паралельно К2 = 0,90;
Ідоп – тривалий допустимий струм на один кабель в нормальних
умовах.
21 75 1,05 0,9 = 70,2 А .
Перевірка на допустимий струм в післяаварійному режимі відбувається
за виразом [1]
2 Іроз Л Ідоп К1 К2 К3 ,
де К3 – допустиме короткочасне перевантаження кабельної лінії К3 =1,25 .
Для нашого випадку
2 21 А = 42 А 75 1,05 0,9 1,25 = 88,6 А ,
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
тобто умова виконується.
ro, xo – відповідно питомий активний і реактивний опір лінії, Ом/км;
cos – коефіцієнт потужності навантаження лінії:
308,6 191
cosφ = = 0,85; sinφ = = 0,526 .
362,9 362,9
Втрата напруги в кабельній лінії, що розглядається в якості прикладу,
буде
ΔU = 1,732 210,16(1,24 0,85+ 0,099 0,525) = 6,4 В .
Таким чином, умова виконується, так як
ΔU =6,4 0,05Uном = 50 В
Таблиця 5.2 – Вибір перерізу кабельних ліній напругою 10 кВ
6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
В МЕРЕЖАХ ВИЩЕ 1000 В
6.1 Вихідні дані для розрахунків
Для розрахункової схеми (рисунок 6.1) складаємо схему заміщення [10,
11]
Рисунок 6.1 – Розрахункова схема розрахунку КЗ
Рисунок 6.2 – Схема заміщення для розрахунку струмів КЗ
– номінальна напруга енергосистеми UC=110 кВ:
– потужність КЗ на шинах районної підстанції SКЗ=1600 МВА ;
– довжина повітряної лінії lПЛ = 50 км .
Середнє розрахункове значення питомого індуктивного опору складає
для повітряних ліній напругою 6–220 кВ хПЛ, пит = 0,4 Ом/км.
Необхідні дані по силовим трансформаторам беремо із каталогів після
вибору типа трансформатора:
– номінальна потужність S ном. Т= 6,3 МВА ;
– напруга КЗ UКЗ=10,5% ;
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Uном В 115
– фактичний коефіцієнт трансформації n = = .
Uном Н 11
Розрахуємо значення показників елементів схеми заміщення:
– зведений до основного ступеня індуктивний опір системи
2
U2 (110 103
2 ) 2
ХС= C (n) = (1) = 7,562 Ом ;
SКЗ 1600 106
– зведений до основного ступеня індуктивний опір повітряної лінії
2 2
ХПЛ = lПЛ хПЛ, пит (n) = 50 0,4 (1) = 20 Ом ;
2
U2
U (11103 ) 2
КЗ ном. Н 2 10,5 115
ХТ = (n) = = 220,4 Ом ;
100 Sном Т 100 6,3106
11
– зведений до основного ступеня індуктивний опір кабельної лінії Л2
2
2 115
Х2= хкаб. пит LКЛ 2 n = 0,099 0,095 =1,026 Ом ;
11
– зведений до основного ступеня індуктивний опір кабельної лінії Л5
2
2 115
Х5= хкаб. пит LКЛ 5 n = 0,099 0,155 =1,68 Ом ;
11
– зведений до основного ступеня індуктивний опір кабельної лінії Л7
2
2 115
Х7= хкаб. пит LКЛ 7 n =0,099 0,24 = 2,6 Ом ;
11
– зведений до основного ступеня активний опір кабельної лінії Л2
2
R = r L n2 115
2 каб. пит КЛ 2 = 1,24 0,095 =12,8 Ом ;
11
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
– зведений до основного ступеня активний опір кабельної лінії Л5
2
115
R5 = rкаб. пит L
2
КЛ 5 n = 1,24 0,155 = 21Ом ;
11
– зведений до основного ступеня активний опір кабельної лінії Л10
2
2 115
R7= rкаб. пит LКЛ 7 n = 1,24 0,19 = 47 Ом .
11
6.2 Розрахунок струмів з трифазного короткого замикання в
характерних точках
Зведена до основного ступеня фазна напруга енергосистеми [11]:
U 110 103
U = c n1 n2 nm = = 63510 В .
3 3
Позначимо ZΣ(К1) - ZΣ(К5) – сумарний зведений до основного ступеня
опір короткозамкнених ланцюгів з точками замикання К1– К5 відповідно.
Знайдемо сумарний опір для кожної точці КЗ.
Точка короткого замикання К3:
2 2 2
ZΣК3 = Х2
ΣК3 + (R2 ) = (ХС+ ХПЛ + ХТ + Х2 ) + (R2 ) .
2 2
ZΣК3 = (7,56+ 20+ 220,4+1,026) + (12,8) = 249,4 Ом
Точка короткого замикання К4:
2 2 2 2
ZΣК4 = ХΣК4 + (R5 ) = (ХС+ ХПЛ + ХТ + Х5 ) + (R5 ) .
2 2
ZΣК4 = (7,56+ 20+ 220,4+1,68) + (21) = 250,6 Ом
Точка короткого замикання К5:
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
ZΣК5 = 254,4 Ом
Знайдемо зведений струм короткого замикання для кожної точці КЗ по
співвідношенню (6.10).
Точка короткого замикання К1:
U 63510
I КЗ (К1) = = = 2301 А .
zΣ К1 27,6
Розрахуємо ударний струм короткого замикання, для прикладу
– точка короткого замикання К1 за співвідношенням:
iу (К1) = 2 kу IКЗ (К1) ,
Таблиця 6.1 – Струми короткого замикання в СЕП
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі
110 кВ
Розрахункова схема однофазного КЗ представлена на рис. 6.3 [11].
Рисунок 6.3 – Розрахункова схема однофазного КЗ
Рисунок 6.4 – Схема заміщення однофазного КЗ
Базисний струм
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Sб 100 106
Іб = = 525 А .
3 Uб,1 3 110 103
(1)
Модуль ІКЗ :
І(1) (1)
КЗ = 3 ІКЗ1 . (6.11)
E
(n) А Σ
ІКЗ1 = , (6.12)
j(X1Σ + ΔX(n) )
де ЕА Σ – сумарна ЕРС джерел енергії;
Х*0, ПЛ = n Х*1, ПЛ .
Модуль І(1)
КЗ повного струму однофазного КЗ [11]:
3
І(1)
КЗ = Іб . (6.16)
Х*1Σ + Х*2Σ + Х*0Σ
У цьому співвідношенні невідомою величиною є сумарний
індуктивний опір нульової послідовності Х*0Σ . Величина Х*0Σ складається з
опору нульової послідовності системи Х*0, С , опору нульової послідовності
повітряної лінії Х*0, ПЛ , а також опору нульової послідовності
двообмоткового трансформатора Х*0, Т , обмотки якого з’єднані за схемою
Y0 /Δ .
Опір Х*0, Т залежить від конкретної схеми з’єднання обмоток [11] і для
нашого випадку:
U
Х* 0 Т = Х = Х = КЗ
*1 Т * Т = 0,105 .
100
Таким чином, ми маємо усі складові сумарного опору Х*0 Σ нульової
послідовності у точці А. Для визначення Х*0 Σ складемо схему заміщення
(рисунок 6.5) нульової послідовності при однофазному короткому замиканні
у точці А.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Рисунок 6.5 – Схема заміщення нульової послідовності
З цієї схеми сумарний опір Х*0 Σ нульової послідовності станове
(Х* 0 С+ Х* 0 ПЛ ) Х* 0 Т
Х* 0 Σ = Х* 0 С+ Х* 0 ПЛ + Х* 0 Т = .
Х* 0 С+ Х* 0 ПЛ + Х* 0 Т
Таким чином, нами для заданої електричної розрахункової схеми та
конкретної схеми з’єднання обмоток силового трансформатора одержані
(1)
співвідношення, що дозволяють розрахувати модуль ІКЗ повного струму
однофазного короткого замикання. Далі обчислюємо чисельні значення
складових отриманих виразів.
Сумарний індуктивний опір схеми заміщення прямої послідовності
відносно точці несиметричного КЗ Х1Σ , а також індуктивний опір зворотної
послідовності Х*2Σ будуть:
S S
Х*1 Σ = Х* 2 Σ = Х* С+ Х* ПЛ = б + lПЛ х б
ПЛ, пит
S 2
КЗ Uб
100 106 100 106
Х*1 Σ = Х* 2 Σ = + 50 0,4 =
1600 106 2
(110 103 )
= 0,0625+ 0,165 = 0,2275
3 3
Х* 0 С = Х* С − 2 = 0,0625 − 2 = 0,03125 ;
k 1,2
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
S 6
Х = 3Х = 3 l х б 100 10
*0 ПЛ * ПЛ ПЛ ПЛ, пит = 340 0,4 = 0,496 ;
U2 2
3
б (110 10 )
UКЗ , % 10,5
Х* 0 Т = Х*Т = = = 0,105 .
100 100
Отже
(Х* 0 С+ Х* 0 ПЛ ) Х* 0 Т
Х* 0 Σ = .
Х* 0 С+ Х* 0 ПЛ + Х* 0 Т
(0,03125+ 0,496) 0,105 0,05536
Х* 0 Σ = = = 0,08756
0,03125+ 0,496+ 0,105 0,63225
(1)
Таким чином, модуль ІКЗ повного струму однофазного короткого
замикання
(1) 3 3 1575
ІКЗ = Іб = 525 = = 2902,9 А
Х + Х + Х 0,2275+ 0,2275+ 0,08756 0,54256
*1Σ *2Σ *0Σ
Нами знайдено шукане значення модуля повного струму однофазного
(1)
короткого замикання: ІКЗ = 3327,7 А .
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП.
ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ
ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП
З врахуванням вихідних даних та проведених рохрахунків, обираємо
КТП, схема і компоновка якої представлена на графічної частині роботи.
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН
Результати виборів обладнання представлено у відповідних таблицях.
Таблиця 7.1 – Вибір вимикача
Попередньо по номінальним даним обираємо роз’єднувач серії РГН–
110/1000 УХЛ1.
Таблиця 7.2 – Вибір роз’єднувача
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН
SНН ГПП 5297 103 В А
Іроз = = = 304 А .
3 Uном 1,732 10 103 В
Таблиця 7.3 – Вибір ввідного вимикача 10 кВ
При розрахунках розрахункового струму секційного вимикача 10 кВ
значення Іроз визначаємо за співвідношенням
SВН ГПП 5297 103 В А
І роз, с е к ц. = = = 152 А .
2 3 Uн 2 1,732 10 103 В
Таблиця 7.4 – Вибір секційного вимикача 10 кВ
7.4 Вибір трансформаторів струму
Обираємо трансформатор струму [14] напругою 10 кВ типу ТШЛП–
10К
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Таблиця 7.5 – Вибір трансформаторів струму напругою 10 кВ ТШЛП–10К
Номінальний струм вторинної обмотки I2H = 5 A , допустима потужність
S2H
7.5 Вибір трансформаторів напруги
Розрахунок навантаження основної обмотки трансформатора виконаємо
в таблиці 7.6.
Таблиця 7.6 – Розрахунок навантаження трансформатора напруги
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
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 внутрішньоцехових освітлювальних систем
Відстань між світильниками
La = λ h = 18 = 8 м .
При La = 8 м в ряду можна розмістити 9 світильників, тоді
2 l = 68−8 7 =12 м,
де l = 5 м.
При La = 8 м в ряду можна розмістити вісім світильників, тоді
2 l = 60 −8 7 = 4м,
де l = 2 м.
Приймаємо число рядів світильників рівним 5, тоді Lb = 6 м , а
величина
La 8
= = 1,33 1,5 .
Lb 6
Отримаємо кількість світильників в цеху N = 64 .
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Розрахуємо індекс приміщення за виразом (8.2):
250 1,5 2883 1,15
Фсв = = 25666 лм.
64 0,68
Обираємо лампу ДРЛ 400 з потужністю 400 Вт, що має світловий потік
Fном = 24000 лм [15].
Відхилення обраного значення світлового потоку від розрахованого:
26584 - 24000
Δ(%) = 100 % = 9,7 %
26584
Обрана лампа за світловим потоком відрізняється від розрахункового
на 8,2 % , що допустимо.
Активна потужність системи освітлення складає:
Рос = PДРЛ N
Рос = 400 64 = 25600 Вт.
Реактивна потужність системи освітлення дорівнює:
Qmaxоc = Pmax оc tg0
Qmaxоc = 25,60,2 =5,1квар.
8.2.1 Електропостачання освітлювальних установок
Розрахунковий струм провідника від шин 0,4 кВ до магістральних
щитків робочого освітлення при обраної схемі визначається за
співвідношенням [15]:
.
1 27,2 103
Ipоз = = 22,8А.
2 3220 0,9
Обираємо алюмінієвий чотирижильний кабель типу АППВ (4х6) з
допустимим струмом 40 А.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
24,2
P2 = = 6,05 кВт.
4
L0 = 46м – відстань від ТП до останньої восьмої освітлювальної магістралі,
L = 25 м – довжина магістралі,
Pроз ос
P2 = ;
40
24,2
P2 = = 0,605 кВт.
40
Таким чином
−М2 = 6,0546+0,605(46+12,5) = 63,2 кВт∙м.
Втрати напруги на кожній ділянці освітлювальної мережі згідно (8.3)
складають:
Для першої ділянки:
109
U1 = = 0,4 %.
46 6
Для другої ділянки:
63,2
U2 = = 0,23 % .
46 6
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі за умовами нагріву
8.3.1 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами
нагріву та захисту
Керуючись вказаними вимогами, проводимо розрахунок мережі
живлення споживачів цеху, обираємо за каталожними даними [14] кабелі і
результати заносимо в таблицю 8.3
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Таблиця 8.3 – Вибір перерізу живлячого кабелю
Таблиця 8.4 – Вибір перерізу ввідних кабелів
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
8.3.2 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги
Втрати напруги на лінії Л2 визначаються формулою (3.4), яка для
нашого випадку має вигляд:
U = 3 Iроз Л LКЛ (rо cos + xо sin) .
Тобто
4,22
ΔUЛ2(%) = 100% =1,11% .
380
Розрахуємо активну і реактивну складові напруги КЗ:
7600
UА = 100% = 1,2% ; UР = (5,5)2 − (1,2)2 = 5,37% .
630000
Втрати напруги ΔUТ на цеховому трансформаторі складуть:
420
ΔUТ = (1,2 0,892+5,37 0,34) = 2,33% .
630
З врахуванням отриманих даних співвідношення (1.56) прийме вид
100% + 5% – 0,096% – 2,33% – 2,61% = 99,964% ≥ 95%.
8.3.3 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ
У якості РП цеху обираємо пункти розподільчі серії ПР11 (рисунок 8.8)
[14].
Рисунок 8.8 – Пункт розподільчий ПР11
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі до 1000 В
Розрахункова схема КЗ цехової мережі представлена на рисунку 8.9.
Рисунок 8.9 – Розрахункова схема КЗ цехової мережі
Схема заміщення для складеної розрахункової схеми приведена на
рисунку 8.10.
Рисунок 8.10 – Схема заміщення прямої послідовності для розрахунку КЗ
в цехової мережі
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Еквівалентний індуктивний опір ХС для нашого випадку визначається
формулою [11]:
U2
ср НН
XC = ,
3 Iном відк Uср. ВН
де Iном відк – номінальний струм відключення вимикача, що встановлений на
стороні вищої напруги понижуючого трансформатора.
(400)2
XC = = 0,5 мОм.
3 20 103 10 103
Активний та індуктивний опір прямої послідовності знижувального
трансформатора, зведений до ступеня низької напруги мережі, розраховують
за формулами [11]:
P U2
к. ном НН. ном
r = 106
Т
S2
Т.ном
2
2 100 P 2
x = U − к.ном UНН.ном 4
T к 10
SТ.ном SТ.ном
де ST.ном – номінальна потужність трансформатора, кВ∙А;
Рк ном – втрати короткого замикання, кВт;
UНН.ном – номінальна напруга обмотки низької напруги трансформатора,
кВ;
Uк – напруга короткого замикання, %.
Активний та індуктивний опір нульової послідовності трансформатора
цехової КТП, обмотки якого з’єднані по схемі / Y0 , при розрахунках КЗ в
мережі низької напруги приймаємо рівними відповідним активним та
індуктивним опорам прямої послідовності.
Активний опір контактних з’єднань.
Згідно [11] приймаємо наступні значення активних опорів контактних
з’єднань комутаційних апаратів і кабелів:
– rК = rКQ = 1,0 мОм;
– rКL1= rКL2 = 0,1 мОм.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Активні та індуктивні опори котушок автоматичних вимикачів.
Розрахунок струмів короткого замикання в електроустановках
напругою до 1 кВ слід вести з урахуванням індуктивних і активних опорів
котушок розчіплювачів максимального струму автоматичних вимикачів, при
цьому приймати значення активних та індуктивних опорів нульової
послідовності рівними відповідним опорам прямої послідовності. Значення
опору котушок розчіплювачів автоматичних вимикачів обираємо в
залежності від номінального струму вимикача згідно таблиці 21 в додатку 6
[11]:
– rQF1 = 0,25 мОм;
– rQF2 = 0,65 мОм;
– rQF3 = 2,15 мОм;
– ХQF1 = 0,1 мОм;
– ХQF2 = 0,17 мОм;
– ХQF3 = 1,2 мОм.
Активний та індуктивний опір трансформаторів струму.
Значення активних та індуктивних опорів нульової послідовності
приймають рівними значенням опорів прямої послідовності. Активним та
індуктивним опором одновиткових трансформаторів (на струми більш ніж
500 А) можна зневажити.
Параметри деяких багатовиткових трансформаторів струму обираємо
згідно таблиці 20, що приведена в додатку 5 [11]:
– rTA = 1,7 мОм;
– ХTA = 2,7 мОм.
Активний та індуктивний опір кабелю.
Значення параметрів прямої (зворотної ) і нульової послідовностей
кабелю, який використовується в короткозамкненому ланцюгу, приймаємо
згідно додатку 2 [11]:
З урахуванням питомих значень, параметри кабелів дорівнюють:
rL1 = 0,32 16 = 5,12 мОм;
XL1 = 0,057 16 = 0,912 мОм;
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
rL2 =1,54 3= 4,62 мОм;
XL2 = 0,062 3= 0,186 мОм.
Розрахуємо сумарний активний і реактивний опір короткозамкненого
ланцюга «трансформатор цехової КТП – точка К3»:
r(К3) = rT + rК + rQF1 + rК + rTA + rК + rQF2 + rКQ + rКL1+ rL1+ rКL1+ rQF3 + rКL2 + rL2 .
r(К3) =3,1+ 1,0 + 0,25 + 1,0 + 1,7 + 1,0 + 0,65 + 1,0 + 0,1+ 5,12 + 0,1 + 2,15
+0,1 + 4,62 = 21,89 мОм.
X(К3) = XC + ХT + ХQF1+ХTA + ХQF2 + XL1+ ХQF3 +XL2 .
X(К3) = 0,5 + 13,6 + 0,1 + 2,7 + 0,17 + 0,912 + 1,2 + 0,186 = 19,4 мОм
Сумарний повний опір короткозамкненого ланцюга «трансформатор
цехової КТП – точка К3 (клепальний верстат)»:
Z(К3) = (21,89)2 + (19,4)2 = 29,25 мОм.
Струм короткого замикання (начальне дійсне значення періодичної
складової трифазного струму КЗ Iп0 = IКЗ(К3) ) у точці (К3):
1,05380
IКЗ(К3) = = 7876 А.
3 29,2510−3
Розрахуємо сумарний активний і реактивний опір короткозамкненого
ланцюга «трансформатор цехової КТП – точка К2 (РП4)»:
r(К2) = rT + rК + rQF1 + rК + rTA + rК + rQF2 + rКQ + rКL1+ rL1+ rКL1.
r(К2) = 3,1+ 1,0 + 0,25 + 1,0 + 1,7 + 0,65 + 1,0 + 0,1+ 5,12 + 0,1 = 15,02 мОм.
X(К2) = XC + ХT + ХQF1+ХTA + ХQF2 + XL1.
X(К2) =0,5 + 13,6 + 0,1 + 2,7 + 0,17 + 0,912 = 18 мОм.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Z(К2) = (15,02)2 + (18)2 = 23,4 мОм.
Струм короткого замикання у точці (К3):
1,05380
IКЗ(К2) = = 9845 А.
3 23,4 10−3
Розрахуємо сумарний активний і реактивний опір короткозамкненого
ланцюга «трансформатор цехової КТП – точка К1 (шини 0,4 кВ КТП)»:
r(К1) = rT + rК + rQF1 + rК + rTA .
r(К1) =3,1+ 1,0 + 0,25 + 1,0 + 1,7 = 7,05 мОм.
X(К1) = XC +ХT + ХQF1+ХTA .
X(К1) = 0,5 + 13,6 + 0,1 + 2,7 = 16,9 мОм.
Z 2
(К1) = (7,05) + (16,9)2 =17,94 мОм.
Струм короткого замикання у точці (К3):
1,05380
IКЗ(К1) = =12841 А.
3 17,94 10−3
ia0(К1) = 2 12841=18106 А;
ia0(К2) = 2 9845 =13881 А;
ia0(К3) = 2 7876 =11105 А;
Таблиця 8.5 – Струми короткого замикання у розрахованих точках
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
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
Параметри вимикачів обираємо за наступними співвідношеннями [1,
14]:
Iном.розч Iроз ; (8.9)
Iном.розч (1,1−1,3) Iроз (8.10)
Iном.розч.е (1,25−1,35) iп (8.11)
ІН В. А. Іроз ; (8.12)
ІН Т. Р. 1,1 Іроз ; (8.13)
ІН Е.Р. 1,25 ІП , (8.14)
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Таблиця 8.6 – Вибір автоматичних вимикачів
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
8.5.2 Перевірка мережі на захищеність
Обрані лінії перевіряються на захищеність згідно умови [1]:
Ксх Ідоп Кзах Ізах ,
де Ксх – поправний коефіцієнт, що дорівнює одиниці для умов цеху;
Ідоп – тривалий допустимий струм провідника, А;
Кзах – коефіцієнт захисту, що дорівнює 1,0 для теплового та 0,22 для
електромагнітного розчиплювачів;
Ізах – струм спрацювання апарату захисту, А.
Для прикладу перевіримо лінію, для якої Іроз = 6,4 А , Ітр.доп =19 А ,
Ізах =10 А .
119 А 110 А .
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної
підстанції
Обрана комплектна представлена на графічної частині роботи [14].
Схема, план і розріз обраної конкретної підстанції приводиться у графічної
частині дипломної роботи.
Рисунок 8.13 - Типова комплектна трансформаторна підстанція
внутрішньоцехового розташування
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ – Вибір шин розподільчих пристроїв
Для оснащення розподільчих пристроїв можуть використовуватися
шини з різних матеріалів — мідні, алюмінієві та сталеві [14]. Використання
мідних шин доцільне у випадках значних навантажень або тоді, коли
алюмінієві чи сталеві елементи не забезпечують необхідних характеристик
через схильність до корозії, недостатню гнучкість чи інші обмеження.
Сталеві шини, навпаки, застосовуються переважно в установках із
невеликими струмами, що не перевищують 300 А.
Конструктивно шини можуть бути як жорсткими, так і гнучкими, з
прямокутним або круглим перерізом. У мережах напругою 6–10 кВ найбільш
поширеними є жорсткі алюмінієві шини прямокутного перерізу, які можуть
виконуватися одно- або двоштабовими. Круглі шини використовують у
випадках відносно малих струмів, і лише тоді, коли застосування сталевих
шин прямокутного перерізу з певних причин є неможливим.
Для розподільчих пристроїв із напругою 35 кВ і вище, щоб уникнути
явища коронування, перевага надається шинам круглого перерізу, які
виготовляються з голого багатодротового проводу.
Таблиця 9.1 – Вибір і перевірка струмопровідних частин і ізоляторів
розподільчих пристроїв
Вибір шин за тривало допустимим струмом навантаження та перевірка
їх термічної стійкості здійснюється за аналогією з методикою визначення
параметрів кабелів. Для шин різного перерізу — прямокутного та круглого
— нормативні значення тривалого допустимого струму наведені у таблицях
9.2 та 9.3. При цьому слід враховувати особливості розташування шин: якщо
прямокутні шини встановлюються плазом, то допустимі значення струму,
зазначені у таблиці 9.2, необхідно коригувати. Зокрема:
• для шин із шириною штаби до 60 мм допустимий струм
зменшується на 5%;
• для шин із шириною штаби понад 60 мм — на 8%.
Окрім теплової перевірки, важливим етапом є оцінка
електродинамічної стійкості, тобто механічної міцності шин. Під час
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
коротких замикань у мережі виникає найбільший ударний струм, який
створює значні електродинамічні сили. Ці сили спричиняють вигинаючий
момент, що, у свою чергу, викликає механічні напруження у матеріалі шин.
Саме тому конструкція та матеріал шин повинні забезпечувати достатній
запас міцності для роботи в аварійних режимах.
Таблиця 9.2 – Допустимі струмові навантаження шин круглого перерізу
П
римітка: У чисельнику – струмове навантаження при змінному струмі, а в знаменнику –
при постійному
Перевірка шин полягає у виконанні умови:
доп розр ,
де доп , розрах - відповідно, допустиме і розрахункове значення напруження на згин матеріалу
шин, МПа.
Значення допустимих напружень згину доп для шин з різного
матеріалу наведені у таблиці 9.3.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Таблиця 9.3 – Значення допустимих напружень згину для матеріалу шин
Найбільша статична сила Fрозр (Н), яка діє на середню фазу (що
знаходиться у найбільш важких умовах) трьох паралельних шин при
протіканні по них ударного струму трифазного к.з. визначається за виразом
[14]:
l
Fрозрах =1,76k i(3)2
ф y 10−7 ,
a
(3)
де iy – ударний струм трифазного к.з., А;
l – довжина прольоту шин, м;
a – відстань між вісями шин суміжних фаз, м;
kф – коефіцієнт форми шин, який визначається за кривими (рисунок
9.1) в залежності від співвідношень:
b a − b
= m та ,
h b + h
де b, h–- відповідно, товщина і висота шини, м.
a − b
Якщо відношення 2 або шини круглого перерізу, то kф =1.
b+ h
Розрахункове напруження на згин визначається за виразами:
- при одному та двох прольотах:
Fрозрах l
розрах = ;
8W
- при кількості прольотів більше двох:
Fрозрах l
розрах = .
10W
Значення моменту опору у залежності від розташування і форми їх
перерізу наведені у таблиці 9.4.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Таблиця 9.4 – Визначення моменту опору шин
Рисунок 9.1 – Криві для визначення коефіцієнту форми шин
прямокутного перерізу
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
У відкритих розподільчих пристроях понижуючих підстанцій зазвичай
застосовуються гнучкі шини, виготовлені зі сталевоалюмінієвих проводів, які
кріпляться на підвісних ізоляторах. Методика вибору таких шин у цілому
аналогічна до процедури визначення параметрів жорстких шин, проте має
певні винятки.
По-перше, для гнучких шин не проводиться перевірка на
електродинамічну стійкість, оскільки їх конструкція та спосіб кріплення
забезпечують інші умови роботи при коротких замиканнях. По-друге, у
випадку мереж із напругою 35 кВ і вище, після визначення перерізу за
економічною щільністю струму та перевірки за допустимим навантаженням,
додатково виконується оцінка на коронування. Це дозволяє гарантувати
надійну роботу шин у високовольтних умовах та уникнути втрат енергії,
спричинених іонізацією повітря навколо провідників.
UKP Uуст.н. ,
де UKP – критична напруга корони, кВ.
Критичну напругу корони можна визначити за емпіричною
формулою:
D
UKP = 68,5r lg ,
r
де – коефіцієнт, що враховує атмосферні умови (при тиску 760 мм і
температурі + 25о С =1); D – відстань між вісями шин (проводів), мм; r –
радіус шини (проводу), мм.
Алгоритм вибору і перевірки шин представлено на рисунку 9.2.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Рисунок 9.2 – Алгоритм вибору і перевірки шин
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Висновок. У процесі вибору шин для розподільчих пристроїв
враховується низка технічних та експлуатаційних факторів, що визначають
їхню надійність і довговічність. Матеріал шин (мідь, алюміній, сталь)
обирається залежно від рівня навантаження та умов роботи: мідь
використовується при великих струмах, алюміній — як універсальний
варіант для середніх навантажень, а сталь — у випадках малих струмів.
Важливим є також конструктивне виконання шин — жорстке чи гнучке,
прямокутного або круглого перерізу, що визначається напругою мережі та
специфікою експлуатації.
Основними критеріями вибору є допустимий тривалий струм
навантаження, термічна стійкість та механічна міцність. Для високовольтних
установок (35 кВ і вище) додатково проводиться перевірка на коронування,
що дозволяє уникнути втрат енергії та забезпечити безпечну роботу
обладнання. Гнучкі шини зі сталевоалюмінієвих проводів застосовуються у
відкритих розподільчих пристроях, при цьому їх вибір здійснюється за
аналогією з жорсткими, але без перевірки на електродинамічну стійкість.
Таким чином, правильний вибір шин базується на комплексному
підході, який враховує електричні, механічні та експлуатаційні
характеристики. Це забезпечує ефективну роботу розподільчих пристроїв,
підвищує їхню надійність та мінімізує ризики аварійних ситуацій.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА
Тема: «Обгрунтування і вибір напруги живильної мережі».
Вихідні дані. Підприємство з розрахунковим навантаженням Sроз = 9 МВА
і cos = 0,9 може отримувати електроенергію від двох районних підстанцій.
Перша підстанція функціонує на рівні напруги 110 кВ і розташована на
певній відстані, друга – забезпечує живлення напругою 35 кВ. Схематичні
варіанти підключення наведені на рисунку 10.1.
Річний час використання максимального навантаження
T = 4500год/рік. Вартість електроенергії в межах 110 і 35 кВ становить
max
кВт
с = 0,75252грн/(кВтгод), к .
о е = 0,05
квар
Розв’язок.
Приблизну оцінку величини напруги живильної мережі промислового
підприємства можна визначити за допомогою аналітичних виразів, які
використовують у деяких країнах світу.
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.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Вибір оптимальної номінальної напруги системи електропостачання
часто здійснюється за методом економічних інтервалів. У цьому підході
замість аналізу струму розглядають передану потужність при різних рівнях
напруги. Проведений розрахунок показує, що для максимально допустимих
перерізів проводів середні значення активної потужності становлять:
• для повітряних ліній напругою 35 кВ – приблизно 10,5–13 МВт;
• для ліній напругою 110 кВ – у межах 61–75 МВт;
• для систем із напругою 220 кВ – близько 230–270 МВт.
Таким чином, підвищення рівня напруги дозволяє передавати значно
більші обсяги потужності без перевищення допустимих навантажень на
провідники, що робить вибір високої напруги економічно та технічно
доцільним.
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 23633 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
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 =170358грн/км;
л110
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 23633 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
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 кВт, кВт, %, % становить
xx =10 Ркз = 48 Uкз =10,5 Іхх =1
1
Wтр110 = 2 10+ 0,05 6300 8760+
100
10,5
+2 0,712 48+ 0,05 6300 2886 = 466289 кВтгод/рік.
100
Трансформатор ТМН–6300/35: P = 7,6 кВт,
xx Ркз = 46,5 кВт,
U = 7,5 %, І %.
кз хх = 0,8
0,8
Wтр35 = 2 7,6+ 0,05 6300 8760+
100
7,5
+2 0,712 46,5+ 0,05 6300 2886 = 381342 кВтгод/рік.
100
Втрата активної енергії в повітряних лініях становить
2 25000
W −3
ПЛ110 = 2 3 23,64 2886 10 = 61466 кВт∙год,
32 120
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
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
В = 0,012 8517900+0,024 4925052 = 220416 грн/рік;
ек110
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 = 0,113442952 =1344295 грн/рік;
Вкр35 = 0,18914802 = 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.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Прибуток від передачі електроенергії становить
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.
Висновок. Аналіз техніко-економічних показників свідчить, що
застосування живлення підприємства від мережі з напругою 110 кВ є
найбільш раціональним варіантом. Такий вибір забезпечує не лише
зменшення річних приведених витрат, але й формує вищий рівень
економічної ефективності за рахунок зниження втрат електроенергії та
оптимального завантаження трансформаторів. У порівнянні з варіантом на 35
кВ, система на 110 кВ демонструє більший річний прибуток, що підтверджує
її перевагу з точки зору довгострокової експлуатації та фінансової
стабільності підприємства.
Додатково слід зазначити, що вибір високої напруги відповідає
сучасним тенденціям розвитку промислових енергетичних систем, де
пріоритетом є підвищення надійності та зменшення питомих витрат на
передачу потужності. Це створює умови для подальшого розширення
виробництва без необхідності суттєвої реконструкції мережі.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
11 ОХОРОНА ПРАЦІ
11.1 Аналіз шкідливих та небезпечних факторів, що виникають в
приміщенні проектно-експериментального відділу
В даному розділі бакалаврської роботи розглядаються можливі
шкідливі фактори, які можуть впливати на працівника, що працює в
приміщенні проектно-експериментального відділу при розробці проєкту
системи електропостачання підприємства з виготовлення звукової
сигналізації та тривожних сповіщувачів.
Для виконання поставлених задач опрацьовується значна кількість
теоретичного матеріалу, що звичайно, викликає потребу у використанні
персонального комп’ютера. Тому потрібно забезпечити безпечну та
продуктивну організацію праці працівника, що працює з комп’ютерною
технікою у відділу.
Для того щоб запобігти негативному впливу на працівника потрібно
звернути особливу увагу на фактори виробничого середовища, які
безпосередньо впливають на дослідника.
При виконанні досліджень персональний комп’ютер (ПК)
використовується для проведення розрахунків та формування відповідної
документації. За ПК працівник проводить не більше 4 годин на день з
перервою не менше 1 години. Виконання багатьох операцій в відділу
призводить до тривалої статичної напруженості м'язів спини, шиї, рук і ніг,
що приводить до швидкого розвитку стомлення. Основними причинами
такого стомлення є: нераціональна висота робочої поверхні столу і сидіння,
відсутність опорної спинки і підлокітників, незручні кути згинання в
плечовому і ліктьовому суглобах, кут нахилу голови, незручне розміщення
документів, монітора, клавіатури, неправильний кут нахилу екрана,
відсутність простору і підставки для ніг.
За рівнем фізичних навантажень робота за комп’ютером
класифікується як легка фізична робота (категорія І) – робота з витратою 120
– 150 ккал/год – категорія І а.
У відділу розташовано п’ять робочих місць обладнаних комп’ютерною
технікою. Для забезпечення комфортної роботи персоналу столи мають
довжину 140 см і ширину 70 см, що задовольняє санітарним нормам. Стільці,
що змінюються за висотою, з напівм'яким сидінням, дозволяють здійснювати
поворот сидіння і спинки стільця в межах 360°. Висота сидіння регулюється в
межах 42-55 см. Фактична відстань очей до монітора дорівнює 0,6-0,7 м.
Отже, робоче місце відповідає ДСТУ 8604:2015.
Розміри приміщення відділу становлять: довжина 7 м, ширина 4 м,
висота від підлоги до стелі 3 м, загальна площа аудиторії 28 м2, площа яка
припадає на одну людину становить 5,6 м2. Об’єм приміщення складає: 84 м3,
об’єм, який припадає на одну людину становить 16,8 м3, розміри приміщення
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
за площею не відповідають вимогам ДБН В.2.2-28-2010 «Будинки
адміністративного та побутового призначення».
Велике значення має система освітлення відділу. Під час роботи
дослідник працює з даними, які виводяться програмним забезпеченням на
екран монітору. Найменша розрізненість об’єкту (в даному випадку
об’єктом розрізнення і фоном є: текст на моніторі та власне фон монітора,
текст на аркуші паперу та аркуш, букви на клавіатурі і клавіатура) складає
від 0,15 до 0,3 мм, це відповідає високій точності зорової праці. Розряд
зорової праці – ІІ, підрозряд – Г. Контраст відмінності об’єкту з фоном -
великий.
При роботі з комп’ютером використовувалося приміщення з
однобічним природним освітленням. Розмір вікна приміщення становить
2×1,5 м. Робочі столи розміщені так, що природне світло потрапляє в
приміщення спереду. Вікно завішене шторами, які запобігають виникненню
відблисків, затемнених плям на моніторах при попаданні прямого світла.
Згідно з нормами освітлення ДБН В.2.5.28–2018 «Природне і штучне
освітлення» коефіцієнт природного освітлення (КПО) для даного типу
зорової праці дорівнює 1,5%. Робоче місце розташоване на відстані 0,3 м
від вікна і в цій точці значення КПО становить 20-25 %. Отже, рівень
природного освітлення є достатнім.
Штучне освітлення створюється світильниками з люмінесцентними
лампами. Освітлювальні установки забезпечують рівномірне освітлення по
всій робочій зоні, відсутність глибокої і різкої тіні, постійність освітлення в
часі. Джерела світла по відношенню до робочих місць слідує розмістити
таким чином, щоб уникнути попадання в очі прямих світлових потоків.
Фактичне значення штучного загального освітлення складає 360 лк, а
нормативне значення – 300 лк. Отже, рівень штучного освітлення відповідає
нормативним значенням згідно ДБН В.2.5.28–2018 «Природне і штучне
освітлення».
Істотне значення мають параметри мікроклімату в приміщенні,
оскільки безпосередньо впливають на роботу та здоров’я працівника.
Фактичні значення основних параметрів мікроклімату наступні:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 22-24 ˚С;
- в холодний період року 15-18 ˚С;
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 45-60 %;
- в холодний період року 40-50 %;
3) Швидкість руху:
- в теплий період року – 0,1 м/с;
- в холодний період року – 0,1 м/с.
Згідно ДСН 3.3.6.042–99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих
приміщень» нормативні значення основних факторів мікроклімату наступні:
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
1) Температура повітря:
- в теплий період року 22-28 ˚С допустима (оптимальна 23-25 ˚С);
- в холодний період року 21-25 ˚С допустима (оптимальна 22-24 ˚С);
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 40-60 %;
- в холодний період року 40-60 %;
3) Швидкість руху:
- в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1...0,2 м/с);
- в холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с).
З вище наведених даних мікроклімату видно, що лише показники
температури в холодний період року не задовольняють норму згідно ДСН
3.3.6.042 – 99.
Також важливе значення має параметр шуму. Персональні комп’ютери
створюють на робочих місцях працюючих шум, рівень якого досягає 45-48
дБА. Згідно ДСН 3.3.6.037–99 «Санітарні норми виробничого шуму,
ультразвуку та інфразвуку» цей рівень повністю відповідає нормативному
рівню, який становить 50 дБА. Тому, фактичне значення шуму не перевищує
допустиме, а отже негативно не впливає на працівника.
Основними джерелами електромагнітного поля на робочих місцях є
монітори комп’ютерів, а також системні блоки. Найбільше впливає
електромагнітне поле на органи зі слабкою терморегуляцією, що мають
недостатню кількість кровоносних судин або слабкий кровообіг. До таких
органів відносяться: головний мозок, око (кришталик), шлунок, сечовий
міхур і т.п. Функціональні зміни виявляються в передчасній стомленості,
млявості, головному болі. При систематичному опроміненні спостерігається
зміна кров'яного тиску (гіпертонія, гіпотонія), уповільнення пульсу, трофічні
явища (випадіння волосся, ламкість нігтів, лущення шкірного покриву).
Величина напруги, що живить комп’ютерне обладнання 230 В, і споживана
потужність менше ніж 4000 Вт, що не перевищує нормативне значення,
визначене в ДСН 198 «Державні санітарні норми і правила при виконанні
робіт в невимкнених електроустановках напругою до 750 кВ включно» та
ДСН 239-96 «Державні санітарні норми і правила захисту населення від
впливу електромагнітних випромінювань».
Електропроводка живлячої мережі в даному приміщенні прихованого
типу, що забезпечує захист працюючих у відділу від доторкання до оголених
проводів. Деяке обладнання, зокрема персональний комп’ютер, має
металевий корпус, тому згідно з ДСТУ Б В.2.5-82:2016 у відділу передбачена
система захисного занулення.
Інструктаж з техніки електробезпеки складений згідно НАОП 1.1.10-
4.09-87 «Програми навчання безпеки праці робітників, до професій яких
пред'являються підвищені вимоги з техніки безпеки». Вступний інструктаж
проводиться з усіма працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну
або тимчасову) незалежно від їх освіти, стажу роботи за цією професією або
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
посади. Первинний інструктаж проводиться на робочому місці до початку
роботи на робочому місці. Інструктаж проводить інженер по техніці безпеки,
відповідно до НПАОП 0.00-4.12-05 «Типове положення про навчання з
питань охорони праці».
Відділ за вибухопожежонебезпекою відноситься до приміщень типу В,
згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016. В даному відділу забезпечуються необхідні
заходи щодо протидії виникнення пожежно-небезпечних ситуацій згідно з
НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки в Україні»:
- будівельні конструкції необхідного ступеня вогнестійкості. Стіни
виготовлені з цегли, оштукатурені та пофарбовані водоемульсійною фарбою.
Стеля виготовлена методом перекриття приміщення залізобетонними
плитами, а підлога з кахельної плитки. Всі матеріали застосовані для
будівництва та оздоблення відділу пройшли перевірку і були дозволенні
органами державного санітарно-епідеміологічного нагляду.
- приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-5, який
знаходиться на стіні біля дверей з вільним доступом до нього, відповідно
Правил експлуатації вогнегасників.
- план евакуації розміщений на стіні з вільним доступом до неї. Для
попередження пожежі у відділу використовується електрична пожежна
сигналізація POLON 4000 та теплові датчики типу (ИПД-1) у кількості 4 шт.
Інструкції на випадок пожежі складенні відповідно до НАПБ А.01.001-
2014 «Правила пожежної безпеки в Україні».
Після проведення аналізу відділу та умов праці за робочим місцем
можна зробити висновок, що всі фактори роботи в даному приміщенні
являються сприятливими окрім системи опалення. Тому пропонується
замінити систему опалення, щоб параметри мікроклімату відділу відповідали
нормам ДСН 3.3.6.042–99.
11.2 Модернізація системи водяного опалення відділу
Основний поділ опалювального обладнання ґрунтується на способах
передавання тепла нагрівальними приладами до опалюваних приміщень.
Опалювання поділяється на опалювання випромінюванням та
конвекційне. Цей поділ виникає з пропорції потоку тепла, яке віддається
через нагрівальні прилади до приміщення.
Типовими випромінюючими нагрівачами є:
− випромінювачі;
− випромінюючі смуги;
− площинні нагрівальні системи (стельові, стінні та підлогові).
Конвекційними нагрівачами є:
− нагрівальні прилади з чавунних та сталевих ланок,
− конвектори.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Повітряне обігрівання, в тому числі вентиляторні конвектори, є майже
100-відсотковим конвекційним обігріванням.
Питання, який вид обігрівання приміщень є корисніший -
випромінюванням чи конвекцією, - постійно сприяє новим технологічним
розв’язкам. Наприклад, це стосується встановлення продуктивності (к.к.д.)
енергетичного випромінювання тепла визначеного типу нагрівального
приладу або радіусу теплової дії нагрівального приладу.
Ці два види постачання тепла дають різні результати, які практично
можуть викликати приємні відчуття або тепловий дискомфорт.
Наприклад, відчуття людиною втрати тепла внаслідок випромінювання
в напрямку холодних площин (з поверхні пічки) не може компенсуватися за
рахунок більш інтенсивного поглинання випромінювання інших частин тіла.
У такому випадку міняємо позицію нашого тіла відносно джерела
тепла. Крім того, інтенсивний рух повітря (навіть досить нагрітого по
відношенню до температури в приміщенні) при тепловому відчутті можна
відбирати як неприємний охолоджуючий потік.
Якщо в опалюваному приміщенні є умови для доброго самопочуття, то
температура повітря значно не відхиляється від середньої (можливо
рівномірної) температури повітря оточуючих поверхонь, а температура
нагрівальних поверхонь не надто перевищує температуру тіла людини. Тому
частіше надають перевагу площинному, низько температурному опаленню.
Підвищення температури нагрівального приладу, тобто концентрація
джерела тепла в приміщенні, приводить до інтенсифікації та зонування
випромінювання тепла, збільшуючи або інтенсивність теплового
випромінювання, або швидкість руху повітря в приміщенні. Очевидно, що
при встановленні температури нагрівальних приладів не можна
перебільшувати, бо навіть температура поверхні нагрівальних приладів
порядку 80-90 °С, крім погіршення умов доброго самопочуття, не є
безпечною для здоров’я.
Обмеження температури поверхні нагрівальних приладів викликане
тим, що при температурах вищих від 60 °С розпочинаються процеси сухої
дистиляції органічних рідин та припікання їх на поверхні нагрівального
приладу. Продукти цих процесів подразнюють слизові оболонки верхніх
дихальних шляхів, викликаючи відчуття сухості, особливо неприємні при
заниженій відносній вологості повітря в приміщенні під час морозів.
В даний час використовуються декілька типів радіаторів: алюмінієві,
біметалічні, чавунні, сталеві конвектора.
Радіатори водяного опалення діляться на дві групи:
− секційні-чавунні, алюмінієві, біметалічні (з алюмінію і сталі);
− панельні-сталеві.
Чавунні секційні радіатори стійкі до корозії, володіють великою
тепловою потужністю на одиницю довжини приладу і можуть
застосовуватися в системах опалення з низькою якістю теплоносія.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Альтернативою чавуну є алюміній, з якого виробляються більш ефектні
на вигляд і менш металомісткі алюмінієві або біметалічні (сталь + алюміній)
радіатори. Гідність цих опалювальних приладів в тому, що вони прогрівають
приміщення швидше, ніж чавунні радіатори, і добре керуються
термостатичним вентилями.
Біметалічні радіатори зовні схожі на алюмінієві, але завдяки
застосуванню сталевих труб, всередині кожної секції, витримують
внутрішній тиск до 25 атм. і вище. Потужність кожної секції (при висоті 500
мм) 160 Вт. Застосовуються, як правило, для облаштування міських квартир.
Рисунок 11.1 – Принципова схема примусової системи водяного опалення
Сталеві панельні радіатори середні за теплопровідністю між чавунними
і алюмінієвими радіаторами. Панельні радіатори виконуються з
штампованих, стійких до корозії сталевих листів, утворюють ряд
вертикальних паралельних каналів, які об'єднуються горизонтальним
колектором. Радіатори виконуються однорядні, дворядними, трьохрядний, з
ребрами і без нього. При цьому кожен радіатор покритий багатошарової
термостійкою емаллю.
Обчислення тепловитрат в приміщенні:
Q = S∙T/R, (11.1)
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
де Q - тепловтрати через перешкоду, Вт
S - площа перешкоди, м2
Т - різниця температур між внутрішнім та зовнішнім повітрям, 50°С
R - значення теплоопору перешкоди, м2·°С/Вт
Розраховуємо тепловтрати через стіни:
Тепловтрати через зовнішню стіну R = 0,712 - опір теплопередачі
стіни завтовшки в 2 цеглини (50 см):
Sстіни = 7 3−1,3 2 4 =18,4 м2
18,4 50
Q1 = =1292 Вт
0,712
Тепловтрати через вікна: R = 0,37 - опір теплопередачі звичайного
вікна з подвійною рамою:
Sв ікна =1,3 2 = 2,6 м2
2,6 5 50
Q2 = =1757 Вт
0,37
З урахувань втрат на вентиляцію (25%):
Q = (1292+1757) 1.25= 3811,25Вт
Для підтримання оптимальної температури повітря в приміщенні в
холодну пору року потрібна система опалення потужністю не менше 3811,25
Вт.
Згідно отриманих даних обираємо два сталевих радіатори Darya
Thermotehnik 500х1100 (табл. 11.1), загальною потужністю 4104 Вт.
Сталеві панельні радіатори Darya Thermotehnik виготовлені з
високоякісної листової холоднокатаної сталі товщиною 1,15 мм, мають
високу теплову продуктивність (тепловіддача за рахунок циркуляції води і
випромінювання нагрітого повітря). Радіатори розраховані на експлуатацію
при робочому тиску 10 атм, максимальній температурі 120°С. Кожний
радіатор проходить тестування тиском 13 атм.
Арк.
ЧДТУ А1 23633 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
Рисунок 11.2 - Сталеві панельні радіатори Darya Thermotehnik
Радіатор пофарбований електростатичним методом. При нагріванні він
не виділяє шкідливих речовин. Радіатор можна встановити на стіну, не
знімаючи при цьому захисної коробки. Це дозволить захистити його від
механічних пошкоджень, пилу і бруду при проведенні ремонтно-
оздоблювальних робіт.
Основні характеристики стального радіатора Darya Thermotehnik:
− Тип: 22;
− Матеріал: сталевий панельний;
− Підключення: ліве або праве бічне;
− Не вимагають спеціальної підготовки води;
− Мала теплова інерційність з-за невеликої кількості води в радіаторі;
− Відсутній недолік всіх секційних радіаторів - міжсекційна
негерметичність;
− Приєднувальна різьба: 4 виходу на 1/2" внутрішня.
Таблиця 11.1 - Теплова потужність при температурі (подання/зворотка
/повітря приміщення) 90/70/20 С
Арк.
ЧДТУ А1 23633 94/03-03 ПЗ 3
77
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 23633 94/03-03 ПЗ 3
78
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 23633 94/03-03 ПЗ 3
79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 1 Характеристика підприємства……………………………………….. 5
2 Основне електроустаткування ………………………………………. 6
2.1 Огляд і дефекація……………………………………………… 8