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/4187| Title: | Система електропостачання підприємства з виготовлення матриць телевізорів |
| Authors: | Протасов, Сергій Юрійович Калиушко, Олександр Вікторович |
| Keywords: | Електропостачання;розрахунок електричних навантажень;компенсація реактивної потужності;релейний захист та автоматика |
| Issue Date: | Jun-2022 |
| Abstract: | Дана кваліфікаційна робота бакалавра присвячена розробці електропостачання підприємства з виготовлення матриць телевізорів. У ході проектування з врахуванням умов проектування здійснено електричні розрахунки по електропостачанню підприємства, в тому числі: розраховані електричні навантаження по окремим цехам та підприємству в цілому, зроблений розрахунок освітлення, вибір числа і потужності трансформаторів ГПП і цехових трансформаторів, передбачена компенсація реактивної потужності, зроблений електричний розрахунок цеху плазмових матриць, зроблені розрахунок і вибір мережі внутрішнього електропостачання, вибір устаткування підстанцій. У розділі «Індивідуальне завдання» розглянуто пристрій ультразвукової діагностики наявності мікродефектів у сформованих плазмових панелях. У розділі техніко-економічні розрахунки елементів СЕП промислових підприємств зроблено розрахунок вартості встановлення та підключення ввідної підстанції. У розділі «Охорона праці» зроблено аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають на робочих місцях монтажного цеху та впровадженню засобів захисту від шуму в приміщенні цеху. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4187 |
| Appears in Collections: | 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (Електротехнічні системи електроспоживання) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Калиушко_Протасов.pdf Restricted Access | 2.55 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 і робототехніки
(назва факультету)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва кафедри)
ПОГОДЖЕНО
Завідувач кафедри _________О.О. Ситник
«_____» __________2022 року
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи
б а к а л а в р
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
«Система електропостачання підприємства з виготовлення матриць
телевізорів»
(назва теми згідно наказу)
Виконав: здобувач вищої освіти 2 курсу,
групи СКЕСЕ – 206
Спеціальності:
141 «Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка»
КалиушкоОлександр Вікторович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
Керівник _______________ Протасов С.Ю. .
( прізвище та ініціали)
Рецензент _______________ _______________
(прізвище та ініціали)
Черкаси 2022 року
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І
ТЕРМІНІВ ................................................................................................................ 7
ВСТУП ..................................................................................................................... 8
1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ................................................................................ 9
1.1 Характеристика об’єкта проектування ....................................................... 9
1.2 Характеристика електроприймачів електричної енергії цеху
плазмових матриць .............................................................................................. 9
1.3 Характеристика цехів об’єкта, особливості їх електропостачання ....... 11
1.4 Характеристика джерела живлення .......................................................... 12
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ ..................................... 13
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових ЕП .................................. 14
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних
навантажень від однофазних електроприймачів ........................................... 23
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем ..................................................................................... 24
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ цехової
підстанції ............................................................................................................ 26
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях системи
електропостачання ............................................................................................ 26
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень цеху
та підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних
підстанцій ........................................................................................................... 29
2.6.1 Центр електричних навантажень підприємства і цеху .................... 29
2.6.2 Картограма електричних навантажень підприємства ...................... 31
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП (КТП) ...................................... 34
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Ли Зм. № докум. Підпис Дата
Розроб. Калиушко О.В. Літ Аркуш Аркушів
Перев. Протасов С.Ю. Система електропостачання 3 123
Т. контр. підприємства з виготовлення
Н. контр. Клю чка К.М. матриць телевізорів ФЕТР, СКЕСЕ-206
Затв. Ситник О.О.
Инв. № подп Подп. и дата Инв. № дубл. Взам. инв. № Подп. и дата
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ
ПІДПРИЄМСТВА. РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ ............................. 36
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства ........................... 36
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі ...................................................... 38
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП ...................................... 40
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ ............................................................................ 46
4.1 Вибір трансформаторів ГПП ...................................................................... 46
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності ......................................... 49
4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві ............................. 52
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 (6) КВ .......................................... 55
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської
мережі ................................................................................................................. 55
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж ................................................ 56
6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В
МЕРЕЖАХ ВИЩЕ 1000 В ................................................................................... 60
6.1 Вихідні дані для розрахунків ..................................................................... 60
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в
характерних точках ........................................................................................... 62
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі
110 кВ ................................................................................................................. 64
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП.
ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА
КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ ............................................................................................. 67
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП ................................. 67
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН ..................................................... 68
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН ........................................ 69
7.4 Вибір трансформаторів струму .................................................................. 70
7.5 Вибір трансформаторів напруги ................................................................ 71
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 4
7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість .................................................. 72
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ .................... 73
8.1 Вибір схеми і конструкції електричних мереж цеху ............................... 73
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних систем ....................... 73
8.2.1 Загальні відомості ................................................................................ 73
8.2.2 Розрахунок освітленості ...................................................................... 74
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок ................................ 77
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам нагріву .................. 81
8.3.1 Особливості розрахунку цехових електричних мереж .................... 82
8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за
умовами нагріву та захисту .......................................................................... 82
8.3.3 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги ..................... 85
8.3.4 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ ...................... 88
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі до 1000 В .............. 90
8.4.1 Розрахунок початкового значення періодичної складової
струму трифазного КЗ .................................................................................. 90
8.4.2 Розрахунок струму однофазного КЗ .................................................. 94
8.5 Захист цехових електричних мереж .......................................................... 95
8.5.1 Вибір апаратів захисту ........................................................................ 95
8.5.2 Перевірка мережі на захищеність ....................................................... 98
8.5.3 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за
умовами термічної стійкості до струмів короткого замикання ............... 98
8.6 Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної
підстанції ............................................................................................................ 99
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної
підстанції .......................................................................................................... 101
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ .................................................................... 108
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА ............................................................ 111
11 ОХОРОНА ПРАЦІ ......................................................................................... 114
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають на робочих ........... 114
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 5
місцях монтажного цеху ................................................................................. 114
11.2 Впровадження засобів захисту від шуму в приміщенні цеху ............ 118
11.2.1 Негативний вплив шуму на організм працівника ............................. 118
11.2.2 Заходи та засоби захисту від шуму ................................................ 119
11.2.3 Установка акустичних екранів ....................................................... 121
11.2.4 Застосування звукопоглинального облицювання ......................... 122
11.2.5 Індивідуальні засоби захисту від шуму ......................................... 123
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ........................................................... 126
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 6
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І
ТЕРМІНІВ
ВН – висока напруга
ГПП – головна понижуюча підстанція
ДЖ – джерело живлення
ЕН – електричне навантаження
ЕП – електроприймачі
КЗ – коротке замикання
КРП – комплектно розподільчий пристрій
КТП – комплектна трансформаторна підстанція
ЛЕП – лінія електропередачі
НБК – низьковольтна батарея конденсаторів
НКУ – низьковольтна комплектна установка
ПГВ – підстанція головного вводу
ПЛ – повітряні лінії
ПРА – пускорегулююча апаратура
ПУЕ – правила улаштування установок
РП – розподільчий пункт
РПС – районна підстанція
СЕП ПП – система електропостачання промислового підприємства
ТЕР – техніко-економічні розрахунки
ТП – трансформаторна підстанція
ЦЕН – центр електричних навантажень
ЧПУ - числове програмне управління
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 7
ВСТУП
Розвиток усіх без винятку галузей господарства в сучасних умовах в
значної мірі залежить від ефективного використання енергоресурсів.
В свою чергу ефективне використання енергоресурсів неможливе без
раціонально виконаної системи електропостачання (СЕП) підприємства, яка
повинна забезпечувати надійність, безпеку, економічність та зручність
експлуатації.
Сучасна система електропостачання базується на грамотному
проектуванні, точних розрахунках очікуваних електричних навантажень,
аналізі тенденцій у виборі апаратів, схеми і компоновки підстанції
підприємства, тобто в використанні всього набору технологічних і технічних
засобів та способів, які має в своєму арсеналу інженер-електрик.
Дана кваліфікаційна робота бакалавра присвячена саме розробці такої
системи, а саме електропостачанню підприємства з виготовлення матриць
телевізорів.
У ході проектування з врахуванням умов проектування здійснено
електричні розрахунки по електропостачанню підприємства, в тому числі:
розраховані електричні навантаження по окремим цехам та підприємству в
цілому, зроблений розрахунок освітлення, вибір числа і потужності
трансформаторів ГПП і цехових трансформаторів, передбачена компенсація
реактивної потужності, зроблений електричний розрахунок цеху плазмових
матриць, зроблені розрахунок і вибір мережі внутрішнього
електропостачання, вибір устаткування підстанцій.
У розділі «Індивідуальне завдання» розглянуто пристрій
ультразвукової діагностики наявності мікродефектів у сформованих
плазмових панелях.
У розділі техніко-економічні розрахунки елементів СЕП промислових
підприємств зроблено розрахунок вартості встановлення та підключення
ввідної підстанції.
У розділі «Охорона праці» зроблено небезпек та шкідливостей, які
виникають на робочих місцях монтажного цеху та впровадженню засобів
захисту від шуму в приміщенні цеху.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 8
1 УМОВИ ПРОЕКТУВАННЯ
1.1 Характеристика об’єкта проектування
Система електропостачання підприємства з виготовлення матриць
телевізорів складається з мереж напругою до 1 кВ та вище, головної
понижуючої підстанції, розподільчих пунктів, трансформаторних підстанцій
та силових пунктів у цехах. Призначена система для забезпечення вимог
виробництва в передачі електроенергії від джерела живлення до місця
споживання її у відповідній кількості та якості.
Підприємство відноситься до централізованої системи
електропостачання. Споживачі електроенергії 2 і 3 категорії надійності
електропостачання.
До споживачів 2 категорії відносяться електроприймачі, розташовані в
цехах монтажних та струмопровідних плат тощо, так як перерва в
електропостачанні може викликати простій обладнання та значний
недовідпуск продукції.
До споживачів 3 категорії відносяться електроприймачі, розташовані в
адміністративно-побутових приміщеннях, склади і в громадських місцях.
1.2 Характеристика електроприймачів електричної енергії цеху
плазмових матриць
Силові електроприймачі цеху плазмових матриць живляться трифазним
змінним струмом промислової частоти 50 Гц номінальною напругою 380 В.
Однофазне обладнання складається з малопотужних установок, що включені
на фазу 220 В. Вищих гармонік при експлуатації обладнання не виникає.
Встановлена потужність та інші характеристики приведено у таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Відомості про електричні навантаження цеху
№ Електроприймач Кількість, Встановлена cosпоз. шт. потужність, кВт
1 2 3 4 5
Силові трифазні електроприймачі напругою 380 В
1 Електроніж 1 7,5 0,89
2 Торцешліфувальний верстат-
автомат 3 10 0,8
3 Стенд вибраковочний однопрох. 2 1,7 0,76
4 Автомат нанесення поляризаційного
покриття 2 24,5 0,89
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 9
Продовження табл. 1.1
1 2 3 4 5
5 Стенд вибраковочний
трипрохідний 1 2,6 0,76
6 Автомат нанесення електронних
компонентів 3 30 0,89
7 Установка нанесення
діелектричного шару 2 1,7 0,82
8 Установка нанесення
люмінофорного покриття 3 5,8 0,8
9 Піч нормалізаційна 2 34 0,9
10 Піч індукційна 3 18 0,9
11 Установка нанесення покриття
фосфором 1 12,7 0,77
12 Установка нанесення лакового
покриття 1 18,4 0,77
13 Установка нанесення анодного
шару 1 7,8 0,77
14 Транспортер 1 15 0,63
15 Автомат пластичного пресування 4 22 0,78
16 Установка оптичного склеювання 4 48 0,92
17 Завантажувач 4 5,5 0,67
18 Змішувач 4 3,7 0,8
19 Вакуумний насос 1 34 0,86
20 Паяльна установка 1 8 0,9
21 Компресор 1 50 0,78
22 Вентилятор витяжний 6 3 0,83
23 Тельфер 1 12,2 0,64
52
Однофазні електроприймачі
17 Реноватор 3 0,7 0,87
18 Полірувальна машина 3 0,4 0,87
6
В цеху на рівні технологічних зв’язків здійснюється відповідне
резервування.
Основне обладнання цеху відноситься до ІІ категорії. Як відомо [1], до ІІ
категорії слід відносити обладнання без якого не можливе продовження
роботи основного виробництва на час після аварійного режиму.
Обладнання цеху розташовано з урахуванням технологічних
особливостей виробничих процесів.
Виробничо - сформоване електрообладнання живляться від власних
розподільних пунктів РП.
План цеху та розташування обладнання зображено на листі 5 графічної
частини, а також на рисунку 1.1.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 10
Особливостями розташування обладнання у приміщенні цеху є такі, що
потребують практично рівномірну освітленість цеху.
Проектом передбачено загальновиробниче освітлення 380/220 В, та
аварійне освітлення 220 В.
Розміри цеху, електропостачання якого ми будемо розраховувати,
складають: 24×60×6 м, з площею освітлення S=1440 м2.
Рисунок 1.1 – План цеху та розташування обладнання
1.3 Характеристика цехів об’єкта, особливості їх електропостачання
Проектування електропостачання цехів неможливе без урахування
особливості виробничого середовища приміщень, у яких вони
розташовуються. При цьому ми повинні виконувати всі вимоги ПУЕ у цієї
частини.
Електроустановки підприємства, електропостачання якого ми
проектуємо, розміщені всередині будівель, тобто є закритими (внутрішніми).
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 11
До відкритих, або зовнішніх електроустановок відноситься кран
козловий. Приміщення цехів підприємства відносяться до так званих
нормальних, тобто є сухими приміщеннями, в яких вологість повітря не
перевищує 60 % та відсутні умови, наведені у п. 1.1.10 – 1.1.12 ПУЕ.
До запилених приміщень, в яких за умовами виробництва виділяється
технологічний пил у такій кількості, що він може осідати на проводах,
проникати всередину машин, апаратів, відноситься ремонтно-механічний цех
підприємства. Але цей цех відноситься до приміщень з не струмопровідним
пилом.
Запилені приміщення, як зі струмопровідним пилом, так і приміщення з
неструмопровідним пилом, відсутні.
Також на підприємстві відсутні приміщення з хімічно активним
середовищем, в яких постійно або протягом тривалого часу містяться
агресивні пари, гази, рідини, утворюються відкладення або цвіль, що
руйнують ізоляцію і струмові дні частини електроустаткування.
1.4 Характеристика джерела живлення
Живлення даного підприємства здійснюється від районної підстанції
(РПС) енергосистеми 110 та 220 кВ.
Додатковими вихідними даними до розрахунку струмів КЗ є: обрана
номінальна напруга енергосистеми Uс=110кВ:
- потужність КЗ на шинах районної підстанції SКЗ=750 МВ • А;
- довжина повітряної лінії Lпл = 35 км.
- економічна узгоджена реактивна потужність з енергосистемою на
границі балансової приналежності Qек = 421,67 квар в часи її максимуму
навантаження.
- рівень напруги на шинах підстанції підтримується в допустимих межах
110кВ±5%, що дає змогу нормально працювати електрообладнанню.
Оплата за спожиту активну електроенергію здійснюється згідно
договору про споживання електроенергії, який укладається з усіма
підприємствами промислового району і енергопостачальною організацією.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 12
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ
Знання електричних навантажень необхідне для вибору і перевірки
провідників (шин, кабелів та ін.) і трансформаторів по пропускній
спроможності і економічній густині струму, а також для розрахунку втрат і
відхилення напруги, вибору апаратів захисту та засобів компенсації
реактивної потужності.
Правильне визначення електричних навантажень при проектуванні є
основою для раціонального рішення всього комплексу питань
електропостачання сучасного промислового підприємства, у тому числі,
окремого цеху.
Поняття «розрахункове навантаження» випливає з визначення
розрахункового струму Іроз, за величиною якого вибирають всі елементи
мережі і електрообладнання системи електропостачання.
В найпростішому випадку, коли навантаження постійне в часі
I const Iроз ,
При змінному навантаженні, коли його графік має випадкових
характер, використовується співвідношення
1 tI (t) I(t) dt, t
де Θ – тривалість інтервалу усереднення (Θ ≤ t ≤ T - Θ), що приймається
для графіків навантаження, практично незмінних у часі, рівної Θ = 3 ⋅ T0 (у
решті випадків – Θ < 3⋅ T0);
T – інтервал реалізації випадкового процесу;
T0 – постійна часу нагріву провідника до максимальної допустимої
температури (за час, рівний 3⋅ T0 , провідник нагрівається до 95 % сталого
рівня).
Умовно приймают T0 = хв., Θ = 30 хв. незалежно від перетину
провідника, звідки і витікає поняття «півгодинний максимум».
З наведеного вище співвідношення вводять поняття «розрахунковий
струм» Іроз – це такий струм, що приводе до такого ж максимального нагріву
провідника або викликає такий же тепловий знос, що й початкове змінне
навантаження I(t).
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 13
Значення Іроз звичайно визначають з виразу
P 3 U I cos, (2.1) роз роз
В якості розрахункового навантаження приймають середнє
навантаження PΘ за активною потужністю впродовж часу Θ
P 1
t
P(t)dt . t
Активне розрахункове навантаження Рроз аналогічне поняттю
«розрахунковий максимум» Рмах або «максимального навантаження»
Імах = Іроз , тобто найбільшому значенню струму із середніх у 30-хвилиних
інтервалах усереднення.
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових ЕП
Визначення розрахункових електричних навантажень необхідно
проводити згідно методики, яка поширюється на всі галузі господарства,
адаптована до сучасних умов та містить суттєві уточнення попередніх
методів розрахунку.
Визначення електричних навантажень цеху є складовою розрахунку
електричних навантажень промислового підприємства в цілому. При таких
розрахунках враховують ступень (рівень) системи електропостачання,
оскільки розрахунки на кожній із них мають свою специфіку. На
підприємствах середньої та великої потужності таких рівнів нараховують
шість (рисунок 2.1).
Кінцевим результатом таких розрахунків має стати величина
розрахункової потужності (Рроз. цеху) як окремих цехів, так і підприємства
(Рроз. підпр) у цілому. Розрахункова потужність Рроз – це така потужність, при
якій термін службі елементів системи електропостачання дорівнює
розрахунковому.
У розрахунках використовуються такі позначення та співвідношення:
– номінальна потужність,Рном ;
– паспортна потужність,Рпасп ;
– встановлена потужність Ру .
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 14
У розрахунках використані загальноприйняті позначення: для груп
електроприймачів – Р, для одного електроприймача – р. При цьому для
окремого електроприймача встановлена потужність дорівнює:
1) для електродвигунів, які працюють у довготривалому режимі
py pном pпасп
2) для електродвигунів, які працюють у повторно-короткочасному
режимі:
py pном pпасп TB
де ТВ – тривалість включення в частках одиниці (задається у паспорті, як
правило, у відсотках).
Рисунок 2.1 – Рівні (ступені) системи електропостачання
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 15
Групова номінальна (встановлена) активна потужність - це алгебраїчна
сума номінальних активних потужностей електроприймачів, що входять у
групу ЕП
n
Pномі pномі (2.2)
1
де - кількість електроприймачів у групі.
Pном2 n pном2 10 3 30 кВт
Розрахунок інших груп ЕП проводимо аналогічно, результати
розрахунку зводимо в. таблицю 2.1.
Групова номінальна реактивна потужність - це алгебрична сума
номінальних реактивних потужностей електроприймачів, що входять у групу
n n
Qном qном pном tg Pномі tg (2.3)
1 1
де tg- паспортне або довідкове значення коефіцієнта реактивної
потужності;
Pномі - групова активна потужність, знаходиться по формулі (2.1).
Qном2 Pном2 tg 30 0,8 24квар
Розрахунок інших груп ЕП проводимо аналогічно, результати
розрахунку зводимо в. таблицю 2.1.
Розрахункова активна потужність вузла живлення визначається
розрахунковою величиною Кв Рномі , що відповідає значенню Кр , за
співвідношенням
Pроз Кр Кв Рномі (2.4)
де Кр f (Кв , n e ,Та ) - коефіцієнт розрахункової потужності, який залежить
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 16
від коефіцієнту використання Кв та ефективної кількості електроприймачів
ne та сталою часу нагріву мережі, для якої розраховують електричні
навантаження.
Згідно [5] прийняти наступні постійні часу нагріву:
– Та = 10хв. – для мережі напругою до 10 кВ, що живлять розподільчі
шинопроводи, пункти, щити. Значення Кр для таких мереж приймають за
номограмою (рисунок 2.2) або згідно таблиці 2.1;
– Та = 2,05 год – для магістральних шинопроводів і цехових
трансформаторів. Для таких випадків значення Кр приймають згідно
таблиці 2.2;
– Та ≥ 30хв. – для кабелів напругою 6 кВ і вище, що живлять цехові
трансформаторні підстанції та розподільчі установки. Розрахункова
потужність для цих елементів визначається за умовою Кр = 1.
Відмітимо, що добуток Кв Рномі є проміжною допоміжною
розрахунковою величиною, але не середнім значенням очікуваного
навантаження, як це вважалося раніше.
Pроз2 Кр Кв Рном2 1,110,5 30 16,7кВт,
Розрахунок інших груп ЕП проводимо аналогічно, результати
розрахунку зводимо в. таблицю 2.1.
Величину ne можна також визначати за спрощеним співвідношенням:
2 p
ne
ном (2.5)
pноммах
де pном - сума потужності одного електроприймача різних типів
знаходиться за формулою (2.5);
pноммах - максимальна потужність електроприймача, кВт.
pном pном1 pном2 pном3 pном4 pном5 pном6 pном7 pном8
pном9 pном10 pном11 pном12 pном13 pном14 pном15 (2.6)
pном 818,2 кВт
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 17
n 2 818,2e 32,7 33шт
50
Якщо знайдене за співвідношенням (2.4) число ne буде більше за n (п -
дійсне число ЕП), тоді слід прийняти n ne . Якщо pном мах / pном мін 3 , де
pном мін - номінальна потужність найменшого електроприймача групи, тоді
також приймаємоne n .
Значення коефіцієнту використання кв за кожним окремим
електроприймачем визначаємо за довідковими даними.
Груповий коефіцієнт використання по цеху у цілому
(середньовиважений коефіцієнт) дорівнює
n
Кв Рi ном i
К 1 557,6 0, 7. (2.7) в ,цеху n 818,2
Рном i
1
Рисунок 2.2 – Графіки коефіцієнта розрахункового навантаження Кр
для різних Кв в залежності від ne
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 18
Таблиця 2.1 – Значення коефіцієнта розрахункового навантаження Кр для
різних Кр в залежності від ne для живлячих мереж напругою до 1000 В
Коефіцієнт використання К
n в e
0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
1 8,00 5,33 4,00 2,67 2,00 1,60 1,33 1,14 1,0
2 6,22 4,33 3,39 2,45 1,98 1,60 1,33 1,14 1,0
3 4,05 2,89 2,31 1,74 1,45 1,34 1,22 1,14 1,0
4 3,24 2,35 1,91 1,47 1,25 1,21 1,12 1,06 1,0
5 2,84 2,09 1,72 1,35 1,16 1,16 1,08 1,03 1,0
6 2,64 1,96 1,62 1,28 1,11 1,13 1,06 1,01 1,0
7 2,49 1,86 1,54 1,23 1,12 1,10 1,04 1,0 1,0
8 2,37 1,78 1,48 1,19 1,10 1,08 1,02 1,0 1,0
9 2,27 1,71 1,43 1,16 1,09 1,07 1,01 1,0 1,0
10 2,18 1,65 1,39 1,13 1,07 1,05 1,0 1,0 1,0
11 2,11 1,61 1,35 1,1 1,06 1,04 1,0 1,0 1,0
12 2,04 1,56 1,32 1,08 1,05 1,03 1,0 1,0 1,0
13 1,99 1,52 1,29 1,06 1,04 1,01 1,0 1,0 1,0
14 1,94 1,49 1,27 1,05 1,02 1,0 1,0 1,0 1,0
15 1,89 1,46 1,25 1,03 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
16 1,85 1,43 1,23 1,02 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
17 1,81 1,41 1,21 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
18 1,78 1,39 1,19 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
19 1,75 1,36 1,17 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
20 1,72 1,35 1,16 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
21 1,69 1,33 1,15 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
22 1,67 1,31 1,13 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
23 1,64 1,30 1,12 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
24 1,62 1,28 1,11 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
25 1,6 1,27 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
30 1,51 1,21 1,05 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
35 1,44 1,16 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
40 1,4 1,13 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
45 1,35 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
50 1,3 1,07 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
60 1,25 1,03 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
70 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 19
80 1,16 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
90 1,13 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
100 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Таблиця 2.2 – Значення коефіцієнта розрахункового навантаження Кр для
різних Кв в залежності від ne на НН цехових трансформаторів і для
магістральних шинопроводів напругою до 1000 В
Коефіцієнт використання Кв
ne 0,7 і 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
більше
1 8,00 5,33 4,00 2,67 2,00 1,60 1,33 1,14
2 5,01 3,44 2,69 1,9 1,52 1,24 1,11 1,0
3 2,94 2,17 1,8 1,42 1,23 1,14 1,08 1,0
4 2,28 1,73 1,46 1,19 1,06 1,04 1,0 0,97
5 1,31 1,12 1,02 1,0 0,98 0,96 0,94 0,93
6–8 1,2 1,0 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91
9–10 1,1 0,97 0,91 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
10–25 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,85 0,9 0,9
25–50 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,8 0,85 0,85
Більше 50 0,65 0,65 0,65 0,7 0,7 0,75 0,8 0,8
З урахуванням (2.7) співвідношення (2.3) для визначення розрахункової
активної потужності прийме вигляд
n
Ррозцеху Кр Кв,цеху Рном Кр Кв Рном , (2.8) i i
1
Ррозцеху 1,11 557,6 618,9кВт.
Реактивна потужність по цеху, на шинах ТП, розраховується за
співвідношенням
n
Qрозцеху Кр Кв Рном tg (2.9) i i i
1
Qрозцеху 1,11355,3 394,4 квар.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 20
До розрахункової активної та реактивної потужності силових
електроприймачів напругої до 1 кВ повинно бути додане освітлювальне
навантаження Рроз.ос , Qроз. ос .
Повна розрахункова потужність Sроз силових електроприймачів
напругої до 1 кВ визначається формулою:
Sроз Р
2
роз Q
2
роз , (2.10)
S 2 2роз 618,9 394,4 733,9 кВА
Результати розрахунків та вихідні дані цеху заносяться у відповідні
місця таблиці 2.1, виконаної за формою Ф 636-92 [1].
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 21
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 22
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних
навантажень від однофазних електроприймачів
Електричні навантаження ЕП однофазного струму повинні бути
розподілені рівномірно по фазах.
Однофазні ЕП, що включені на фазні і лінійні напруги та розподілені
по фазах з нерівномірністю не вище 15 % по відношенню до загальної
потужності трифазних і однофазних електроприймачів у групі, враховують
як трифазні ЕП тієї ж сумарної потужності. Якщо нерівномірність перевищує
15 %, умовна трифазна номінальна потужність приймається рівної потроєної
величині навантаження найбільш завантаженої фази.
При числі однофазних ЕП більше трьох і однакових значеннях Кв і
cos , включених на фазну і лінійну напругу, максимальне розрахункове
навантаження визначається за формулою
Рроз,у 3 Кв Кр Рном махф .
Величина ne при визначенні Кр для однофазних ЕП визначається за
формулою
2 p
n номe . 3 pноммахф
де pномф – сума номінальних потужностей однофазних ЕП даного
розрахункового вузла, кВт;
pноммахф – номінальна потужність найбільшого ЕП однофазного
струму, кВт.
Рном махф – номінальна потужність максимально навантаженої фази,
кВт.
pном (3 0,7) (3 0,4) 3,3 кВт,
n 2 3,3e 3шт,3 0,7
Рном махфаза а nпр.ф Pном,
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 23
Рном махфаза а 0,7 (0,4 2) 1,5 кВт,
Рроз,у 3 0,7 1,14 1,5 3,6 кВт.
Розрахункова реактивна потужність визначається так:
– для живлячих мереж напругою до 1 кВ у залежності від ne :
n
при ne ≤ 10 Qроз 1,1Кв Рном tg
1
n
при ne > 10 Qроз Кв Рном tg .
1
Qроз, у 1,1 0,7 0,73 квар .
n
Кв Рном tg (0,7 0,4 0,87) (0,7 0,7 0,87) 0,7 квар
1
Повна умовна розрахункова потужність розу S силових однофазних
електроприймачів напругої до 1 кВ визначається формулою (2.10)
Sроз,у Р
2 2 2 2
роз,у Qроз,у 3,6 0,73 3,7 кВА
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем
Для визначення електричних навантажень освітлювальних установок
використовується метод питомої потужності.
Для знаходження питомої фактичної потужності ЕН освітлювальних
установок ( п.ос.ф.) використовуються наступні дані: тип світильника,
коефіцієнт запасу з, освітленість ф, значення розрахункової висоти ,
площа освітлювального приміщення . По обраному типу світильника,
площі освітлювального приміщення та висоті підвісу світильників згідно [3]
визначаємо питому потужність загального рівномірного освітлення
необхідну для забезпечення необхідного значення норми освітленості.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 24
Максимальну активну потужність освітлювальних установок ос.
визначимо згідно виразу:
ос. п ∙ п.о.ф ∙ , 2.11
де п– коефіцієнт попиту освітлення [4], п 0,95 ;
S– площа приміщення, 1440 м ;
п.о.ф– питома фактична потужність освітлювальних установок, Вт/м2,
яка визначається за формулою:
ф
п.о.ф п.ос.табл ∙ 100 ∙
з.ф ∙ , 2.12
з.табл
де п.ос.табл – питома потужність освітлювальної установки, Вт/м2[3];
ф – фактична норма освітленості для виконуваного виду робіт [3],
ф 200 лк;
з.ф – фактичний коефіцієнт запасу для виконуваного виду робіт [3], з.ф
1,4;
kз.табл – коефіцієнт запасу табличний для виконуваного виду робіт [3],
з.табл 1,5;
– коефіцієнт зміни відбиття від поверхонь приміщення [4], kρ 1,15.
200 1,4 Вт
п.о.ф 3,8 ∙ 100 ∙ 1,5 ∙ 1,15 8,2 , м
ос. 0,95 ∙ 8,2 ∙ 1440 11,2кВт.
Для газорозрядних ламп максимальна реактивна потужність:
ос. ос. ∙ , 2.13
де tgφ – відповідно cosφ для кожного типу ламп.
ос. 11,2 ∙ 0,33 3,7 квар.
Проектом передбачається: загальне робоче освітлення 380/220В;
аварійне освітлення 220В.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 25
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 , (2.14)
Q0,4 цеху Qроз,цеху Qроз, ос, цеху Qроз у , (2.15)
Р0,4 цеху 618,9 11,2 3,6 633,8 кВт,
Q0,4 цеху 394,4 3,7 0,73 398,8 квар .
Одночасно визначаємо розрахункове навантаження SТП на шинах
цехової підстанції за виразом та заносимо у графу 12 таблиці 2.4.
2 2SТП Р0,4 цеху Q0,4 цеху (2.16)
2
SТП (633,8) (398,8)
2 748,8 кВА.
Аналогічно для кожного і-го цеху розраховуємо за співвідношеннями
(2.14) – (2.16) Р0,4 цеху , Q0,4 цеху SТП та отримані значення заносимо у і
таблицю 2.4.
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях системи
електропостачання
На вищих рівнях системи електропостачання підприємства
розрахункове (максимальне) навантаження визначаємо шляхом додавання
розрахункових навантажень окремих груп електроприймачів (цехів,
підрозділів) з урахуванням коефіцієнта одночасності збігання максимумів
навантаження Ко .
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 26
Коефіцієнта одночасності Ко залежить від кількості приєднань на
шинах РУНН ГПП та середньовиваженого коефіцієнту використання Кв і
визначається за даними таблиця 3 [5].
Приблизну потужність підприємства (на шинах РУНН) SНН ГПП
визначаємо за формулою
N 2 N 2
SНН ГПП Ко P0,4 цеху Q0,4 цеху (2.17) і і
i i
Для КВ 0,7-0,8та кількості приєднань на збірних шин більше девяти, РП
ГПП Ко= 0,9 таблиця 3[5].
SНН ГПП 0,9 5757,6
2 3303,12 5974 кВА
Дані про електричне навантаження інших цехів підприємства (заводу)
приводяться у вигляді таблиці 2.4. Значення навантажень повинні
відповідати вихідним даним, характеру і специфіці виробництва, загальної
потужності підприємства тощо.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 27
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 28
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
З метою максимального наближення цехових підстанцій до
електроприймачів мережі до 1 кВ рекомендується розміщувати їх всередині
цехів, огороджуючи сіткою, вбудовувати або пристроювати в залежності від
виробничих умов і вимог архітектурно-будівельного оформлення
виробничих будівель і споруд. По можливості внутріцехові підстанції
встановлюють в центрі електричних навантажень, що дозволяє скоротити
протяжність мереж 0,4 кВ та зменшити в них втрати потужності і енергії.
Для цехів невеликої ширини, для випадків, коли частина навантажень
розташована за межами цеху, а також у зв'язку з труднощами при розміщенні
підстанції всередині цеху застосовують вбудовані в цех ТП або прибудовані
до нього. До прибудованим ТП пред'являються претензії по архітектурним
міркувань, а до окремостоячим - за витратами на відведення землі (генплан)
Вбудовані або прибудовані підстанції мають вихід з камер з олійними
трансформаторами безпосередньо назовні будівель
Можливе застосування цехових ТП з розміщенням щита низької
напруги в цеху, а трансформатора - зовні близько питомих їм виробничих
будівель. В результаті підстанція займає значно менше площі цеху, ніж
вбудована Така відкрита установка маслонаповнених трансформаторів
допускається тільки біля стін будинків з виробництвами категорії Г і Д (по
протипожежним нормам) Відстань від трансформатора до стіни нормується в
установчі розміри обладнання, отриманих від постачальника (замовником)
або знаходять за паспортом Повинні бути уточнені компоновка, розмір
трансформатора, кількість низьковольтних шаф і автоматів, включаючи їх
електричні та габаритні пара метри.
З метою максимального наближення цехових підстанцій до
електроприймачів мережі до 1 кВ рекомендується розміщувати їх всередині
цехів, огороджуючи сіткою, вбудовувати або пристроювати в залежності від
виробничих умов і вимог архітектурно-будівельного оформлення
виробничих будівель і споруд. По можливості внутріцехові підстанції
встановлюють в центрі електричних навантажень, що дозволяє скоротити
протяжність мереж 0,4 кВ та зменшити в них втрати потужності і енергії
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 29
Для цехів невеликої ширини, для випадків, коли частина навантажень
розташована за межами цеху, а також у зв'язку з труднощами при розміщенні
підстанції всередині цеху застосовують вбудовані в цех ТП або прибудовані
до нього. До прибудованим ТП пред'являються претензії по архітектурним
міркувань, а до окремо розташованих - за витратами на відведення землі
(генплан) Вбудовані або прибудовані підстанції мають вихід з камер з
олійними трансформаторами безпосередньо назовні будівель.
Можливе застосування цехових ТП з розміщенням щита низької
напруги в цеху, а трансформатора - зовні близько питомих їм виробничих
будівель В результаті підстанція займає значно менше площі цеху, ніж
вбудована Така відкрита установка маслонаповнених трансформаторів
допускається тільки біля стін будинків з виробництвами категорії Г і Д (по
протипожежним нормам) Відстань від трансформатора до стіни нормується в
залежності від ступеня вогнестійкості будинку. Шини, що з'єднують
висновки вторинної напруги трансформатора зі щитом НН, укладають в
короби з листової сталі. Комплектному постачанні на підприємстві
проводиться тільки збірка елементів і підключення живлячих і відходять
кабелів. Якщо установка щита НН проводиться на другому поверсі будівлі
або на більш високих відмітках, то додатково встановлюють вертикальні
ланки токопроводов.
Окремо стоять закриті цехові підстанції встановлюють, коли
неможливо розмістити ТП всередині цехів або у зовнішніх їх стін за
вимогами технології або пожежо- та вибухонебезпечності виробництва.
Окремо стоять ТП можна застосовувати також для невеликих підприємств
при значній розкиданості електричних навантажень по їх території. На
діючих підприємствах існують цехові підстанції старого типу з відкритими
трансформаторами, встановленими в спеціальних камерах або на відкритому
повітрі. У містах, як правило, ТП окремо стоять.
Внутрішньоцехові підстанції доцільно використовувати в
багатопрогонових цехах великої ширини і в машинних залах. У виробничих
приміщеннях трансформатори і КТП можна встановлювати відкрито, в
камерах і в окремих приміщеннях. Досвід експлуатації показав, що
внутріцехові підстанції доцільно розміщувати у колон будівлі або близько
будь-яких постійних цехових приміщень з таким розрахунком, щоб не
займати підкранових площ. За вимушеного розміщення внутріцехових
підстанцій поблизу шляхів внутрішньоцехового транспорту або кранових
шляхів, тельферів та інших механізмів їх необхідно розташовувати в
безпечній зоні або вживати заходів для захисту від випадкових ушкоджень.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 30
2.6.2 Картограма електричних навантажень підприємства
Головні понижувальні підстанції з метою економії електроенергії і
металу рекомендується розміщувати в центрі електричного навантаження
(ЦЕН). Для встановлення ГПП поблизу 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. В останньому випадку в якості приймачів електроенергії
розглядаються самі цехи.
Геометричні зображення середньої інтенсивності розподілу
навантажень на картограмі виконують різними способами. Найбільш простий
з них полягає в зображенні ступеня інтенсивності розподілу навантажень
приймачів за допомогою кіл. Він полягає в наступному. В якості центру кола
вибирають центр електричного навантаження приймача електроенергії, а
радіус кола пов’язують з розрахунковою потужністю приймача; значення
його знаходять з умови рівності розрахункової потужності в деякому
масштабі площі кола
Р 2роз r m 2.18і
Р
r 0,4 цеху
m
де Рроз – максимальне електричне навантаження i-го підрозділу; і
r – радіус кола;
m – масштаб для визначення площі кола, 1 кВт/мм2.
Кожне коло може бути розділено на сектори, площі яких дорівнюють
відповідно силовому та освітлювальному навантаженні. В цьому випадку
картограма дає уявлення не тільки про значеннях навантажень, але і про їх
структуру.
Оскільки при проектуванні систем промислового електропостачання
вирішують і завдання визначення розташування джерел живлення для
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 31
реактивних навантажень, рекомендується мати дві картограми: одну для
активних, іншу для реактивних навантажень.
Побудова картограм реактивних навантажень проводиться аналогічним
способом. Реактивні навантаження можуть живитися від конденсаторних
установок, які розташовуються в місцях споживання реактивної потужності,
а також від синхронних компенсаторів і синхронних електродвигунів. У
зв’язку з цим, в загальному випадку, для відшукання оптимальних умов і
місць установки джерел реактивної потужності потрібно знаходити окремо
центри споживання реактивної потужності підприємства.
У кожному з отриманих кіл виділяємо сектори, що відповідають
силовому, а також освітлювальному навантаженням
360о Р
роз цехуc.н 2.19Р 0,4цеху
360о Р
роз ос. цехуоc.н 2.20Р 0,4цеху
де і - величина сектору у градусах.
360 P
α = м.сс.н ;Pсум.і
α 360 618,9с.н= =352°;633,8
360 P
α м.о.іо.н= ;Pсум.і
α = 360 11,2о.н 8
.
633,8
Дані для побудови, що розраховані за формулами (2.18) – (2.20) картограми
електричних навантажень зводяться у таблицю 2.5
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 32
Таблиця 2.5 – Дані для побудови картограми електричних навантажень
Р Р Р
Найменування роз цеху роз ос. 0,4цеху r, α α
кВт кВт мм с.н. о.н.кВт
1 2 3 4 5 6 7
Цех монохромних
рідиннокристалічни
х компонентів. 915,5 58,8 974,3
19,7 338 22
Насосна станція
Цех пластичного
лиття 1013 46 1059 20,5 344 16
Цех QLED матриць. 19,5 347 13
Котельня 922,5 34 956,5
Цех плазмових
матриць 618,9 11,2 633,8
15,9 352 8
Цех монтажних
плат 422,8 17,3 440,1
13,2 346 14
Цех з підготовки
скла.
Заводоуправління. 707,7 73,0 780,7 17,6 326 34 Проектно
конструкторське
бюро
Монтажний цех. Цех
струмопровідних 344,4 58,2 402,6 12,7 308 52
плат. Склади
Цех гідролізної
обробки
електронних 408,2 102,4 510,6 14,3 288 72
компонентів.
Гаражі
Результати розрахунку теоретичного центру електричних навантажень
також зводять у таблицю, що включає необхідні параметри установок та
результуючі координати ЦЕН.
Для визначення умовного центру електричних навантажень існують
декілька методів. Враховуючи наявність впливу декілька факторів на вибір
місця розташування ГПП , доцільно використовувати достатньо точний
метод (погрішність 5-10 %), суть якого полягає в наступному. Координати
ЦЕН обчислюють по формулах:
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 33
- для активної потужності:
n
Pрозі хі
Х і1ЦЕН n , (2.21)
Pрозі
і1
n
Pрозі yі
Y і1ЦЕН n . (2.22)
Pрозі
і1
де Рроз.і - розрахункове навантаження окремого вузла живлення, ділянки,
а у випадку окремих електроприймачів - номінальна активна потужність
окремого цеху,
хі, уі - координати відповідного споживача.
Х=((974,3×180)+(1059×270)+(956,5×210)+( 633,8×140)+(440,1×210)+
+(780,7×270)+(420,6×210)+(510,6×290))/ 5757,6=223,7 м;
Y=((974,3×420)+(1059×350)+(956,5×330)+( 633,8×210)+(440,1×210)+
+(780,7×210)+(420,6×90)+(510,6×110))/ 5757,6=274,1 м,
Згідно отриманих розрахункових даних, в точці теоретичного
навантаження підприємства встановлюємо головну понижуючу підстанцію
(ГПП).
Координати центру електричних навантажень заводу зображено на
листі 1 графічної частини роботи.
2.6.3 Вибір місця розташування ГПП, ТП (КТП)
Згідно ПУЕ, підприємство відноситься до другої категорії
енергозабезпечення.
При другій категорії енергозабезпечення, використовується радіальна
схема живлення цехів та відповідних установок, від власної підстанції (ГПП).
Живлення виконано кабельними лініями, що прокладені під землею, в
спеціально створених кабельних каналах.
ГПП розташовується поблизу точки теоретичного центру навантаження
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 34
підприємства . Енергопостачання ГПП виконано від двох незалежних вводів
районного розподільчого пункту, по повітряним лініям 110 кВ.
Для живлення ГПП використовується схема без прохідної п/ст від ГРП
відстань до якої 21 км.
Рівень напруги на шинах підстанції підтримується в допустимих межах
110 кВ± 5%, що дає змогу нормально працювати електрообладнанню.
Оплата за спожиту активну електроенергію здійснюється згідно
договору про споживання електроенергії, який укладається з усіма
підприємствами промислового району і енергопостачальною організацією.
Сума оплати нараховується в кінці звітного періоду на прикінці місяця
згідно з фактично використаною електроенергією. Розрахунок за перетоки
реактивної електроенергії згідно методики виданої наказом Міністерства
палива та енергетики України від 14.11.1997 р. за № 37.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 35
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ ПІДПРИЄМСТВА.
РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства
Схема електропостачання показує зв’язок між джерелом живлення та
споживачами електроенергії підприємства.
Для підприємств з електричним навантаженням десятки мегават,
приймальними пунктами можуть бути головні понижуючі підстанції (ГПП),
підстанції глибокого вводу (ПГВ).
Живлення ГПП, ПГВ від мереж енергосистеми повинне виконуватися не
менше ніж по двох лініях, підключеними до незалежних джерел живлення.
При виході з ладу однієї з живильних ліній, лінії, що залишилися в
роботі, повинні забезпечити все навантаження підприємства. При виході з
ладу одного незалежного джерела живлення, джерело, що залишилися в
роботі, повинне забезпечити живлення всіх електроприймачів I і II категорії,
які необхідні для функціонування основних виробництв.
Вибір типу, потужності та інших параметрів підстанції, а також її
місцезнаходження повинні обумовлюватися значеннями і характером
навантаження та розміщенням їх на генеральному плану підприємства. При
цьому повинні ураховуватися також архітектурно-будівельні і експлуатаційні
вимоги, розміщення технологічного обладнання, умови навколишнього
середовища, вимоги вибухопожежної та екологічної безпеки. Схеми
електричних з'єднань підстанцій і розподільчих установок повинні
вибиратися виходячи з загальної схеми електропостачання підприємства і
задовольняти наступним вимогам:
- забезпечувати надійність електропостачання споживачів і
перетікання потужності по магістральним зв'язкам у нормальному і після
аварійному режимах;
- ураховувати перспективу розвитку;
- допускати можливість поетапного розширення;
- широко застосовувати елементи автоматизації і вимоги протиаварійної
автоматики;
- забезпечувати можливість проведення ремонтних і експлуатаційних
робіт на окремих елементах схеми без відключення сусідніх приєднань.
Система електропостачання промислового підприємства повинна
враховувати черговість його спорудження. Подальше будівництво не
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 36
повинно порушувати чи знижувати надійність електропостачання діючих
виробництв.
При проектуванні системи електропостачання промислового
підприємства належить враховувати потребу у електроенергії сторонніх
близько розташованих споживачів.
У об'єктах електропостачання повинні, як правило, застосовувати
комплектне крупноблочне електротехнічне обладнання.
Схемні та конструктивні рішення повинні бути максимально
уніфіковані.
На основі узагальнюючих вище приведених міркувань, а також
загальних вимог до систем електропостачання, обираємо схему РУВН “110-
5Н” – прохідну двохтрансформаторну ГПП з двостороннім живленням при
необхідності збереження у роботі двох трансформаторів при КЗ
(пошкодженні) на ПЛ в нормальному режимі роботи ПС (при рівномірному
графіку навантажень, приведену на рисунку 3.1.
Рисунок 3.1 – Схема РУВН підстанції 110/10 кВ
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 37
Вказаний підхід зберігається при виборі і обґрунтуванні схем РУНН.
В якості трансформаторної підстанції у цеховій мережі зазвичай
використовуються комплектні трансформаторні підстанції КТП різної
модифікації. Це обумовлено тим, що при використанні комплектного
обладнання підвищується якість систем електропостачання, надійність її
роботи, зручність і безпека обслуговування,забезпечується швидке
розширення та мобільність електрогосподарства.
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі
Для живлення ГПП в нашому випадку 110 кВ використовуються
повітряні лінії. Кабельні лінії застосовують при забрудненій атмосфері та
інших випадках, передбаченими нормативними документами.
Перерізи провідників мають бути перевірені за економічною густиною
струму, а при відповідної напрузі – мають бути перевіреними за умовами
утворення корони. Крім того, перерізи провідників мають бути перевірені,
при необхідності, на мінімальний переріз згідно механічної міцності.
На цьому етапі проектування попередньо визначається переріз
живлячих ліній. Вихідними даними служать номінальна напруга Uном РУВН
і приблизна потужність SВН ГПП на стороні ВН ГПП.
Потужність SВН ГПП визначається за формулою, у якої враховано
втрати потужності у силових трансформаторах ГПП
N 2 N 2
S ВН ГПП K o P0,4цеху і PТ (Q0,4цеху і QТ ) (3.1)
i i
де PТ і QТ– втрати відповідно активної і реактивної потужності.
РТ 0,02 Sпр 0,02 5974 119,48 кВт.
QТ 0,1Sпр 0,1 5974 597,4 квар.
SВН ГПП 0,9 (5757,6 119,48)
2 (3303,1 597,4)2 6348,3 кВ А,
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 38
Розрахунковий струм однієї живлячої лінії (А) визначається згідно
виразу
S
I ВНГППpoз K2 3 U зав.Лном (3.2)
де Кзав.Л – коефіцієнт завантаження лінії, який залежить від схеми РУНН,
організації роботи ГПП в нормальному, післяаварійному і ремонтному
режимах з врахуванням забезпечення необхідного рівня надійності і
безперебійності електропостачання, Кзав.Л =0,85.
I 6348,3 poз 0,85 14,2А,2 1,73 110
Вибраний стандартний переріз Fст лінії живлення перевіряється на
допустимий струм нагрівання в нормальному режимі, на допустимий струм
післяаварійного режиму, на мінімальний переріз згідно механічної міцності і
мінімальний переріз за умовою корони згідно наступних виразів і умов:
– на допустимий струм в нормальному режимі роботи, А
Іроз к Ідоп (3.3)
де Ідоп – допустимий струм вибраного стандартного перерізу, А;
к – коефіцієнт, що враховує фактичну розрахункову температуру
середовища, к = 1,05;
14,2 1,05 Ідоп
– на допустимий струм в післяаварійному режимі (режим відключення
однієї з ліній живлення)
2 Іроз к кдоп Ідоп.Т (3.4)
де кдоп– допустиме короткочасне перевантаження, кдоп=1,25;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 39
28,3 1,05 1,25 Ідоп.Т
– на мінімальний переріз згідно механічної міцності, відповідно до
місця розташування підприємства, визначається величина стінки ожеледі, за
її товщиною визначається мінімальна площа перерізу;
– на мінімальний переріз за умовою корони – згідно ПУЕ у залежності
від напруги.
Використовуючи формули (3.1) – (3.4) обираємо для повітряної лінії
провід певної марки з необхідним перерізом.
Вибираємо провід перерізом Fст=70 мм2, АС-70, Ідоп = 265 А.
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП
В залежності від параметрів повітряних ЛЕП, по яких передається
електроенергія від системи до ГПП підприємства, втрати напруги мають
істотно різну величину.
Відмітимо характерні особливості повітряних ліній різного класу
напруги. Для повітряних ліній напругою 110 кВ і вище індуктивний опір Х
повітряної лінії більше активного опору R: X > R , причому для ЛЕП
напругою 220 кВ і вище справедливе співвідношення: Х< R.
Тому при значних протяжностях таких ліній або при роботі мереж, що
містять ці елементи, з навантаженнями, близькими до проектних, значення
кутів зсуву δ стають великими, як правило, близько 15 – 250, зі збільшенням
δ до 35 - 550 при збільшеній протяжності ЛЕП або передачі потужностей,
близьких до нормативних по статичній стійкості. У цих випадках врахування
поперечної складової δU// вносить уточнення в розрахунки напруги, що
істотно перевищують погрішності інформації про параметри мережі, а тому
аналіз електричних режимів повинен виконуватися з урахуванням поперечної
складової падіння напруги.
Для ділянок напругою 110 кВ і менше X ≤ R , кут δ невеликий (менше
2−30).
Зв’язок між напругою на початку (напруга джерела живлення) і кінці
ділянки лінії (напруга на РУВН ГПП) знаходиться шляхом традиційних
розрахунків з використання схеми заміщення (рисунок 3.2):
На рисунку 3.2 S1 , S2 – повна потужність на початку і кінці ділянки
(комплексні значення); Rн , Хн – опір навантаження (активний і індуктивний).
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 40
Рисунок 3.2 – Схема заміщення фази ділянки мережі
Повздовжня (по напряму U2ф ) складова падіння напруги в лінії ∆U/ф
U/ф Іа R IpX I (RcosX sin) (3.5)
I Pі Qіa ;А; Ip . (3.6) 3 Uі 3 Uі
Поперечна (перпендикулярна до напряму U2ф ) складова падіння
напруги в лінії U//ф
U
//
ф Іа X IpR I (XcosR sin) (3.7)
Знаючи складову падіння напругу Uф , можна визначити, відповідно,
вектор напруги на початку ділянки
Uф1 Uф2 Uф Uф2 U
'
ф jU
//
ф
Uф2 (ІaR ІpX) j(Іa X І R) U
j (3.8)
p ф1 e
де модуль Uф1 цієї напруги
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 41
Uф1 (U
/ 2
ф2 Uф) (U
// 2
ф ) (3.9)
та його фаза δ
U//
arctg ф (3.10)
U
ф2U/ф
Таким чином, визначено параметри падіння напруги Uф . Втрата
напруги» Uф , для ділянки електричної мережі
Uф Uф1 Uф2 (3.11)
Враховуючі співвідношення між лінійними і фазними напругами, для
будь-якої кількості ділянок лінії отримаємо
n
U// 3 U//ф 3 (Ii ri cosi Ii xi sini ) (3.12)
i1
В цьому випадку з достатньою точністю (помилка менше 0,5 %) можна
вважати, що падіння напруги U1 дорівнює його поздовжній складовій U / .
Векторна діаграма напруги і струму фази ділянки електричної мережі
має вигляд представлений на рисунку 3.5.
Тоді втрати напруги ∆U приблизно визначається за формулою
U/ 3 (I R I X) PiR Q X P R Q X a p i i i (3.13)Ui Uном
де потужність і напруга відповідають одному і тому ж вузлу або у формулу
підставляється номінальна напруга Uном ділянки.
Повні активний і реактивний опір визначаються за відомими
формулами.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 42
Значення повного активного і реактивного опору для ЛЕП
визначаються за загальним виразом
П П0 L (3.14)
де Π{r0,x0} – значення подовжнього або поперечного параметра, віднесеного
до 1 км лінії протяжністю L, км (погонний опір).
Рисунок 3.5 – Векторна діаграма напруги і струму фази ділянки
електричної мережі
Індуктивний опір, віднесений до 1 км лінії, визначається по емпіричній
формулі, Ом/км
D
X 0,144 lg cp0 0,0157 X
/
0 X
//
0 (3.15) rдр
де Dcp – середньогеометрична відстань між фазами;
rдр – радіус проводу;
µ – магнітна проникність матеріалу проводу. Для кольорових металів –
µ=1, для сталі – µ=1 .
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 43
X0 0,144 lg
5,04
0,0157 1 0,37 .
0,017
Величина середньогеометричної відстані між фазними проводами
Dcp (жилами) залежить від розташування фазних проводів (шин) (параметра
Dij і визначається з формули
D 3cp D12 D13 D23 (3.16)
Dcp
3 8 8 8 8,89 м .
Фази ПЛ можуть розташовуватися горизонтально або по вершинах
трикутника; фазні шини струмопроводів – в горизонтальній або вертикальній
площині, жили трьохжильного кабелю – по вершинах рівностороннього
трикутника. (Значення Dcp і rдр повинні мати однакову розмірність).
Для технічного алюмінію залежно від його марки можна прийняти
29,5 31,5Ом мм2 / км , для міді 18,019,0Ом мм2 / км .
Для визначення складових струму використовують співвідношення (3.6):
I Pі 5757,6 30,3А; I Qі 3303,1a p 17,4А. 3 Uі 1,73 110 3 Uі 1,73 110
R0 = 0,21 Ом/км, X 0 =0,36 Ом/км при Dср = 0,8 м, cos 0,8, sin 0,64.
Для ділянки мережі довжиною 35 км для провода марки АС 70:
R R0l 0,2135 7,4 Ом,
Х R0l 0,36 35 12,6 Ом
U/ф 30,3 7,4+17,4 12,6 442,92 В
Поперечна (перпендикулярна до напряму U2ф ) складова падіння
напруги в лінії U//ф
U//ф 17,4 12,630,37,4 5,52 В.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 44
модуль U1ф цієї напруги
Uф1 (110000 442,92)
2 (5,52)2 110442,9 В,
та його фаза
U//
arctg ф 5,52/ arctg 0,001. Uф2 Uф 110000 442,9
Таким чином, визначено параметри падіння напруги Uф . Втрата
напруги» Uф , для ділянки електричної мережі
Uф Uф1 Uф2 110442,9 110000 442,9В.
Відносні втрати напруги від системи до ГПП підприємства при
проектної потужності
U
U ф% 100%
442,9
100% 0,4%.
Uном 110000
В результаті аналізу втрат напруги, що отримані за співвідношеннями
(3.5) – (3.16), можна зробити висновок, що вибрані параметри провідника
цілком забезпечують передачу необхідної потужності до ГПП при
допустимих втратах напруги.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 45
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ
4.1 Вибір трансформаторів ГПП
Трансформатори ГПП повинні забезпечити надійне електропостачання
в нормальному, аварійному і післяаварійному режимі.
Загальне навантаження об’єкта визначається виразом
N 2 N 2
Sпр(6ст.) SВН ГПП Ko P0,4цехуі PТ (Q0,4цехуі QТ ) (4.3)
i i
де Sпр(6ст.) – приблизна повна потужність об’єкта, що визначається на 6
ступені ,кВА.
Sпр(6ст.) SВН ГПП 0,9 (5757,6 119,48)
2 (3303,1 597,4)2 6348,3 кВ А.
Номінальна потужність SТ кожного з двох трансформаторів ГПП
попередньо оцінюється згідно виразу
S
S пр(6ст.)Т , (4.4)2 0,7
S 6348,3Т 4534,5 кВА.2 0,7
По отриманому значенню потужності вибирається номінальна
потужність трансформатора SномТ . Якщо різниця між потужностями SТ і SномТ
незначна ( ± 10 % ), то для розгляду приймається один варіант.
На основі розрахунків приймається номінальна потужність
трансформатора і вказуються його параметри.
Вибираємо трансформатор типу ТМН-6300/110 SномТ=6300кВА,
РХ.Х.=4кВт, Рк.з.=38 кВт.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 46
Для перевірки трансформатора на перевантажувальну здатність в
післяаварійному режимі (аварійне відключення одного з двох
трансформаторів) використовуємо упорядкований типовий графік
навантаження, в якому максимальне навантаження буде відповідати Sрoзр
об’єкта, згідно чого робимо масштаб по вісі навантажень (рис 4.1)
n
(S2i ti )
К 1 i11 n Sн.тр ti
i1
1 33302 30102 32302 39702 58702 36502 39702 2
0,63, (4.5)
6300 7 2
де Sн.тр — номінальна потужність трансформатора, Sн.тр = 6300 кВ·А;
n — кількість ступенів потужності графіка навантаження
трансформатора, за яких навантаження менше або дорівнює номінальному
трансформатора;
ti — проміжки часу, у які навантажувальна потужність не перевищує
потужність трансформатора, год;
Sі — потужності, що відповідають цим проміжкам часу ti , МВ·А.
S кВА 7000
6500 Sн.тр
6000
5500 Sмакс
5000 5342
4500 4808
4000 4274
3500 3844 3740
3000 3205 3205
2500
2671
2000
2137 2137 2137
1500
1603 1603
1000
500
0
1 2 4 5 6 8 11 14 16 19 22 23 24
t год
Рисунок 4.1 - Типовий упорядкований графік навантаження
для вибору трансформаторів ГПП
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 47
Визначаємо величину К 2
m
(S2i t )
К 1
i
i12 S m
н.тр ti
i1
((2,13 1) (1,6 1) (1,6 2) (2,13 1) (3,84 1)
1 (3,74 3) (3,2 3) (3,2 3) (2,67 1) (2,13 1))
0,54. (4.5)
6,3 (11 2 11 3 3 311)
де m — число ступенів потужності графіка навантаження, за яких його
навантаження більше від номінальної потужності трансформатора.
Визначаємо величину К 2
0,9 S
К розр 0,9 59742 0,85. Sн.тр. 6300
Коефіцієнт перевантаження трансформатора К2 визначається за
більшим значенням із двох величин К 2 та К 2 . Приймаємо
m
(S 2i ti )
К ` 1 1i 1 ((4,8 2) (4,27 2) (5,34 3))2 m 0,35 .Sн.тр 6,3 (2 2 3) ti
i1
Для даного типу трансформатора при температурі охолоджувального
середовища ох. 20С, тривалості добового перевантаження
tnep. 2 5 10 год, та коефіцієнті початкового навантаження К1 = 0,63,
визначаємо допустиме систематичне перевантаження ([7] ст. 53, табл.1.36)
К2доп = 1,4.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 48
Робота трансформатора допускається із систематичним
перевантаженням, при виконанні умови
К2доп≥К2
1,4≥0,85.
На основі розрахунків приймаємо номінальну потужність
трансформатора Sн.тр=6300 кВА; марки ТМН 6300/110 з напругами ВН=115
кВ ; НН=11 кВ.
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності
При вирішенні цього питання керуються такими положеннями:
– число трансформаторів на підстанції визначається з умови надійності
живлення з урахуванням категорії споживачів електроенергії;
– намічаються можливі варіанти потужності трансформаторів з
урахуванням допустимого їх перевантаження в робочому і післяаварійному
режимах, і на підставі техніко-економічного зіставлення вибирається
прийнятний варіант з урахуванням можливого збільшення навантажень.
Існує декілька методик розрахунку числа та потужності цехових
трансформаторів з врахуванням компенсації реактивної потужності. Один з
можливих шляхів вибору числа і економічної потужності цехових
трансформаторів одночасно з вибором низьковольтних батарей
конденсаторів (НБК) приведено нижче. Загальна послідовність розрахунків
наступна.
Вибирається економічне оптимальне число цехових трансформаторів
NТ.Е. та економічне оптимальне значення потужності НБК QНК1 .
Визначається додаткова потужність НБК QНК 2 з метою оптимального
зниження втрат потужності в трансформаторах та в мережі напругою 10 кВ.
Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складе
QНК сум QНК1 QНК 2 (4.6)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 49
Мінімальне число цехових трансформаторів Nмін однакової потужності
SномТ , що призначені для живлення технологічно зв`язаних навантажень
дорівнює:
N Pmin max N (4.7) кзаван SномТ
де Pмах – максимальне активне навантаження даної групи трансформаторів,
кВт;
кзаван – коефіцієнт завантаження трансформатора, для
двотрансформаторних підстанцій приймається 0,7 – 0,75, для
однотрансформаторних – 0,95;
SномТ – номінальна потужність трансформатора, кВА;
∆N – дробовий доданок до найближчого цілого числа.
Покажемо розрахунок на прикладі цеху плазмових матриць
N 633,8min 0,7 2 шт. 0,75 630
Економічна кількість трансформаторів Nе знаходиться за виразом
Nе Nmin m (4.8)
Nе 2 0 2шт.
де m – додаткова кількість трансформаторів.
За рахунок ∆ N та m з`являється некомпенсована потужність QмахТ , яка
передаватиметься через трансформатори в мережу 0,4 кВ, визначається вона
за формулою
2
Q 2махТ Ne кзаван.ф SномТ Рмах , (4.9)
S
де к ТПзаван.ф – фактичний коефіцієнт завантаження кзаван.ф . Ne SномТ
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 50
к 633,8заван.ф 0,5. 2 630
QмахТ (2 0,5 630)
2 633,82 701квар,
Сумарна потужність батарей статичних низьковольтних конденсаторів
QНК1 складе
QНК1 Qмах 0,4 Qмах Т, (4.10)
де Qмах 0,4 – сумарна реактивна потужність напругою 0,4 кВ за найбільш
завантажену зміну, квар.
QНК1 398,9 701 302,1 0 квар.
При QНК1 < 0 встановлювати батареї на першому етапі розрахунку не
потрібно.
Додаткова потужність статичних конденсаторів QНК 2з врахуванням
оптимального зниження втрат потужності визначається за формулою
QНК 2 Qмах 0,4 QНК1 Ne SномТ (4.11)
де γ – розрахунковий коефіцієнт, який визначається у функції показників K1 ,
K2 , схеми та напруги високовольтної розподільчої мережі, γ=0,51
QНК 2 701 0 0,44 2 630 142,8 квар
Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складе
Q HKΣ Q HK1 Q HK2 .
QНК 0 142,8 142,8 квар
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 51
Орієнтуючись на двотрансформаторну комплектну трансформаторну
підстанцію внутрішньої установки (КТПВ) попередньо приймаємо до
встановлення два трансформатори типу ТМ номінальною потужністю
ном.тр 630 кВА та дві конденсаторні установки потужністю ККУ
100 квар і напругою живлення 0,38 кВ.
Приймаємо згідно ПУЕ глава 5.6, дві конденсаторні установки марки
УК3-0,38-75 У3 потужністю Qкку=75 квар і напругою живлення U=0,4
кВ.
Розрахунок вибору кількості та потужності силових трансформаторів з
врахуванням компенсації реактивної потужності, приводимо на прикладі
формовочного цеху.
Аналогічно виконується вибір інших цехових трансформаторів та
конденсаторних батарей. Результати вибору приводиться у вигляді таблиці
4.1 «Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів та НКБ».
Таблиця 4.1 – Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів та
НБК
Q
№ ТП Р
0,38, Q0,38, SТП, N S нк.фe н. т, QНК1, QНК, Qсум,
кВт квар кВ·А шт кВ·А квар квар квар
Тип НБК квар
1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ТП-1 974,3 551,9 1063,8 2 1000 - 191,9 191,9 УК4-0,38-100 У3 200
ТП-2 1059 611,5 1161,7 2 1000 - 251,5 251,5 УКБН-0,38-135 У3 270
ТП-3 956,5 554,5 1050,3 2 1000 - 194,5 194,5 УК4-0,38-100 У3 200
ТП-4 633,8 398,9 748,8 2 630 - 142,8 142,8 УК3-0,38-75 У3 150
ТП-5 440,1 254,6 483 1 630 - 141,2 141,2 УКБ-0,38-150 У3 150
ТП-6 780,7 439,4 851,1 1 1000 - 259,4 259,4 УКБ-0,4-240 Т3 240
ТП-7 402,6 220,7 436,1 1 630 - 107,3 107,3 УК4-0,38-100 У3 100
ТП-8 510,6 271,6 549,4 1 1000 - 91,6 91,6 УК4-0,38-100 У3 100
4.3 Компенсації реактивної потужності на підприємстві
В якості засобів компенсації реактивної потужності приймаю батареї
низьковольтних і високовольтних конденсаторів напругою 0,4 кВ і 6 (10) кВ.
Під час вибору компенсуючого пристрою потрібно враховувати:
– забезпечення допустимих навантажень елементів електричної мережі
і трансформаторів;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 52
– використання компенсуючого пристрою в якості одного із засобів
забезпечення якості електроенергії в електричній мережі;
– забезпечення балансу і обумовленого резерву реактивної потужності
в вузлах мережі за наявністю джерел реактивної потужності в допустимих
межах;
– забезпечення статичної стійкості роботи мереж і ЕП.
Найбільший економічний ефект забезпечується розташуванням цих
засобів близько від ЕП з найбільшим споживанням реактивної потужності.
Конденсаторні батареї напругою до 1000 В встановлюють, як правило, в цеху
біля розподільчих пунктів або приєднують до магістральних шинопроводів.
Централізована установка конденсаторів напругою до 1000 В на ТП або на
головній дільниці магістрального шинопроводу допускається лише в тих
випадках, коли установка конденсаторів в цеху можлива за умовами
пожежної безпеки.
Установку конденсаторів напругою 10 кВ передбачають:
– на цехових підстанціях, які мають РУ на напругу 10 кВ;
– на розосереджених ГПП, безпосередньо від яких виконується
розподіл електроенергії між цеховими підстанціями.
При виборі засобів компенсації реактивної потужності вихідними
даними є максимальна реактивна потужність тах Q та вхідна реактивна
потужність ек Q , що погоджена з енергопостачальною організацією на межі
балансової приналежності.
Максимальна реактивна потужність Qвк на шинах розподільчої
установки 10 кВ підстанції, яка повинна бути скомпенсована
високовольтними батареями статичних конденсаторів, визначається за
виразом
Qвк кнс Qмах Qт Qек Qнк.ф , (4.12)
де кнс – коефіцієнт, що враховує неспівпадання за часом найбільшого
навантаження промислового підприємства з максимумом навантаження
енергосистеми (чисельні значення коефіцієнту кнс визначаються за
довідковими даними);
Qмах – розрахункова реактивна потужність підприємства, квар;
Qт – сумарна втрата реактивної потужності в трансформаторах, квар;
Qек – економічна узгоджена реактивна потужність з енергосистемою в
часи її максимуму навантаження, квар;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 53
Qнк.ф – сумарна встановлена потужність низьковольтних
конденсаторів, таблиця 4.1, квар,
Qвк 0,92 3303,1 597,4 421,67 1410 1805 квар.
Згідно отриманого значення приймаємо до встановлення два комплекти
високовольтних блоків статичних конденсаторів. марки прийнятих блоків
статичних конденсаторів УКЛ-10,5-900 У3. сумарна ємність блоків
статичних конденсаторів складає ΣQБСК10=1800 квар, при номінальній
напрузі живлення 10,5 кВ.
Конденсаторна установка компенсації реактивної потужності УКЛ 10
кВ призначена для підвищення і підтримки на заданому рівні значення
коефіцієнта потужності в електричних розподільних трифазних мережах
промислових підприємств та інших об'єктів і дозволяє:
знизити споживаний струм на 30-50%;
зменшити навантаження елементів розподільної мережі,
продовжуючи термін їх служби;
збільшити пропускну здатність розподільчої мережі і її
надійність;
знизити теплові втрати струму;
знизити вплив вищих гармонік;
знизити несиметрію фаз, придушити мережеві перешкоди;
мінімізувати оплату за реактивну енергію.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 54
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 (6) КВ
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської
мережі
При проектуванні електропостачання заводу найважливішим
завданням є вибір розподільної схеми внутрішнього електропостачання.
Правильно обрана схема повинна забезпечувати необхідний ступінь
надійності живлення споживачів, повинна бути зручною та економічною в
експлуатації.
Внутрішьозаводська схема розподілу електроенергії виконуються
радіальним принципом. Вибір схеми визначається категорією надійності
споживачів електроенергії, їх територіальним розміщенням особливостями
режиму роботи.
Радіальними схемами є такі, в яких електроенергія від джерела
живлення передається безпосередньо до приймального пункту. Харчування
великих підстанцій з переважанням споживачів 1 - категорії здійснюється не
менше ніж за двома радіальних лініях, що відходять від різних секцій
джерела живлення.
Цехові КТП за способом компонування виконуються внутріцехові
(відкритими і закритими), вбудованими, прибудованими і окремо стоять.
При радіальному харчуванні КТП кабельними лініями від
розподільчого пристрою 10 кВ за схемою блок-лінія трансформатор
допускається глухе приєднання до трансформатора.
Глухий введення виконується у вигляді металевого короба, що
підвішується на силовий трансформатор.
Переріз жил кабелів напругою 10 кВ вибирають за економічною
густиною струму з перевіркою на умови нагріву довготривалим
розрахунковим струмом в нормальному та післяаварійному режимах, на
допустиму втрату напруги і на термічну стійкість до струмів короткого
замикання.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 55
Рисунок 5.1 – Одноступенева радіальна схема розподілення
електроенергії
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж
Переріз жил кабелів напругою 10 кВ вибирають за економічною
густиною струму з перевіркою на умови нагріву довготривалим
розрахунковим струмом в нормальному та післяаварійному режимах, на
допустиму втрату напруги і на термічну стійкість до струмів короткого
замикання.
При визначенні перерізу жил кабелів для живлення цехових ТП за
розрахункову потужність кожного трансформатора приймають максимальне
навантаження ( Рмах 10 і Qмах 10 ) з врахуванням втрат потужності в
трансформаторі. Втрати активної РТ та реактивної QТ потужності в
трансформаторі з достатньою для практики точністю приймають рівними
відповідно 2 % и 10 % повної максимальної потужності із сторони низької
напруги трансформатора
Рмах 10 Рроз 0,4 РТ Рроз 0,4 0,02 SномТ (5.1)
Qмах 10 Qроз 0,4 QТ Qроз 0,4 0,1SномТ (5.2)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 56
де Рмах 10 і Qмах 10 – розрахункові навантаження на стороні 0,4 кВ (активне,
реактивне).
Рмах 10 633,8 0,02
.630 646,4кВт,
Qмах 10 398,9 0,1630 461,9 квар,
Розрахункову потужність лінії з урахування електричної схеми
живлення визначаємо за співвідношенням
2 2
S Л Рі мах10і Qмах10і , (5.3)
S 2 2Л (ГППТП4) 646,4 461,9 794,5 (кВА).
де Рмах 10 і Qмах 10 – відповідно розрахункова активна і реактивна
потужність лінії і-го трансформатора з врахуванням втрат в
трансформаторах, що розраховані за співвідношеннями %, 5.1 – 5.2).
Розраховані дані заносимо у таблицю 5.1.
Таблиця 5.1 – Розрахунок електричних навантажень на стороні 10 кВ ТП
Р
№ ТП роз 0,4
Qроз 0,4 Sном Т Рмах 10 Qмах 10 SЛ
кВт квар кВ А кВт квар кВ А
1 2 3 4 5 6 7
1 974,3 551,9 1000 994,3 191,9 1189
2 1059 611,5 1000 1079 251,5 1292,5
3 956,5 554,5 1000 976,5 194,5 1175,5
4 633,8 398,9 630 646,4 461,9 794,5
5 440,1 254,6 630 452,7 141,2 553
6 780,7 439,4 1000 800,7 259,4 965,5
7 402,6 220,7 630 415,2 107,3 502,8
8 510,6 271,6 1000 530,6 91,6 647,8
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 57
Виконуємо перевірку обраного кабеля на допустимий струм в
нормальному режимі роботи за співвідношенням
I Sлроз (5.4) 3 Uном
де n - кількість кабелів приєднаних до однієї ділянки.
I 794,5Л (ГППТП4) 45,9 А. 3 10
Згідно отриманих розрахункових даних, для живлення
трансформаторної підстанції ТП-4, приймаємо трьохжильний алюмінієвий
силовий кабель в свинцевій оболонці типу АСБГ (3×35), Іном.каб=115 А.
Виконаємо перевірку кабелю на допустимий струм в післяаварійному
режимі роботи за співвідношенням
2 Iл Iдоп К1K 2 К3 ;
де К1 – поправний коефіцієнт, що залежить від температури землі та
повітря в середовищі яких прокладено кабель [6];
К2 – поправний коефіцієнт, що залежить від кількості кабелів
прокладених паралельно [6];
К3 – допустиме короткочасне перевантаження кабельної лінії [6];
Ідоп – тривалий допустимий струм на один кабель в нормальних
умовах, [6].
2×45,9 90×1,04×0,87×1,25=101,79 .
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 58
Втрата напруги в лінії в нормальному режимі роботи повинна бути не
більше (5%.Uн=52,5 В) і визначається за виразом
ΔU 3 І л L(r0 cosφ x 0 sin φ);
де L – довжина лінії, км;
r0,x0 - відповідно питомий активний та реактивний опір лінії, Ом/км;
cosφ – коефіцієнт потужності навантаження лінії.
ΔU= 3 45,9 0,130 (1,54 0,77+0,062 0,63)=6,99 (В).
Умова виконується. Втрата напруги в лінії не перевищує 15 В.
Аналогічно робимо вибір та перевірку інших ТП та кабельних ліній, що їх
живлять.
Результати розрахунків для кабельних ліній заносяться в таблицю 5.2.
Таблиця 5.2 – Вибір перерізу кабельних ліній напругою 10 кВ
Ділянка FЕК , S Марка кабелю Л, кВА Lкл, м Iроз.Л, А I2 доп, А кабелю мм
ГПП-ТП1 1189 150 68,7 49,1 140 АСБГ(3×50)
ГПП-ТП2 1292,5 80 74,7 53,4 140 АСБГ(3×50)
ГПП-ТП3 1175,5 50 68 48,5 140 АСБГ(3×50)
ГПП-ТП4 794,5 130 45,9 31,5 115 АСБГ(3×35)
ГПП-ТП5 553 70 32 22,8 90 АСБГ(3×25)
ГПП-ТП6 965,5 65 55,8 39,9 140 АСБГ(3×50)
ГПП-ТП7 502,8 220 29,1 20,8 90 АСБГ(3×25)
ГПП-ТП8 647,8 190 37,4 26,7 90 АСБГ(3×25)
ГПП-БСК10 900 10 49,5 35,3 115 АСБГ(3×35)
де БСК10 – ємкісна потужність блока статичних конденсаторів 10 кВ, що
встановлені в приміщені КРУН-10 кВ ГПП.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 59
6 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В МЕРЕЖАХ
ВИЩЕ 1000 В
6.1 Вихідні дані для розрахунків
Основною причиною порушення нормального режиму роботи СЕП
є виникнення короткого замикання в мережі або в елементах
електрообладнання внаслідок пошкодження ізоляції або неправильних дій
обслуговуючого персоналу.
Вихідними даними для розрахунку струмів короткого замикання, згідно
ПУЕ розділ 1.4.9 – 1.4.13, є прийнята схема електропостачання та величина
потужності короткого замикання на шинах районної підстанції. Розрахункова
схема мережі і схема заміщення зображені на рисунку 6.1.
К1 Хс
Хвл
Rвл
К1
Хтр
Rтр
К2
Хавт
Rавт
Хш
Rш
К2
РП
К4
К3
Хавт1 Хавт2
Rавт1 Rавт2
Хл1 Хл2
Rл1 Rл2
ТП-1 ТП-4 К3 К4ТП-1 ТП-4
Рисунок 6.1 – Електрична схема і схема заміщення розрахунку струмів
к.з. у високовольтній мережі
Розрахунок струмів короткого замикання виконуємо для найбільш
характерних точок, в яких передбачається встановлення апаратів захисту.
Розрахунок виконуємо у відносних базисних одиницях, при цьому всі опори
схеми заміщення приводяться до базисних умов.
За базисні умови приймаємо:
Sб 100 МВА, Uб1 115 кВ, Uб2 10,5 кВ
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 60
S
Iб
б ;
3 Uб
ІБ1=100/(√3×115)=0,5 (кА);
ІБ2=100/(√3×10,5)=5,5 (кА)
Визначаємо опори схеми заміщення у відносних базисних одиницях:
– електричної системи
Хс Sб /Sкз ;
ХС=100/750=0,001.
– повітряної лінії 110, кВ
S
R пл r0л lл
б ;
U 2б1
R пл 0,450
100
35 0,119
1152
S
Xпл x 0л lл
б ;
U 2б1
Хпл 0,0612 35
100
0,016
1152
– трансформатора ГПП
U
Х кз
Sб
тр ;100 Sн.тр
Х 10,5 100тр 1,66100 6,3
де Uкз – напруга короткого замикання трансформатора, %;
Sн.тр – номінальна потужність трансформатора, МВА;
х0л, r0л – активний і індуктивний опір 1-го кілометру лінії, Ом;
lл – довжина лінії, км.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 61
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в
характерних точках
В точці К1
Струм короткого замикання в розглядаємій точці визначаємо за виразом:
І
І бкз ; ZК
І
І б 0,5кз.К1 4,1; ZК1 0,12
ZК1 (Хс Х
2
пл ) R
2
пл ;
ZК1 (0,01 0,016)
2 0,1192 0,12
Ударний струм в точці короткого замикання визначаємо за виразом:
і уд 2 Ікз к уд ;
і уд.К1 2 Ікз к уд 2 4,11,8 10,47 .
де к уд 1,8 – ударний коефіцієнт, який визначається з [15] .
В точці К2
І
І б 5,5кз.К2 3,22 ; ZК2 1,71
ZК2 = (Хс+Хпл+Хтр+Х )
2 +(R +R )2пр пл пр ;
ZК2 = (0,01+0,016+1,66+0,016)
2 +(0,119+0,034)2 1,71.
іуд.К2 = 2×Ікз×куд;
ід.К2 = 2×3,22×1,8=8,12.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 62
В точці К3
І
І б 5,5кз.К3 2,48. ZК3 12,22
(Х 2с Хпл Хтр Хпр Хш Хл )
ZК3 ;
(R пл R пр R авт Rш R авт R л )
2
(0,01 0,016 1,66 0,016 0,016 0,066)2
ZК3 2,22
(0,119 0,034 0,12 0,034 0,25 0,769)2
іуд .К3 2 Ікз куд ;
ід.К3= 2×2,48×1,8=6,24.
В точці К4
І
І б 5,5кз.К4 2,26 . ZК4 2,44
(Х 2с Хпл Хтр Хпр Хш Хл )
ZК4 ;
(R пл R пр R авт Rш R R )
2
авт л
(0,01 0,016 1,66 0,016 0,016 0,068)2
ZК4 2,44
(0,119 0,034 0,12 0,034 0,25 1,1)2
іуд.К4 = 2×Ікз×куд;
ід.К4 = 2×2,26×1,8=5,69.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 6.1
Таблиця 6.1 – Струми короткого замикання в СЕП
Точка к.з Z*K; IK, кА іуд.К, кА
К1 0,12 4,15 10,47
К2 1,71 3,22 8,12
К3 2,22 2,48 6,24
К4 2,44 2,26 5,69
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 63
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі
110 кВ
Для розрахунку струму однофазного замикання на землю приймаємо
електричну схему трансформатора 110/10 кВ і складаємо схему заміщення
(рисунок 6.2 а; в) з струмом короткого замиканням в точці А. На базі цих
схем приводимо схему нульової послідовності (рисунок 6.3). Розрахунок
ведемо у відносних одиницях.
Індуктивний опір нульової послідовності повітряної ліні визначаємо
через опір лінії прямої послідовності з врахуванням коефіцієнта n, величина
якого залежить від конструктивного виконання лінії, згідно виразу
хл0 n xпл ,
де - n коефіцієнт, що залежить від типу монтажу лінії, n=3,5 для
дволанцюгової лінії без тросів.
хл0 3,5 0,045 0,16
А
Sк.з
а).
А
Хс Хл Хтр1 Хтр2
в).
Рисунок 6.2 – Електрична схема і схема заміщення для розрахунку
однофазного КЗ
А
Хс0 Хл0 Хтр1 0 Хтр2 0
Uл 0
Рисунок 6.3 – Схема для розрахунку опору нульової послідовності
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 64
Однофазний струм короткого замикання на шинах 110 кВ заводської
підстанції визначаємо через трифазний струм КЗ
S1к =к×S
3
к =1,5×750=3000 (кВА)
де к – коефіцієнт, значення якого залежить від відстані КЗ від шин районної
підстанції, 0 к 1,5, при КЗ у віддаленій точці (поблизу трансформатора
ГПП) к 1,5 .
Струм однофазного КЗ на шинах заводської підстанції визначаємо
виразом:
S1
I 1 к 3000kc 15,7 (кА) 3U1 3 110
де U1 110, номінальна напруга на шинах заводської підстанції, кВ.
Опір нульової послідовності системи ( xco у відносних одиницях)
визначаємо з виразу:
I 1кc 31 ;
Iб x c1 x c2 x co
з цього виразу находимо ХС0
31 I
Х Б Х Х 31 5,5со С1 С2 0,05 0,05 1,04 (Ом) ІКС 15,7
де хс1, хс2 – відповідно опори прямої і оберненої послідовності
системи,
хс1 хс2 хс .
Згідно з рисунком 6.3 визначаємо результативний опір схеми нульової
послідовності для однофазного струму КЗ як паралельне з’єднання двох гілок
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 65
хо хсо х ло х тр1о х тр2о
Х (1,04 0,0103) (1,66 1,66)0 0,797 . (1,04 0,0103) (1,66 1,66)
Струм однофазного КЗ у віддаленій точці визначаємо за виразом:
1 31 IІ б 31 5,5kA1 17,98 (кА); х рез1 х рез2 хо 0,06 0,06 0,797
де х рез1 х рез2 хс1 х л1 0,05 0,0103 0,06 (Ом)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 66
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП.
ВИБІР ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ
ЛІНІЙ
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП
Комплектні трансформаторні підстанції блочного типу модернізовані
марки СЕЩ призначені для прийому, перетворення і розподілу електричної
енергії трифазного змінного струму частотою 50 Гц при номінальних
напругах 220, 110, 10 (6) кВ.
Блокова комплектна трансформаторна підстанція КТПБ
використовуються:
• на стороні 220, 110 кВ мережевих підстанцій;
• для електропостачання нафто- і газоместорожденій;
• для електропостачання промислових споживачів;
• для комунальних споживачів;
• для великих будівництв;
• для сільськогосподарських районів;
• на електричних станціях (при відповідних умовах);
• на багатьох інших об'єктах.
Комплектні трансформаторні підстанції блокові модернізовані марки
КТП СЕЩ Б (М) 220-110 кВ мають характерні особливості, які мінімізують
витрати на весь термін служби виробів:
1. Підстанції надійно працюють за всіма діючими в країні типовими
схемами електричних з'єднань.
2. Підстанції комплектуються високовольтним обладнанням по всій
вітчизняній номенклатурі, а також номенклатурі зарубіжних фірм,
включаючи АВВ, Siemens і ін.
3. Роз'єднувач власного виробництва 110 кВ.
4. Вимикачі 10 кВ
5. Короткі терміни монтажу за рахунок простоти і компактності
конструкцій блоків зі змонтованими допоміжними ланцюгами і наявності
укрупнених вузлів, готових до монтажу.
6. Обладнання за своїми технічними даними задовольняє останнім
нормам МЕК і ГОСТ.
7. КТПБ закритого типу в модульному будівлі дає можливість
експлуатації обладнання в умовах холодного клімату.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 67
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН
Вибираємо ввідний вимикач навантаження напругою 110 кВ .
Таблиця 7.1 - Вибір вимикача 110 кВ
Розрахункові дані навантаження Каталожні дані вимикача
марки МКП-110/630 У1
Uн=110 кВ Uн=110 кВ
Iмах=35,1 А Iн=2500 А
Iк.з=4,15 кА Iм.м.ск.= 102 кА
іуд =10,47 кА Iвідкл. =40 кА
Вк І
2
t tф 2,63
2 0,035 0,24 Вк І
2
m t m 102
2 0,035 3,57
де Ім.м.ск. – номінальний допустимий струм термічної стійкості вимикача на
проміжку часу tm, с;
Вк – тепловий імпульс струму, що характеризує кількість теплоти, яка
виділяється в апараті під час дії струмів к.з;
Iвідкл. – струм спрацювання апарату захисту, кА;
tф – час спрацювання апарату захисту, с.
Таблиця 7.2– Вибір роз’єднувача
Розрахункові дані навантаження Каталожні дані роз’єднувача
марки РНДЗ-110Б/1000У1
Uн=110 кВ Uн=110 кВ
Iмах=28,1 А Iн=1000 А
іуд =2,63 кА Iм.м.ск.= 80 кА
Іnt =1,66 кА Iвідкл. =31,5 кА
Апаратура вважається правильно вибраним, якщо каталожні дані
більше (дорівнюють) розрахунковим.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 68
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН
Вибираємо ввідний вимикач навантаження напругою 10 кВ.
Таблиця 7.3 - Вибір ввідного вимикача 10 кВ
Розрахункові дані навантаження Каталожні дані вимикача
марки ВВЭ-10-20/1000
Uн=10 кВ Uн=10 кВ
Imax(ввід)=294,11 А Iн=630 А
Iк.з.=3,22 кА Iм.м.ск.= 20 кА
іуд =8,12 кА Iвідкл. =52 кА
Вк І
2
t tф 4,35
2 0,12 2,27 Вк І
2
m t m 52
2 0,12 324,4
де Imax(ввід) — розрахунковий струм ввідного вимикача, А;
S
І розp 5974макс(ввід) 294,11А. 3 Uном 3 10,5
Таблиця 7.4 - Вибір секційного вимикача 10 кВ
Розрахункові дані навантаження Каталожні дані вимикача
марки ВВЭ-10-20/630
Uн=10 кВ Uн=10 кВ
Iмах(секційний)=147 А Iн=630 А
Iк.з=3,22 кА Iм.м.ск.= 52 кА
іуд =8,12 кА Iвідкл. =20 кА
Вк І
2 2
t tф 4,35 0,12 2,27 В І2 2к m t m 52 0,12 324,4
де Imax(секц) — розрахунковий струм секційного вимикача, А;
0,5 S
І розр 0,5 5974макс(секц) 147 А. 3 Uном 3 10,5
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 69
7.4 Вибір трансформаторів струму
Трансформатори струму, вибираємо за номінальною напругою,
первинному та вторинному струмам, за родом встановлення, конструкції,
класу точності та перевіряємо на термічну стійкість при короткому замиканні
(таблиця 1.14) [3].
Таблиця 7.5 - Вибір трансформатора струму напругою 10 кВ
Розрахункові дані навантаження Каталожні дані до трансформатора
струму марки ТШЛП-10К; (400/5)
Uн=10 кВ Uн=10 кВ
Iмах(ввід)=294,11 А Iн=2000 А
іуд =4,35 кА ід= 70 кА
В 2 2 2к І t tф 4,35 0,12 2,27 Вк І t t т.с. 70 1 70
Номінальний струм вторинної обмотки I2Н = 5 А, допустима потужність
S2Н вторинної обмотки при cosφ = 0,8 клас точності 0,5 складає 15 В·А.
Сумарний опір приладів:
S
r прил 7прил 0,28 Ом, I2 22Н 5
де Sприл — сумарна потужність приєднаних приладів.
Опір контактів rк 0,1 Ом.
Опір з'єднувальних проводів, Ом:
S I2 (r r )
r 2Н 2Н прил кпров ,
I 22Н
r 155
2 (0,28 0,1)
пров 0,22.
52
Довжина проводів lпров 25 (м).
Розрахункова довжина проводів при з'єднанні в зірку lp lпров 25 (м).
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 70
Переріз з'єднувальних проводів, мм2:
l
F p
ρ
пров . ,rпров .
F 25 0,02пров 2,27.0,22
Приймаємо найближчий стандартний переріз проводу з перерізом
F 2,5 мм2 .
Визначаємо фактичний опір проводів, rпров.ф .
rпров.ф rприл. rн 0,6 (Ом),
0,2+0,28=0,48<0,6
.
Якщо виконується умова тоді обраний трансформатор струму
забезпечить допустиму похибку в межах класу точності 0,5.
7.5 Вибір трансформаторів напруги
В мережі 10 кВ приймаємо до встановлення, згідно ПУЕ [2],
трансформатор напруги типу НТМИ-10-66УЗ. Розрахунок навантаження
основної обмотки трансформатора виконуємо в таблиці 7.6.
Так як номінальна потужність трансформатора напруги 10 кВ в класі
точності 0,5 — S2Н =120 В·А більше ніж Sф = 0,077 В·А, трансформатор
напруги буде працювати з допустимою похибкою.
Таблиця 7.6 - Розрахунок навантаження трансформатора напруги
Потужність, що cos
Потужність, що
споживається
Кількість
Прилад Тип споживається tg
котушкою, Вт котушок
Р, Вт Q, вар S, В·А
Вольтметр 3-365 0,016 1 0,55/1,5 0,016 0,024 0,028
Лічильник SL7000 0,016 2 0,65/1,17 0,032 0,037 0,048
Всього: - - 3 - 0,048 0,061 0,077
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 71
7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість
Визначаємо величину мінімального перерізу кабелю з умови термічної
стійкості до струмів короткого замикання, згідно ПУЕ [2]
Іt tF фmin , (7.1) C
де tф — фіктивний термін дії струмів к.з, с;
tф tзах tвідкл 0,08 0,12 0,2 с;
Іt — ударний струм к.з, що діє на вибраний відрізок лінії, Іt 7850 А. ;
С — коефіцієнт, що визначається обмеженням допустимо температури
нагрівання кабелю в залежності від його матеріалу, А c / мм2 , [2].
F 7850 0,2 32,3мм2min , 83
Фіктивний термін дії к.з., можна визначити по виразу
Розглянутий нами відрізок кабельної лінії (ГПП-ТП4), що має переріз
F = 35 мм2 задовольняє умовам термічної стійкості, під час дії ударних
струмів к.з.
Аналогічно виконуємо перевірку інших відрізків високовольтних
кабельних ліній.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 72
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ
8.1 Вибір схеми і конструкції електричних мереж цеху
Цехові мережі промислового підприємства з виготовлення РЛС
виконана на напругу до 1000 В, з якої найбільш поширена – напруга 380 В.
На рисунку 8.1 приведена проста радіальна схема цехової електричної
мережі даного підприємства
Рисунок 8.1 – Радіальна схема цехової електричної мережі
Як правило, у чистому вигляді магістральні або радіальні схеми
живлення використовуються рідко. Зазвичай на практиці найбільше
розповсюдженні змішані схеми, але для конкретного випадку саме така
«рафінована» схема може виявитися найбільш раціональною.
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних систем
8.2.1 Загальні відомості
Електричне освітлення відіграє величезну роль у житті сучасної
людини, значення електричного освітлення у виробничій та культурного
життя людей полягає в наступному:
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 73
- раціональне освітлення робочих місць підвищує продуктивність
праці, якість продукції, що випускається, забезпечує безперебійність роботи;
- сприятлива освітлювальна обстановка створює нормальний
психологічний стан;
- освітлення відкритих просторів, площ, автодоріг, магістралей є одним
з основних умов безпечного руху пішоходів та автомобілів.
На сьогоднішній день існує три види джерел світла:
- лампи розжарювання;
- газорозрядні лампи низького тиску;
- газорозрядні лампи високого тиску.
Перспективи розвитку електричного освітлення передбачають
покращення техніко-економічних показників існуючих джерел світла зі
збільшенням світлової віддачі, наближення спектрального складу
випромінювання до денного світла, збільшення терміну служби джерел
світла і т.д.
Проектування освітлення є багатоваріантної завданням, що вимагає від
розробника вміння знаходити не тільки найкращі світлотехнічні, але і
найбільш вигідні з економічної та енергетичної точки зору варіанти рішення.
В даний час витрата електроенергії на освітлення постійно зростає і
становить близько 14% всієї електроенергії, що виробляється в республіці.
Витрати на спорудження освітлювальних установок промислових
підприємств досягають 30% загальної кошторисної вартості електротехнічної
частини.
8.2.2 Розрахунок освітленості
Розрахунок загального рівномірного освітлення цеху проводиться
методом світлового потоку (методом коефіцієнта використання).
Ф з ∙ ∙ ∙∙ , 8.1
де з– коефіцієнт запасу, визначається за довідником; з 1,5[4];
– мінімальна освітленість; 200 лк;
S – площа освітлювального приміщення; 1440 м ;
z – коефіцієнт нерівномірності освітлення:
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 74
1,1…1,15;
N – прийнята кількість світильників; шт;
- коефіцієнт використання світлового потоку; 0,6.
Приймаємо λе=Lв/h=1, тоді отримаємо відстань між світильниками
Lв λе h, (8.2)
L в 1 5,8 5,8 м.
Приблизну кількість світильників визначаємо за виразом
A B
N ,2 (8.3) Lв
N 24 60 2 42,8 435,8 шт.
Коефіцієнт використання світлового потоку визначається з довідкових
таблицям [4] в залежності від типу прийнятого світильника, коефіцієнтів
відбиття від поверхонь приміщення і від індексу приміщення і, який
визначається за виразом:
і ∙ ∙ , 8.4
де , , – відповідно довжина, ширина приміщення і висота підвісу
світильника, м.
В залежності від отриманої величини світлового потоку приймається
конкретний світильник, при цьому світловий потік прийнятого світильника
не повинен бути меншим ніж на 10 % розрахункового значення і не
перевищувати більше ніж на 20 % розрахункового значення. В
протилежному випадку змінюється кількість світильників і розрахунок
повторюється.
i= 24 60 =2,8 ;
5,8 (24+60)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 75
Ф 1,5 ∙ 200 ∙ 1440 ∙ 1,1543 ∙ 0,6 19255,8 лм.
Приймаю до встановлення 43 світильники ГСП03-125 з розмірами
460 535 та лампами ДРЛ 400 (Фл 23000 лм;Р 400 Вт .
Розраховую кількість світильників в ряду і кількість рядів, приклад
розміщення світильників приведений на рисунку 8.2.
Рисунок 8.2 – Розміщення світильників в цеху
Після прийняття схеми розміщення світильників проводимо перевірку
освітленості в найбільш характерній точці точковим методом по кривим
просторових ізолюкс прийнятого світильника згідно виразу:
Фсв ∙ ∙ ∑
1000 ∙ , 8.5 з
де Фсв – світловий потік прийнятого світильника;Фсв 23000 лм;
– коефіцієнт неврахування освітленості від інших світильників;
μ 1,2;
∑ e – сума освітленості від світильників згідно кривих просторових
ізолюкс.
23000 ∙ 1,2 ∙ 15,9
1000 ∙ 1,5 292,6 лк.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 76
Отримане значення освітленості не повинно бути не меншим ніж на 10
% значення мінімальної освітленості:
200 ∙ 0,9 180 292,6 лк.
Аналогічним чином робимо розрахунок для другого відділення цеху
розмірами 18×24×6 м.
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок
Приводяться вимоги ПУЕ та інших нормативних документів до схеми
живлення освітлювальних установок щодо необхідного рівня надійності
живлення; регламентованого рівні напруги і постійності напруги джерела
живлення тощо.
Розрахункова потужність освітлювальної установки визначається на
підставі світлотехнічного розрахунку після вибору потужності і кількості
світильників, тобто відповідно до встановленої потужності світильників.
Для освітлювальних установок з газорозрядними лампами необхідно
враховувати втрати в пускорегулюючій апаратурі
n
Рроз кп кдод Рном , (8.6) і
і1
де кп – коефіцієнт попиту,кп =1,1;
кдод – коефіцієнт додаткових втрат, кдод = 1,5
n
Рном – сумарна встановлена потужність усіх світильників, кВт; і
і1
n – кількість груп світильників.
43
Рроз 1 1,12 0,4 14,4 кВт,
i1
Вибір перерізу провідників освітлювальної мережі за припустимим
струмом навантаження
Приводяться умови перевірки обраного перерізу провідника за
допустимим струмом навантаження.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 77
Ідоп Іроз (8.7)
де Іроз – розрахунковий струм, що протікає по провіднику, А.
Для проведення порівняння необхідно визначити максимальний
розрахунковий струм кожної ділянки освітлювальної мережі. Розрахунковий
струм в залежності від системи виконання мережі визначається виразом
– для однофазних двопровідних мереж (1ф+ N)
Рроз 10
3
Іроз Uф cos (8.8)
де Рроз – розрахункова потужність, кВт;
Uф– відповідно фазна напруга, В;
cos – коефіцієнт потужності.
14,4 103Іроз 24,3 А 3 380 0,9
Вибираємо кабель для освітлення цеху та аварійного освітлення та щит
освітлення:
- Кабель АВВГ (4х2,5) Ідоп = 19 А;
- Щит освітлення - ЩО-24НГ.
Розрахунок освітлювальної мережі за втратами напруг
Даний метод розрахунку передбачає забезпечення припустимих рівнів
напруг на джерелах світла.
Відповідно до [9] напруга в найбільш віддалених лампах внутрішнього
освітлення промислових підприємств і суспільних будинків, а також
прожекторних установок зовнішнього освітлення повинна бути не нижча
97,5% Uном , а в найбільш віддалених лампах освітлення житлових будинків,
аварійного і зовнішнього освітлення, виконаного світильниками – не нижча
95% Uном . У мережах 12 – 42 В допускаються втрати напруги до 10% Uном ,
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 78
якщо рахувати від відводів джерел живлення. Найбільша напруга в ламп не
повинна перевищувати 105% Uном .
У післяаварійних режимах на затисках газорозрядних ламп напруга не
повинна бути нижчою 90% Uном , при інших лампах – не нижчою 88% Uном .
Величина припустимої втрати напруги в освітлювальній мережі від
джерела живлення (трансформатора) до найбільш віддаленої лампи складає
Uм Uх.х UТ Uмін, (8.9)
де Uм – припустима втрата напруги в мережі;
Uх.х – напруга холостого ходу трансформатора (на 5 % вища за
номінальну);
UТ – втрата напруги в трансформаторі;
Uмін, – мінімально допустима напруга на затискачах лампи.
Розрахунок допустимої величини втрати напруги в освітлювальній
мережі в більшості випадків ведеться у відсотках, однак може виконуватися і
в іменованих одиницях (вольтах).
Втрата напруги в трансформаторі (%) визначається за виразом:
∆ тр ∙ ∙ cos ∙ sin , 8.10
де , – відповідно активна і реактивна складові напруги короткого
замикання трансформатора ( КЗ), %;
cos – коефіцієнт потужності навантаження вторинного ланцюга
трансформатора;
– коефіцієнт завантаження трансформатора (відношення
розрахункового навантаження трансформатора до його номінальної
потужності).
Активна і реактивна складові напруги короткого замикання
трансформатора (%) визначаються за виразами:
100 ∙ КЗ ; 8.11
ном.тр
КЗ а , 8.12
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 79
де КЗ – втрати потужності короткого замикання трансформатора, кВт;
ном.тр – номінальна потужність трансформатора, кВА.
Розрахунок освітлювальної мережі, як правило, ведеться без
урахування індуктивного опору провідників.
100 ∙ 8,5
630 1,35 %;
5,5 1,35 5,33 %;
∆ тр 0,87 ∙ 1,35 ∙ 0,9 5,33 ∙ 0,44 3,09 %;
∆ м 105 3,09 97,5 4,41 %.
Розрахункове значення втрати напруги на кожній ділянці
освітлювальної мережі (%) визначається за виразом:
∆ ∙ , 8.13
де – момент освітлювальногонавантаження, кВт·м;
– постійний коефіцієнт, що залежить від номінальної напруги,
обраної системи мережі і матеріалу провідника [18, ст. 40 таблиця 14];
– переріз провідника, обраного за умовами нагрівання, мм2.
Момент освітлювального навантаження визначається в залежності від
схеми підключення світильників і їхньої потужності за загальновідомими
співвідношеннями.
При складній розгалуженій мережі втрата напруги визначається для
кожної окремої ділянки:
∙ , 8.14
де – відстань від щитка до найвіддаленішого світильника лінії;
– потужність лінії.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 80
Рисунок 8.3 – Схема підключення світильників
∙ ∙ ∙ ;
46 ∙ 3,73 46 ∙ 3,73 46 ∙ 3,73 1873,7 кВт ∙ м;
∆ 514,7446 ∙ 16 0,69 %.
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам нагріву
Основним завданням цього розділу є вибір перерізу кабелів, проводів,
шинопроводів для всіх рівнів системи електропостачання на напругу до 1 кВ.
Вихідними даними для проведення розрахунків є: схема цехової
електричної мережі (рисунок 8.4), номінальна напруга мережі Uном ,
результати розрахунку навантаження цеху.
Для мереж напругою до 1 кВ визначальними при виборі перерізу
провідника є не економічні, а технічні вимоги та умови: нагрів провідників,
їх механічна міцність, втрати напруги, термічна стійкість до струмів
короткого замикання.
Вибір перерізу провідників здійснюється за таблицях [2] або згідно
технічної документації на них (що є більш прийнятним) . При цьому повинна
виконуватися умова
Ідоп Іроз (8.15)
де Iдоп – допустимий тривалий струм навантаження в кабелі, проводі и шині
для даного перерізу згідно ПУЕ.
Під час визначення допустимих тривалих струмів для кабелів,
неізольованих та ізольованих проводів і шин, а також для жорстких і гнучких
струмопроводів, прокладених у середовищах, температура яких істотно
відрізняється від зазначеної в 1.3.12-1.3.15 і 1.3.22 ПУЕ, слід застосовувати
коефіцієнти, наведені в таблиці 1.3.3 ПУЕ.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 81
Конкретні особливості прокладки кабелів в цеху слід також
враховувати за допомогою відповідних коефіцієнтів згідно ПУЕ.
8.3.1 Особливості розрахунку цехових електричних мереж
Основним завданням електричних розрахунків є вибір перерізів
кабелів, проводів, шинопроводів і захисних апаратів для всіх рівнів системи
електропостачання на напрузі до 1 кВ. Вибрані перерізи повинні
забезпечувати допустимі відхилення напруги на затискачах всіх ЕП, що
нормуються стандартом по якості електроенергії.
Вибір перерізу провідника пов’язаний з вибором апаратів захисту, тому
вибір перерізу провідника цехової мережі та захисних апаратів виконується
спільно.
Потрібно врахувати вимоги ПУЕ щодо особливості вибору перерізу
провідників для мереж напругою до 1 кВ, а саме: акцентувати на те, які
вимоги та умови є визначальними – економічні, нагрів провідників, їх
механічна міцність, втрати напруги, термічна стійкість до струмів КЗ.
Вказати, які силові мережі до 1 кВ згідно рекомендацій ПУЕ не
підлягають розрахунку по економічної густини струму.
Вказати, чи враховується фактор економічної густини струму зв’язку зі
спільним живленням силового та освітлювального навантажень
Як критерій допустимості того чи іншого режиму за нагріванням,
використовують сумарний вплив на строк служби провідника максимальної
температури і тривалості зносу ізоляції за розглянутий період. При різких
піках навантаження більшу небезпеку становить можливість перевищення
максимально допустимої температури. Якщо графік навантаження
рівномірний, більшу вагу має складова теплового зносу ізоляції.
8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами
нагріву та захисту
Переріз провідника в основному залежить від величини розрахункового
струму (Імах або Іроз ), від того, чи потрібно захищати мережу від
перевантаження чи ні, від температурних умов навколишнього середовища,
характеру приміщення і типу ізоляції провідника. Перш за все необхідно
вибрати марку провідника, визначитися з умовами його прокладки і потім
виконувати розрахунок.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 82
Мінімально допустимий переріз провідника – такий переріз, при якому
провідник, маючи початкову температуру, що дорівнює максимальній
тривало допустимій Qтрив.доп , нагрівається струмом КЗ до гранично
допустимої температури за умовами термічної стійкості.
За розрахунковий струм навантаження приймається максимальне
струмове навантаження за півгодинний інтервал часу Імах= Іроз, обчислене за
формулою
Р
І розроз 3 Uном cos (8.16)
Вибір перерізу провідників виконується за таблицями гл.1.3 ПУЕ
«Тривало допустимі навантаження», при цьому повинна бути виконана умова
Імах Іроз Ідоп , (8.17)
де Ідоп – тривало допустимий струм навантаження на проводи, кабелі та
шини для даного перерізу за ПУЕ (або технічними характеристиками
конкретних виробів).
Вибраний переріз провідника за умовами нагріву тривалим струмом
перевіряється по нагріванню струмом післяаварійного режиму тр.ав І (в
умовах двотрансформаторних цехових ТП і декількох кабелів одної лінії):
І
І тр.авдоп кпрокл кперев (8.18)
де кпрокл - поправочний коефіцієнт на умови прокладки проводів і кабелів
кперев – коефіцієнт допустимого короткочасного перевантаження кабелів
і проводів.
Вибраний переріз провідника за умовами нагріву має бути погоджений
з апаратом захисту цього провідника за умовою:
І І зах Кзахдоп кпрокл (8.19)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 83
Керуючись вказаними вимогами, співвідношеннями (8.16) – (8.19)
проводиться розрахунок мережі живлення споживачів цеху, обираються за
каталожними даними кабелі і результати заносяться в таблицю 8.1
Таблиця 8.1 - Вибір перерізу живлячого кабелю
Iр, Iмакс., Iдоп.кабелю,
Назва споживача Марка
А А А
Електроніж 12,8 16 19 АВВГ(4х2,5)
Торцешліфувальний верстат-
автомат 19 23,8 37 АВВГ(3х4)+(1х2,5)
Стенд вибраковочний
однопрохідний 3,4 4,3 19 АВВГ(4х2,5)
Автомат нанесення поляризаційного
покриття 41,9 52,3 65 АВВГ(3х10)+(1х6)
Стенд вибраковочний трипрохідний 5,2 6,5 19 АВВГ(4х2,5)
Автомат нанесення електронних
компонентів 51,3 64,1 65 АВВГ(3х10)+(1х6)
Установка нанесення
діелектричного шару 3,2 3,9 19 АВВГ(4х2,5)
Установка нанесення
люмінофорного покриття 11 13,8 19 АВВГ(4х2,5)
Піч нормалізаційна 57,5 71,8 90 АВВГ(3х16)+(1х10)
Піч індукційна 30,4 38 50 АВВГ(3х6)+(1х4)
Установка нанесення покриття
фосфором 25,1 31,4 37 АВВГ(3х4)+(1х2,5)
Установка нанесення лакового
покриття 36,3 45,4 50 АВВГ(3х6)+(1х4)
Установка нанесення анодного
шару 15,4 19 19 АВВГ(4х2,5)
Транспортер 36,2 45,3 50 АВВГ(3х6)+(1х4)
Автомат пластичного пресування 42,9 53,6 65 АВВГ(3х10)+(1х6)
Установка оптичного склеювання 79,4 99,2 115 АВВГ(3х25)+(1х16)
Завантажувач 12,5 15,6 19 АВВГ(4х2,5)
Змішувач 7 8,8 19 АВВГ(4х2,5)
Вакуумний насос 60,1 75,2 90 АВВГ(3х16)+(1х10)
Паяльна установка 13,5 17 19 АВВГ(4х2,5)
Компресор 97,5 122 135 АВВГ(3х35)+(1х16)
Вентилятор витяжний 5,5 6,9 19 АВВГ(4х2,5)
Тельфер 29 36,2 50 АВВГ(3х6)+(1х4)
Реноватор (220 В) 3,2 4,04 32 АПвВГ (2х2,5)
Полірувальна машина (220 В) 1,7 3,13 32 АПвВГ (2х2,5)
Щит робочого освітлення ЩО-1 24,3 30,3 37 АВВГ(3х4)+(1х2,5)
Щит робочого освітлення ЩО-2 7,57 9,46 19 АВВГ(4х2,5)
Пункт розподільчий силовий РП1 105,6 132 135 АВВГ(3х35)+(1х16)
Пункт розподільчий силовий РП2 243 303,6 305 АВВГ(3х150)+(1х50)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 84
Пункт розподільчий силовий РП3 52,9 66,1 65 АВВГ(3х10)+(1х6)
Пункт розподільчий силовий РП4 208,8 261 270 АВВГ(3х120)+(1х35)
Пункт розподільчий силовий РП5 317,6 397 400 2АВВГ(3х70)+(1х25)
Пункт розподільчий силовий РП6 610,4 763 810 3АВВГ(3х120)+(1х35)
Пункт розподільчий силовий РП7 22 27,5 37 АВВГ(3х4)+(1х2,5)
Пункт розподільчий силовий РП8 82,4 103 115 АВВГ(3х25)+(1х16)
Конденсаторна установка 114 142,4 165 АВВГ(3х50)+(1х25)
8.3.3 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги
Згідно ПУЕ, для силових мереж відхилення напруги від номінальної
має становити не більше ± 5% Uном . Для освітлювальних мереж промислових
підприємств і громадських будівель допускається відхилення напруги від +5
до −2,5% Uном , для мереж житлових будинків і зовнішнього освітлення ± 5%
Uном. Ці вимоги обумовлені тим, що величина крутного моменту
асинхронних електродвигунів пропорційна квадрату підведеної напруги і
його зменшення може не забезпечити пуск механізмів, в мережах освітлення
зниження напруги призводить до різкого зменшення світлового потоку.
Розрахунок цехової мережі за умовами допустимої втрати напруги і
побудова епюри відхилення напруги виконується для кола ліній від шин ГПП
або ЦРП до затискачів одного найбільш віддаленого від цехової ТП або
найбільш потужного ЕП для режимів максимальних і мінімальних
навантажень (визначається з добового графіка навантажень), а в випадку
двохтрансформаторної підстанції – і післяаварійного.
Як відомо, існує залежність r0 i x0 від перерізу проводів і кабелів, якою
можна скористатися при розрахунках .
Як правило у розрахунковому ланцюгу «ГПП – найбільш віддалений
потужний споживач» присутня трансформаторна підстанція ТП.
Розрахункова схема зображена на рисунку 8.4.
Рисунок 8.4 – Розрахункова схема
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 85
Повний розрахунок відхилення напруги послідовно уздовж ланцюга РУ
НН ГПП – потужний споживач включає в себе визначення відхилення
напруги на двох ділянках – Л1 та Л2.
Наша мета – визначення відхилення напруги цехової мережі від КТП
до споживача, тобто на ділянці Л2
Відхилення напруги δU відносно Uном в любої точці мережі
розраховується згідно співвідношення
U UЦЖ(%) UТ (%) U(%), (8.20)
де UЦЖ(%) – відхилення в центрі живлення,
UТ (%) – додаток, що створюється цеховим трансформатором,
U(%) – сума втрат напруги від центра живлення до розрахункової
точці мережі.
U 0,5 2,9 0,56 2,84%,
Втрати напруги в лінії в нормальному режимі роботи повинна бути не
більше встановлених [14] та ДСТУ EN 50160:2014.
Співвідношення (8.20) для нашого випадку з врахуванням того, що
напруга на затискачах найбільш віддалених електроприймачів не повинна
бути нижчеКU U , має вид
Uном UТ UЛ2 КU U%, (8.21)
де UТ , UЛ2 – відповідні втрати напруги згідно розрахункової схеми
(рисунок 8.4),
КU – коефіцієнт, що враховує відхилення напруги згідно [14] або ДСТУ
EN 50160:2014.
380 2,9 0,56 0,9 380,
376,5 В 342В
Розрахунок втрати напруги на ділянці Л2 від шин цехової підстанції до
віддаленого споживача виконуємо для величини перерізу кабелю, що живить
споживача від РП, так як його переріз менше ніж переріз кабелю від шин ТП
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 86
до РП. Отримані таким чином відхилення напруги будуть більше реальних,
але в тому разі, коли і вони не будуть перевищувати норму, реальні
відхилення тим більше будуть задовольнять нормі.
Втрати напруги на лінії Л2 визначаються формулою
U UЛ2 3 54,3 0,13 (1,84 0,8 0,088 0,59) 0,56. (8.22)
де LКЛ -довжина кабельної лінії від КТП до самого віддаленого
електроприймача, кран балка (12/2), LКЛ=130 м = 0,13 км.
r0 =1,84 Ом/км, х0 =0,088 Ом/км
Втрати напруги ΔUT на цеховому трансформаторі
S
U maxT (Uа cos Uр sin) (8.23) Sном Т
де Smax – максимальне навантаження одного трансформатора,
Sном Т - номінальна потужність трансформатора,
U Р КЗа 100% – активна складова напруги КЗ, Sном Т
Uр U
2
КЗ U
2
а – реактивна складова напруги КЗ.
U 633,8 T (1,2 0,8 5,4 0,59) 2,9 %,630
U 7,6а 100% 1,2 %,630
U U2 U2 5,52р КЗ а 1,2
2 5,4 %.
Значення РКЗ , UКЗ– каталожні дані для конкретного трансформатора,
значення Sмах як правило, лежить в діапазоні
S 1max SТП SТП 633,8 316,9 кВт . 2
де SТП - з таблиці 2.4, SТП =633,8кВт.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 87
При необхідності, може бути задіяна «добавка» δUТ , яка створюються
цеховим трансформатором. Значення «добавки» δUТ регулюється зміною
кількості числа витків трансформатору, тобто зміною коефіцієнта
трансформації, за співвідношенням
U U W22 1 (8.24) W1
Для цього у цехових трансформаторів є від 3 до 5 відгалужень, які
перемикаються в разі необхідності при відключеному трансформаторі.
Значення δUТ, залежно від відгалуження, приймаються за таблицею 8.2.
Таблиця 8.2 – Значення δUТ, залежно від відгалуження
Відгалуджене наближено точно
+5 0 0,25
+2,5 2,5
0 5,0 5,25
-2,5 7,5
-5 10 10,8
8.3.4 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ
На цьому етапі доцільно обрати тип и характеристики низьковольтних
комплектних установок НКУ (розподільчих пунктів, шаф та інш.).
Низьковольтна комплектна установка (НКУ) – сукупність апаратів
напругою до 1,0 кВ змінного струму і до 1,5 кВ постійного струму, пристроїв
керування, вимірювання, сигналізації, захисту, регулювання з усіма
внутрішніми електричними і механічними з’єднаннями, змонтованих на
єдиній конструктивній основі у вигляді щитів, шаф, пультів, шинних
приєднань тощо.
Необхідно проаналізувати ознаки, за якими класифікують НКУ, щоб з
врахування всіх факторів зробити обґрунтований вибір низьковольтних
комплектних установок.
Вибір проводів, шин, апаратів, приладів і конструкцій НКУ необхідно
здійснювати як за нормальним режимом роботи (відповідність робочій
напрузі і струму основних і допоміжних кіл, частоти мережі, заданому класу
точності, умовам експлуатації тощо), так і за умовами роботи в разі
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 88
короткого замикання з урахуванням термічних і електродинамічних впливів,
комутаційної спроможності.
Вибір розподільчих пунктів проводимо в залежності від їх технічних
характеристик ( кількості приєднаних електроприймачів, сумарного струму
роз, РПІ споживачів, що приєднані до РП, тощо). роз, РП І визначається за
виразом
Іроз,РП Іном КП, (8.25)
де КП – коефіцієнт, що залежить від технологічних функцій, які виконують
споживачі. Після розрахунку струмів короткого замикання та обрання
автоматичних вимикачів, РП перевіряють за номінальним струмом
автоматичних вимикачів, та струмів теплових розщіплювачів, які захищають
приєднанні електроприймачі.
Вибір розподільчого пункту
Пункт розподільний ПР11 призначений для розподілу електричної
енергії, захисту електричних установок при перевантаженнях і струмах
короткого замикання, для нечастих оперативних включень і відключень
електричних ланцюгів і пусків асинхронних двигунів. ТзОВ «ВКТ
Електрощит» в якості офіційного представника заводу «Електрощит»
реалізує апарати даних і інших моделей за цінами виробника.
Розрахований на номінальну напругу Uном =660В.
Кількість автоматичних вимикачів для встановлення становить,
- трьохполюсних від 10 до 63 А, – 9 шт;
- трьохполюсних від 160 до 250 А, - 3 шт.
Рисунок 8.5 –Пункт розподільчий ПР11
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 89
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання в мережі до 1000 В
Розрахунок струмів короткого замикання (КЗ) здійснюється за
методикою, передбаченою [13]. Методика призначена для розрахунку
струмів КЗ, необхідних для вибору і перевірки електрообладнання по умовам
КЗ, для вибору комутаційних апаратів, уставок релейного захисту і
заземлювальних пристроїв згідно ПУЕ.
Розрахунку для вибору и перевірки електрообладнання по умовам КЗ
підлягають:
1) початкове значення періодичної складової струму КЗ;
2) аперіодична складова струму КЗ;
3) ударний струм КЗ;
4) дійсне значення періодичної складової струму в довільний момент
часу, аж до розрахункового часу розмикання ушкодженого кола.
8.4.1 Розрахунок початкового значення періодичної складової
струму трифазного КЗ
При електропостачанні від енергосистеми через понижуючий
трансформатор початкове дійсне значення періодичної складової трифазного
струму КЗ Іп0 без врахування підживлення від електродвигунів
розраховують за формулою (у п. 8.4 використовуються позначення фізичних
величин, прийнятих в нормативі [13])
U
І ср. ННп0 ,
3 r2 21 x1 (8.26)
де Uср. НН – середня номінальна напруга мережі, в якої відбулося коротке
замикання, В;
r1 x1 – відповідно сумарний активний і сумарний індуктивний опори
прямої послідовності.
І 380п0 231,7А,
3 0,3022 0,9032
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 90
Найбільше початкове значення аперіодичної складової струму КЗ іа0 в
загальному випадку вважають рівним амплітуді періодичної складової
струму в початковий момент КЗ
іа0 2 Іп0. (8.27)
іа0 2 231,7 327,7А
В радіальних мережах аперіодичну складову струму КЗ в довільний
момент часу іаt розраховують за формулою
іаt іа0 e
t /Tа , (8.28)
де t – час, с;
Tа – постійна часу затухання аперіодична складова струму КЗ, с, яка
дорівнює
Т ха , (8.29) с r
де х та r – результуючі індуктивний та активний опори ланцюга КЗ, Ом;
с – синхронна кутова частота напруги мережі, рад/с.
Т 0,302а 0,007,50 0,903
і 327,7e1/0,007аt 357,2 А
Розраховуємо струм КЗ усього ланцюга
У якості прикладу приведено схему ланцюга КЗ розрахункового цеху
для розрахунку еквівалентного опору системи, рисунок 8.7
За прийнятими значеннями поперечних перерізів кожної з кабельних
ліній розраховують активний і реактивний опори для них за формулами:
RКЛ rКЛ lКЛ (8.30)
ХКЛ хКЛ lКЛ (8.31)
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 91
де rКЛ , xКЛ − питомі активний і реактивний опори 1 км кабельної лінії з
алюмінієвими жилами, значення яких для ліній відповідного поперечного
перерізу, таблиця 8.3
R R 0,03 1 0,03Ом,
ШМА1 ШМА2Х Х 0,014 10,014 Ом,
ШМА1 ШМА2
RКЛ7 9,610,025 0,24Ом,
ХКЛ7 0,092 0,025 0,002Ом,
RКЛ13 0,256 0,038 0,009Ом,
ХКЛ13 0,056 0,038 0,002Ом,
RКЛ17 0,32 0,046 0,01Ом,
ХКЛ17 0,057 0,046 0,002Ом.
Таблиця 8.3 – Параметри кабельних ліній і шинопроводів 0,4 кВ
та їх струмових режимів
Числові значення для ліній та шинопроводів
Параметри ШМА- ШМА-
КЛ7 КЛ13 КЛ16
68H 68H
Довжина лінії, км 0,0015 0,0015 0,025 0,038 0,046
Номінальний струм, А 223,5 223,5 24,5 167,2 84
Максимальний струм, А 224 224 25 168 85
Прийнятий переріз, мм2 95 95 2,5 150 120
Тривало допустимий
275 275 26 235 100
струм, А
Активний опір, Ом 0,030 0,030 9,61 0,256 0,32
Реактивний опір, Ом 0,014 0,014 0,092 0,056 0,057
Активний і реактивний опори двохобмоткових трансформаторів 10/0,4 Кв:
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 92
u %U2 5,5 (10 103)2Z к BHT 0,87Ом100SH 100 630 103
3
R PK 7,6 10T 3I 2
2 0,032Ом
BH 3 340
X 2 2 2 2T ZT RT 0,87 0,032 0,869Ом
де: ZT , RT , XT − повний, активний і реактивний опори силового
трансфоратора в режимах короткого замикання, Ом;
uK % − напруга короткого замикання трансформатора;
SH − номінальна потужність трансформатора, МВА;
UBH , IBH − номінальні значення первинних напруги, кВ і струму, які
розраховують за формулою (1.1) ;
PK − потужність короткого замикання трансформатора, кВт.
Знаходження суми активних і реактивних опорів трифазной системи
r1 x1 .
r1 rT rШМА rКЛ6, (8.32)
x1 хT хШМА хКЛ6.
r1 0,032 0,03 0,24 0,302Ом,
x1 0,869 0,014 0,002 0,903 Ом.
Ударний струм трифазного КЗ уд i визначається за співвідношенням
іуд 2 Іп0 Куд, (8.33)
де Куд, – ударний коефіцієнт, що може бути визначений за кривими [13],
Куд, =1,4;
іуд 2 231,7 1,4 457,4 А,
Час від початку КЗ до появи ударного струму визначається
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 93
t 0,01 / 2 уд к , (8.34)
де к– кут зсуву по фазі напруги або ЕРС джерела і періодичної складової
струму КЗ, що розраховується за співвідношенням
t 0,01 3,14 / 2 0,99уд 0,008 с, 3,14
к arctg
х1 , (8.35)
r1
к arctg
0,903
0,99,
0,302
При розрахунках ударного струму КЗ на виводах автономних джерел, а
також синхронних і асинхронних електродвигунів допускається вважати що:
– ударний струм наступає через 0,01 с після початку КЗ;
– амплітуда періодичної складової струму КЗ в момент часу t = 0,01с
дорівнює амплітуді цієї складової в начальний момент КЗ.
8.4.2 Розрахунок струму однофазного КЗ
Особливу увагу в мережах напругою до 1 кВ з глухо заземленою
нейтраллю належить приділяти розрахунку струму однофазного короткого
замикання.
Якщо електропостачання електроустановки напругою до 1 кВ
здійснюється від енергосистеми за допомогою понижуючого
трансформатора, розрахунок струму І(1)КЗ однофазного короткого замикання з
достатньою точністю можна здійснювати за наступною спрощеною
формулою
І(1)
3 U
ср. ННКЗ
2r1 r0 2 22x x (8.36)1 0
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 94
де r1 та r0– результуючі (сумарні) індуктивний та активний опір прямої
послідовності ланцюга КЗ та визначаються як і в попередньому випадку;
x1 та x0– результуючі (сумарні) індуктивний і активний опір нульової
послідовності відносно точки КЗ. Активний і індуктивний опір нульової
послідовності понижуючого трансформатора слід приймати в залежності від
схеми з’єднань обмоток трансформатору. При розрахунку використовується
метод симетричних складових.
І(1) 3 380КЗ 317,5 А .
2 0,302 0,322 2 0,903 0,0572
8.5 Захист цехових електричних мереж
8.5.1 Вибір апаратів захисту
Приводяться особливості місць встановлення та розташування апаратів
захисту.
У якості апаратів захисту, як правило, мають застосовуватися
автоматичні вимикачі або запобіжники. На сучасних підприємствах
найбільше поширені більш досконалі автоматичні вимикачі, які мають
очевидні переваги. При виборі автоматичних вимикачів слід орієнтуватися на
апарати типу ВА, які відповідають ДСТУ 3020-95, виконані стандарті DIN,
мають одно-, дво-, три- і чотириполюсне виконання.
Вибір автоматичних вимикачів в загальному випадку проводять з
врахуванням електричних характеристик електроустановок, умов
експлуатації, експлуатаційних вимог: селективності відключення, вимогам до
дистанційного керування та індикації і тощо. У цілому при такому виборі
слід, в першу чергу, користуватися технічною документацією на конкретні
апарати. При виборі уставок струму автоматичних вимикачів необхідно
враховувати різницю в характеристиках і погрішності у роботі
розчеплювачів.
Існують наступні вимоги до вибору автоматичних вимикачів, яких слід
дотримуватися при виконанні випускної роботи :
– номінальна напруга вимикача не повинна бути нижче напруги
мережі;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 95
– відключаюча здатність повинна бути розрахована на максимальні
струми КЗ, що протікають по елементу, що захищається;
– номінальний струм розчеплювача повинен бути не менше
найбільшого розрахункового струму навантаження, що тривало протікає по
елементу, що захищається
Іном.роз. Іроз (8.37)
– автоматичний вимикач не повинен відключатися в нормальному
режимі роботи елементу, що захищається, тому струм уставок сповільненого
спрацювання розчеплювача, що регулюються, слід обирати за умовою
Іном.роз. (1,11,3) Іроз (8.38)
(для автоматичних вимикачів з нерегульованим тепловим розчеплювачом
достатньо виконання попередньої умови);
– при допустимих короткочасних перевантаженнях елемента, що
захищається, автоматичний вимикач не повинен спрацьовувати; це
досягається вибором уставки миттєвого спрацювання електромагнітного
розчеплювача за умовою
Іном.розч.е (1, 25 1,35) іп (8.39)
де іп – пікове навантаження елементу, що захищається.
Іп – пікове навантаження групи елементів, що захищається.
У роботі проводиться детальний вибір одного автоматичного вимикача,
дані на решту вимикачів зводять у відповідну таблицю, що включає в себе
найменування елементу, що захищається, розрахунковий струм, тип апарата
захисту та його характеристики таблиця 8.4.
У таблиці 8.4 наведено:
ІНА.В, – номінальний (установчій) струм автоматичного вимикача;
Іроз – номінальний струм розчеплювача вимикача (незалежно від його
виду);
ІНТ.Р, – номінальний струм теплового розчеплювача;
ІНЕ.Р, – номінальний струм електромагнітного розчеплювача;
Іп , – струм пікового навантаження: Іп (5 7) Іроз .
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 96
Таблиця 8.4 – Вибір автоматичних вимикачів
І , 1,25.Найменування обладнання р Ір Тип Ін, Ін.т.р, Ін.е.р, А А апарату А А А
1 2 3 4 5 6 7
Електроніж 12,8 16 ВА47-29 63 16 80
Торцешліфувальний верстат-автомат 19 23,8 ВА47-29 63 25 125
Стенд вибраковочний однопрохідний 3,4 4,3 ВА47-29 63 5 25
Автомат нанесення поляризаційного
покриття 41,9 52,3 ВА47-29 63 63 315
Стенд вибраковочний трипрохідний 5,2 6,5 ВА47-29 63 8 40
Автомат нанесення електронних
компонентів 51,3 64,1 ВА47-100 100 80 400
Установка нанесення діелектричного
шару 3,2 3,9 ВА47-29 63 4 20
Установка нанесення люмінофорного
покриття 11 13,8 ВА47-29 63 16 80
Піч нормалізаційна 57,5 71,8 ВА47-100 100 80 400
Піч індукційна 30,4 38 ВА47-29 63 40 200
Установка нанесення покриття
фосфором 25,1 31,4 ВА47-29 63 32 160
Установка нанесення лакового
покриття 36,3 45,4 ВА47-29 63 50 250
Установка нанесення анодного шару 15,4 19 ВА47-29 63 20 100
Транспортер 36,2 45,3 ВА47-29 63 50 250
Автомат пластичного пресування 42,9 53,6 ВА47-29 63 63 315
Установка оптичного склеювання 79,4 99,2 ВА47-100 100 100 500
Завантажувач 12,5 15,6 ВА47-29 63 16 80
Змішувач 7 8,8 ВА47-29 63 10 50
Вакуумний насос 60,1 75,2 ВА47-100 100 80 400
Паяльна установка 13,5 17 ВА47-29 63 20 100
Компресор 97,5 122 ВА88-32 125 125 625
Вентилятор витяжний 5,5 6,9 ВА47-29 63 8 40
Тельфер 29 36,2 ВА47-29 63 40 200
Реноватор (220 В) 3,2 4,04 ВА47-29 63 4 20
Полірувальна машина (220 В) 1,7 3,13 ВА47-29 63 4 20
Щит робочого освітлення ЩО-1 24,3 30,3 ВА47-29 63 32 315
Щит робочого освітлення ЩО-2 7,57 9,4 ВА47-29 63 10 50
Пункт розподільчий силовий РП1 105,6 132 ВА88-33 160 160 800
Пункт розподільчий силовий РП2 243 303,6 ВА88-37 400 315 1575
Пункт розподільчий силовий РП3 52,9 66,1 ВА47-100 100 80 400
Пункт розподільчий силовий РП4 208,8 261 ВА88-37 400 315 1575
Пункт розподільчий силовий РП5 317,6 397 ВА88-37 400 400 2000
Пункт розподільчий силовий РП6 610,4 763 ВА88-40 800 800 4000
Пункт розподільчий силовий РП7 22 27,5 ВА47-29 63 32 315
Пункт розподільчий силовий РП8 82,4 103 ВА88-32 125 125 625
Конденсаторна установка 114 142,4 ВА88-33 160 160 800
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 97
Як варіант, можуть використовуватися апарати серії ВА: автоматичні
вимикачі, що призначені для групового захисту розподільчих пунктів, які
мають дві системи захисту – електротеплову і електромагнітну, та виконані
згідно ГОСТ 14254-2015 зі ступенем захисту не нижче ІР30.
8.5.2 Перевірка мережі на захищеність
Обираємо лінію для перевірки на захищеність, (лінію кран балки, 12/1)
згідно умови:
Ксх Ідоп Кзах Ізах (8.40)
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 розчеплювачів;
Ізах– струм спрацювання апарату захисту, А.
1,7А 14А
Лінія задовольняє захисту.
8.5.3 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами
термічної стійкості до струмів короткого замикання
Цим розрахунком проводиться перевірка обраного провідника на його
термічну стійкість до струмів КЗ. Для цього розрахунку необхідно знати:
1) дійсний час t протікання струму КЗ, який дорівнює
t tзах tвим, (8.41)
де tзах – час дії захисту, tзах = 0,08 с ;
tвим – час вимикання апарату, tвим = 0,12 с;
2) усталене значення струму КЗ, І∞ ;
3) надперехідне значення струму КЗ, І// ;
4) приведений час tпр , протягом якого стале (значення струму КЗ І∞
виділяє таку ж кількістю тепла, що й змінний в часі струм КЗ за дійсний час
t.
t 0,08 0,12 0,2 с
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 98
Приведений час tпр визначається складовими часу періодичної tпр(п) і
аперіодичною tпр(а) складових струму КЗ:
tпр tпр(п) tпр(а), (8.42)
Значення tпр(п) при дійсному часу t < 5c знаходиться по кривих
залежності t / / / / / /пр(п) f , I / I , tпр(п) = 0,02
tпр 0,02 0,0001 0,0201 с
Криві приведеного часу періодичної складової струму КЗ в залежності
від β для різних значений t беруть з довідкової літератури.
Приведений час аперіодичної складової струму КЗ
t / /пр(а) 0.005 . (8.43)
tпр(а) 0,005 0,02 0,0001.
При дійсному часі t < 1c величину tпр(а) не враховують.
Переріз кабелю на термічну стійкість в трифазному КЗ перевіряється за
формулою
І t
S прмін , (8.44) С
де C – коефіцієнт, що відповідає різниці виділеної теплоти в провіднику
після і до КЗ.
8.6 Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної
підстанції
Оскільки серед електроприймачів цеху, як правило, відсутні
електроприймачі, що значно впливають на якість електроенергії, то обрану
цехову мережу перевіряють на допустимі відхилення напруги живлення
споживачів.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 99
Хід розрахунків залежить від схеми електропостачання цеху, але в
цілому виконується в наступному порядку.
Розрахунки по відхиленню напруги виконуються для режимів
мінімальних та максимальних навантажень.
В режимі максимальних навантажень напруга на затискачах найбільш
віддалених електроприймачів не повинна бути нижче 0,95 ⋅ Uном . В режимі
максимальних навантажень обмеження йде зі сторони верхньої допустимої
границі напруги. При цьому напруга на шинах 0,4 кВ ТП не повинна
перевищувати 5 % номінальної напруги, тобто U1 ≤ 5%
За максимальні беремо максимальні розрахункові навантаження, а за
мінімальні – 30 % від максимальних.
Для режиму максимальних навантажень усталене відхилення напруги
згідно [14]
т
U1 Ет UТ Uм Uсп 5, (8.45)
і1
де Ет – величина добавки напруги на регульованих відгалуженнях
трансформатора, %;
UТ – втрати напруги в трансформаторі, %;
т
Uм – сумарні втрати напруги в магістральних лініях до споживача,
і1
2,5%;
n – кількість послідовних магістралей до споживача;
Uсп – втрата напруги в мережі найвіддаленішого споживача, 0,56 %;
−5% – припустиме усталене відхилення напруги згідно [13].
U1 Ет 2,9 2,5 0,56 5%,
U1 Ет 5,95% 5%
U1 0,95% 5%
Втрати напруги ΔUT на цеховому трансформаторі (%)
S
U maxT (Uа cos Uр sin) (8.46) Sном Т
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 100
де Smax – максимальне навантаження одного трансформатора,
Sном Т - номінальна потужність трансформатора,
U РКЗа 100% – активна складова напруги КЗ, Sном Т
Uр U
2 2
КЗ Uа – реактивна складова напруги КЗ.
U 633,8T (1,2 0,8 5,4 0,59) 2,9 %,630
U 7,6а 100% 1,2 %,630
U U2 U2 5,52 1,22р КЗ а 5,4 %.
Для режиму мінімальних навантажень відхилення напруги
U2 Ет 0,32,9 2,5 0,56 5%,
U2 Ет 1,06% 5% (8.47)
U2 3,94% 5%
де Кзаван=0,3 – коефіцієнт завантаження в режимі мінімальних навантажень;
5%, – припустиме усталене підвищення напруги згідно [13].
Підставляючи розрахункові дані в вирази (8.45) і (8.47) і розв’язуючи
нерівності, отримаємо потрібне Ет відгалуження трансформатора.
Приймаємо Ет= 5 %
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної
підстанції
В якості трансформаторних підстанцій у цехової мережі зазвичай
використовуються комплектні трансформаторні підстанції КТП різної
модифікації. Це обумовлено тім, що при використанні комплектного
обладнання підвищується якість систем електропостачання, надійність її
роботи, зручність і безпека обслуговування, забезпечується швидке
розширення та мобільність електрогосподарства.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 101
Електромонтаж зводиться лише до встановлення різних комплектних
електроустановок і приєднанню їх до електричних мереж. Застосування
комплектних установок дає значне спрощення будівельної частини
електроустановок, так як непотрібні складні перегородки для камер
електричних апаратів, трансформаторів та іншого обладнання. Приміщення
утворюються простими у будівельному відношенні. Повністю закриті
комплектні установки можна розташовувати безпосередньо у виробничих
приміщеннях без улаштування будівельних оболонок.
На рисунку 8.6 приведена типова комплектна трансформаторна
підстанція внутрішньоцехового розташування.
Рисунок 8.6 – Типова комплектна трансформаторна підстанція
внутрішньоцехового розташування
Для нашого цеху з урахуванням приведених вище міркувань обираємо
комплектну трансформаторну підстанцію 2КТПЦ Новокаховського
електротехнічного заводу [14].
Обрана двотрансформаторна підстанція 2КТПЦ–630/10/0,4 УЗ
призначена для надійного електропостачання промислових об’єктів, має
потужність трансформаторів 630 кВ·А, з захистом і автоматикою.
Склад підстанції 2КТПЦ–630/10/0,4–04 У3:
1. Пристрій вводу з боку високої напруги (УВН).
2. Силовий трансформатор.
3. Кожух виводів силового трансформатору.
4. Розподільча установка низької напруги (РУНН), що складається з
наступного обладнання:
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 102
- шафа вимикача робочого вводу;
- шафа секційного вимикача;
- шафа ліній, що відходять;
- шафа автоматизованої конденсаторної установки;
- шафа управління.
5. Шинна перемичка.
Зібрана з вказаних окремих блоків комплектна трансформаторна може
бути виконана як однорядною, так і дворядною. З врахуванням особливостей
цеху, обираємо компактне дворядне виконання.
Для прикладу на рисунку 8.7 приведено загальний вид шафи
секційного вимикача, на рисунку 8.8 – загальний вид шафи управління.
Рисунок 8.7 – Загальний вид шафи секційного вимикача:
1 – шафа секційного вимикача; 2 – відсік збірних шин;
3 – клапан розвантаження; 4 – відсік клемного блоку;
5 – відсік секційного вимикача; 6 – відсік релейного блоку;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 103
7 – відсік шинок управління; 8 – відсік шин
Рисунок 8.8 – Загальний вид шафи управління:
1 – шафа управління; 2 – відсік збірних шин; 3 – клапан розгрузки; відсік клемного блоку;
5 – відсік релейного блоку; 6 – відсік шинок управління.
У складі підстанції використовуються масляні трансформатори серії
ТМГ11 (трансформатор масляний герметичний), що виготовляється у
герметичному гофробаку і не потребує обслуговування на протязі всього
терміну експлуатації. Загальний вид трансформатору серії ТМЗ приведено на
рисунку 8.9.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 104
Рисунок 8.9 – Загальний вид трансформатору серії ТМЗ
В таблиці 8.5 приведені остовні технічні характеристики
Таблиця 8.5 – Технічні характеристики 2КТПЦ-630/10/0,4 У3
Найменування параметра Значення
параметра
Потужність силового трансформатора, кВА 630
Номінальна напруга на стороні ВН, кВ 10
Найбільша робоча напруга на стороні ВН, кВ 12
Номінальна напруга на стороні НН, кВ 0,4
Номінальний струм збірних шин ВН, А 100
Номінальний струм збірних шин НН, А 1600
Струм термічної стійкості на протягом 1 с на стороні ВН, кА 20
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 105
Вимоги стійкості до зовнішнього середовища обраної КТПВ наступні:
- температура оточуючого повітря – від мінус 25 до плюс 50 °С;
- висота над рівнем моря – не більше 1000 м;
- середньорічне значення відносної вологості повітря – 75% при
температурі +15 °С;
- оточуюче середовище не вибухонебезпечне, не містить
вибухонебезпечного пилу, агресивних газів в концентраціях, що
можуть пошкодити метали та ізоляцію;
- верхнє значення відносної вологості повітря – 98% при
температурі +25 °С;
- атмосферний тиск – від 86,6 до 106,7 кПа.
Таблиця 8.6 – Класифікація виконання 2КТПЦ-630/10/0,4 У3
Призначена для встановлення
За типом силового трансформатора масляного трансформатора типу
ТМЗ
За способом виконання нейтралі З глухозаземленою нейтраллю
трансформатора на стороні НН
За взаємним розташуванням виробів Дворядне виконання
За виконанням високовольтного ввода Через пристрій ПВН
Наявність ізоляції шин в РУНН З ізольованими шинами
За видом оболонок і ступенем захисту ІР31
згідно ГОСТ 14254
За способом установки автоматичних З викотними вимикачами
вимикачів в РУНН
Шафи високовольтного вводу з вимикачами навантаження ВВЭ-6(10)
призначені для комутації електричних мереж трифазного змінного струму з
ізольованою нейтраллю частотою 50 Гц, з номінальною напругою 6(10) кВ і
застосовуютсья в якості ПВН КТПВ.
ПВН представляють собою металеву оболонку закритого виконання.
Обираю до встановлення ПВН типовиконання ШВВ-3 з встановленим
обладнанням:
- вимикачем вакуумним типу ВВЭ-10-20/630 У2;
- роз’єздувачем типу РВЗ-10/630 У2;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 106
- трансформаторами струму типу ТОЛ-10-1.
Для забезпечення безпечної роботи обслуговуючого персоналу силові
шири, що йдуть від ПВН до силового трансформатора, розташовані в коробі,
що закріплений на боковій стінці ПВН. Для локалізації дуги, що виникає при
КЗ в ПВН, в пристрої передбачене вікно, в якому закріплений клапан
зкидування тиску.
Установки конденсаторні для компенсації реактивної призначені для
підвищення автоматичного регулювання коефіцієнта потужності (cos )
електроустановок промислових підприємств і розподільчих мереж напругою
0,4 кВ частотою 50 Гц. Установки забезпечуються заданий cos в періоди
максимальних та мінімальних навантажень, а також виключають можливість
виникнення режиму генерування реактивної потужності.
Конденсаторні установки дозволяють:
- підтримувати необхідне для споживача значення коефіцієнта
потужності як в автоматичному, так і в ручному режимі в межах
0,8…1 шляхом підключення/відключення ступенів конденсаторних
батарей;
- здійснювати моніторинг значення коефіцієнта потужності;
- знизити загальні витрати на електроенергію, а також підвищити її
якість безпосередньо в мережах підприємства;
- збільшити строк служби елементів розподільчої мережі шляхом
зменшення їх навантаження.
Установки монтуються в напольних шафах одностороннього
обслуговування, що складаються з однієї-двох секції одного габариту та
конструктивного виконання. На лицьовій панелі встановлюється контролер
(регулятор реактивної потужності, ручка вимикача та амперметр).
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 107
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
Пристрій ультразвукової діагностики наявності мікродефектів у
сформованих плазмових панелях
Пристрій складається з ультразвукового датчика, звукового
сигналізатора і блоку живлення, з'єднаного в одному корпусі. Він може
діагностувати наявність мікропор і мікротріщин лінійні розміри яких більше
30 мкм в плазмових панелях максимальної довжини – до 3 метрів і товщини
стінок – до 20 мм Елементи датчика розміщують на торцях панелі під кутом
до нормалі – до 15. Спрацьовування звукового сигналу відбувається за
наявності дефекту вище вказаного розміру або при їх сумарному розмірі
вище вказаного, при цьому подається застережливий звуковий сигнал,
звучний протягом декількох хвилин.
До складу датчика входять акустичний випромінювач і приймач [18].
Випромінювач виробляє сигнал в ультразвуковому діапазоні стабільної
амплітуди і частоти. Частоту вибираємо в межах 25...35 кГц. Звукові хвилі
розповсюджуються у всі сторони від випромінювача і потрапляють в
приймальний датчик різними шляхами. Прямий сигнал йде безпосередньо від
випромінювача до приймача. Окрім цього, на вхід приймального датчика
поступають сигнали, відображені від різних елементів виробу. Амплітуда і
зсув фази відбитого сигналу щодо прямого мають випадкову, але постійну
величину і залежать від розмірів виробу і місця розташування датчика.
В приймальному датчику прямий і відбитий сигнали змішуються,
утворюючи сумарний прийнятий сигнал певної амплітуди. За наявності хоча
б одного мікродефекту, на який потрапляє звукова хвиля, фаза і амплітуда
відбитого сигналу змінюються. Наявність поверхні, що відбиває, розміром
приблизно в 30 мкм приведе до зміни фази відбитого сигналу на 180°, тому у
мікродефектів великих розмірів поверхні, що відбиває, відбудеться пульсація
сумарного прийнятого сигналу з частотою від 1 до 100 Гц залежно від
розмірів і положення дефектів. При появі в прийнятому сигналі такого роду
пульсації спрацьовує сигнальний пристрій і подається звуковий сигнал.
Схема пристрою показана на рисунку 9.1.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 108
C14
R3 R6
HL1
R25
C5 + C6 + C12 R19
R11 C10 R15 + R23
C3 L1 C15
R7 +
R1
R17 DA1.2 VT5DA1.1 VD1 7 10R12 1 12 6
BQ1 2
+UI 13
+UC94 VT6-U
C7 +
VT2 R8 C13 R26 VD2 R27
BM1 R21
R2 C1 +
R4
R13
R20
R9
C11 SB1+
R16 +12 В
R5 R14
VT1 до вив.14 DD1 FU1
BF1
VD3..VD6 Tp1
-12 В
DD1.1 DD1.2 DD1.3 DD1.4
12 & R18 до вив.7 DD11 & 5 R10
2 3
& 4 8 & 116 9 10 13 VT3
C2 C4 + VT4
C8 VS1
R24
C9 + R22
Рисунок 9.11 – Принципова електрична схема пристрою
діагностики наявності мікродефектів в сформованих плазмових панелях
Принцип роботи схеми:
Випромінювач BQ1 включений в ланцюг зворотного зв'язку
транзистора VT2. Частота коливань генератора залежить від резонансної
частоти випромінювача BQ1 і параметрів контуру L1-С3. Потужність
випромінювання регулюють підбором резистора R4, а підстроювання частоти
виробляє підбором конденсатора С3.
Приймач складається з ультразвукового мікрофону ВМ1 [23],
підсилювача сигналу, що приймається, на операційному підсилювачі DA1.1,
детектора на елементах R17, VD1, С13, R21, підсилювача сигналу на
операційному підсилювачі DA1.2, і транзисторного ключа VT5-VT6.
Параметри детектора підібрані так, щоб придушення несучої частоти в
діапазоні 25...35 кГц було максимальним, а ослаблення низькочастотних
пульсації 1...100 Гц - мінімальним. Ланцюг C12-R19-C14-R23 задає
коефіцієнт посилення і смугу пропускання операційного підсилювача DA1.2.
При появі змінної напруги на його виході позитивна напівхвиля через
конденсатор С10 відкриває транзисторний ключ VT5-VT6, а негативна
напівхвиля через діод VD2 перезаряджає конденсатор С15.
Сигнальний пристрій включає тригер Шміта на елементах DD1.1,
DD1.2, вузол управління на елементах DD1.3, DD1.4, підсилювач струму на
транзисторах VT3, VT4, тиристор VS1 і випромінювач звукового сигналу
BF1. При включенні живлення заряджає конденсатор С4. Приблизно через
1...1,5 сек на виводу 2 елементу DD1.1 виникає високий рівень. Тепер, якщо
спрацює детектор мікродефектів, транзистори VT1, VT5 і VT6 відкриються,
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 109
220 B
високий рівень на виводу 1 елемента DD1.1 перемкне тригер. На виході
DD1.1 виникне низький рівень, а на виході тригера (вивід 4 DD1.2) - високий.
Ланцюг C8-R16 задає тривалість короткого звукового сигналу - 0,1 сек, а
ланцюг R9-C10 - затримку подачі тривалого звукового сигналу – 0,5 сек.
Ланцюг R9-C4 визначає тривалість звукового сигналу і затримку роботи
пристрою після включення живлення. Споживаний струм в черговому
режимі не перевищує 70 мА, а в режимі подачі звукового сигналу - 1...2 А.
Як випромінювач BQ1 і приймач ВМ1 використані біморфні
п‘єзоелементи, налаштовані на одну і ту ж резонансну частоту, наприклад 34
кГц. Відстань між п‘єзоелементами повинна бути 3...5 см. Між ними
необхідно прокласти звукоізоляційну прокладку з поролону. Якщо не
знайдеться біморфних п‘єзоелементів, можна застосувати звичайну
високочастотну динамічну головку і мікрофон, понизивши при цьому
частоту випромінювання аж до 10 кГц. Але це погіршить перешкодозахисну
пристрою, оскільки погіршиться частотна вибірковість приймача. В такому
варіанті конструкцію генератора необхідно змінити.
Звукова сирена BF1 - автомобільний сигнал із струмом споживання
1...2 А. Котушка L1 намотана на феритовому кільці марки М2000 розмірами
20126 мм з відведенням від середини. Корпус пристрою повинен бути
зроблений із запасом міцності не менше 2 і надійно закріплений в процесі
експлуатації.
Наладку починають з настройки генератора. Для цього необхідно
відключити приймальний п‘єзоелемент ВМ1 і підключити його до
осцилографа. Розташувавши п‘єзоелементи один проти одного і подавши
живлення на генератор, підбором конденсатора С3 і резистора R4
добиваються максимальної амплітуди сигналу, що приймається. Можна
виміряти частоту генератора - вона повинна відповідати резонансній частоті
випромінювача. Потім потрібно відновити з'єднання, розмістити
п‘єзоелементи в корпусі і подати живлення на весь пристрій. Напруга на
виходах операційних підсилювачів DA1.1 і DA1.2 (виводи 10 і 12) повинна
бути рівний половині напруги живлення.
Потім перевіряють амплітуду посиленої змінної напруги на виході
операційного підсилювача DA1.1, вона повинна бути рівною 0,1 В. Сильна
відмінність амплітуди від цього значення приведе до деякого погіршення
чутливості. Решта частин пристрою в настройці не має потреби і при
правильному монтажі повинна працювати відразу.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 110
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА
Розрахунок вартості встановлення та підключення ввідної підстанції
Вартісні показники підстанції ПС 110 кВ наведені по підстанціям в
цілому і по окремим складовим: відкриті і закриті розподільні пристрої (ВРП,
ЗРП), блоки вимикачів, трансформатори (автотрансформатори), регулюючі
пристрої (конденсаторні батареї, статичні компенсатори тиристорів тощо),
постійна частина затрат. Базові показники вартості ПС повинні відповідати
середнім умовам будівництва, враховують усі витрати виробничого
призначення. У базові показники вартості ПС включені стаціонарні пристрої
для ревізії трансформаторів (500 кВ і вище) і витрати на зовнішні інженерні
мережі (дороги, водопровід тощо) в обсягах, передбачених нормами
технологічного проектування підстанцій.
Для визначення повної вартості ПС до базових показників додається
вартість постійного відведення землі. Вартість відведення землі приймається
з урахуванням розрахункової площі земельної ділянки під ПС:
Cв.з Cн.з S ,
де С 2н.з – вартість 1 м відчужених від сільськогосподарських потреб під
установку ПС земель; С = 38 грн/м2н.з ;
S – площа земельної ділянки, відведеної під ПС; S = 30×25 = 750 м2.
Cв.з 38 750 28500 грн.
Показники вартості комірок ВРП, ЗРП враховують встановлення
устаткування(вимикач, роз‘єднувач, трансформатори струму і напруги,
розрядники, а також панелі управління, захисту і автоматики, встановлені в
пункті загальнопідстанції управління - ЗПУ, що відносяться до ВРП, ЗРП або
комірки, і кабельне господарство в межах комірки і до панелей в ЗПУ тощо),
а також будівельні і монтажні роботи.
Підсумовуючи окремі складові, можна визначити вартість будівництва
ГПП до якої входить вартість основних складових ПС, їх транспортування до
місця встановлення та вартість установки і підключення елементів ПС між
собою і до ПЛЕ з урахуванням формул та таблиць укрупнених показників
вартості на ПС та монтажні роботи, таблиця 10.1.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 111
Таблиця 10.1 – Вартістні показники будівництва ГПП
Вартістні показники
Установки та/або
Елементу
Транспортування, підключення до
ГПП,
Елемент ГПП СтрГПП = 0,15.СС ГПП
ПЛЕ, СустГПП =
ГППі 0,25.СГПП
люд.-
грн. грн. грн.
днів
1 2 3 4 5 6
Трансформатор
1 240
силовий ТДН- 2 2 480 000 744 000 24
000
10000-115/11
Комірки КРУ-10 23 90 500 13 575 15 520 375
Розподільчий пункт
1 425 000 63 750 23 106 250
КРУН 10 кВ
Роз‘єднувач 8 17 500 2 625 8 35 000
Шафа з інвентарем 1 5 700 855 1 1 425
Вимикач 3 5 210 781,5 3 3 907,5
Привод вимикача 3 9 125 1 368,75 6 6 843,75
Конденсаторна
установка УКЛ- 2 56 870 17 061 10 28 435
10,5-1800 У3
Трансформатор
власних потреб ТН- 2 752 600 225 780 12 376 300
110-1
Трансформатор
6 6 160 924 8 9 240
струму
Портал 6 7 650 3 442,5 9 11 475
Кабельний канал 1 4 750 712,5 10 1 187,5
Майданчик для
ремонту 1 765 114,75 5 191,25
трансформаторів
Баки для оливи 2 2 915 874,5 5 1 457,5
Огорожа 110
850 14 025 11 23 375
м
ВСЬОГО СГПП = Σ (n .iСГППі + СтрГПП + СустГПП) = 12 803 462 грн.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 112
Кількість, ni, шт
Постійні витрати по ГПП (витрати на підготовку і впорядкування
території, облаштування доріг, трансформаторне і масляне господарство
тощо) приймаються [17]: Сп.в = 170 000 грн.
Після закінчення всіх монтажних робіт на огорожу наносяться
інформаційні знаки з вказівкою ширини охоронної зони; попереджувальні
плакати. Після запуску і тестування комплексу ГПП, приймальна комісія
оформлює акт передачі ГПП в експлуатацію. При цьому вартість роботи
приймальної комісії [17]: Сп.к = 3 570 грн.
Дані по вартості встановлення та підключення ГПП наведені в таблиці
10.2.
Таблиця 10.2 - Витрати на встановлення та підключення ввідної
підстанції
Стаття витрат Сума, грн.
Витрата на відведення земель під ГПП, Св.з 28 500
Витрати на придбання складових елементів ГПП, СГПП 9 348 110
Витрата на транспортування елементів ГПП, Стр, хр 1 089 889,5
Вартість підряду на установку і підключення до ПЛЕ,
2 365 462,5
СустГПП
Постійні витрати по ГПП, Сп.в 170 000
Вартість роботи приймальної комісії, Сп.к 3 570
Разом 13 005 532
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 113
11 ОХОРОНА ПРАЦІ
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають на робочих
місцях монтажного цеху
В даній бакалаврській роботі розробляється система електропостачання
підприємства з виготовлення матриць телевізорів. Ці пристрої
виготовляються на відповідних ділянках монтажного цеху, на яких
використовуються різноманітні технологічні процеси.
Зокрема в цеху відбувається монтаж деяких елементів приладів, литво
під тиском деталей з пластика, механічна обробка пластикових корпусних
деталей, виготовлення і монтаж невеликих друкованих плат для систем
управління різноманітним обладнанням.
Важливим чинником, який погіршує умови праці в механічних цехах, є
шум, який випромінюється працюючим устаткуванням. Відповідно ДСН
3.3.6.042-99 допустимий рівень шуму в приміщенні цеху, де відбувається
збірка, монтаж, повинен складати 80 дБА.
При роботі обладнання, зокрема, верстатів, на яких відбувається
розкройка пластику, рівень шуму досягає 95-100 дБА. Тому працівники, які
працюють з цим обладнанням, повинні використовувати засоби
індивідуального захисту від шуму: антифони та «беруші». Інше обладнання
не випромінює шум більше ніж 70-75 дБА. Нормативний рівень шуму,
відповідно ДСН 3.3.6.037-99 становить – 80 дБА. Порівнюючі фактичні та
нормативні рівні шуму можна констатувати, що в приміщенні цеху існує
суттєве перевищення рівнів шуму на робочих місцях. Тому для нормалізації
шумового стану необхідно вжити низку шумознижувальних заходів.
Хімічне очищення плати проводиться розчинами фосфатів, натрієвої
соди і іншими. При постійній роботі з розчинами, можливі різні хронічні
захворювання шкіри. Дуже небезпечне попадання на шкіру навіть малої
кількості лугів. Для захисту відкритих ділянок шкіри використовується
спецодяг.
В процесі хімічного міднення, застосовуються шкідливі речовини:
сірчана, соляна, азотна кислоти, хлорна мідь, хлористий паладій,
трихлоетилен. Тому необхідно дотримуватись вимог правил безпеки. Для
витравляння міді з проміжних ділянок використовуються ряд травників:
хлорне залізо, персульфат амонію, хлорна мідь, сплав «Розі», хромовий
ангідрид з сірчаною кислотою. До роботи з цими травниками допускаються
особи, навчені безпечним прийомам роботи і які пройшли інструктаж на
робочих місцях з роботи зі шкідливими і отруйними речовинами.
Роботу з травниками слід проводити в спецодягу (халат, фартух,
поліетиленові, бавовняні і гумові рукавички (Тип КР) і захисних окулярах
Тип ЗП.
Одним з найшкідливіших технологічних процесів є процес монтажу
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 114
друкованої плати. Він полягає в установці радіоелементів на друковану плату
і паяння паяльником або паяльною станцією. Для своєчасного видалення
диму і парів припою, шкідливих і токсичних речовин - робочі місця
обладнані витяжною вентиляцією для своєчасного їх видалення. Вентиляція
побудована за принципом системи витяжної вентиляції на кожному
робочому місці з об'єднанням, потім, в загальний вентиляційний потік.
Процес паяння супроводжується забрудненням повітряного середовища,
робочих поверхонь, одягу і шкіри рук, що працюють з свинцем. Це може
привести до свинцевих отруєнь організму і викликати зміни складу крові,
нервової системи і судин. З метою попередження отруєння свинцем, ділянки
паяння обладнуються відповідно вимог НПАОП 28.52-1.32-14 «Правила
охорони праці під час паяльних робіт».
В приміщеннях, де проводиться паяння пропоєм, який містить
свинець, для запобігання попадання свинцю в організм не дозволяється
берегти особисті речі, приймати їжу, палити, а також стирати робочий одяг
удома. Робоче місце монтажника обладнується місцевою витяжною
вентиляцією (ДБН В.2.5.67-2013), яка забезпечує концентрацію свинцю в
робочій зоні не більше ГДК – 0,01 мг/м3. Для запобігання опіків і
забруднення свинцем шкіри рук працюючих, їм видані серветки для
видалення зайвого припою з жала паяльника, а також пінцети для підтримки
дроту, який припаюється, і для подачі припою до місця паяння, якщо
відсутня автоматична подача.
При монтажних роботах, пов'язаних з небезпекою засмічення опіку або
очей, передбачена видача працюючим окулярів тип ЗП. Для захисту від
окислення місць паяння застосовують флюси, каніфольно-спиртовий, при
паянні пропоями ПОС-40, хлористий цинк при паянні і при лудінні пропоями
ПОС-18.
Каніфоль дратує шкіру, може викликати сип, а хлористий цинк може
викликати сильне роздратування, пропалити шкіру і слизові оболонки.
Після паяльних робіт, виконаних вручну паяльником і для
попередження професійних захворювань необхідно після закінчення роботи
полоскати руки однопроцентним розчином оцтової кислоти, мити їх гарячою
водою з милом, прополіскувати рот, чистити зуби і приймати теплий душ.
Для знежирювання деталей застосовуються органічні або поверхнево-активні
речовини-добавки.
Для виключення впливу на оточуюче середовище застосовується ПАВ:
МЦ-10, ДТ-7 і ін. Крім того, при використанні легкозаймистих рідин (ЛЗР),
вентиляція повинна бути виконана у вибухонебезпечному виконанні, що
здорожує проект в цілому. Використання місцевої витяжної вентиляції
засновано на уловлюванні шкідливих речовин і видаленні їх безпосередньо у
джерела їх утворення. Нормативними документами встановлено вимоги до
змісту речовин в робочій зоні і вплив їх на організм людини. Примусова
вентиляція забезпечує:
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 115
- досить ефективне відсмоктування пари і токсичних речовин;
- потік повітря не повинен порушувати комфортність роботи;
- оптимальна швидкість повітря дорівнює 1,0 м/с.
Особливе значення також має правильне улаштування робочих місць
радіомонтажників, параметри яких повинні відповідати ДСТУ 8604:2015
«Дизайн і ергономіка. Робоче місце для виконання робіт у положенні сидячи.
Загальні ергономічні вимоги». В радіомонтажному цеху основні параметри
робочих місць наступні:
- висота робочого місця 730 мм;
- висота сидіння стільця регулюється залежно від зросту працівників
цеху;
- кут нахилу спинки стільця регулюється у межах 0-15 град.
В результаті проведення ергономічного дослідження цеху можна
затверджувати, що параметрів робочих місць монтажників значних відхилень
від допустимих не мають.
Відповідно ДСН 3.3.6.042-99 «Повітря робочої зони. Загальні
санітарно-гігієнічні вимоги» робота монтажників відноситься до 1-й
категорії важкості праці, сидячи, стоячи і пов'язаних з ходьбою, але не
вимагає систематичної фізичної напруги або підняття тяжкості
(енерговитрати 150кал/год). Параметри мікроклімату приміщення цеху,
відповідно ДСН 3.3.6.042-99 мають наступні значення:
- температура повітря в приміщенні цеху в теплий період року в
середньому становить +23-26С, а в холодний період року +20-21 С;
- значення вологості повітря 50-55%;
- значення швидкості повітря 0,2-0,4 м/с.
Фактичні значення метеорологічних параметрів цеху знаходяться у
межах допустимих. Тому можна зробити висновок, що при роботі в
монтажному цеху параметри мікроклімату відповідають ДСН 3.3.6.042-99.
Для захисту робітників від ураження електричним струмом, в цеху
використовується система захисного заземлення. Опір ізоляції
струмопровідних частин електрообладнання - не менше 0,5 МОм. Опір
системи заземлення не перевищує 0,1 Ом, що відповідає ДСТУ Б В.2.5-
82:2016.
Живлення електроустаткування здійснюється від мережі напругою 380
В при частоті 50 Гц. Заземлюючі затиски відповідають вимогам ДСТУ Б
В.2.5-82:2016. Болти і гвинти, які виконують роль кріпильних деталей, не
використовується для заземлення.
Болти заземлення встановлюються в безпечному, зручному для
підключення провідника місці і в цьому місці встановлюється знак
заземлення. Оскільки можливе ослаблення контактів між заземлюючим
провідником і болтом, то для заземлення забезпечуються наступні заходи:
- навкруги болта встановлюється контактний майданчик для
з'єднання заземлюючим провідника;
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 116
- майданчик захищений від корозії і не має поверхневого фарбування;
- для вибору болта і контактного майданчика враховується величина
струму замикання;
- болт для провідника, який заземляє, виконаний з металу, стійкого до
корозії або покритий металом, який оберігає його від корозії і не має
поверхневого фарбування.
Робочі місця в монтажному цеху розташовані так, що немає
можливості при роботі одночасного дотику до системи опалення і
струмопровідних частин обладнання. Приміщення цеху відноситься до
приміщень з підвищеною небезпекою ураження працівників електричним
струмом (ПУЕ-17). В цеху використовуються додаткові розетки, які
розташовані на монтажних столах. Дроти підведені до розеток в трубах, що
унеможливлює безпосередній дотик до струмопровідних частин
електромережі.
В цеху використовується природне освітлення разом з штучним.
Природне освітлення потрапляє на робочі місця через 8 віконних прорізів
розміром 1.5x1.625м. Як джерело світла при штучному освітленні
використовуються люмінесцентні світильники, які розташовані на підвісах
безпосередньо над робочими місцями.
Оскільки робота монтажників є роботою високої точності (світлий фон,
не високий контраст об'єкту, розмір від 0,3-0,5 мм), то відповідно санітарних
норм, норма освітленості для такого цеху 200 Лк. Фактичне значення
освітленості становить 300-315 Лк, коефіцієнт природного освітлення
становить 40-45%. Рівень штучного та природного освітлення відповідає
ДБН В.2.5-28-2018.
Для групових освітлювальних мереж застосовують щитки з
автоматичними вимикачами. Даний цех підключений до системи
автоматичного відключення освітлення автоматичними вимикачами серії А-
3163. Це виконано для того, щоб всі освітлювальні мережі були захищені від
струмів короткого замикання. Дані вимикачі мають відповідну кратність
щодо довгостроково допустимих перевантажень.
Приміщення радіомонтажного цеху відноситься до зони класу П-II-а.
За вибухопожежонебезпекою ділянка відноситься категорії «Д» відповідно
ДСТУ Б В.1.1-36:2016. Для забезпечення пожежної безпеки цеху допомогою
передбачені наступні заходи:
- для забору води на протипожежні потреби з водопровідної мережі
встановлені пожежні гідранти (відстань між ними 100 м);
- для запобігання впливу на людей небезпечних чинників пожежі
передбачена можливість евакуації працівників з будівлі (ДБН В.1.1.7-2016);
- для ліквідації вогнища пожежі силами працівників, цех оснащений
пожежними кранами, з пожежними рукавами завдовжки 20 м, а також є в
наявності ручні вогнегасники типа ВВК-5 (Правил експлуатації та типових
норм належності вогнегасників);
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 117
- для повідомлення про пожежу в цеху встановлена пожежна
сигналізація «Дунай – 8L» з димовими датчиками типа ДІП212 (ДБН
В.2.5.56-2014).
Протипожежна безпека в монтажному цеху виконана відповідно
вимогам НАПБ А.01.001-2014.
З метою підвищення ефективності і продуктивності праці необхідно
вжити заходів для забезпечення безпечної роботи при збірці і монтажі
комплексу. Розроблений і проведений комплекс заходів щодо забезпечення
електро- і пожежної безпеки на робочих місцях і в цеху в цілому. Для
забезпечення безпечних умов праці в цеху для монтажу і збірки друкованої
плати необхідно провести комплекс заходів, щодо зниження негативного
впливу шуму на працюючих.
11.2 Впровадження засобів захисту від шуму в приміщенні цеху
11.2.1 Негативний вплив шуму на організм працівника
Шкідливий та небезпечний вплив шуму на організм людини
встановлено з повною визначеністю. Ступінь такого впливу, в основному,
залежить від рівня та характеру шуму, форми та тривалості впливу, а також
індивідуальних особливостей людини. Численні дослідження підтвердили
той факт, що шум належить до загально-фізіологічних подразників, які за
певних обставин можуть впливати на більшість органів та систем організму
людини. Так за даними медиків дія шуму може спричинити нервові, серцево-
судинні захворювання, виразкову хворобу, порушення обмінних процесів та
функціонування органів слуху тощо. Із загальної кількості захворювань, що
перераховані вище останнім часом значно зросла частка тих, які спричинені
саме шумовим впливом. У зв'язку з цим, слід звернути увагу на той факт, що
протягом багатовікової еволюції людина так і не набула здатності
адаптуватись до дії шуму, як і не було створено природного захисту для
високочутливого та досконалого органу слуху людини від дії інтенсивного
шуму.
Медики відзначають особливо несприятливу дію навіть незначних за
рівнем шумів у години відпочинку і насамперед сну, коли найбільш повно
повинні відновлюватись сили людини. Не зайве нагадати, що у зв'язку з
вищезазначеним у нашій країні, як і у багатьох інших, діє заборона щодо
порушення тиші у житлових масивах з 23.00 до 7.00.
Найбільш повно вивчено вплив шуму на слуховий апарат людини. У
працівників «шумних» професій може виникнути професійне захворювання
— туговухість, основним симптомом якого є поступова втрата слуху, перш за
все в області високих частот з наступним поширенням на більш низькі
частоти.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 118
Крім безпосереднього впливу на орган слуху шум впливає на різні
відділи головного мозку, змінюючи при цьому нормальні процеси вищої
нервової діяльності. Цей, так званий, неспецифічний вплив шуму може
виникнути навіть раніше ніж зміни в самому органі слуху. Характерними є
скарги на підвищену втомлюваність, загальну слабкість, роздратованість,
апатію, послаблення пам'яті, погану розумову діяльність і т. п.
Наближено дію шуму різних - рівнів можна охарактеризувати
наступним чином. Шум до 50 дБА, зазвичай, не викликає шкідливого впливу
на людину в процесі її трудової діяльності. Шум з рівнем 50 - 60 дБА може
викликати психологічний вплив, що проявляється у погіршенні розумової
діяльності, послабленні уваги, швидкості реакції, утрудненні роботи з масами
інформації тощо. При рівні шуму 65 - 90 дБА можливий його фізіологічний
вплив: пульс прискорюється, тиск крові підвищуються, судини звужуються,
що погіршує постачання органів кров'ю. Дія шуму з рівнем 90 дБА і вище
може призвести до функціональних порушень в органах та системах
організму людини: знижується слухова чутливість, погіршується діяльність
шлунку та кишківника, з'являється відчуття нудоти, головний біль, шум у
вухах. При рівні шуму 120 дБА та вище здійснюється механічний вплив на
орган слуху, що проявляється у порушенні зв'язків між окремими частинами
внутрішнього вуха, можливий навіть розрив барабанної перетинки. Такі
високі рівні шуму впливають не лише на органи слуху, а й на весь організм.
Звукові хвилі, проникаючи через шкіру, викликають механічні коливання
тканин організму, внаслідок чого відбувається руйнування нервових клітин,
розриви дрібних судин тощо.
Отже, шкідливі та небезпечні наслідки дії шуму проявляються тим
більше, чим вищий рівень сили звуку та триваліша його дія.
На основі даних про особливості впливу шуму на організм людини
проводять гігієнічне нормування його параметрів.
11.2.2 Заходи та засоби захисту від шуму
Заходи та засоби захисту від шуму поділяються на колективні та
індивідуальні, причому останні застосовуються лише тоді, коли заходами та
засобами колективного захисту не вдається знизити рівні шуму на робочих
місцях до допустимих значень. Призначення засобів індивідуального захисту
(3І3) від шуму — перекрити найбільш чутливі канали проникнення звуку в
організм — вуха. Тим самим різко послаблюються рівні звуків, що діють на
барабанну перетинку, а відтак — і коливання чутливих елементів
внутрішнього вуха. Такі засоби дозволяють одночасно попередити розлад і
всієї нервової системи від дії інтенсивного подразника, яким є шум.
До 3І3 від шуму належать навушники, протишумові вкладки,
шумозаглу-шувальні шоломи. Вибір 3І3 обумовлюється видом та
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 119
характеристикою шуму на робочому місці, зручністю використання засобу
при виконанні даної робочої операції та конкретними кліматичними
умовами.
Засоби колективного захисту від шуму подібно до віброзахисту
поділяються за такими напрямками:
- зменшення шуму в самому джерелі;
- зменшення шуму на шляху його поширення;
- організаційно-технічні заходи;
- лікувально-профілактичні заходи.
Засоби та заходи колективного захисту, що зменшують шум на шляху
його поширення підрозділяються на архітектурно-планувальні та акустичні
(рисунок 11.1).
Архітектурно-планувальні заходи щодо захисту від шуму
передбачаються при проектуванні, реконструкції та експлуатації
підприємства (цехів, дільниць). Вони дозволяють зменшити вплив
виробничих шумів на працівників не шумних виробництв та мешканців
житлових масивів, що розташовані поруч з підприємством.
Для зменшення шкідливого впливу виробничого шуму на працівників
шумних виробництв, послаблення передавання його в сусідні приміщення за-
стосовують звуко- і віброізоляцію, звуко- і вібропоглинання та глушники
шуму.
Рисунок 11.1 - Класифікація засобів та заходів колективного захисту від
шуму
Звукоізоляція є ефективним засобом зменшення рівня шуму на шляху
його поширення, що реалізується шляхом встановлення звукоізоляційних
перешкод (перегородок, кабін, кожухів, екранів). Принцип звукоізоляції
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 120
базується на тому, що більша частина звукової енергії, яка потрапляє на
перешкоду, відбивається і лише незначна її частина проникає через неї.
Для звукоізоляції окремих шумних дільниць у приміщенні чи
устаткуванні застосовують легкі багатошарові звукоізоляційні перегородки з
повітряними прошарками. Для звукоізоляції найбільш шумних вузлів та
агрегатів (ланцюгові передачі, двигуни, компресори, вентилятори)
використовуються звукоізоляційні кожухи, які є засобами, що
встановлюються в безпосередній близькості від джерела шуму. В тих
випадках, коли неможливо ізолювати шумне устаткування чи його вузли,
захист працівника від дії шуму здійснюють шляхом встановлення
звукоізольованої кабіни з пультом керування та оглядовими вікнами.
11.2.3 Установка акустичних екранів
Одним із засобів зниження шуму у виробничих приміщеннях з шумним
технологічним устаткуванням електростанції є застосування акустичних
екранів (далі екранів). Екрани закривають найбільш шумні агрегати (або
ділянки агрегатів) на сусідніх робочих місцях або робоче місце від решти
частини шумного приміщення.
Екран встановлюють між джерелом шуму і розрахунковою точкою, в
якій передбачається понизити рівень шуму цього джерела, для цього,
використовують різні за формою полікарбонатні плити. Полікарбонатні
плити – прозорі, молочні, димчаті. Полікарбонатні плити характеризуються
дуже високою ударостійкістю, атмосферною стійкістю, довговічністю та
протипожежною стійкістю. Плити дуже легкі та тверді. Матеріал практично
не б’ється, він у 250 разів міцніший і у 10 разів легший за скло. Сфери
застосування:
- шумозахисні перегородки та щити,
- захисні екрани банківських стійок, банкоматів тощо;
- ударостійкі склоподібні поверхні та засклення промислових,
комерційних та громадських об’єктів, пасажів та переходів;
- дашки, транспортні зупинки.
Екрани доцільно застосовувати, коли в розрахунковій крапці рівень
прямого звуку (від даного джерела) істотно вищий, ніж рівні звукового
тиску, що створюється в тій же крапці сусідніми джерелами шуму.
Екрани можуть бути плоскими або П-подібних форм, такими, що
оточують джерело шуму або робоче місце з трьох сторін. Екрани
встановлюються постійно в задане місце або можуть бути пересувними.
Акустичну ефективність екрану можна визначити експериментально
або розрахунком; вона вище в області середніх і високих частот і зростає із
збільшенням розмірів екрану по відношенню до розмірів джерела звуку.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 121
За допомогою екрану можна понизити рівні шуму в розрахунковій
крапці в середньому від 10 дБ в області низьких частот до 25 дБ в області
високих частот.
11.2.4 Застосування звукопоглинального облицювання
Це облицювання внутрішніх поверхонь огорож приміщення,
звукопоглинальними матеріалами або спеціальною звукопоглинальною
конструкцією у вигляді панелей на підставі куліс і т. п., а також
розміщуються в приміщеннях штучних звукопоглинань.
Звукопоглинальні облицювання, або панелі, як правило, розміщують на
стелі і верхніх частинах стін приміщення; рекомендується облицьовувати не
менше 60% загальної площі. Такий захід знижує рівні шуму в зоні відбитого
звуку на 4-8 дБ на низьких і на 10-12 дБ в області середніх і високих частот, а
на робочих місцях в зоні прямого звуку до 4-5 дБ. В якості
звукопоглинальних облицювань використовують: лист алюмінієвий, плити з
мінеральної вати, плити піно полістирольні.
Алюмінієвий лист, вживаний для виготовлення акустичних панелей,
рекомендується використовувати з порошковим забарвленням, нанесеним в
заводських умовах. Широка колірна гамма покриття дозволяє досягти вищої
архітектурної виразності конструкції, поліпшивши її естетичні
характеристики.
До незаперечних переваг самого металу віднесемо наступні: невелика
відносна маса стійкість температурним коливанням стійкість до хімічної
корозії.
Мінеральна вата складається з волокон каменя базальтових порід, із
заповненими повітрям проміжками, які зв'язані одне з одним. Завдяки такій
структурі, мінеральна вата володіє відмінними акустичними властивостями, а
саме, значно покращує звукоізоляційні властивості конструкції, скорочує час
реверберації, і, тим самим, ефективно знижує рівень шуму.
Вживана для виробництва системи шумозахисту мінеральна вата
володіє наступними характеристиками:
- модуль кислотності не менше 2,0;
- показник водостійкості (pH) менше 3,5;
- середній діаметр волокна 4-6 мкм;
- температура плавлення не менше 1000 0С.
Поєднання волокон каменя базальтових порід з в’яжучими волокнами,
наявність модифікуючих і гідрофобних добавок, істотно підвищує
експлуатаційну довговічність. Матеріал відноситься до групи негорючих
матеріалів, що вельми важливе для застосування.
Пінополістирол практично водонепроникний. Кількість вбирної води
по відношенню до вагового об'єму матеріалу за рік коливається в межах 1,5-
3,5%. З іншого боку, повітропроникність пінополістиролу в значній мірі
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 122
перевищує його водопроникність, тобто конструкція «дихає». Крім того,
матеріал не розчиняється і не набухає у воді, практично не вбирає вологу,
довговічний і стійкий до гниття. Він не засвоюється тваринними і
мікроорганізмами, тому не використовується ними як корм і не створює
живильного середовища для грибків і бактерій. Температура навколишнього
середовища не робить негативного впливу на фізичні і хімічні властивості
пінополістиролу. При температурі до 90 0С пінополістирол не міняє своїх
властивостей навіть протягом тривалого проміжку часу. Володіє великою
звукоізоляцією.
11.2.5 Індивідуальні засоби захисту від шуму
Несприятливу дію шуму на організм можна понизити шляхом
застосування індивідуальних засобів захисту органів слуху.
Найбільш простим засобом захисту від шуму є виріб під назвою
«Беруші». На сучасному ринку пропозицій ЗІЗ найбільш поширені такі:
1. Беруші "Комфорт плюс". Це багаторазові беруші зі вспіненого
пінополіуретану спеціальної формули, помаранчевого кольору.
Випускаються в двох модифікаціях – з кордом і без корду. Матеріал -
пінополіуретан. Протишумові характеристики: акустична ефективність – 29
дБ. Гігієнічність застосовується за рахунок особливих властивостей
матеріалу і технології виготовлення час, необхідний для гігієнічної обробки
беруші "Комфот плюс", мінімальний. Так, зокрема, беруші мають
найменший, серед аналогів, час висихання, відновлення форми і своїх
захисних властивостей після обробки водою. Спеціальна шестигранна форма
забезпечує комфортне розміщення берушів в слухових каналах різної форми.
2. Беруші "МАХ" "Bacou-Dalloz" відповідають нормативним вимогам
до засобів індивідуального захисту від шуму – ДСТУ EN 352-2:2018. Це
багаторазові беруші всередині з вспіненого пінополіуретану спеціальної
форми помаранчевого кольору.
Випускаються в двох модифікаціях: "MAX-1" – без корду, "MAX-30" –
з кордом. Комфортні у використанні і гігієнічні беруші з сучасного
матеріалу, що ефективно знижує рівень шуму. Дзвоникоподібна форма
забезпечує максимальне загасання звукової хвилі. Виготовляються вони з
пінополіуретану, за рахунок чого зменшують рівень шуму на 37дБ.
3. Беруші "Laser Lite" "Bacou-Dalloz", це багаторазові комфортні
беруші всередині з вспіненого пінополіуретану спеціальної форми яскравого
забарвлення. Випускаються в двох модифікаціях: "LL-1" – без корду, "LL-30"
– з кордом. Матеріал – пінополіуретан. Акустична ефективність – 34 дБ.
Спеціальна Т-подібна форма для зручності при тривалому використання
берушів. Після використання швидко відновлюють свою форму, повністю
закриваючи весь отвір вушного каналу. Низька теплопровідність матеріалу
дозволяє використовувати беруші на відкритому повітрі в зимову пору року.
Мають яскраве жовто-рожеве забарвлення. До їх особливостей відносяться
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 123
наступні характеристики: еластичні зручні беруші з яскравим, помітним
забарвленням.
Ефективним засобом захисту є протишумові навушники. Навушники
протишумові телефонізовані, які використовуються для захисту від
виробничого шуму і одночасно організовують телефонний зв'язок.
Рисунок 11.2 – Послаблення рівня звукового тиску в залежності
від положення вкладиша (беруша)
Звукоізолююча здатність протишумових навушників складає від 15 дБ
на низьких частотах до 40 дБ на високих.
Може бути рекомендована протишумова каска, яка є комбінацією
захисної каски і протишумових навушників.
Засоби індивідуального захисту від шуму слід вибирати залежно від
частотного спектру шуму на даному робочому місці і показників по
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 124
зниженню рівню шуму. З усього різноманіття цих засобів можна виділити
наступні:
1. Навушники серії OPTIME Навушники серії OPTIME I. забезпечують
хороший захист від високочастотних шумів. Вони оптимально підходять для
використання в умовах з помірним рівнем промислового шуму таких, як,
наприклад, в майстернях, цехах обробки листового металу, друкарнях, а
також можуть з успіхом використовуватися і на відкритому повітрі,
наприклад, при стрижці газонів або заняттях на дозвіллі улюбленою справою
в своїй майстерні.
H 510A – Забезпечують зниження рівня шуму: 27 дБ
H 510P3E - Забезпечують зниження рівня шуму: 26 дБ
H 510F- Забезпечують зниження рівня шуму: 28 дБ
H 510 В - Забезпечують зниження рівня шуму: 27 дБ.
2. Навушники серії OPTIME II забезпечують високий захист в смузі
нижчих частот. Серія навушників призначена для застосування в умовах з
підвищеними вимогами до захисту від шуму і в максимальному ступені
ослабляють навіть самі низькочастотні шуми. Навушники ідеально підходять
для застосування в умовах інтенсивного промислового шуму, на будівельних
майданчиках, в аеропортах або на сільськогосподарських роботах.
H 520A - Забезпечують зниження рівня шуму: 31 дБ
H 510P3E - Забезпечують зниження рівня шуму: 30 дБ
H 520 F - Забезпечують зниження рівня шуму: 31 дБ
H 520 В - Забезпечують зниження рівня шуму: 31 дБ.
3. Навушники серії OPTIME III забезпечують особливо високий захист
як в низько-, так і високочастотних смугах шумового спектру. Навушники
забезпечують ефективний захист і призначені для застосування в умовах
з виключно високим рівнем шуму. У основі такого захисту лежить новий
технологічний підхід, пов’язаний із застосуванням подвійного корпусу
чашки, що зводить до мінімуму резонанс в області утримувача голови.
H 540 А - Забезпечують зниження рівня шуму: 35 дБ
Н 540 РЗЕ - Забезпечують зниження рівня шуму: 34 дБ
Н 540 В - Забезпечують зниження рівня шуму: 35 дБ.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 125
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. 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., Самойлик О.В., Курбака
Г.В.] ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси :
ЧДТУ, 2017. – 108 с.
2. Правила улаштування електроустановок. ПУЕ 5-тє вид., перероб. та
доповнене. – Х.: , 2016. – 736 с.
3. ДСТУ EN 50160:2014 (ЕN 50160:2010, IDТ) Національний стандарт
України. Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах
загальної призначеності.
4. В.Є. Шестеренко, Системи електроспоживання та електропостачання
промислових підприємств – Вінниця 2004.
5. Кудрин Б.И Электроснабжение промышленных предприятий. – 2-е
изд. Интермет Инжиниринг, 2006. – 672 с.
6. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий.
Нормы технологического проектирования НТП ЭПП–94. –1-я ред. ВНИПИ
Тяжпромэлектропроект им. Ф.Б. Якубовского. – М. 1994.
7. Указания по расчету электрических нагрузок. РТМ 36.18.32.4–92
ВНИПИ Тяжпромэлектропроект им. Ф.Б. Якубовского. – М. 1992
8. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и
дипломного проектирования по электроснабжению промышленных
предприятий: Учеб. пособ. для вузов, - М. Энергоатомиздат, 1987, - 368 с.
9. 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.
10. Схемы принципиальные электрические распределительных
устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения. Первая редакция № 278.
– М.: 2007. 9. ДСТУ-Н Б В.2.5-80:202015 Настанова з проектування систем
електропостачання промислових підприємств .
11. Указания по проектированию установок компенсации реактивной
мощности в сетях общего назначения промышленных предприятий. РТМ
36.18.32.6 – 92. ВНИПИ Тяжпромэлектропроект им. Ф.Б. Якубовского. – М.:
1992.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 126
12. Перехідні процеси в системах електропостачання: Підручник для
вузів. / Г.Г. Півняк, В.М. Винославський, А.Я. Рибалко, Л.І. Несен. –
Дніпропетровськ, 2002. – 597 с.
13. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред.
Ю.Г.Барыбина и др. – Энергоатомиздат, 1990. – 576 с. 13. ГОСТ 28249-93.
Межгосударственный стандарт. Короткие замыкания в электроустановках.
Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1
кВ. Издательство стандартов, 1994.
14. ГОСТ 13109-97 Межгосударственный стандарт. Нормы качества
электрической энергии в системаъ электроснабжения общего назначения.
Издательство стандартов, 1998.
15. ГОСТ 27514-87 Межгосударственный стандарт. Короткие
замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках
переменного тока напряжением свыше 1 кВ. Издательство стандартов, 1988.
– 38 с.
16. Техніко-економічні розрахунки систем електропостачання
промислових підприємств: навч.посіб, / [Соловей О.І., Ситник О.О.,Розен
В.П., та ін..]; за заг. Ред.. О. І. Солов’я; М-во освіти і науки, молоді та спорту
України, ЧДТУ, 2012. -247с.
17. Методичні вказівки до виконання розділу «Охорона праці» в
дипломних проектах (випускних роботах) бакалаврів /Укл.: В.І.Биков,
О.С.Кожем’якін, В.Л.Цікановський, С.В.Ротте – Черкаси: ЧДТУ, 2014. – 33 с.
18. Виглеб Г. Датчики, М.: Мир, 1989. – 196 с.
Арк.
ЧДТУ А1 20067 54/01 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата 127