Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/5715| Назва: | Електропостачання підприємства з виробництва мотозапчастин |
| Автори: | Кисельова, Ганна Олексіївна Шамайда, Олексій Васильович |
| Ключові слова: | електропостачання;розрахунок електричних навантажень;компенсація реактивної потужності;релейний захист та автоматика |
| Дата публікації: | чер-2025 |
| Короткий огляд (реферат): | У випускній кваліфікаційній роботі бакалавра детально розглянуті питання проектування електропостачання підприємства з виробництва мотозапчастин. Було проведено: розрахунок електричних навантажень, вибір схеми живлення підприємства та розрахунок живлячої мережі, вибір трансформаторів і засобів компенсації реактивної потужності, вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання, розрахунок струмів к.з., вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП та високовольтної апаратури, перевірки кабельних ліній, розрахунок системи електропостачання цеху. В індивідуальному завданні розглянуті аспекти вдосконалення роботи штампувально-пресувальних верстатів. В економічному розділі пояснювальної записки визначено техніко-економічний ефект від вдосконалення роботи штампувально-пресувальних верстатів. В розділі з охорони праці розглянуто можливість модернізації системи водяного опалення в проектно-технічній лабораторії. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/5715 |
| Розташовується у зібраннях: | 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (Електротехнічні системи електроспоживання) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| ВКРБ_Шамайда.pdf Restricted Access | 7.54 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(назва факультету)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва кафедри)
«До захисту допущено»
Завідувач кафедри ЕТС
Олександр СИТНИК
______________________
“_____” __________2025 р.
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи
б а к а л а в р
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ЧДТУ А1 21021 63/03-03
на тему:
«Електропостачання підприємства з виробництва
мотозапчастин»
(назва теми згідно з наказом)
Виконав: здобувач вищої освіти 4 курсу,
групи ЕСЕ – 12
Спеціальності:
141 «Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка»
(шифр і назва спеціальності)
Шамайда Олексій Васильович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
Керівник _____________ Ганна КИСЕЛЬОВА
(Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Рецензент ____________ _____________________
(Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших авторів
без відповідних посилань
Здобувач вищої освіти ______________
(підпис)
Черкаси 2025 року
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва)
Спеціальність: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»
ЗАТВЕРДЖУЮ
Завідувач кафедри ЕТС
Олександр СИТНИК
______________________
“_____” __________2025 р.
З А В Д А Н Н Я
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ
Шамайді Олексію Васильовичу
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
1. Тема кваліфікаційної роботи
«Електропостачання підприємства з виробництва мотозапчастин»
Керівник кваліфікаційної роботи Кисельова Ганна Олексіївна, ст.викладач
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету від
« 05 » березня 2025 року № 63/03-03
2. Строк подання кваліфікаційної роботи здобувачем вищої освіти ____________________
3. Вихідні дані до кваліфікаційної роботи: 1. Тип системи електропостачання –
централізована; 2. Клас напруги ГПП – 110/10 кВ; 3. Встановлена потужність підприємства –
13053,9 кВт; 4. Потужність КЗ на шинах енергосистеми – 3200 МВА; 5. Розміри цеху –
54×48×6 м; 6. Кількість електроприймачів цеху – 86 шт; 7. Встановлена потужність силових
електроприймачів цеху – 2492,2 кВт; 8. Індивідуальне завдання – Вдосконалення роботи
штампувально-пресувальних верстатів; 9. Техніко-економічні розрахунки – Техніко-
економічний ефект від вдосконалення роботи штампувально-пресувальних верстатів; 10.
Охорона праці – Модернізація системи водяного опалення в проектно-технічній лабораторії.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить
розробити)
1 Умови проектування
2 Розрахунок електричних навантажень
3 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства. Розрахунок живлячої мережі
4 Вибір трансформаторів і засобів компенсації реактивної потужності
5 Вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання напругою 10 кВ
6 Розрахунок струмів короткого замикання в мережах вище 1000 В
7 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП. Вибір високовольтної апаратури.
Перевірка кабельних ліній
8 Розрахунок системи електропостачання цеху
9 Індивідуальне завдання – Вдосконалення роботи штампувально-пресувальних верстатів
10 Техніко-економічні розрахунки – Техніко-економічний ефект від вдосконалення
роботи штампувально-пресувальних верстатів
11 Охорона праці.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень,
плакатів)
1 Генеральний план підприємства
2 Однолінійна схема ГПП 110/10 кВ
3 План ГПП 110/10 кВ
4 Однолінійна схема електропостачання цеху
5 План живлячих та розподільчих мереж цеху
6 Однолінійна схема КТП
7 Вид та план КТП 10/0,4 кВ
6. Консультанти розділів кваліфікаційної роботи
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата
Розділ
консультанта завдання видав завдання прийняв
Охорона праці ст. викл. Олексій КОЖЕМ´ЯКІН
7. Дата видачі завдання до кваліфікаційної роботи 06 березня 2025 року
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Строк виконання
№ Назва етапів виконання кваліфікаційної роботи
етапів кваліфікаційної Примітка
з/п
роботи
1 Умови проектування 06.03.25 – 07.03.25
2 Розрахунок електричних навантажень 08.03.25 –12.03.25
Вибір і обґрунтування схеми живлення
3 13.03.25 – 17.03.25
підприємства. Розрахунок живлячої мережі
Вибір трансформаторів і засобів компенсації
4 18.03.25 – 20.03.25
реактивної потужності
Вибір схеми внутрішньозаводського
5 21.03.25 – 22.03.25
електропостачання напругою 10 (6) кВ
Розрахунок струмів короткого замикання в
6 24.03.25 – 31.03.25
мережах вище 1000 В
Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП.
7 Вибір високовольтної апаратури. Перевірка 01.04.25 – 04.04.25
кабельних ліній.
8 Розрахунок системи електропостачання цеху 07.04.25 – 21.04.25
9 Індивідуальне завдання 22.04.25 – 28.04.25
Техніко-економічні розрахунки елементів СЕП
10 28.04.25 – 30.04.25
промислового підприємства
11 Охорона праці 01.05.25 – 07.05.25
12 Виконання креслень графічної частини роботи 08.05.25 – 03.06.25
Підготовка доповіді та супровідних документів, 04.06.25 – 06.06.25
13
збір необхідних підписів
Здобувач вищої освіти-дипломник ________________ Олексій ШАМАЙДА
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
Керівник кваліфікаційної роботи ________________ Ганна КИСЕЛЬОВА
(підпис) (Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ)
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ . 6
1 УМОВИ ПРОЄКТУВАННЯ .................................................................................... 7
1.1 Характеристика об'єкта проєктування .............................................................. 9
1.3 Характеристика цехів об'єкта, особливості їх електропостачання .............. 10
1.4 Характеристика джерела живлення ................................................................ 11
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ .......................................... 12
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових електроприймачів .............. 13
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних навантажень від
однофазних електроприймачів .................................................................................. 22
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від освітлювальних
систем ....................................................................................................................... 26
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ цехової підстанції
................................................................................................................................... 27
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях системи
електропостачання .................................................................................................. 28
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень цеху та
підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних підстанцій ....... 30
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ ПІДПРИЄМСТВА.
РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ..................................................................... 39
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства ................................. 39
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі ............................................................ 40
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП ............................................ 43
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ РЕАКТИВНОЇ
ПОТУЖНОСТІ ........................................................................................................... 49
4.1 Вибір трансформаторів головної понижуючої підстанції ............................ 49
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з врахуванням
компенсації реактивної потужності ...................................................................... 51
4.3 Компенсація реактивної потужності на підприємстві .................................. 56
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
НАПРУГОЮ 10 (6) кВ ............................................................................................... 57
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської мережі 57
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж ...................................................... 58
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ
Арк Зм. № докум. Підпис Дата
Р. озроб. Шамайда О.В. Літ Аркуш Аркушів
Перев. Кисельова Г.О. Електропостачання 3 129
Т. контр. підприємства з виробництва
Н. контр. Ключка К.М. мотозапчастин ФЕТАМ, ЕСЕ-12
Затв. Ситник О.О.
Инв. № подп Подп. и дата Инв. № дубл. Взам. инв. № Подп. и дата
6 РОЗРАХУНОКСТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В МЕРЕЖАХ ВИЩЕ
1000В ........................................................................................................................... 62
6.1 Вихідні дані для розрахунків ........................................................................... 62
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в характерних
точках ....................................................................................................................... 64
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі 110 кВ ... 67
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП. ВИБІР
ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ ........... 70
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП ....................................... 70
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН ........................................................... 70
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН .............................................. 71
7.4 Вибір трансформаторів струму ....................................................................... 72
7.5 Вибір трансформаторів напруги...................................................................... 74
7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість ........................................................ 74
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ ......................... 75
8.1 Вибір схеми і конструкції електричних мереж цеху ..................................... 75
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних систем ............................. 76
8.2.1 Загальні відомості ....................................................................................... 76
8.2.2 Розрахунок освітленості ............................................................................ 77
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок ...................................... 80
8.2.4 Розрахунок освітлювальної мережі за втратами напруги ...................... 84
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам нагріву ........................ 87
8.3.1 Особливості розрахунку цехових електричних мереж .......................... 87
8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами нагріву
та захисту .............................................................................................................. 88
8.3.3 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги ............................ 94
8.3.4 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ ............................ 96
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання мережі до 1000В ........................ 97
8.5 Захист цехових електричних мереж ............................................................. 101
8.5.1 Вибір апаратів захисту ............................................................................. 101
8.6 Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної підстанції ... 103
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної підстанції .... 104
9. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ – вдосконалення роботи штампувально-
пресувальних верстатів ............................................................................................ 108
9.1 Розробка пристрою прецизійного регулювання зусиллям при формуванні
заготовок на формувальному пресу .................................................................... 108
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
9.2 Розрахунок диференціюючої схеми блоку прецизійного товщиноміру ... 111
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА – Техніко-економічний ефект від
вдосконалення роботи штампувально-пресувальних верстатів .......................... 114
11 ОХОРОНА ПРАЦІ .............................................................................................. 116
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на розробника при
роботі в проектно-технічній лабораторії ............................................................ 116
11.2 Модернізація системи водяного опалення лабораторії ............................ 120
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................ 128
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 5
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І
ТЕРМІНІВ
ВН – висока напруга
ГПП – головна понижуюча підстанція
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
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
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
1 УМОВИ ПРОЄКТУВАННЯ
Система електропостачання промислового підприємства 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 [1, 2].
Як відомо [3, 4], системи електропостачання промислових підприємств
можна умовно поділити на три типи: ізольовані, централізовані та комбіновані.
Згідно з завданням на дипломне проектування система електропостачання
промислового підприємства має бути централізованою.
Основними чинниками при проектуванні системи електроспоживання є
характеристики джерел живлення та споживачів електроенергії, в першу чергу
безперебійність електропостачання з урахуванням можливості забезпечення
резервування, а також вимоги електробезпеки. Але незважаючи на те, що ці
особливості та характеристики є головними чинниками при проектуванні
системи електропостачання, вагомий внесок в ідеологію побудови раціональної
СЕП вносять загальні вимоги до системи електропостачання, основні з яких
приведемо нижче.
Проектування системи електропостачання промислових підприємств
проводимо згідно з [1, 4] та інших нормативних документів.
Основними чинниками при проектуванні є характеристики джерел
живлення та споживачів електричної енергії, в першу чергу вимоги до
безперебійності електропостачання з урахуванням можливості забезпечення
резервування у технологічної частині проекту, вимоги електробезпеки.
Схеми електропостачання промислових підприємств розробляємо з
урахуванням наступних основних принципів [4]:
а) Джерела живлення мають бути максимально наближені до
споживачів електричної енергії.
б) Число ступенів трансформації і розподілу електроенергії на
кожної напрузі має бути мінімально можливим.
в) Розподіл електроенергії рекомендується здійснювати по
магістральних схемах. Радіальні схеми можуть бути застосовувати у
обґрунтованих випадках.
г) Схеми електропостачання і електричних з'єднань підстанцій
мають бути виконано таким чином, щоб належній рівень надійності і
резервування було забезпечено найменшою кількістю електрообладнання
та провідників.
д) Схеми електропостачання повинні виконуватися по блочному принципу
з урахуванням технологічної схеми підприємства. Живлення електроприймачів
паралельних технологічних ліній слід здійснювати від різних секцій шин
підстанцій, взаємозв'язані технологічні агрегати повинні живитися від однієї
секції шин.
Живлення вторинних ланцюгів не повинно порушуватися при будь-яких
перемиканнях силових ланцюгів паралельних технологічних потоків.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
є) При побудові схеми електропостачання підприємства, електроприймачі
якого вимагають резервування живлення, повинно проводитися секціонування
шин у всіх ланцюгах системи розподілу електричної енергії, включаючи шини
низької напруги цехових двохтрансформаторних підстанцій.
є) Усі елементи електричної мережі повинні, як правило, знаходитися під
навантаженням. Наявність резервних непрацюючих елементів мережі має бути
обґрунтовано.
ж) Потрібно застосовувати (вживати) , як правило, роздільну роботу ліній,
трансформаторів. У обґрунтованих випадках може бути допущена паралельна
робота елементів електропостачання.
Вибір типу, потужності та інших параметрів підстанції, а також її
місцезнаходження обумовлюється значеннями і характером навантаження та
розміщенням їх на генеральному плану підприємства. При цьому враховуються
також архітектурно-будівельні і експлуатаційні вимоги, розміщення
технологічного обладнання, умови оточуючого середовища, вимоги
вибухопожежної та екологічної безпеки.
Система електропостачання промислового підприємства враховує
черговість його спорудження. Подальше будівництво не повинно порушувати чи
знижувати надійність електропостачання діючих виробництв.
При проектуванні системи електропостачання промислового підприємства
належить враховуємо потребу у електроенергії сторонніх близько розташованих
споживачів.
У об'єктах електропостачання повинні, як правило, застосовувати
комплектне крупноблочне електротехнічне обладнання.
Схемні та конструктивні рішення є максимально уніфіковані.
Категорії електроприймачів (ЕП) по надійності електропостачання
відповідають ПУЕ. При цьому не допускається необґрунтованого віднесення ЕП
до більш високої категорії, а саме:
- ЕП, які працюють на склади, проміжні нагромаджувачі, що виконують
допоміжні технологічні операції, частину обладнання інженерного забезпечення
будівлі, відносимо до III категорії.
Віднесення вказаних електроприймачів до II категорії приводе до
необґрунтованого завищення не тільки потужності встановлених
трансформаторів, але і вимог до резервування живлення споживачів.
До II категорії слід відносити тільки таке технологічне та інше обладнання,
без якого неможливе продовження роботі основного виробництва на час після
аварійного режиму.
- електроприймачі, відключення яких приводе до масового недовідпуску
продукції , нерідко відносять не до II категорії, а до І категорій, що мотивується
тім, що наносяться "значні збитки народному господарству".
Зазначимо, що поняття "значні збитки народному господарству" відносяться
до групи виробництв, регіону, галузі, але не до одного підприємства.
Поняття "категорія електроприймача по надійності електропостачання" не
відноситься до споживача в цілому, у тому числи до цехів, дільниць, корпусів і т.
д. Це поняття правомірно тільки по відношенню до індивідуального ЕП. Для
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
споживача характерно лише поєднання в різних пропорціях електроприймачів
категорій І, II та III.
1.1 Характеристика об'єкта проєктування
Підприємство, електропостачання якого ми будемо проектувати в даній
кваліфікаційній роботі бакалавра, займається виробництвом мотозапчастин.
При проектуванні системи електропостачання (СЕП) підприємства ми
враховуємо основні вимоги "Норм технологічного проектування СЕП
промислових підприємств", і відповідних розділів "Правил улаштування
електроустановок 2017".
Структура підприємства приведена на генплані (лист №1) і включає як цеха
основного виробництва, так і допоміжні приміщення та підрозділи.
При проектуванні системи електропостачання враховано рельєф
місцевості, характер та вид ґрунту, характеристики приймачів електричної енергії
окремих цехів та споруд, особливості технологічних процесів на підприємстві,
характеристику оточуючого середовища.
Головна понижуюча підстанція (ГПП) підприємства розташована з
врахуванням місця знаходження теоретичного центру електричного
навантаження. При цьому було враховано домінуючий напрямок вітру.
Основним високовольтним обладнанням підприємства є понижуючі
трансформатори цехових трансформаторних підстанцій.
При розробці системи електропостачання підприємства враховувалося, що
всі підстанції підприємства телемеханізовані та будуть працювати без чергового
персоналу.
1.2 Характеристика споживачів електричної енергії
Силові електроприймачі штампувально-ковальського цеху 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
Встановлена
№ Кількість,
Електроприймач потужність, cos
поз. шт.
кВт
1 2 3 4 5
Силові трифазні електроприймачі напругою 380 В
1 Тельфер 2 17,3 0,8
2 Ролер 3 22 0,78
3 Прес формування диска 10 75 0,83
4 Прес посадочних отворів 2 50 0,81
5 Токарний верстат 12 17,5 0,86
6 Фарбувальна камера 2 98 0,95
7 Установка знежирення 1 12 0,84
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Продовж. табл. 1.1
1 2 3 4 5
8 Свердлильний верстат 4 3,3 0,84
9 Обертовий зварювальний
6 24 0,87
маніпулятор
10 Верстат розмотування сталі 4 31 0,8
11 Верстат формування обода 4 5,5 0,85
12 Продольний шліфувальний верстат 4 11 0,88
13 Продольний зварювальний автомат 2 18 0,9
14 Термо-запресовочний верстат 6 18,8 0,83
15 Подвійний прес формування ободу 6 65 0,84
16 Обертовий вальцювальнеий верстат 2 42,2 0,88
17 Теплообмінний насос 4 10 0,86
18 Приточний вентилятор 4 18,3 0,88
19 Витяжний вентилятор 8 5 0,88
86
Однофазні електроприймачі
1 Універсальний верстат № 1 3 7,2 0,72
2 Універсальний верстат № 2 3 7,2 0,72
6
В штампувально-ковальському 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.
Особливостями розташування обладнання у примащені цеху є такі, що
потребують практично рівномірну освітленість цеху.
Проектом передбачено загально-виробниче освітлення 380/220 В, та
аварійне освітлення 220 В.
Розміри цеху, електропостачання якого ми будемо розраховувати, складають
:становлять 54×48×6 м. з площею освітлення S=2592 м2.
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 виконуємо всі вимоги ПУЕ у цієї частини.
Електроустановки підприємства, електропостачання якого ми проектуємо,
розміщені всередині будівель, тобто є закритими (внутрішніми).
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
До відкритих, або зовнішніх електроустановок відноситься складське
обладнання. Приміщення цехів підприємства відносяться до так званих
нормальних, тобто є сухими приміщеннями, в яких вологість повітря не
перевищує 60 % та відсутні умови, наведені уп. 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 [5, 6].
Але ці цехи відноситься до приміщень з не струмопровідним пилом.
Рисунок 1.1 – План цеху та розташування обладнання
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=3200 МВ • А;
довжина повітряної лінії Lпл = 35 км.
Економічна узгоджена реактивна потужність з енергосистемою на границі
балансової приналежності Qек = 650,4 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 21021 63/03-03 ПЗ 11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
І const Іроз .
При змінному навантаженні, коли його графік має випадкових характер,
використовується співвідношення
t
1
I (t) I(t) dt ,
t
де – тривалість інтервалу усереднення ( t T - ), що приймається для
графіків навантаження, практично незмінних у часі, рівної 3T0 (у решті
випадків – 3T0);
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 приймають T0 10 хв., 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) .
Значення Іроз звичайно визначають з виразу
Ppоз 3 U Ipоз cos . (2.1)
В якості розрахункового навантаження приймають середнє навантаження
P за активною потужністю впродовж часу
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
t
1
P P(t)dt .
t
Активне розрахункове навантаження Ppоз аналогічне поняттю
«розрахунковий максимум» Pmax або «максимального навантаження» Imax Iроз ,
тобто найбільшому значенню струму із середніх у 30-хвилиних інтервалах
усереднення.
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових електроприймачів
Визначення розрахункових електричних навантажень необхідно проводити
згідно методики [7], 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 заводах середньої та
великої потужності таких рівнів нараховують шість (рисунок 2.1).
Кінцевим результатом таких розрахунків має стати величина розрахункової
потужності (Ppоз, цеху )як окремих цехів, так і підприємства (Ppоз, підпр ) у цілому.
Розрахункова потужність Ppоз– 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 .
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
pу pном pпасп ;
2) для електродвигунів, які працюють у повторно-короткочасному режимі:
pу pном pпасп ТВ ,
де ТВ – тривалість включення в частках одиниці (задається у паспорті, як
правило, у відсотках).
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 2.1 – Рівні (ступені) системи електропостачання
Групова номінальна (встановлена) активна потужність – це алгебрична
сума номінальних активних потужностей електроприймачів, що входять у групу
ЕП
n
Рном рном , (2.2)
1
де n – кількість електроприймачів у групі.
Групова номінальна реактивна потужність – це алгебраїчна сума
номінальних реактивних потужностей електроприймачів, що входять у групу
n n
Qном qном рном tg , (2.3)
1 1
де tg – паспортне або довідкове значення коефіцієнта реактивної потужності.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розрахункова активна потужність вузла живлення визначається
розрахунковою величиною Кв Рном , що відповідає значенню Кр , за
співвідношенням:
Рроз Кp Кв Рном , (2.4)
де Кр f Kв, nе, Ta – коефіцієнт розрахункової потужності, який залежить від
коефіцієнту використання Кв та ефективної кількості електроприймачів nе та
постійною часу нагріву мережі, для якої розраховують електричні навантаження.
Згідно [7] прийняти наступні постійні часу нагріву:
– Ta 10 хв. – 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;
– Ta 2,05 год – для магістральних шинопроводів і цехових
трансформаторів. Для таких випадків значення Кр приймають згідно таблиці 2.2;
– Ta 30 хв. – 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 Рном є проміжною допоміжною розрахунковою
величиною, але не середнім значенням очікуваного навантаження, як це
вважалося раніше.
Величину ефективної кількості електроприймачів nе визначаємо за
співвідношенням
2
n
Pном
n 1
е n . (2.5)
n р2
ном
1
Величинуnе можна також визначати за спрощеним співвідношенням
2p
nе
ном . (2.5)
pном max
Якщо знайдене за співвідношенням (2.5) число nе буде більше за n ( n –
дійсне число ЕП), тоді слід прийняти n nе . Якщо рном max / pном min 3 , де
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
pном min – номінальна потужність найменшого електроприймача групи, тоді
також приймаємо ne n .
Рисунок 2.2 – Графіки коефіцієнта розрахункового навантаження Кр
для різних Кв в залежності від nе
Таблиця 2.1 – Значення коефіцієнта розрахункового навантаження Кр для
різних Кв в залежності від nе для живлячих мереж напругою до 1000 В
n Коефіцієнт використання К
е в
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
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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 nе на НН цехових трансформаторів і для
магістральних шинопроводів напругою до 1000 В
Коефіцієнт використання Кв
nе 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 і
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
Значення коефіцієнту використання кв за кожним окремим
електроприймачем визначаємо за довідковими даними.
Груповий коефіцієнт використання Кв електроприймачів з різними ne
знаходимо за формулою
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
n
кв р
i номi
Кв
1 (2.6)
n
рномi
1
Груповий коефіцієнт використання по цеху у цілому (середньовиважений
коефіцієнт) дорівнює
n
Кв Р
i номi
К 1
в, цеху . (2.7)
n
Рномi
1
З урахуванням (2.7) співвідношення (2.3) для визначення розрахункової
активної потужності прийме вигляд
n
Рроз цеху Кр Кв, цеху Рном Кр Кв Рном . (2.8)
i i
1
Реактивна потужність по цеху, на шинах ТП, розраховується за
співвідношенням
Qроз цеху Кр Кв Рном tgі . (2.9)
i i
і
До розрахункової активної та реактивної потужності силових
електроприймачів напругої до 1 кВ повинно бути додане освітлювальне
навантаження Pроз. оc , Qроз. оc .
Повна розрахункова потужність Sроз силових електроприймачів напругою
до 1 кВ визначається за формулою
S 2 2
роз Pроз Qроз (2.10)
Результати розрахунків та вихідні дані цеху заносяться у відповідні місця
таблиці 2.3, виконаної за формою Ф 636–92 [2].
Використовуючи вихідні дані таблиці 2.1, співвідношення (2.1) - (2.11) та
графік рисунок 2.2 [7], розраховуємо в якості прикладу величину розрахункового
активної та реактивної потужності окремого цеха , а саме штампувально-
ковальського цеху.
Результати розрахунків заносимо у відповідні графи таблиці 2.3, що
виконана по формі Ф 636-92.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Визначимо номінальну групову потужність другої групи електроприймачів
(прес формування диску) Рном,3. При цьому, так як електроприймачі згруповані
таким чином, що мають однакову величину коефіцієнта використання Кв та
номінальну потужність, співвідношення (2.1) приймає вид
n
Pном,3 pном n 75 10 750кВт.
5
Визначаємо розрахункову величину Кв Рном,4 , для цієї ж групи,
використовуючи значення Кв з таблиці 2.3 (стовпчик 5); значення додатку К .
в Рном,
заносимо у стовпчик 8 таблиці 2.3.
Кв Рном,3 0,5 750 375 кВт.
Визначаємо чергову розрахункову величину таблиці 2.1, та заносимо її у
відповідну графу таблиці 2.3.
Кв Рном,3 tgφ 0,5 750 0,67 252квар .
Проводимо аналогічні розрахунки для інших сформованих груп
електроприймачів та заносимо результати розрахунків у таблицю 2.3.
У графах 8 та 9 у підсумкової строки записуємо сумарні значення величин
Кв Рном та Кв Рном tgφ ,
а саме:
Кв Рном та Кв Рном tgφ.
Визначаємо величину ефективної кількості електроприймачів nе за
спрощеним співвідношенням (2.5):
2 pном 2 2492,2
nе 50,8шт.
pном м ax 98
Для розрахунку групового середньовиваженого коефіцієнту використання
по цеху в цілому використовуємо формулу (2.7)
n
Кв, і Рном і
К 1 1592,1
в, цеху 0,64 .
n
Р 2492,2
ном і
1
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
По графіку рисунок 2.2 для визначених величин nе=51 та Кв, цеху 0,64
знаходимо коефіцієнт розрахункової потужності Кр.цеху який дорівнює Кр,цеху =1,08.
За співвідношенням (2.8) знаходимо розрахункову активну потужність
цеху, який розраховуємо у якості прикладу
n
Рр. цеху Кр Кв. цеху Рном.цеху Кр Кв. i Рном і 1,08 1592,11719,5кВт.
1
Так, як величина ефективної кількості електроприймачів nе>10,
реактивна потужність силових електроприймачів напругою до 1 кВ по цеху
визначається співвідношенням (1.9), тобто являє собою число підсумкової строки
графи 9:
Qр.цеху (Кв Рном tgφ) 996квар.
Повну розрахункова потужність Sпр силових електроприймачів напругою
до 1 кВ по цеху визначається формулою (1.10)
S 2 2
р.цеху Pр.цеху Qр.цеху 1719,52 9962 1987,1кВА.
Таким чином, нами виконано розрахунок повної потужності силових
електроприймачів напругою до 1 кВ окремого цеха , а саме штампувально-
ковальського цеху.
Аналогічно виконуємо розрахунки для інших цехів.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 [6, 17]. Якщо нерівномірність перевищує 15 %, умовна
трифазна номінальна потужність приймається рівної потроєної величині
навантаження найбільш завантаженої фази.
При кількості однофазних ЕП до трьох з достатньою для практичних цілей
точністю умовна трифазна номінальна потужність Рном у (кВт) визначається
наступним чином:
– при включенні ЕП на фазну напругу за формулою
Рном, у 3 Рном.max ф або Рном, у 3 Sпасп ТВ cosпасп ,
де Рном. max ф – номінальна потужність максимально навантаженої фази, кВт;
Sпасп – паспортна потужність, кВ А ,
ТВ – відносна тривалість включення в долях одиниці;
– при включенні однофазних ЕП на лінійну напругу умовна трифазна
номінальна потужність Рном у при кількості електроприймачів від одного до
трьох, включених по можливості рівномірно в різні плечі трифазної системи,
визначаються за формулами:
при одному електроприймачу
Рном, у 3 Рном. ;
при двох або трьох електроприймачах
Рном, у 3 Рном.max ф . (2.11)
Якщо кількість однофазних електроприймачів з різними Кв і cos більш
трьох і при включенні їх на фазну і лінійну напругу вони розподіляються по фазах
по можливості рівномірно, то визначаються середні навантаження за найбільш
завантажену зміну по кожної фазі.
Загальне середнє навантаження окремих фаз визначається складанням
середніх однофазних навантажень даної фази (фаза – нуль) і однофазних
навантажень, що включені на лінійну напругу з відповідним зведенням останніх
до навантажень однієї фази та фазної напруги з використанням таблиці.
Наприклад, для фази а маємо
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
P(a) Кв Раb (аb)а Кв Рac (аc)а Кв Рао ; (2.12)
Q(a) Кв Раb q(аb)а Кв Раc q(аc)а Кв Qао , (2.13)
де Pab, Pac – навантаження, що включені на лінійну напругу відповідно між
фазами аb і ас;
Pao , Qao – навантаження, що приєднані на напругу фази а (між фазним та
нульовим проводами);
(аb)а , (ас)а , q(аb)а , q(ас)а – коефіцієнти зведення навантажень(таблиця 2.4),
що включені на лінійну напругу до фази а;
Кв , Кв – коефіцієнти використання однофазних ЕП різного режиму роботи.
Аналогічно визначаються середні однофазні навантаження для фаз b і с,
знаходиться найбільш завантажена фаза по активної потужності, наприклад фаза
с, а потім еквівалентне трифазне навантаження мережі від однофазних
електроприймачів.
Р 3 Р(с) і Q 3 Q(c) .
Таблиця 2.4 – Коефіцієнти зведення навантажень
Коефіцієнти Коефіцієнт потужності навантаження
зведення 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 0,8 0,9 1,0
(аb)а, ,(bс)b, (са)с 1,4 1,17 1,0 0,89 0,84 0,8 0,72 0,64 0,5
(аb)b,, (bс)с , (са)а –0,4 –0,17 0 0,11 0,16 0,2 0,28 0,36 0,5
q(аb)а,, q(bс)b , q(са)с 1,26 0,86 0,58 0,38 0,3 0,22 0,09 – –
0,05 0,29
q(аb)b, , q(bс)с , q(са)а 2,45 1,44 1,16 0,96 0,88 0,8 0,67 0,53 0,29
Однофазними електроприймачами в цеху є наступні установки:
- Універсальний верстат № 1 – 3 шт;
- Універсальний верстат № 2 – 3 шт.
Розрахуємо умовну трифазну номінальну потужність Pу для
групи однофазних електроприймачів, потужність яких приведена до ТВ =100%,
що підключені наступним чином:
- зварювальний установка: напруга фазна Uф 220В ; рф,0 7,2 кВт ;
cos 0,72 ; Кв ,a0 0,4 ;
- термопіч універсальна: напруга лінійна U Л 380В ; рЛ 7,2 кВт ;
cos 0,72 ; Кв 0,4 .
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Визначаємо загальне середнє навантаження окремих фаз (А, В, С) згідно
співвідношень (2.12–2.13), які записано для більш загального випадку:
P(a) Кв,i Раb,i (аb)а,i Кв,i Рac,i (аc)а,i Кв,i Рао,i
P(b) Кв,i Раb,i (аb)b,i Кв,i Рbc,i (bc)b,i Кв,i Рbо,i
P(c) Кв,i Раc,i (аc)c,i Кв,i Рbc,i (bc)c,i Кв,i Рcо,i
Q(a) Кв,i Раb,i q(аb)а,i Кв,i Раc,i q(аc)а,i Кв,i Qао,i
Q(b) Кв,i Раb,i q(аb)b,i Кв,i Рbc,i q(bc)b,i Кв,i Qbо,i
Q(c) Кв,i Раc,i q(аc)c,i Кв,i Рbc,i q(bc)c,i Кв,i Qcо,i
Визначимо навантаження фаз, використовуючи відповідні коефіцієнти
зведення навантажень з таблиці 2.4
P(a) P(b) P(c) 0,4 7,2 0,8 0,4 7,2 0,28 0,4 7,2 6 кВт ,
Середнє реактивне навантаження, віднесене до фаз А, В, С дорівнює
відповідно:
Q(a) Q(b) Q(c) 0,4 7,2 0,22 0,4 7,2 0,8 0,4 7,2 0,96 5,7 квар
Для найбільш навантаженої фази (В)
Q
tg (b)
b ,
P(b)
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
12 (квар)
tg(a) tg(b) tg(c) 1,44 .
8,3 (кВт)
Середньовиважене значення коефіцієнту навантаження Кв(а) для
найбільш навантаженої фази
Р
Кв(b)
(b) ,
Р1.ab P2.ab Рbc Р
2 b,0
6
Кв(а) 0,42 .
7,2 7,2 7,2
2
Умовна трифазна номінальна потужність Рном у найбільш навантаженої
фази (В), що розраховується за співвідношення (2.11), складає:
Ру 3 P(b) ; Ру 3 6 18 кВт .
Qу Pу tg(b) ; Qу 18 0,95 17,1квар .
Ефективну кількість однофазних електроприймачів визначаємо по
співвідношенню:
2 P
n (o)
e(o) .
3 pmax.(o)
2 18
ne(o) 2 .
3 6
За таблиці 2.1 при ne(o) 2 та Кв(b) 0,42 отримаємо Кр 1,98 .
Рроз у Кр Кв(b) Ру ,
Рроз у 1,98 0,42 18 14,9 кВт .
Розрахункова реактивна потужність визначається наступним чином:
– для живлячих мереж напругою до 1 кВ у залежності від nе :
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
при nе 10 Qроз 1,1Кв Рном tg ;
при nе 10 Qроз Кв Рном tg .
Qроз у 1,1Кр Кв(b) Ру,і tgі ,
і
Qроз у 1,114,9 0,96 15,7 квар .
Повна умовна розрахункова потужність Sроз у силових однофазних
електроприймачів напругої до 1 кВ визначається формулою (2.10):
2 2
Sроз у 14,9 103 15,7 103 21,6 кВ А .
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від
освітлювальних систем
В відповідності до категорій пожежозахисту приміщення, згідно ПУЕ
(глава 6.5), ми обираємо тип світильників, їх висоту підвісу, та розташування в
робочій зоні цеху елеваторних зерносушильних машин. Загальні геометричні
розміри виробничої зони цеху становлять 54×54×6 м. з площею освітлення
S=2916 м2.
Для визначення електричних навантажень (ЕН) освітлювальних установок
використовується метод питомої потужності. Для знаходження питомої
фактичної потужності ЕН освітлювальних установок (Рп.о.ф.) використовуються
слідуючи дані: тип світильника, коефіцієнт запасу к3., освітленість Еф, значення
розрахункової висоти h, площа освітлювального приміщення S. По обраному типу
світильника, площі освітлювального приміщення та висоті підвісу світильників
визначається питома потужність загального рівномірного освітлення,
необхідного для забезпечення норми освітленості.
Для освітлення цеху ми використаємо стельові світильники ПВЛМ з
чотирма лампами типу ДРЛ. Світильники розташовані під стелею на висоті h=5,8
м, від рівня підлоги
Виконаємо розрахунки освітлювального навантаження цеху:
Визначимо активну потужність освітлювальних установок Рм.о. згідно виразу
Рр.ос.цеху=кп Рп.о.ф S, (2.12)
де кп – коефіцієнт попиту освітлення [9];
S – площа приміщення, м2;
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рр.ос. цеху 0,95 9,7 2592 24100 кВт,
Рп.о.ф – питома фактична потужність освітлювальних установок, Вт/м2,
визначається за формулою
Е ф к
з.ф
р п.о.ф Р п.о.табл к , (2.13)
100 к р
з.табл
де Рп.о.табл – питома потужність освітлювальної установки [9], Вт/м2;
Еф – фактична освітленість для виконуваного виду робіт [9], лк;
кз.ф – фактичний коефіцієнт запасу для виконуваного виду робіт [9];
кз.табл – табличний коефіцієнт запасу для виконуваного виду робіт [9];
кр - коефіцієнт зміни відбиття від поверхонь приміщення [9].
200 1,8
рп.о.ф 14,6 0,3 9,78 Вт/м2
100 1,6
Реактивну потужність навантаження системи загального освітлення цеху
визначаємо за виразом
Qр.ос. цеху =Рр.ос. цеху tgφо , (2.14)
де tgφ0 – реактивна складова кута зсуву фаз.
Qр.ос. цеху 24,10,2 4,8 квар.
Розрахунок освітлювального навантаження інших цехів та підрозділів
підприємства виконуємо аналогічно. Живлення зовнішньої системи освітлення
підприємства виконано від силового трансформатора, що живить будівлю
управління.
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ цехової підстанції
Сумарні активну та реактивну розрахункові потужності на шинах 0,4 кВ
визначаємо за виразами
P0,38 цеху Рр. цеху Рр. ос.цеху , (2.15)
Q0,38 цеху Qр. цеху Qр. ос. цеху . (2.17)
Отримаємо
P0,38 цеху Рр. цеху Рр.ос. цеху 1719,5 24,11743,6 кВт,
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Q0,38 цеху Qр. цеху Qр.ос. цеху 996 4,81000,8 квар.
Одночасно розраховуємо приблизне навантаження на шинах цехової
підстанцій за виразом
2 2
Sр.цеху Р0,38 цеху і Q0,38 цеху і , (2.18)
2 2
SТП1 Р0,38 цеху Q 2 2
0,38 цеху 1743,6 1000,8 1909,9 кВА.
Дані розрахунків навантаження цехової підстанції S ТПі за формулою (2.18) по
усім цехам заносимо у 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 Ko .
Коефіцієнта одночасності Ko залежить від кількості приєднань на шинах
РУНН ГПП та середньовиваженого коефіцієнту використання Kв і
визначається за даними [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 . (2.18)
i i
i i
S 2 2
НН.ГПП 0,9 13479,8 8620,8 16000,7 кВА
Таким чином, нами з використанням нормативної методики, виконано
розрахунок електричних навантажень по підприємству, а приблизна
розрахункова потужність має значення SНН.ГПП =16000,7 кВА.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 2.4.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень цеху
та підприємства. Вибір місця розташування трансформаторних підстанцій
Картограмою навантажень називають план, на якому зображена картина
середньої інтенсивності розподілу навантажень приймачів електроенергії.
Картограму навантажень будуємо як на плані розташування приймачів
електроенергії в цехах, так і на генеральному плані всього підприємства. Якщо
картограму будують на генеральному плані підприємства, то як приймачі
електроенергії розглядаємо самі цехи.
Геометричні зображення середньої інтенсивності розподілу навантажень на
картограмі виконують різними способами [1, 6]. Найбільш простий з них
складається в зображенні ступеня інтенсивності розподілу навантажень
приймачів за допомогою кіл. Він полягає в наступному. Як центр кола вибирають
центр електричного навантаження (ЦЕН) приймача електроенергії, а радіус кола
зв'язують із розрахунковою потужністю приймача електроенергії; значення його
знаходять із умови рівності розрахункової середньої активної потужності групи
електроспоживачів площі кола
Р π r2
р,0,38і i m
де rp.i - радіус кола групи споживачів, π = 3,14 ; m- кВт/мм2 – масштаб
P
0,38 і
ri , (2.19)
π m
У кожному з отриманих кіл виділяємо сектори, що відповідають силовому,
а також освітлювальному навантаженням:
360 P
α р, цеху i
с.н ; (2.20)
Р0,38цеху
360 P
α р, цеху i
оc.н , (2.21)
Р0,38 цеху
Розраховуємо на прикладі вибраного нами цеху вказані параметри
картограми електричних навантажень
Р
r р0,38(ТП1) 2296,8 1000
ТП1 49,4 мм.
3,14 m 3,14 300
3600 1719,5
с.н 355.
1746,3
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
3600 24,1
о.н 5.
1743,6
Розрахункові значення заносимо у графу 8 таблиці 2.5.
Таблиця 2.5 – Дані для побудови картограми ЕН
Найменування Рроз.цеху Рроз.осв.цеху Р0,38.цеху m r,
α
кВт кВт кВт Вт/мм2 с.н. αо.н. мм
Штампувально-ковальський цех 1719,5 24,1 1743,6 300 355 5 43
Цех гальванічного покриття.
Котельня. Фарбувально- 1651,3 31,2 1682,5 300 353 7 42,3
поліграфічний цех
Цех двигунів внутрішнього
згорання. 1730 23,7 1753,7 300 355 5 43,1
Цех трансмісійних передач
Цех монтажних елементів 1811,2 78,1 1889,3 300 345 15 44,8
Цех гумового лиття 2006,7 32,6 2039,3 300 354 6 46,5
Складальний цех.
615,3 112,8 728,1 300 304 56 27,8
Заправочна станція
Ливарний цех. Станція
регенерації стоків. Будівля 1288,2 58,3 1346,5 300 344 16 37,8
управління. Магазин
Цех литих дисків коліс. Склади.
Формовочне відділення 2231,7 65,1 2296,8 300 350 10 49,4
ливарного цеху
Теоретичний центр електричних навантажень (ЦЕН) визначаємо як точку
з координатами:
n
(Pp.i xi )
Х i1 ; (2.22)
n
Pp.i
i1
n
(Pp y
i i )
Y i1 , (2.23)
n
Pp
i
i 1
де Х,Y– координати центру електричних навантажень на генплані, мм;
xi , yi – координати i-ого навантаження на генплані, мм;
Pp i – максимальне навантаження i-ого цеху, кВт.
Дані, необхідні для розрахунку координат ЦЕН згідно виразу (2.22), (2.23)
заносимо у відповідні графи таблиці 2.6.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Визначаємо координати ЦЕН
n
(Pp.i xi ) 2628026
Х i1 195м,
n
P 13479,8
p.i
i1
n
(Pp yi )
i
i 1 2385085
Y 177 м.
n
P 13479,8
p
i i
1
Таким чином, нами розраховані дані для побудови картограми навантаження
(таблиця 2.5) та координати ЦЕН (таблиця 2.6) які ми будемо використовувати
при виборі місця розташування ГПП.
Центр електричних навантажень цеху.
Цехові ТП з метою економії метала і електроенергії рекомендується
встановлювати в умовному центрі електричних навантажень (ЦЕН).
Встановлення трансформаторних підстанцій у вказаних центрах дозволяє:
а) приблизити високу напругу до центрів споживання електричної енергії;
б) зменшити витрати провідникового матеріалу;
в) мінімізувати втрати електричної енергії або сумарних зведених річних
витрат.
У багато прогінних цехах великої ширини ТП розміщуються переважно
біля колон, між колонами або у внутрішньоцехових приміщеннях з таким
розрахунком, щоб не займати площу цеху, яка обслуговується кранами. Якщо
відстань між колонами недостатня для того, щоб розмістити між ними
підстанцію, то допускається її розташування на площі цеху так, щоб одна з колон
знаходилась у межах периметра розміщення ПС.
ТП розташовують поза межами цеху лише у випадках неможливості
встановлення їх у приміщенні цеху. Для цього використовують, як правило,
прибудовані та вбудовані підстанції.
У цехах з вибухонебезпечним середовищем цехові підстанції виносяться за
їх межі.
Для визначення умовного центру електричних навантажень існують
декілька методів. Враховуючи наявність впливу декілька факторів на вибір місця
розташування ТП, доцільно використовувати достатньо точний метод
(погрішність 5–10 %), суть якого полягає в наступному. Координати обчислюють
ЦЕН по формулах:
– для активної потужності:
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
п
Рроз х
i i
Х i1
ЦЕН цеху(Р) п , (2.24)
Рроз i
i1
п
Рроз у
i i
У i1
ЦЕН цеху(Р) п ; (2.25)
Рроз i
i1
– для реактивної потужності:
п
Qроз х
i i
Х i1
ЦЕН цеху(Q) п ,
Qроз i
i1
п
Qроз у
i i
У i1
ЦЕН цеху(Q) п ,
Qроз i
i1
де Pроз і Qроз – номінальна активна і реактивна потужності електроприймачів,
і і
xi , yi – координати відповідного споживача.
Встановлення ТП у точці, координати якої розраховують за формулами
(2.24) та (2.25) дозволяє суттєво зменшити використання кольорового металу за
рахунок оптимізації довжини кабелів з врахуванням їх перерізу.
Для кожного споживача заносимо його встановлену потужність та
координати у відповідні стовбці таблиці 2.7. Координати ЦЕН отримаємо також
в міліметрах після того, як у таблицю 2.7 буде внесено останній споживач.
Таблиця 2.7 – Розрахунок центру електричних навантажень
№ на Н а й м енування Pi, Xi, Yi,
кВт Pi∙Xi Pi∙Yi Хцен Yцен плані м м
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Тельфер 17,3 2 34,6 40 692
2 Тельфер 17,3 2 34,6 20 346
3 Ролер 22 5 110 30 660
4 Ролер 22 5 110 25 550
5 Ролер 22 5 110 15 330
6 Прес формування
75 3 225 25 1875
диска
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Продовж. табл. 2.7
1 2 3 4 5 6 7 8 9
7 Прес формування
75 9 675 25 1875
диска
8 Прес формування
75 15 1125 25 1875
диска
9 Прес формування
75 21 1575 25 1875
диска
10 Прес формування
75 27 2025 25 1875
диска
11 Прес формування
75 3 225 30 2250
диска
12 Прес формування
75 9 675 30 2250
диска
13 Прес формування
75 15 1125 30 2250
диска
14 Прес формування
75 21 1575 30 2250
диска
15 Прес формування
75 27 2025 30 2250
диска
16 Прес посадочних
50 39 1950 25 1250
отворів
17 Прес посадочних
50 39 1950 30 1500
отворів
18 Токарний верстат 17,5 42 735 25 437,5
19 Токарний верстат 17,5 48 840 25 437,5
20 Токарний верстат 17,5 52 910 25 437,5
21 Токарний верстат 17,5 42 735 31 542,5
22 Токарний верстат 17,5 48 840 31 542,5
23 Токарний верстат 17,5 52 910 31 542,5
24 Токарний верстат 17,5 42 735 37 647,5
25 Токарний верстат 17,5 48 840 37 647,5
26 Токарний верстат 17,5 52 910 37 647,5
27 Токарний верстат 17,5 42 735 41 717,5
28 Токарний верстат 17,5 48 840 41 717,5
29 Токарний верстат 17,5 52 910 41 717,5
30 Фарбувальна камера 98 8 784 10 980
31 Фарбувальна камера 98 8 784 15 1470
32 Установка знежирення 12 6 72 10 120
33 Свердлильний верстат 3,3 27 89,1 10 33
34 Свердлильний верстат 3,3 27 89,1 14 46,2
35 Свердлильний верстат 3,3 27 89,1 18 59,4
36 Свердлильний верстат 3,3 27 89,1 22 72,6
37 Обертовий
зварювальний 24 31 744 8 192
маніпулятор
38 Обертовий
зварювальний 24 31 744 10 240
маніпулятор
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Продовж. табл. 2.7
1 2 3 4 5 6 7 8 9
39 Обертовий
зварювальний 24 31 744 12 288
маніпулятор
40 Обертовий
зварювальний 24 31 744 14 336
маніпулятор
41 Обертовий
зварювальний 24 31 744 16 384
маніпулятор
42 Обертовий
зварювальний 24 31 744 18 432
маніпулятор
43 Верстат розмотування
31 36 1116 20 620
сталі
44 Верстат розмотування
31 40 1240 20 620
сталі
45 Верстат розмотування
31 44 1364 20 620
сталі
46 Верстат розмотування
31 50 1550 20 620
сталі
47 Верстат формування
5,5 36 198 18 99
обода
48 Верстат формування
5,5 40 220 18 99
обода
49 Верстат формування
5,5 44 242 18 99
обода
50 Верстат формування
5,5 50 275 18 99
обода
51 Продольний
11 38 418 18 198
шліфувальний верстат
52 Продольний
11 40 440 18 198
шліфувальний верстат
53 Продольний
11 42 462 18 198
шліфувальний верстат
54 Продольний
11 43 473 18 198
шліфувальний верстат
55 Продольний
18 35 630 15 270
зварювальний автомат
56 Продольний
18 45 810 15 270
зварювальний автомат
57 Термо-запресовочний
18,8 35 658 7 131,6
верстат
58 Термо-запресовочний
18,8 37 695,6 7 131,6
верстат
59 Термо-запресовочний
18,8 39 733,2 7 131,6
верстат
60 Термо-запресовочний
18,8 35 658 9 169,2
верстат
61 Термо-запресовочний
18,8 37 695,6 9 169,2
верстат
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Продовж. табл. 2.7
1 2 3 4 5 6 7 8 9
62 Термо-запресовочний
18,8 39 733,2 9 169,2
верстат
63 Подвійний прес
65 44 2860 7 455
формування ободу
64 Подвійний прес
65 44 2860 9 585
формування ободу
65 Подвійний прес
65 44 2860 11 715
формування ободу
66 Подвійний прес
65 52 3380 7 455
формування ободу
67 Подвійний прес
65 52 3380 9 585
формування ободу
68 Подвійний прес
65 52 3380 11 715
формування ободу
69 Обертовий
вальцювальнеий 42,2 49 2067,8 10 422
верстат
70 Обертовий
вальцювальнеий 42,2 51 2152,2 10 422
верстат
71 Теплообмінний насос 10 12 120 3 30
72 Теплообмінний насос 10 14 140 3 30
73 Теплообмінний насос 10 16 160 3 30
74 Теплообмінний насос 10 18 180 3 30
75 Приточний вентилятор 18,3 19 347,7 3 54,9
76 Приточний вентилятор 18,3 21 384,3 3 54,9
77 Приточний вентилятор 18,3 23 420,9 3 54,9
78 Приточний вентилятор 18,3 25 457,5 3 54,9
79 Витяжний вентилятор 5 30 150 3 15
80 Витяжний вентилятор 5 32 160 3 15
81 Витяжний вентилятор 5 34 170 3 15
82 Витяжний вентилятор 5 36 180 3 15
83 Витяжний вентилятор 5 30 150 5 25
84 Витяжний вентилятор 5 32 160 5 25
85 Витяжний вентилятор 5 34 170 5 25
86 Витяжний вентилятор 5 36 180 5 25
РАЗОМ 2492,2 - 72031,6 - 47605,2 28,9 19,1
Розрахунок координат ЦЕН реактивного навантаження цеху має сенс у
тому випадку, коли компенсацію реактивної потужності здійснюють в місцях
концентрації таких споживачів, або в цеху встановлено високовольтні двигуни,
які є джерелами реактивної потужності.
Розрахунок координат ЦЕН реактивного навантаження цеху має сенс у
тому випадку, коли компенсацію реактивної потужності здійснюють в місцях
концентрації таких споживачів, або в цеху встановлено високовольтні двигуни,
які є джерелами реактивної потужності.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Так як компенсацію реактивної потужності здійснювати будемо
безпосередньо на шинах ТП, координати ЦЕН реактивного навантаження цеху не
розраховуємо.
Розрахункові координати ЦЕН (на рис.1.1) складають:
Х ЦЕН 28,9 мм ; YЦЕН 19,1 мм.
З урахуванням розрахованих координат обираємо місця розташування
цехової трансформаторної підстанції, враховуючи наступні міркування. Цехові
трансформаторні підстанції повинні розташовуватися поза межами цеху тільки
при неможливості розміщення її на території цеху, або у випадку, коли частина
навантаженню розташована поза межами цеху.
Застосування цехових ТП, що розташовуються поза межами цеху,
доцільно у наступних випадках:
- при живленні від однієї підстанції декілька цехів;
- при наявності у цеху вибухонебезпечних виробництв;
- при неможливості розміщення підстанцій на території цеху за міркуванням
виробничого характеру.
Таким чином, розміщуємо нашу ТП однозначно в цеху.
Обрана підстанція повинна займати мінімум корисної площі цеху,
відповідати вимогам електричної та пожарної безпеки, та не створювати
перешкод виробничому процесу.
З урахуванням приведених вище вимог, наявності транспортного проїзду
поблизу розрахованого ЦЕН, функціонування 3 тельферів, а також необхідність
зміщення ТП в бік найбільш потужних електроприймачів (широкоуніверсальний
фрезерний верстат), обираємо місця встановлення КТП у куту поблизу до
розрахованого ЦЕН та найбільш потужних споживачів (рисунок 1.1).
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ ПІДПРИЄМСТВА.
РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення підприємства
При виборі головної схеми електропостачання підприємства основними
чинниками є характеристики джерел живлення та споживачів електроенергії, в
першу чергу вимоги до безперебійності електропостачання з урахуванням
можливості забезпечення резервування у технологічної частині проекту, вимоги
електробезпеки [2].
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 приєднаній.
Система електропостачання промислового підприємства повинна
враховувати черговість його спорудження. Подальше будівництво не 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.
Узагальнюючі вище приведені міркування, а також загальні вимоги до
систем електропостачання, що приведені у п. 1.1, обираємо схему ГПП, приведену
на рисунку 3.1
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 3.1 - Електрична частина ГПП
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі
Для живлення ГПП (напруга 35, 110 або 220 кВ) в більшості випадків
використовуються повітряні лінії. Кабельні лінії застосовують при забрудненій
атмосфері та інших випадках, передбаченими нормативними документами.
Вказуються основні вимоги щодо ліній електропередач, яким вони повинні
відповідати згідно діючим нормативам щодо гранично допустимого нагріву з
урахуванням не тільки нормальних, а й післяаварійних режимів, а також режимів
у період ремонту і можливих нерівномірностей розподілу струмів між лініями.
Переріз, що відповідає таким вимогам, визначається згідно ПУЕ.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
потужності у силових трансформаторах ГПП
N 2 N 2
SВН ГПП Ко (P0,4 цеху і PT ) (Q0,4 цеху і QT ) . (3.1)
i i
де PT і QT – втрати відповідно активної і реактивної потужності.
Розрахунковий струм однієї живлячої лінії (А) визначається згідно виразу
S
І ВН ГПП
роз = К зав.Л , (3.2)
2 3 Uном
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.
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;
– 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;
– 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.
Як розрахункова потужність приймаємо максимальна потужність з
врахуванням втрат в трансформаторах, активна і реактивна складова втрат в
трансформаторі визначаються за виразом
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Ртр 0,02 Sпр;
Qтр 0,1Sпр,
де Sпр. – приблизна повна потужність об’єкта проектування, кВА;
Ртр 0,02 16000,7 320 кВт,
Qтр 0,116000,7 1600 квар .
Загальне навантаження об’єкта визначається виразом
S 2
ВН ГПП (13479,8 320) (8620,81600)2 17172,7 кВА.
Номінальна потужність кожного з двох трансформаторів ГПП попередньо
оцінюється згідно виразу
S
S ВН.ГПП
тр ;
2 0,7
17172,7
Sтр 12266,2 кВА.
2 0,7
Розрахунковий струм однієї живлячої лінії (А) визначається згідно виразу
17172,7
ІрозПЛ = 90,2 А ,
3 110
Переріз лінії живлення (мм2) визначаємо за виразом
І
Fек ,
jек
де jек - нормоване значення економічної густини струму jек=1,4 А/мм2.
90,2
Fек 64,4 мм2.
1,4
Розрахунковий економічно вигідний переріз закругляємо до найближчого
стандартного перерізу Fст.
Вибраний переріз лінії живлення перевіряється на допустимий струм
нагрівання в нормальному режимі, на допустимий струм після аварійного режиму,
на мінімальний переріз згідно механічної міцності і мінімальний переріз за
умовою корони згідно виразів і умов:
- на допустимий струм в нормальному режимі роботи, А;
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Ір к Ідоп ,
де Ідоп - допустимий струм вибраного стандартного перерізу, А;
к - коефіцієнт, що враховує фактичну розрахункову температуру
середовища к=1;
За умовою корони – мінімальний переріз повітряної лінії 110 кВ
складає 70 мм2.
Таким чином, користуючись проведеними розрахунками, обираємо для
повітряної лінії провід АС-70 [1,6], для якого Ідоп=260 А.
90,21120А ;
- на допустимий струм в після аварійному режимі (режим
відключення однієї з ліній живлення)
2 Ір к кдоп Ідоп
де кдоп - допустиме короткочасне перевантаження, кдоп = 1,25;
2 .90,2<1,07 .1,25 .120А;
- на мінімальний переріз згідно механічної міцності - згідно з місцем
розташування підприємства визначається величина стінки ожеледі за її товщиною
і по [10] визначається мінімальна площа перерізу;
- на мінімальний переріз за умовою корони - мінімальний переріз
повітряної лінії 110 кВ за умовою корони складає 70 мм .
Таким чином, користуючись проведеними розрахунками, обираємо для
повітряної лінії провід АС-70 [13].
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП
В залежності від параметрів ЛЕП (повітряних або кабельних ліній), 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: XR , причому для ЛЕП напругою
220 кВ і вище справедливе співвідношення: ХR .
Тому при значних протяжностях таких ліній або при роботі мереж, що
містять ці елементи, з навантаженнями, близькими до проектних, значення кутів
зсуву стають великими, як правило, близько 1525 , зі збільшенням до
3555 при збільшеній протяжності ЛЕП або передачі потужностей, близьких до
нормативних по статичній стійкості. У цих випадках врахування поперечної
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
складової U/ / 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 XR , кут невеликий (менше
2 3 ).
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 у началі і кінці ділянки
(комплексні значення); Rн , Хн – опір навантаження (активний і індуктивний).
Повздовжня (по напряму U2ф ) складова падіння напруги в лінії U /
ф
U/
ф Iа R Iр X I (RcosXsin) . (3.5)
Рисунок 3.2 – Схема заміщення фази ділянки мережі
Поперечна (перпендикулярна до напряму U2ф ) складова падіння напруги
в лінії U / /
ф
U//
ф Iа X Iр R I (X cosR sin) . (3.6)
Знаючи складову падіння напругу Uф , можна визначити, відповідно,
вектор напруги на початку ділянки
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Uф1 Uф2 Uф Uф2 Uф jU//
ф
(3.7)
U (I R I X) j(I X I R) U e j
ф2 a p a p ф1 ,
де модуль U1ф цієї напруги
U (U / 2 // 2
ф1 ф2 Uф) (Uф ) (3.8)
та його фаза
U/ /
arctg ф . (3.9)
Uф2 U/
ф
Таким чином, визначено параметри падіння напруги Uф . Втрата
напруги» Uф , для ділянки електричної мережі
Uф Uф1 Uф2 . (3.10)
Векторна діаграма напруги і струму фази ділянки електричної мережі має
вид
Рисунок 3.3 – Векторна діаграма напруги і струму фази ділянки електричної
мережі
Враховуючі співвідношення між лінійними і фазними напругами, для будь-
якої кількості ділянок лінії отримаємо
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
n
U / / 3 U/ /
ф 3 Ii ri cosi Ii xi sini . (3.11)
i1
В цьому випадку з достатньою точністю (помилка менше 0,5 %) можна
вважати, що падіння напруги U1дорівнює його поздовжній складовій U/ . Тоді
втрати напруги U приблизно визначається за формулою
/ P R Q X P R Q X
U U 3 (Ia R Ip X) і і і і , (3.12)
Uі 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.
Значення повного активного і реактивного опору для ЛЕП визначаються за
загальним виразом
ПП0 L , (3.13)
де r0, x0 – значення подовжнього або поперечного параметра, віднесеного до
1 км лінії протяжністю L, км (погонний опір).
Індуктивний опір, віднесений до 1 км лінії, визначається по емпіричній
формулі, Ом/км
D
X0 0,144 lg cp 0,0157 Х/ Х//
0 0 , (3.14)
rдр
де Dcp – середньогеометрична відстань між фазами;
rдр – радіус проводу;
– магнітна проникність матеріалу проводу. Для кольорових металів – 1,
для сталі – 1 .
Величина середньогеометричної відстані між фазними проводами Dcp ,
(жилами) залежить від розташування фазних проводів (шин) (параметра Dij і
визначається з формули
D 3
cp D12 D13 D23 ,м. (3.15)
Фази ПЛ можуть розташовуватися горизонтально або по вершинах
трикутника; фазні шини струмопроводів – в горизонтальній або вертикальній
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
площині, жили трьохжильного кабелю – по вершинах рівностороннього
трикутника. (Значення Dcp і rпр повинні мати однакову розмірність).
За відсутності довідкових даних фактичний радіус багатопровідних
проводів rпр можна визначити по сумарній площі перерізу струмоведучої і
сталевої частини проводу ( Fcт ), збільшивши його з урахуванням скручування на
15 – 20 %, тобто
F F
rпр 1,15 1,20 cт . (3.16)
Активний погонний опір лінії визначається по формулі, Ом/км
R0 , (3.17)
F
де – питомий активний опір матеріалу проводу, Ом мм2 / км ;
F – переріз фазного проводу (жили), мм2 .
Для технічного алюмінію залежно від його марки можна прийняти
29,531,5Ом мм2 / км , для міді 18,019,0 Ом мм2 / км .
Для визначення складових струму використовують відомі співвідношення:
P Q
I і ; I і
a p (3.18)
3 Uі 3 Uі
Проектна потужність підприємства Рі=13479,8 кВт; Qі=5010,3 квар, R0=0,34
Ом/км, Х0=0,318 Ом/км при Dср=0,8м.
Тоді для ділянки мережі:
R R0 L, R=0,34 3511,9 Ом,
ХХ0 L, Х=0,31835=11,1 Ом.
Активну і реактивну складову струму обчислюємо за формулою (3.18)
13479,8
Ia 70,8 А;
3 110
Iр
8620,8
45,3 А.
3 110
Використовуючи формули (3.3) і (3.4) визначимо повздовжню і поперечну
складову падіння напруги
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
U'
ф 70,8 11,9 45,3 11,11345,4 В.
U"" 70,8 11,9 45,311,1 339,7 В.
Модуль напруги на початку ділянки визначимо за формулою (3.5);
U (110 1,4)2
ф1 106 (0,4)2 106 111,4 кВ.
Модуль падіння напруги Uф визначається співвідношенням (3.7)
Uф (1,4)2 106 (0,4)2 106 1456,02 В.
Втрата напруги розраховується за співвідношенням (3.6)
U 111,4 103
ф 110 103=0,4 103 В.
Відносні втрати напруги від системи до ГПП підприємства при проектній
потужності Рі=10774,6 кВт; Qі=6563,2 квар складає
U
U(%) ф %;
Uном
0,4 103
U(%) 100=0,36 %.
110 103
Таким чином, вибрані параметри повітряної лінії задані практично без
втрат напруги передавати розрахункову потужність на підприємство.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ
4.1 Вибір трансформаторів головної понижуючої підстанції
Трансформатори ГПП повинні забезпечити надійне електропостачання в
нормальному, аварійному і післяаварійному режимі.
Як розрахункова потужність приймається максимальна потужність з
врахуванням втрат в трансформаторах, активна і реактивна складова втрат в
трансформаторі визначаються за виразами
РТ 0,02Sпр; (4.1)
QТ 0,1Sпр, (4.2)
де Sпp(6 ст.) – приблизна повна потужність об’єкта, що визначається на 6 ступені,
кВА.
Таким чином, загальне навантаження об’єкта визначається виразом
N 2 2
N
Snp(6 ст.) SВН ГПП Ко (P0,4 цеху і PT ) (Q0,4 цеху і QT ) (4.3)
i i
Номінальна потужність SТ кожного з двох трансформаторів ГПП
попередньо оцінюється згідно виразу
S
S np(6 ст.)
Т . (4.4)
2 0,7
По отриманому значенню потужності вибирається номінальна потужність
трансформатора Sном Т . Якщо різниця між потужностями SТ іSном Тнезначна
10 % , то для розгляду приймається один варіант, в іншому випадку
розглядається варіант з більшою і меншою стандартною потужністю
трансформатора відносно SТ .
Для перевірки трансформатора на перевантажувальну здатність в
післяаварійному режимі (аварійне відключення одного з двох трансформаторів)
використовується упорядкований типовий графік навантаження, в якому
максимальне навантаження буде відповідати Sпp(6 ст.) об’єкта, згідно чого
робиться масштаб по осі навантажень (рисунок 4.1).
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Попередньо вибираємо трансформатор ТДН-16000/110 із номінальними
параметрами Sном ТР=16 МВ А, Uном В=110 кВ, Uном Н=10 кВ, UКЗ=10,5%, ∆РХХ= 17,5 кВт, ∆РКЗ=
50 кВт .
Для перевірки трансформатора на перевантажувальну здатність в
післяаварійному режимі (аварійне відключення одного з двох трансформаторів)
використовується упорядкований типовий графік навантаження [13], в якому
максимальне навантаження буде відповідати Sрозр об'єкта, згідно чого робиться
масштаб по вісі навантажень (рисунок 4.1).
S кВА
11000
10500 Sмакс
10000 10318
9500 Sн.тр
9000
9287
8500
8000
8255
7500
7000 7424
7223
6500
6000
6191 6191
5500
5000
5159
4500
4000
3500 4127 4127 4127
3000
2500 3096 3096
2000
1500
1000
500
0
1 2 4 5 6 8 11 14 16 19 22 23 24
t год
Рисунок 4.1 – Упорядкований добовий графік навантаження для
вибору трансформаторів ГПП
Коефіцієнт початкового завантаження трансформатора визначаємо згідно
виразу
n
(S2
i Δt i )
1
К 1i
1 ; (4.5)
S n
н.тр Δt i
i1
де Sн.тр – номінальна потужність трансформатора, МВА;
n – кількість ступенів потужності графіка навантаження трансформатора, за
яких навантаження менше або дорівнює номінальному трансформатора, шт;
Δtі – проміжки часу, у які навантажувальна потужність не перевищує
потужність трансформатора, год;
Sі – потужності, що відповідають цім проміжкам часу Δtі , МВА.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
(6,86 1) (5,15 1) (5,15 2) (6,86 1) (12,35 1)
1
(12,02 3) (10,3 3) (10,3 3) (8,58 1) (6,86 1)
К
1 0,38 .
16 (11 2 11 3 3 311)
Коефіцієнт перевантаження трансформатора К2 визначаємо за більшим
значенням із двох величин К`2 та К``2.
Величину К`2 обчислюємо за формулою, згідно виразу
m
(S2
i Δt i )
К ` 1
1i
2 ; (4.6)
S m
н.тр Δt i
i1
де m – кількість ступенів потужності графіка навантаження, за яких його більше
від номінальної потужності трансформатора;
К` 1 ((15,45 2) (13,73 2) (17,17 3))
2 0,25 .
16 (2 2 3)
Величину К``2 визначаємо за виразом
К`` 0,9 S 0,9 17172,7
2
розр 0,97.
Sн.тр 16000
Згідно даного типу трансформатора при відомій температурі
охолоджувального середовища та коефіцієнту початкового навантаження К1 за
допомогою таблиць [6] визначаємо допустиме систематичне перевантаження
К2доп. Робота трансформатора допускається із систематичним перевантаженням,
коли виконується умова
К2доп≥К2
1,4≥0,97.
На основі розрахунків обраний нами трансформатор може систематично
перевантажуватися у вибраних умовах.
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з врахуванням
компенсації реактивної потужності
Цехові трансформаторні підстанції ТП, що живлять силові та, як правило,
освітлювальні електроприймачі, є основними електроустановками систем
розподілення електроенергії напругою до 1000 В.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Цехові трансформаторні підстанції підрозділяються за кількістю,
одиничною потужністю, схемі з'єднання, способу охолодження трансформаторів,
схемі розподільчого пристрою низької напруги.
Кількість трансформаторів цехової ТП визначається, головним чином,
вимогами надійності живлення споживачів [4].
Електроприймачі І категорії необхідно 6живити від двотрансформаторних
підстанцій. Двотрансформаторні підстанції рекомендується також
використовувати для живлення споживачів II категорії.
Живлення окремо споруджених об'єктів загальнозаводського призначення
рекомендується виконувати від двохтрансформаторних підстанцій.
Потужність трансформаторів двохтрансформаторних підстанцій слід
визначати таким чином, щоб при відключенні одного трансформатора було
забезпечено живлення електроприймачів, що вимагають резервування у після
аварійному режиму з урахуванням перевантажувальної здібності
трансформаторів.
При значній кількості трансформаторів цехових ТП та розосередженого
навантаження вибір одиничної потужності допускається користуватися
критеріями:
- при питомої густині навантаження до 0,2 кВА/м2 - 1000, 1600 кВА;
- при питомої густині навантаження 0,2-0,5 кВА/м2 - 1600 кВА;
- при питомої густині навантаження більше ніж 0,5 кВА/м2 - 2500, 1600 кВА.
Але ж ці критерії чинні лише при рівномірному навантаженні.
Для енергоємних підприємств рекомендується уніфіковувати одиничні
потужності трансформаторів.
Вибір числа і економічної потужності цехових трансформаторів
здійснюється одночасно з вибором низьковольтних батарей конденсаторів (НБК)
у такій послідовності на прикладі обраного раніше цеху.
Вибір виконується у два етапи:
1)Вибирається економічне оптимальне число цехових
трансформаторів NТЕ та економічне оптимальне значення потужності НБК
QНК1.
2) Визначається додаткова потужність НБК QНК2 з метою
оптимального зниження втрат потужності в трансформаторах та в мережі
напругою 10 кВ.
Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складає
QHK QHK1 QHK2, (4.7)
де QНК1 та QНК2 - сумарні потужності НБК, які визначаються на першому
та другому етапах.
Вибір оптимальної кількості цехових трансформаторів
Потужність цехових трансформаторів рекомендується визначати за
питомою густиною навантаження, кВА/м2
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
SТПцеху 1909,9
δs 0,66. (4.8)
S 2916
де SТПцеху - в даному випадку максимальне навантаження цеху, кВА;
S- площа приміщення, м2.
Мінімальне число цехових трансформаторів Nmin однакової потужності
SН.ТР, що призначені для живлення технологічно зв’язаних навантажень:
P
N м
min ΔN; (4.9)
к з Sн.тр
де Рм. – максимальне активне навантаження даної ТП, кВт;
кз – коефіцієнт завантаження трансформатора, (для двохтрансформаторних
підстанцій приймається 0,7 – 0,75), а (для однотрансформаторних – 0,95);
Sн.тр – номінальна потужність трансформатору, кВА;
N – дробовий додаток до найближчого цілого числа.
1743,6
Nmin 0,55 2 шт ,
0,75 1600
Економічну кількість трансформаторів Ne знаходимо за виразом
N N m, Ne 20 2 шт. (4.10)
е min
де m – додаткова кількість трансформаторів, яка визначається згідно [11] у
функції Nmin, N.
За рахунок N та m з`являється некомпенсована потужність Qmax.Т, яка
передаватиметься через трансформатори в мережу 0,4 кВ, визначається вона за
виразом
Q 2 2
max .T (Nе кз.ф Sн.тр) - Рр.0,38 ; (4.11)
де кз.ф – фактичний коефіцієнт завантаження,
S
кз.ф мТП , (4.12)
Ne Sн.тр
1909,9
кз.ф 0,6 .
2 1600
Qmax.T (2 0,6 1600)2 -1743,62 779,5 квар.
Сумарна потужність батарей статичних низьковольтних конденсаторів QНК1
складе:
Q _
НК1 Qм0,38 QmaxТ ; (4.13)
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де Qм – сумарна реактивна потужність напругою 0,38 кВ за найбільш
0,38
завантажену зміну, квар.
QHK1 1000,8 - 779,5 221,4 квар,
При QНК1 ≤ 0 встановлювати батареї на першому етапі розрахунку не
потрібно. У нашому випадку QНК1 ≥0квар, тобто встановлювати батареї потрібно.
Вибір потужності конденсаторних батарей для зниження втрат
потужності у трансформаторах.
Додаткова потужність статичних конденсаторів QНК2 з врахуванням
оптимального зниження втрат потужності визначається за формулою
Q HK 2 Q _ _
м Q HK1 γ N е Sн.тр ; (4.14)
0,38
де – розрахунковий коефіцієнт, який визначається у функції показників К1 К2,
схеми та напруги високовольтної розподільчої мережі (для радіальної мережі
визначається згідно рисунок 4.8, для магістральної схеми - рисунок 4.9. для
двоступеневої схеми живлення трансформаторів від РП 6-10 кВ, на яких відсутні
К
джерела реактивної потужності γ р1 [11]).
60
Показник К1 характеризує відношення питомих витрат на низько та
високовольтні конденсатори і в практичних розрахунках для енергетичної
системи України при кількості робочих змін 3 дорівнює 11, при двозмінній роботі
- 12, при однозмінній - 24. Показник К2 враховує віддаленість ТП від РП ГПП та
потужність трансформаторів. Його чисельне значення беруть згідно з даними
таблиці 4.7 у залежності від потужності трансформаторів та довжині живлячої
лінії [11].
QHK2 1000,8_221,4_ (0,18 2 1600) 203,5 квар.
Якщо в розрахунках отримаємо, що QНК2<0квар додатково встановлювати
конденсаторні батареї не потрібно.
Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складає
QHK QHK1 QHK2, (4.15)
QНКΣ=221,4+203,5=424,8 квар
Приймаємо згідно ПУЕ (глава 5.6), дві конденсаторні установки марки
УКРМ-0,4-200/6-20 УЗ потужністю Qкку=200 квар і напругою живлення U=0,4 кВ.
Сумарна ємнісна потужність цеху буде становити ∑Qкку=400 квар
Аналогічно проводимо розрахунки для інших цехів і результати заносимо
у таблицю 4.1.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
4.3 Компенсація реактивної потужності на підприємстві
Компенсація реактивної потужності є невід'ємною частиною завдання
електропостачання підприємства. Компенсація реактивної потужності одночасно
з поліпшенням якості електроенергії у мережах промислових підприємств є
одним з основних способів скорочення втрат електроенергії.
Нові "Правила користування електричною та тепловою енергією" передбачають
нормування споживання реактивної потужності Q безпосередньо у іменованих
одиницях, тобто поряд з нормуванням активної потужності нормується і
реактивна.
Вибір потужності засобів компенсації відбувається згідно "Вказівок щодо
проектування компенсації реактивної потужності у електричних мережах
промислових підприємств [11].
При виборі засобів компенсації реактивної потужності вихідними даними є
максимальна реактивна потужність Qм та вхідна реактивна потужністьQек , що
погоджена з енергопостачальною організацією на межі балансової
приналежності.
Максимальна реактивна потужність на шинах розподільчого пункту 10 кВ
підстанції, яка повинна бути скомпенсована високовольтними батареями
статичних конденсаторів визначається за виразом:
Qвк кн.с Qм Q _
тр Q _
ек Qнкф, (4.16)
де кнс – коефіцієнт, що враховує не співпадіння за часом найбільшого
навантаження підприємства з максимумом навантаження енергосистеми (для
нашого випадку кнс =0,89);
Qм – розрахункова реактивна потужність підприємства, квар;
Qтр – сумарна втрата реактивної потужності в трансформаторі ГПП, квар;
Qнк.ф – сумарна встановлена потужність низьковольтних конденсаторних
батарей, квар;
Qек – економічна узгоджена реактивна потужність з енергосистемою в часи її
максимуму навантаження, квар.
Qвк 0,92 8620 1600 650,4 3480 5400 квар.
Згідно отриманого значення приймаємо до встановлення [2] два комплекти
високовольтних блоків статичних конденсаторів УКЛ-57М-10,5-2700 У3.
Сумарна ємність блоків статичних конденсаторів складає ΣQБСК10=5400 квар, при
номінальній напрузі живлення 10,5 кВ.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ НАПРУГОЮ 10 (6) кВ
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської мережі
Внутрішньозаводський розподіл електроенергії виконують магістральною,
радіальною або змішаною схемами [5]. Вибір схеми визначається категорією
надійності споживачів електроенергії, їх територіальнім розміщенням,
особливостями режимів роботи.
Одноступеневі радіальні схеми застосовують на невеликих та середніх за
потужних заводах, розташованих у різних напрямках від ГПП. Радіальні схеми
забезпечують глибоке секціонування усієї системи електропостачання, від
джерела живлення до збірних шин цехових підстанцій.
Живлення потужних підстанцій або розподільчих пунктів здійснюється не
менш чім двома радіальними лініями, що відходять від різних секцій джерела
живлення.
Окремо розташовані однотрансформаторні підстанції потужністю 400-630
кВА одержують живлення по одиночним радіальним лініям без резервування,
якщо відсутні споживачі І та II категорій і по умовам прокладки ліній можливий
її швидкий ремонт. Якщо відокремлені підстанції мають споживачів II категорії,
їх живлення повинно здійснюватися двокабельною лінією з роз'єднувачами на
кожному кабелі.
Радіальна схема розподілу електричної енергії має декілька і переваг перед
магістральною: високу надійність і простоту в експлуатації і обслуговуванні,
безпеку роботи.
Недоліками радіальних схем є: мала економічність внаслідок значних
витрат провідникового матеріалу; необхідність в додаткових площах для
розміщення силових РП; обмежена гнучкість мережі при переміщенні
технологічних механізмів яке пов'язане зі зміною технологічного процесу.
Магістральні схеми з розподільчими шинопроводами застосовуються при
живленні споживачів, які виконують одну технологічну функцію, або при
рівномірному розміщенні споживачів по площі цеху. В таких схемах в якості
живлячих провідників застосовують шинопроводи, кабелі і проводи.
Магістральні схеми розподілу електричної енергії забезпечують
споживачам під'єднання до любої точки магістралі. Магістралі можуть
поєднуватись до РУ підстанції, до силових РП, або безпосередньо до
трансформаторів.
До переваг магістральних схем слід віднести спрощення щитів підстанцій;
висока гнучкість мережі, яка дає можливість переміщувати технологічне
устаткування без переобладнання мережі; використання уніфікованих елементів,
які дозволяють вести монтаж індустріальними способами.
Магістральна схема менш надійна, ніж радіальна, так як при зникненні
напруги на магістралі всі під'єднанні до неї споживачі втрачають живлення.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
З урахуванням особливості розташування цехів відносно ГПП, категорії
надійності споживачів, обираємо радіальну схему, приклад якої наведено на
рисунку 5.1.
Рисунок 5.1 - Одноступенева радіальна схема розподілення електроенергії
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж
Переріз жил кабелів напругою 10 кВ, згідно ПУЕ (розділ 3.3.35 – 2.3.53),
вибираємо 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.
За розрахункову потужність кожного трансформатора приймаємо
максимальне навантаження з врахуванням втрат потужності в трансформаторі.
Дані для розрахунків беремо з таблиці 1.4. Втрати активної ΔРт та реактивної
Qт потужності в трансформаторі з достатньою для практики точністю
приймаємо рівними відповідно 2% і 10% повної максимальної потужності із
сторони низької напруги трансформатора
Рм10 Рр0,38 Рт Рр0,38 0,02 Sн.тр , (5.1)
Qм10 Qр0,38 Qт Qр0,38 0,1Sн.тр (5.2)
де Рр0,38; Qр0,38 – розрахункові навантаження на стороні 0,4 кВ
Дані для розрахунків (Рр0,38, Qр0,38, Sн.тр ) беремо з таблиці 4.1 та заносимо у
таблицю 1.5 (графа 2, 3 і 4 відповідно).
Величини Рм10Qм10 розраховуємо за співвідношеннями (5.1) і (5.2) та заносимо
у графи 5 і 6 табл. 5.1 відповідно.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Для прикладу
Р .
м10=1743,6+0,02 1600=1775,6 кВт ;
QМ10=1000,8+0,1. 1600=1160,8 квар.
Розрахункову потужність радіальної лінії визначаємо згідно електричної
схеми живлення і розрахункових потужностей по виразу
2
SЛ Рм10 2
Qм10 , (5.3)
SЛ(ГППТ1) 1775,62 1160,82 2121,4 кВА.
де Рм10 і Qм10 – відповідно розрахункова активна і реактивна потужність лінії
кожного з трансформаторів, що живиться від цієї лінії;
Дані розрахунків по цьому та інших ТП заносимо до таблиці 5.1 (графа8).
Отримані тільки таким чином значення SЛ будуть коректними для визначення
перерізу живлячих кабельних ліній.
Таблиця 5.1 – Розрахунок електричних навантажень на стороні 10 кВ ТП
Кіль
к. Р
№ ТП р0,38, Q
р0,38, S
н.тр , Рм10, Qм10,
т-рів Sл
кВт квар кВА кВт квар
шт. кВА
ТП-1 2 1743,6 1000,8 1600 1775,6 1160,8 2121,4
ТП-2 2 1682,5 1016,7 1600 1714,5 1176,7 2079,4
ТП-3 2 1753,7 1062,4 1600 1785,7 1222,4 2164
ТП-4 2 1889,3 1291,3 1600 1921,3 1451,3 2407,8
ТП-5 2 2039,3 1233,9 1600 2071,3 1393,9 2496,6
ТП-6 2 728,1 409,2 630 740,7 472,2 878,4
ТП-7 2 1346,5 957,9 1600 1378,5 1117,9 1774,8
ТП-8 2 2296,8 1648,7 2500 2346,8 1898,7 3018,7
Розрахунковий струм у кабельної лінії на кожної ділянки (ГПП-ТП-1) в
нормальному режимі визначається як
S
I Л,і
р.Л,і (5.4)
3 Uн
Для цеху, який обрано у якості прикладу
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
2121,4
IЛ(ГППТП1) 122,6 А .
3 10
Розраховані таким чином значення струму заносимо у таблицю 5.2 (графа 4).
Згідно економічної густини струму jеквизначаємо стандартний переріз Fек
кабельної лінії, по якому визначається тривалий допустимий струм Ідоп, значення
якого заносимо у графу 6 таблиці 5.2.
І 122,6
F 2
ек 87,6мм .
jек 1,4
Розрахунковий переріз кабелів для лінії (ГПП – ТП6) Fек=87,6 мм2, тому
приймаємо трижильний алюмінієвий силовий кабель в свинцевій оболонці типу
АСБГ (3×120), Іном.каб=240 А.
Виконуємо перевірку обраного кабелю на допустимий струм в
нормальному режимі роботи за співвідношенням [6]
Iр.Л IдопК1K2 ;
де К1 – поправний коефіцієнт, що залежить від температури землі та
повітря К1=1,05;
К2 – поправний коефіцієнт, що залежить від кількості кабелів
прокладених паралельно К2=0,9;
Ідоп – тривалий допустимий струм на один кабель в нормальних
умовах
2 122,6 240 1,04 1, 25 312 А.
Перевірка на допустимий струм в післяаварійному режимі відбувається за
виразом
2 Iл IдопК1K2К3
де К3 - допустиме короткочасне перевантаження кабельної лінії К3=1,25
Для нашого випадку
2 122,6 240 1,04 0,87 1,25 271А,
тобто умова виконується.
Втрата напруги в лінії в нормальному режимі роботи повинна бути не більше
(5%.Uн=52,5 В) і визначається за виразом
U 3 Ір.Л Lкл (r0 cosφ x0 sinφ), (5.5)
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де L – довжина лінії, км;
r0,x0 - відповідно питомий активний та реактивний опір лінії, Ом/км;
cosφ – коефіцієнт потужності навантаження лінії
Значення cosφ та sinφ знаходимо з відомого співвідношення,
використовуючи дані таблиці 5.1 для відповідної кабельної лінії.
Для лінії ГПП–ТП-1
Рм10 1775,6
сosφ 0,83 ,
Sл 2121,4
sin φ 1 0,832 0,6 .
Втрата напруги в кабельної лінії, що розглядається у якості прикладу, буде
U 3 122,6 0,18 (0,32 0,83 0,064 0,6) 11,38В.
Таким чином, умова виконується, так як
U 11,38 0,05Uном 52 В.
Аналогічно виконуємо розрахунки для інших кабельних ліній і дані
заносимо в таблицю 5.2.
Таблиця 5.2 – Вибір перерізу кабельних ліній напругою 10 кВ
Ділянка Lкл, SЛ, IрЛ, Fек, Iдоп, Прийнята F
2 2 Прийнята F, мм2
кабелю м кВА А мм А мм
ГПП-ТП1 180 2121,4 122,6 171,64 240 120 АСБГ(3×120)
ГПП-ТП2 220 2079,4 120,2 168,28 240 120 АСБГ(3×120)
ГПП-ТП3 140 2164 125,1 175,14 240 120 АСБГ(3×120)
ГПП-ТП4 300 2407,8 139,2 194,88 275 150 АСБГ(3×150)
ГПП-ТП5 140 2496,6 144,3 202,02 205 95 АСБГ(3×95)
ГПП-ТП6 90 878,4 50,8 71,12 115 35 АСБГ(3×35)
ГПП-ТП7 180 1774,8 102,6 143,64 205 95 АСБГ(3×95)
ГПП-ТП8 50 3018,7 174,5 244,3 310 185 АСБГ(3×185)
ГПП-БСК10 10 2700 156 218,4 310 185 АСБГ(3×185)
де БСК10 – ємкісна потужність блока статичних конденсаторів 10 кВ,
що встановлені в приміщені КРУН-10 кВ ГПП.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
6 РОЗРАХУНОКСТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В МЕРЕЖАХ
ВИЩЕ 1000В
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 рисунках 6.1 і 6.2
Величинами вихідних даних для розрахунку струмів короткого замикання
є прийнята схема електропостачання, величина потужності короткого замикання
на шинах районної підстанції та конкретні дані елементів схеми заміщення.
ТП-1 ТП-2 ТП-8
Рисунок 6.1 - Розрахункова схема Рисунок 6.2 - Схема заміщення
розрахунку КЗ для розрахунку струмів КЗ
Для розрахункової схеми (рисунок 6.1) складаємо схему заміщення,
виходячи з розрахункових умов і враховуючи прийняті у стандарті [15]
припущення. Схему складаємо однолінійною.
Додатковими вихідними даними до розрахунку струмів КЗ є:
- номінальна напруга енергосистеми UС=110 кВ:
- потужність КЗ на шинах районної підстанції SКЗ=3200 МВА;
- довжина повітряної лінії lл=35 км.
Розрахунок струмів короткого замикання виконуємо для найбільш
характерних точок, в яких передбачається встановлення апаратів захисту.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розрахунок виконуємо у відносних базисних одиницях, при цьому всі опори
схеми заміщення приводяться до базисних умов.
За базисні умови приймаємо:
За базисні умови приймаємо:
Sб 100 МВА, Uб1 115 кВ, Uб2 10,5 кВ .
S
Iб
б ,
3 Uб
100
Iб1 0,5кА,
3 115
100
Iб 2 5,5 кА.
3 10,5
Визначаємо опори схеми заміщення у відносних базисних одиницях:
– електричної системи
S
Х б
с ,
Sк.з.
100
Хс 0,042 .
2400
– повітряної лінії 110, кВ
S
Rпл r0л lл
б ,
U2
б1
100
Rпл 0,38 35 0,101;
1152
S
X б
пл x0л lл ,
U2
б1
100
Хпл 0,06 35 0,016..
1152
– трансформатора ГПП
U
Х кз Sб
тр ,.
100 Sн.тр
де Uкз – напруга короткого замикання трансформатора [8], %;
Sн.тр – номінальна потужність трансформатора, МВА;
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
10,5 100
Хтр 0,656.
100 16
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в характерних
точках
В точці К1
Визначаємо сумарний реактивний і активний опір до розглядаємої точки к.з
і визначаємо повний опір
Струм короткого замикання в розглядаємій точці визначаємо за виразом
І
І б1
кз(К1) ,
Х2 2
сум(К1) Rсум(К1)
0,5
Ікз(К1) 4,5 кА.
0,0472 0,1012
Хсум(К1) Хс Хпл ,
Хсум(К1) 0,031 0,016 0,047 ;
Rсум(К1) Rпл ,
Rсум(К1) 0,101.
Ударний струм короткого замикання в точці К1 визначаємо за виразом:
іуд(К1) 2 Ікз(К1) куд(К1);
де куд – ударний коефіцієнт, що визначаємо за виразом
R
сум(К1)
3,14( )
Х
к сум(К1)
уд(К1) 1 е ,
0,101
3,14( )
куд(К1) 1 2,718 0,047 1,09..
іуд(К1) 2 4,5 1,09 6,89 кА .
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
В точці К2
І
І б2
кз(К2) ,
Х2
сум(К2) R2
сум(К2)
5,5
Ікз(К2) 7,74 кА
0,7032 0,1012
Хсум(К2) Хс Хпл Хтр ,
Хсум(К2) 0,031 0,016 0,656 0,703;
Rсум(К2) Rпл ,
Rсум(К2) 0,101.
Ударний струм короткого замикання в точці К2 визначаємо за виразом:
іуд(К2) 2 Ікз(К2) куд(К2) ,
іуд(К2) 2 7,74 1,0110,9 кА,
R
сум(К2)
3,14( )
Х
к 1 е сум(К2)
уд(К2) ,
0,101
3,14( )
к 0,703
уд(К2) 1 2,718 1,01.
В точці К3
І
Ікз(К3)
б2 ,
Х2 2
сум(К3) Rсум(К3)
5,5
Ікз(К3) 6,29 кА.
0,7672 0,4212
Хсум(К3) Хс Хпл Хтр Хл1,
Хсум(К3) 0,031 0,016 0,656 0,064 0,767 ;
Rсум(К3) Rпл Rл1,
Rсум(К3) 0,101 0,32 0,421.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Ударний струм короткого замикання в точці (К3) визначаємо за виразом:
іуд(К3) 2 Ікз(К3) куд(К3) ,
іуд(К3) 2 6,29 1,02 9,01 кА.
R
сум(К3)
3,14( )
к 1 Х
е сум(К3)
уд(К3) ,
0,421
3,14( )
куд(К3) 1 2,718 0,767 1,02.
В точці К4
І
І б2
кз(К4) ,
Х2 2
сум(К4) Rсум(К4)
5,5
Ікз(К4) 6,51кА.
0,7662 0,3572
Хсум(К4) Хс Хпл Хтр Хл2 ,
Хсум(К4) 0,031 0,016 0,656 0,063 0,766 ;
Rсум(К4) Rпл Rл2 ,
Rсум(К4) 0,101 0,256 0,357 .
Ударний струм короткого замикання в точці К4 визначаємо за виразом:
іуд(К4) 2 Ікз(К4) куд(К4) ,
іуд(К4) 2 6,511,02 9,29 кА.
R
сум(К4)
3,14( )
Х
к 1 е сум(К4)
уд(К4) ,
0,357
3,14( )
к 1 2,718 0,766
уд(К4) 1,02..
В точці К5
І
Ікз(К5)
б2
Х2 2
сум(К5) Rсум(К5)
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
5,5
Ікз(К5) 6,71кА
0,7642 0,2962
Хсум(К5) Хс Хпл Хтр Хл3 ,
Хсум(К5) 0,031 0,016 0,656 0,061 0,764 ;
Rсум(К5) Rпл Rл3 ,
Rсум(К5) 0,101 0,195 0,296 .
Ударний струм короткого замикання в точці (К5) визначаємо за виразом:
іуд(К5) 2 Ікз(К5) куд(К5);
іуд(К5) 2 6,711,02 9,55 кА
R
сум(К5)
3,14( )
Х
к 1 е сум(К5)
уд(К5) ,
0,296
3,14( )
к 0,764
уд(К5) 1 2,718 1,02.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 6.1.
Таблиця 6.1 – Струми короткого замикання в СЕП
Точкак.з Хк, в.о. Rк, в.о. Zк, в.о. Ік.з. кА іуд. кА
К1 0,047 0,101 0,11 4,5 6,89
К2 0,703 0,101 0,71 7,74 10,9
К3 0,767 0,421 0,88 6,29 9,01
К4 0,766 0,357 0,85 6,51 9,29
К5 0,764 0,296 0,82 6,71 9,55
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 6.3 а; в) з струмом короткого замиканням в точці А. На базі цих схем
приводимо схему нульової послідовності (рисунок 6.4). 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, (6.11)
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де n - коефіцієнт вибирається залежності від типу монтажу лінії, n=3,5 для
одноланцюгової лінії без тросів.
хл0 3,5 0,015 0,06 .
А
Sк.з
а).
А
Хс Хл Хтр1 Хтр2
в).
Рисунок 6.3 – Електрична схема і схема заміщення для розрахунку
однофазного КЗ
А
Хс0 Хл0 Хтр1 0 Хтр2 0
Uл 0
Рисунок 6.4 – Схема для розрахунку опору нульової послідовності
Опори обмоток нульової послідовності трансформатора залежать від схеми
з’єднання обмоток трансформатора - при схемі з’єднання зірка з нульовим
виводом-трикутник (рисунок 6.4) мають ті ж значення, як і прямої послідовності.
Однофазний струм короткого замикання на шинах 110 кВ заводської
підстанції визначаємо через трифазний струм КЗ
S1 3
к k Sк , (6.12)
де к – коефіцієнт, значення якого залежить від відстані КЗ, від шин районної
підстанції, 0 k 1,5 , при КЗ, у віддаленій точці (поблизу трансформатора
ГПП) k=1,5.
S1к 1,5 3200 4800 кВА.
Струм однофазного к.з., на шинах підстанції визначаємо виразом
S1
I1 к
kc ,
3 U1
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де U1 - номінальна напруга на шинах підстанції, U1=110 кВ.
1 4800
Ikc 25,2кА.
3 110
Опір нульової послідовності системи ( xco у відносних одиницях) визначаємо
з виразу
I1кc 3 1
;
Iб xc1 xc2 xco
з цього виразу находимо xС0
3 1 І
х б
со хс1 х
(1) с2 ,
Ікс
де хс1, хс2 – відповідно опори прямої і оберненої послідовності системи,
хс1 хс2 хс .
3 15,5
хсо 0,031 0,031 0,59 .
25,2
Згідно з рисунком 1.3 визначаємо результативний опір схеми нульової
послідовності для однофазного струму к.з, як паралельне з’єднання двох гілок
хо хсо хло хтр1о хтр2о
(0,59 0,06) (0,656 0,656)
х0 0,4 .
(0,59 0,06) (0,656 0,656)
Струм однофазного к.з., у віддаленій точці визначаємо за виразом
1 3 1 I
І б
kA1 ;
хрез1 хрез2 хо
хрез1 хрез2 хс1 хл1 ;
хрез1 0,031 0,016 0,047,
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
(1) 3 15,5
ІkА1 31,3кА.
0,047 0,047 0,4
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП. ВИБІР
ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП
В розділи приводяться дані, які стосуються конструкції та особливості
компоновки як самої комплектної трансформаторної підстанції (КТП), так і
розподільчих установок високої і низької напруги. Вказується область
застосування КТП, основні вимоги до місць встановлення,характеристика
ізоляції, категорії розміщення тощо.
Приводяться основні параметри і характеристики КТП. Вказується склад
підстанції, при необхідності – особливості схеми головних кіл. Матеріали можуть
ілюструватися фрагментами розрізу підстанції (або іншими кресленнями) та
зображеннями окремих елементів підстанції.
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН
У нашому випадку згідно обраної головної схеми підстанції силовою
апаратурою є високовольтні вимикачі і роз'єднувачі.
Алгоритм вибору полягає у зрівнянні каталожних даних попередньо
обраного апарата з розрахунковими. Реалізується цей алгоритм з допомогою
таблиці 1.8, у якої в першу графу заносимо відповідні розрахункові дані, і графу
2 - відповідні каталожні дані, а графа 3 містить умови вибору апаратів.
Попередньо обираємо сучасний тип вимикача серії
ВГТ-110ІІ*-40/2500У1 з допустимим нижнім робочим значенням
температури оточуючого повітря - 45°С, допустимою швидкістю вітру до 40 м/с,
сейсмічності - до 9 балів та приводом пружинного типу.
Результати вибору зводимо в таблицю 7.1
Таблиця 7.1 – Вибір вимикача
Розрахункові дані Каталожні дані Умови вибору
1 2 3
Uн=110 кВ Uн=110 кВ Uн Uном
Iмах=90,2 А Iн=2500 А Ір Іном
іуд =6,89 кА Iм.м.ск.= 102 кА іу Іm.дин
Іnt =4,5 А Iвідкл. =40 кА Іn.t Івідкл
В І2 2 2 2
к t tф6,89 0,0351,66 Вк Іmtm102 0,0353,57 Вк І2
Т tT
де ІТ – нормований струм термічної стійкості апарата;
Вк – тепловий імпульс струму короткого замикання;
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Im.дин – амплітудне значення повного струму електродинамічної стійкості
вимикача;
tТ – нормований час термічної стійкості апарата.
Чисельні значення вказаних величин (каталожні дані) взято з [13].
Алгоритм вибору роз'єднувача відрізняється від алгоритму вибору
високовольтного вимикача однією особливістю, а саме: відсутня перевірка струму
відключення.
Попередньо по номінальним даним обираємо роз'єднувач серії РГН-
110/1000 УХЛ1.
Таблиця 7.2 – Вибір роз’єднувача
Розрахункові дані Каталожні дані Умови вибору
1 2 3
Uн=110 кВ Uн=110 кВ Uн Uном
Iмах=90,2 А Iн=1000 А Ір Іном
іуд =6,89 кА Iм.м.ск.= 80 кА іу Іm.дин
Іnt =4,5 кА Iвідкл. =31,5 кА В І2
к Т tT
Остаточно, по даним таблиці 1.9 обираємо роз'єднувач серії РГН-110/1000
УХЛ1, який на протязі терміну експлуатації (30 років) не вимагає технічного
обслуговування [18].
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН
Силовими апаратами розподільчої мережі є ввідні та секційні вимикачі.
Вибір їх не відрізняється від вибору силових апаратів мережі живлення
Попередньо по номінальним даним обираємо ввідний вимикач навантаження
вакуумний типу NEO ВВ/N10M-630A з вбудованим електромагнітним приводом
[13].
Таблиця 7.3 – Вибір ввідного вимикача 10 кВ
Розрахункові дані Каталожні дані Умови вибору
1 2 3
Uн=10 кВ Uн=10 кВ Uн Uном
Iмах(ввід)=945,3 А Iн=1000 А Ір Іном
іуд =10,9 кА Iм.м.ск.= 52 кА іу Іm.дин
Іnt =7,74 кА Iвідкл. =20 кА Іn.t Івідкл
Вк І2
t tф 10,92 0,1214,2 В 2 2 2
к Іmtm52 0,12324,4 Вк ІТ tT
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
При розрахунках розрахункового струму ввідного вимикача 10 кВ значення
Ір визначаємо за співвідношенням
17172,7
Іmax(ввід) 945,3 А.
3 10,5
При розрахунках розрахункового струму секційного вимикача 10 кВ
значення Ір визначаємо за співвідношенням
Sрозр 0,5 17172,7
Ір.секц 472,6 А.
2 3 Uн 3 10,5
Попередньо по номінальним даним обираємо секційний вимикач
вакуумний типу NEO ВВ/N10M-630A з вбудованим електромагнітним приводом
[13].
Таблиця 7.4 – Вибір секційного вимикача 10 кВ
Розрахункові дані Каталожні дані Умови вибору
1 2 3
Uн=10 кВ Uн=10 кВ Uн Uном
Iмах(секційний)=472,6 А Iн=630 А Ір Іном
іуд =10,9 кА Iм.м.ск.= 52 кА іу Іm.дин
Іnt =7,74 кА Iвідкл. =20 кА Іn.t Івідкл
В І2
к t tф 10,92 0,1214,2 Вк І2
m tm 522 0,12324,4 В 2
к ІТ tT
7.4 Вибір трансформаторів струму
Трансформатори струму, згідно ПУЕ (розділ 1.6.6 – 1.6.8), вибираємо за
номінальною напругою, первинному та вторинному струмам, за родом
встановлення, конструкції, класу точності та перевіряємо на термічну стійкість
при короткому замиканні таблиця 6.1.
Попередньо обираємо трансформатор струму напругою 10 кВ типу ТШЛП-
10К
Таблиця 7.5 – Вибір трансформатора струму напругою 10 кВ
Розрахункові дані Каталожні дані
Uн=10 кВ Uн=10 кВ
Iмах(ввід)=945,3 А Iн=1000 А
іуд =10,9 кА ід= 70 кА
В І2 t 10,92
к t ф 0,12 14,2 В І2
к t tт.с. 70 1 70
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Номінальний струм вторинної обмотки I2Н =5 А, допустима потужність S2Н
вторинної обмотки при cos = 0,8 клас точності 0,5 складає 15, ВА.
Сумарний опір приладів, Ом:
ΣS прил
rприл , (7.1)
I 2
2Н
де Sприл – сумарна потужність приєднаних приладів (лічильники активної та
реактивної енергії та ін.),Sприл7 (ВА).
7
rприл 0,28 .
52
Опір контактів rк 0,1 Ом.
Опір з'єднувальних проводів, Ом:
S I2
2 Н 2 Н (rприл rк )
r , (7.2)
пров I2
2 Н
15 52 (0,28 0,1)
rпров 0,22.
52
Довжина проводів lпров 25 м.
Розрахункова довжина проводів при з'єднанні в зірку lp lпров25 м.
Переріз з'єднувальних проводів, мм2:
l ρ
F p
пров . , (7.3)
rпров .
25 0,02
Fпров 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
7.5 Вибір трансформаторів напруги
В мережі 10 кВ приймаємо до встановлення, згідно ПУЕ розділ1.6.9,
трансформатор напруги типу НТМИ–10–66УЗ. Розрахунок навантаження
основної обмотки трансформатора виконаємо в таблиці 7.6.
Таблиця 7.6 – Розрахунок навантаження трансформатора напруги
Потужність, що
Потужність, що
Кількість cosφ споживається
Прилад Тип споживається
котушок
котушкою, Вт tgφ P, Q, S,
Вт вар ВА
Вольтметр ЕВ0302 0,016 1 0,55/1,5 0,016 0,024 0,028
Лічильник СЛ -7000 0,016 2 0,65/1,17 0,032 0,037 0,048
Всього: - - 3 - 0,048 0,061 0,077
Так як номінальна потужність трансформатора напругою 10 кВ в класі
точності 0,5 S2H 120 ВА більше ніж Sф 0,077ВА, трансформатор напруги
буде працювати з допустимою похибкою.
7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість
Величина мінімального перерізу кабелю з умови термічної стійкості до
струмів короткого замикання, згідно ПУЕ (розділ 1.4.16 – 1.4.18), визначаємо за
співвідношенням [2]:
l tпр 9100 0,2
Fmin 48, 2 мм. (7.4)
С 83
де tпр – приведений час дії струмів КЗ, А;
tt∞ – ударний струм КЗ, що діє на вибраний нами відрізок лінії, кА;
С – коефіцієнт, що відповідає різниці теплоти, яка в провіднику після і до
короткого замикання (для кабелів з алюмінієвою жилою С = 85 ).
Приведений час можна визначити по виразу
tпр=tзах+tвідкл=0,08+0,12=0,2 с.
де tзах – тривалість дії захисту, с;
tвідкл – тривалість дії вимикаючої апаратури, с.
Розглянутий нами відрізок кабельної лінії (ГПП-ТП-1), що має переріз F=120
мм2 повністю задовольняє умовам термічної стійкості, під час дії ударних струмів
к.з.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Аналогічно виконуємо перевірку інших відрізків високовольтних кабельних
ліній, що застосовуються в нашій роботі.
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ
Цехові мережі промислових підприємств виконують на напругу до 1000 В,
з якої найбільш поширена – напруга 380 В.
При виборі схеми і конструктивного виконання цехової мережі
обґрунтовують, яким чином враховано наступні фактори:
– вимоги до надійності електропостачання і резервування,
– режими роботи електроприймачів,
– розміщення їх по території цеху,
– номінальні струми та напруги,
– вплив мікроклімату виробничих приміщень.
Електричні мережі напругою до 1000 В розрізняються за конструкцією
провідників, способах їх ізоляції та прокладки.
За способами ізоляції мережі діляться на дві групи: такі, що виконані
голими проводами і шинами (повітряні лінії і струмопроводи) і такі, що виконані
кабелями і ізольованими проводами (електропроводки).
У цеховій мережі використовують шинопроводи різного призначення та
конструктивного виконання.
8.1 Вибір схеми і конструкції електричних мереж цеху
Вибір конструкції цехової електричної мережі та способів їх виконання
здійснюється при проектуванні на основі вивчення технології виробництва, умов
оточуючого середовища, вимог електробезпеки та пожежної безпеки згідно ПУЕ.
У цьому підрозділі бакалаврської роботи на основі всебічного аналізу і
виявлення основних визначальних факторів (таких, як, наприклад розміщення
технологічного обладнання на плані цеху, надійність електропостачання
електроприймачів, характер навантаження та її розподіл по площі цеху та багато
інших) вибирається конкретний вид схеми. Кожний вид схем має свою найбільш
доцільну область застосування.
На рисунку 8.1 приведена проста радіальна схема цехової електричної
мережі.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
На промислових заводах близько 10% енергії, що споживається,
витрачається на електричне освітлення.
Правильне виконання освітлювальних установок сприяє раціональному
використанню електроенергії, поліпшенню якості продукції, знижує
втомлюваність працівників, зменшує кількість аварій та випадків травматизму.
Проектування освітлювальних установок складається з світлотехнічної та
електричної частин [9].
В світлотехнічній частині вирішуються наступні завдання: обираються
типи джерел світла і світильників, намічаються найбільш доцільні висоти
встановлення світильників та їх розміщення, визначають якісні характеристики
освітлювальних установок.
Електрична частина включає: визначення розрахункового навантаження
освітлення, вибір схеми живлення освітлювальної установки, вибір
раціонального перерізу і марки проводу, способу прокладання мережі.
Першим етапом проектування системи освітлення об’єкту є його аналіз,
необхідний для отримання повного уявлення про об’єкт освітлення. На другому
етапі обирається вид і система освітлення.
Норми освітлення побудовані на основній класифікації робіт, основною
ознакою яких є найменший розмір об’єктів, шинопроводів розрізняти в
залежності від розряду робіт, що виконуються; коректуються рівні освітленості,
якісні показники освітлювальних установок (показник засліпленості
(дискомфорту), пульсації освітленості, передача кольору, нерівномірність
розподілу освітленості) [9].
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Світлотехнічна частина проекту також передбачає вибір найбільш
ефективного світильника для конкретного приміщення з урахуванням можливих
обмежень, а також принцип розміщення світильників.
При проектуванні світлотехнічної частини слід також враховувати умови
експлуатації освітлювальної установки.
Штучне освітлення проектується двох видів: загальне і комбіноване, коли
до загального додається місцеве освітлення робочих місць. Якість і економічність
освітлювальних установок залежить від правильності вибору системи освітлення.
Систему загального освітлення застосовуються для освітлення всього
приміщення, в тому числі і робочих поверхонь. Загальне освітлення може
здійснюватись двома способами: з рівномірним і нерівномірним розміщенням
світильників під стелею освітлюваного приміщення. Освітлення з рівномірним
розміщенням світильників застосовують, якщо в виробничих приміщеннях
технологічне устаткування розміщене рівномірно по всій площі з однаковими
умовами зорової роботи і необхідно забезпечити рівномірне освітлення. Якщо в
приміщеннях є робочі поверхні, що вимагають різних умов освітлення, то для
створення на них необхідної освітленості світильники розміщують локалізовано,
залежно від розміщення робочих поверхонь або виробничого устаткування.
Локалізоване освітлення необхідно передбачати в приміщеннях із
стаціонарним крупним устаткуванням (венткамери, пічні відділення тощо), у
приміщеннях, де робочі місця розміщені групами, зосереджені на окремих
дільницях, а також у приміщеннях, на різних дільницях яких виконуються роботи
різної точності, що вимагають неоднакових рівнів освітленості.
Систему комбінованого освітлення (загального і місцевого) застосовують у
приміщеннях з точними зоровими роботами, які вимагають високого ступеня
освітленості. Освітленість робочих місць, що створюють світильники загального
освітлення при комбінованій системі, має становити 10% від нормованої для
комбінованого освітлення. Використання в приміщеннях тільки місцевого
освітлення нормами заборонено.
За функціональним призначенням електричне освітлення поділяють на
робоче, аварійне і спеціальне (чергове), охоронне, вказівне.
Робоче освітлення влаштовують в усіх приміщеннях. Воно створює на
робочих поверхнях нормовану освітленість.
Аварійне освітлення необхідне там, де при раптовому вимиканні робочого
освітлення можливі вибух або пожежа, масовий травматизм, тривале порушення
технологічного процесу, а також порушення роботи відповідних об’єктів
(водопостачання, вузли зв’язку, пожежні пости, електрощитові і т. 77тощо.). Це
освітлення називають аварійним освітленням для продовження роботи, воно має
створювати на робочих місцях 5% нормованого робочого освітлення при системі
загального освітлення, але не менш як 2 лк.
8.2.2 Розрахунок освітленості
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розрахунок освітлення цеху може проводиться методом світлового потоку
(методом коефіцієнту використання), або іншим відомим методом. Для прикладу
нижче приведено розрахунки методом світлового потоку:
кз ЕФ min S z , (8.1)
N
де кз– коефіцієнт запасу, визначається за довідником [9];
Еmin – мінімальна освітленість, лк;
S– площа освітлювального приміщення, м2;
E
z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, z cp 1,11,15 ;
Emin
N – прийнята кількість світильників, шт.;
– коефіцієнт використання світлового потоку.
Коефіцієнт використання світлового потоку визначається по довідковим
таблицям в залежності від типу прийнятого світильника, коефіцієнтів відбиття від
поверхонь приміщення і від індексу приміщення “і”, останній визначається за
виразом
A B
i , (8.2)
(A B) h
де А, В, h – 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 противному разі змінюється
кількість світильників і розрахунок повторюється.
Приймаємо е Lв / h 1, тоді отримаємо відстань між світильниками
Lв е h. (8.3)
Розраховуємо кількість світильників в ряду і кількість рядів, приклад
розміщення світильників приведений на рисунку 8.2.
Після прийняття схеми розміщення світильників проводиться перевірка
освітленості в найбільш характерній точці точковим методом по кривим
просторових ізолюкс прийнятого світильника згідно виразу
n
Фсв ei
Е i1 , (8.4)
1000 к3
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 78
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де Фсв – світловий потік прийнятого світильника, лм;
– коефіцієнт неврахування освітленості від інших світильників, 1,11,2;
n
e – сума освітленості від світильників згідно кривих просторових ізолюкс,
i
i1
лк;
n – кількість врахованих світильників.
Рисунок 8.2 – Приклад розміщення світильників цеху:
hc – відстань від стелі до світильника, Lв – відстань між світильниками,
l – відстань від крайнього ряду до стіни; Lа – відстань між рядами
Виконаємо розрахунок освітлення цеху методом світлового потоку.
Виходячи із розряду зорової праці, згідно ПУЕ (розділ 6.1.1 – 6.1.11), по нормам
освітленості [9] визначаємо освітленість системи загального освітлення цеху
Ен 200 лк.
К з Еmin S zFp , (8.5)
N Кв
де Кз – коефіцієнт запасу, визначається за довідником [9];
Emin – мінімальна освітленість, лк;
S – площа освітлювального приміщення, м2;
z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, z=1,1 – 1,15;
N – прийнята кількість світильників, шт;
Кв – коефіцієнт використання світлового потоку.
З таблиці 10.4 [9] приймаємо λе=Lв/h=1, тоді отримаємо відстань між
світильниками
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Lв λе h, (8.6)
Lв 15,8 5,8 м.
Приблизну кількість світильників визначаємо за виразом
A B
N , (8.7)
L2
в
48 54
N 77 шт.
5,82
Коефіцієнт використання світлового потоку визначаємо по довідниковим
таблицям [22], в залежності від прийнятого типу світильника, коефіцієнтів
відбиття, від поверхонь приміщень і від індексу приміщення, що визначається за
виразом
А В
і ;
h(А В)
(8.8)
48 54
і 4,38.
5,8 (48 54)
де h – висота підвісу світильника, м.
1,6 200 2592 1,1
Fp 20774,1 лм.
77 0,57
В залежності від отриманої величини світлового потоку приймаємо
світильник типу НСП 09-500 (Cobay4) з однією лампою ДРЛ, Рл=0,4 кВт, що має
світловий потік Фл=25000 лм. Загальний світловий потік від світильника буде
становити Фсв=25000 лм.
Обрані лампи за світловим потоком відрізняється від розрахункового на
Fcв Fр 25000 20774,1
% 100% 100% 20,3%
Fр 20774,1 (8.9)
що є допустимо.
Згідно результатів проведеного розрахунку ми можемо зробити висновки,
що встановлена в приміщенні цеху світлова арматура загального призначення з
лампами типу ДРЛ в повній мірі задовольняє вимогам СНіП ІІ-4-79, що до
загальних вимог освітленості в робочій зоні цеху.
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 80
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Відповідно до ПУЕ для живлення світильників загального освітлення
повинна застосовуватися напруга не вище 380/220 В змінного струму при
заземленій нейтралі і не вище 220 В змінного струму при ізольованій нейтралі і у
мережах постійного струму.
Для живлення окремих ламп варто застосовувати напругу не вище 220В,
що допускається для всіх стаціонарних світильників незалежно від висоти їхньої
установки в приміщеннях без підвищеної небезпеки. У приміщеннях з
підвищеною небезпекою і особливо небезпечних при установці світильників
загального освітлення з лампами розжарювання на висоті менше ніж 2,5 м при
відсутності спеціальної конструкції світильника (що виключає доступ до лампи
без застосування інструмента) використовується напруга не вище 42 В.
Світильник з люмінесцентними лампами на напругу 127–220 В
допускається встановлювати на висоті менше ніж 2,5 м від підлоги за умови
неможливості випадкових доторкань до їх струмоведучих частин.
Для живлення ксенонових, дугових, натрієвих ламп, розрахованих на
напругу 380 В, і пускорегулюючих апаратів для газорозрядних ламп, що мають
спеціальні схеми (наприклад, трифазні, з послідовним з’єднанням ламп),
застосовується напруга не вище 380 В, у тому числі фазна напруга системи
660/380 В із заземленою нейтраллю при дотриманні наступних умов:
- введення у світильник чи ПРА має виконуватися проводом або кабелем з
мідними жилами і ізоляцією, розрахованою на напругу не менше, ніж 660
В;
- забороняється вводити у світильник двох чи трьох проводів різних фаз
системи 660/380;
- нанесення на світильник відмінного знаку з вказівкою застосовуваної
напруги «380 В» при установці світильника в приміщеннях підвищеною
небезпекою і особливо небезпечних;
- забезпечення одночасного відключення усіх фазних проводів, що
вводяться у світильник; це стосується і багатолампових світильників
системи 380/220 В, за винятком світильників, які встановлюються в
приміщеннях без підвищеної небезпеки.
Для світильників місцевого стаціонарного освітлення з лампами
розжарювання застосовується напруга не вище 220 В в приміщеннях без
підвищеної небезпеки і не вище 42 В для приміщень з підвищеною небезпекою і
особливо небезпечних. Допускається застосування напруги до 220 В для
світильників спеціальної конструкції: тих, що являються складовою частиною
аварійного освітлення, під’єднаного до незалежного джерела живлення; тих, що
встановлюються у приміщеннях з підвищеною небезпекою (але не особливо
небезпечних).
Для місцевого освітлення допускається застосовувати світильники з
люмінесцентними лампами на напругу 127-220 В за умови неможливості
випадкових доторкань до їх струмоведучих частин. Застосування
люмінесцентних ламп місцевого освітлення в сирих, особливо сирих, жарких і
приміщеннях з хімічно активним середовищем допускається тільки в арматурі
спеціальної конструкції.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 81
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Для живлення ручних світильників переносного освітлення в приміщеннях
з підвищеною небезпекою й особливо небезпечних має застосовуватись напруга
не вище 42 В, при особливо несприятливих умовах – не вище 12 В.
Схеми живлення освітлювальних установок повинні забезпечувати:
- необхідний рівень надійності живлення;
- регламентовані рівні напруги і постійність напруги джерела живлення;
- простоту і зручність експлуатації;
- економічність установки.
У більшості випадків освітлювальні навантаження живляться від силових
цехових трансформаторів напругою 6(10)/0,38 кВ із заземленою нейтраллю
вторинної обмотки.
Використання самостійних освітлювальних трансформаторів обмежується
випадками, коли характер силового навантаження не дає можливості забезпечити
необхідну якість напруги, коли використовується для силових навантажень
напруга вище 380 В і коли система напруг 380/220 або 220/127 В неприпустима
для освітлювальної установки за умовами безпеки.
В освітлювальних мережах розрізняються лінії живлення та групові лінії.
Лінія живлення з’єднує джерело живлення з груповими щитками освітлення.
Групові лінії слугують для приєднання світильників до групових щитків.
Групові щитки мають як ввідний апарат захисту, так і апарати захисту на
кожну групову лінію, що відходить. Згідно ПУЕ струм захисних апаратів на
групових лініях не повинен перевищувати 25 А за винятком ліній, що живлять
лампи розжарювання одиничною потужністю 500 Вт і більше або газорозрядні
лампи потужністю 125 Вт і більше; у цьому випадку струм захисного апарата не
повинен перевищувати 63 А.
Розрізняють радіальні, магістральні і змішані схеми живлення
освітлювальних установок (рис. 8.3). Радіальні схеми використовуються при
високих навантаженнях групових щитків (близько 100–200 А) і забезпечують
більш високу надійність живлення. Магістральні схеми дозволяють
заощаджувати провідниковий матеріал і апаратуру на розподільчих пунктах,
однак мають меншу надійність живлення. Змішані схеми одержали найбільше
поширення через їхню гнучкість.
Рисунок 8.3 – Різновиди схем живлення освітлювальних установок:
а – радіальна схема; б – магістральна схема; в – змішана схема
Для здійснення живлення освітлювальних установок обираю радіальну
схему для забезпечення високої надійності живлення.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 82
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Систему аварійного освітлення планується живити перехресним способом,
тобто від іншого трансформатора по відношенню до трансформатора робочого
освітлення (рисунок 8.4).
Рисунок 8.4– Схема живлення освітлювальних установок від
двотрансформаторної підстанції
Визначення розрахункових навантажень системи освітлення
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 ПРА:
��роз = кп ∙ кдод ∙ ��ном , (8.10)
де кдод – коефіцієнт додаткових втрат, для ламп ДРЛ кдод = 1,12 [9].
Згідно коефіцієнт попиту для дрібних будівель виробничого характеру
складає кп = 1,0.Коефіцієнт попиту для групової мережі освітлення і всіх ланок
мережі аварійного освітлення приймається рівним 1,0.
��роз = 1 ∙ 1,12 ∙ 0,4 = 30,8 кВт.
Вибір перерізу провідників освітлювальної мережі за допустимим
струмом навантаження
Провідники освітлювальної мережі повинні задовольняти вимоги у
відношенні гранично допустимого нагрівання при нормальних режимах роботи.
Нагрівання провідників викликається проходженням по них електричного
струму.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 83
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Межі нагрівання суворо нормуються ПУЕ, при цьому кожному перерізу
проводу або кабелю в залежності від його конструкції і способу прокладання
відповідає допустимий нормований струм (Iдоп, А).
У практичних розрахунках користуються готовими таблицями з
допустимими тривалими навантаженнями, що нормовані ПУЕ і нормативною
документацією.
Зазначені таблиці складені для визначення температурних режимів повітря
і землі, що складають відповідно +25°С та +15°С. Якщо фактичні температури
відрізняються від табличних, користуються коефіцієнтами перерахунку, що
наведені в ПУЕ.
Отже, умовою перевірки обраного перерізу провідника за допустимим
струмом навантаження є:
��доп > ��роз,
де ��роз – розрахунковий струм, що протікає по провіднику, А.
Для проведення порівняння необхідно визначити максимальний
розрахунковий струм кожної ділянки освітлювальної мережі.
Розрахунковий струм для трифазних мереж визначається за виразом:
��роз ∙ 10 ��роз ∙ 10
��роз = = , (8.11)
√3 ∙ �� ∙ cos �� 3 ∙ ��ф ∙ cos ��
л
де ��роз – розрахункова потужність, кВт;
��ф, ��л – відповідно фазна і лінійна напруга, В;
cos �� – коефіцієнт потужності, для ламп типу ДРЛ – cos �� = 0,9.
30,8
Іроз 52 А.
3 0,38 0,9
Визначений показник струму використаємо для вибору кабельно-
провідникової продукції та комутуючого обладнання.
8.2.4 Розрахунок освітлювальної мережі за втратами напруги
Даний метод розрахунку передбачає забезпечення допустимих рівнів
напруг на джерелах світла.
Зниження напруги щодо номінальної пов’язане зі зменшенням світлового
потоку світильників і, як наслідок, рівнів освітленості на робочих місцях.
Збільшення напруги щодо номінальної пов’язане з додатковою витратою
енергії світильником і зменшенням його терміну служби, останнє особливо
важливе для ламп розжарювання.
Відповідно до ДСТУ СОУ НЕК 03.120.4-14:2021 напруга в найбільш
віддалених лампах внутрішнього освітлення промислових підприємств, а також
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 84
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
прожекторних установок зовнішнього освітлення повинна бути не нижча
97,5%Uном, а в найбільш віддалених лампах аварійного і зовнішнього освітлення,
виконаного світильниками – не нижча 95%Uном.
У мережах 12–42 В допускаються втрати напруги до 10% Uном, якщо
рахувати від відводів джерел живлення. Найбільша напруга ламп не повинна
перевищувати 105%Uном.
На затисках газорозрядних ламп напруга не повинна бути нижчою 90%Uном,
на інших лампах – не нижчою 88%Uном.
Величина допустимої втрати напруги в освітлювальній мережі від
джерела живлення до найбільш віддаленої лампи повинна складати:
∆��м = ��хх − ∆��тр − �� ,
де ∆��м – допустима втрата напруги в мережі;
��хх – напруга неробочого ходу трансформатора (на 5% вища від
номінальної);
∆��тр – втрата напруги в трансформаторі;
�� – мінімально допустима напруга на затисках 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 �� , (8.12)
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
�� = ; (8.13)
��ном.тр
�� = ��КЗ − ��а , (8.14)
де ��КЗ – втрати потужності короткого замикання трансформатора, Вт;
��ном.тр – номінальна потужність трансформатора, кВА.
Розрахунок освітлювальної мережі, як правило, ведеться без урахування
індуктивного опору провідників.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 85
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
100 ∙ 8,5
�� = = 0,53 %;
1600
�� = 5,5 − 0,53 = 5,47 %;
∆��тр = 0,87 ∙ (0,53 ∙ 0,9 +5,47 ∙ 0,44) = 2,9 %;
∆��м = 105 − 2,9 − 95,2 = 6,9 %.
Розрахункове значення втрати напруги на кожній ділянці освітлювальної
мережі (%) визначається за виразом:
��
∆�� = , (8.15)
�� ∙ ��
де �� – момент освітлювальногонавантаження, кВт∙м;
�� – постійний коефіцієнт, що залежить від номінальної напруги, обраної
системи мережі і матеріалу провідника [13];
�� – 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:
�� = �� ∙ �� , (8.16)
де �� – відстань між лініями живлення світильників;
�� – потужність лінії.
Рисунок 4.1 – Схема підключення світильників
�� = �� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� ;
�� = 6 ∙ 0,4 + 12 ∙ 0,4 + 18 ∙ 0,4 + 24 ∙ 0,4 + 30 ∙ 0,4 + 36 ∙ 0,4 + 42 ∙ 0,4 + 48
∙ 0,4 = 86,4 кВт ∙ м;
86,4
∆�� = = 0,1 %.
54 ∙ 16,8
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 86
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
От же умова виконується, втрата напруги у найбільш віддаленій точці
перевищує 5%. Тому ми встановлюємо щиток освітлення в безпосередній
близькості від КТП і першої лінії освітлювальної мережі.
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, 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.
В цьому підрозділі необхідно визначити мережі та її елементи, що не
підлягають перевірці на економічну густину струму. Їх треба окремо
проаналізувати та обов’язково вказати ( у вигляді переліку або таблиці).
Вибір перерізу провідників здійснюється за таблицях [13] або згідно
технічної документації на них (що є більш прийнятним) . При цьому повинна
виконуватися умова
Ipоз Iдоп , (8.17)
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.
Конкретні особливості прокладки кабелів в цеху слід також враховувати за
допомогою відповідних коефіцієнтів згідно ПУЕ.
Обраний переріз провідника по умовам нагріву довготривалим струмом
необхідно перевіряти за нагрівом струмом післяаварійного режиму відповідно до
схеми цехової мережі. Отримані дані заносяться у таблицю.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 87
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
по якості електроенергії. Для кожної ділянки цехової мережі за розрахованим
півгодинним максимумом навантаження і значенням максимального пускового
або пікового струму вибирається переріз провідника, а також тип і значення
уставок апаратів захисту від ненормальних режимів в мережі: тривалих, не
передбачених перевантажень мережі і коротких замикань.
Вихідними даними для проведення розрахунків є:
– схема цехової електричної мережі з розташуванням апаратів захисту;
– Uном мережі;
– розрахункові півгодинні максимуми навантаження кожної ділянки мережі
Рmax ;
– пікові (пускові) струми на різних рівнях схеми;
– номінальні потужності ЕП.
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
Вибір перерізів провідників за технічними умовами включає:
– вибір за умовою теплового нагрівання;
– за їх пропускною спроможністю та умовами захисту;
– за втратами напруги;
– за термічною стійкістю до струмів КЗ;
– механічну міцність;
– за умовою виникнення корони.
Необхідно оцінити вплив і врахування цих факторів при виборі
перерізу для кабельних і повітряних ліній, так як перелічені фактори по -
різному впливають залежно від номінальної напруги, конструктивного виконання
(кабель, шинопровід), призначення мережі (силова, рухливих ЕП, освітлювальна
тощо). Тому рішення слід приймати для кожного конкретного випадку на підставі
вимог і довідкових даних ПУЕ та інших нормативних документів.
8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами нагріву
та захисту
Провідники будь-якого призначення повинні задовольняти вимогам щодо
гранично допустимого нагріву з врахуванням не тільки нормальних, а й
післяаварійних режимів, режимів в період ремонту і можливих нерівномірностей
розподілу струмів між лініями, секціями шин тощо. При перевірці на нагрів
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 88
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
приймається півгодинний максимум струму, найбільший з середніх півгодинних
струмів даного елемента мережі.
Необхідно враховувати, що при різних режимах роботи електроприймачів
в якості розрахункового струму для перевірки перерізу провідників по
нагріванню слід приймати струм, значення якого залежить від відповідного
режиму (повторно-короткочасний, короткочасний, тривалий).
Вимоги для нормальних навантажень та післяаврійних перевантажень
стосуються кабелів і встановлених на них з’єднувальних та кінцевих муфт й
окінцевань.
Основною умовою вибору перерізу провідників є величина нагрівання їх
електричним струмом у нормальному, форсованому та аварійному режимах.
Якщо температура нагрівання перевищить допустиму, то залежно від величини
перевищення й тривалості часу, елемент може бути пошкоджений, що
спричинить порушення нормальної роботи системи, а в гіршому випадку
(загоряння ізоляції) може привести до пожежі. Тому для всіх видів провідників та
умов їх застосування головним у виборі перерізу є нагрівання, яке визначається
двома ефектами теплового впливу: максимально допустимою температурою та
тепловим зносом ізоляції для даного режиму й класу ізоляції.
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.
Переріз провідника в основному залежить від величини розрахункового
струму ( Іmax 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.
Мінімально допустимий переріз провідника – такий переріз, при якому
провідник, маючи початкову температуру, що дорівнює максимальній тривало
допустимій Qтр. доп , нагрівається струмом КЗ до гранично допустимої
температури за умовами термічної стійкості.
За розрахунковий струм навантаження приймається максимальне струмове
навантаження за півгодинний інтервал часу Imax Ipоз , обчислене за формулою
P
I роз
pоз = (8.18)
3 Uном cosφ
Вибір перерізу провідників виконується за таблицями гл.1.3 ПУЕ «Тривало
допустимі навантаження», при цьому повинна бути виконана умова
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 89
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Imax Ipоз Iдоп , (8.19 )
де Ідоп – тривало допустимий струм навантаження на проводи, кабелі та шини
для даного перерізу за ПУЕ (або технічними характеристиками конкретних
виробів).
При прокладанні декількох кабелів і більше чотирьох проводів в одній
трубі, траншеї, лотку, коробі і т.п. в розрахункову формулу (8.14) вводиться
коефіцієнт Кпрокл , поправочний коефіцієнт на умови прокладки проводів і
кабелів
I
І max
доп . (8.20)
Кпрокл
Згідно ПУЕ допустимі тривалі струми для кабелів, які прокладають у
блоках, слід визначати за емпіричною формулою
Iдоп.бл a b c Iдоп , (8.21)
a, b, c – поправочні коефіцієнти (табл. ПУЕ)
Поправочні коефіцієнти застосовуються до груп однотипних проводів і
кабелів, що мають однакову допустиму температуру нагрівання.
Для груп проводів і кабелів, що мають різні максимальні температури
нагріву, допустиме струмове навантаження розраховується з поправочних
коефіцієнтів, що належать до тієї частини проводів і кабелів, у яких допустима
температура мінімальна.
Якщо у частині ізольованих проводів і кабелів в групі навантаження не
перевищує 30 % допустимого, то вони виключаються із загального числа при
визначенні поправочного коефіцієнту для іншої частини групи.
Допустимі струмові навантаження для кола залежать від числа провідників.
У багатофазній збалансованій системі спільно прокладений нейтральний
провідник не враховується. В цьому випадку допустиме навантаження
чотирижильного кабеля приймається як для трьохжильного, з тим же перерізом
фазних провідників. Чотири і п’ятижильні кабелі можуть мати більше допустиме
струмове навантаження, якщо навантажені тільки три фазні проводи.
Якщо нейтральний провідник пропускає струм, який є наслідком
дисбалансу фазних струмів, то збільшення тепловиділення в нейтральному
провіднику компенсується його відповідним зменшенням в одному або декількох
фазних провідниках. В цьому випадку переріз всіх провідників вибирається по
найбільш навантаженому проводу.
Якщо не потрібно вводити поправочні коефіцієнти для струму в
нейтральному провіднику в залежності від характеру навантаження фазних
провідників, нейтральний провідник вибирається відповідно до параметрів кола
Необхідність введення поправочних коефіцієнтів для струмів може бути
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 90
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
наслідком наявності істотних струмів вищих гармонік в трифазному колі. Якщо
гармонічна складова перевищує 15 %, нейтральний провідник вибирається
перерізом не нижче фазного.
Оскільки струм в нейтральному провіднику визначається струмами фазних
провідників, то струми вищих гармонік в ньому взаємно не компенсується.
Найбільш значущою з гармонік є третя гармоніка. Діюче значення струму третьої
гармоніки в нейтральному проводі може перевищувати діюче значення струму
промислової частоти в фазних провідниках.
У цьому випадку струм в нейтральному провіднику є визначальним при
розрахунках допустимого струмового навантаження кола. Вплив гармонік
враховується поправочними коефіцієнтами. Поправочні коефіцієнти, що наведені
в МЕК60364-5-52:2009 «Електроустановки низьковольтні. Частина 5-52. Вибір і
монтаж електроустаткування. електропроводки», надані для збалансованої
трифазної системи; слід вказати, що ситуація погіршується, якщо в трифазній
системі навантажені тільки дві фази. У цьому випадку струм вищих гармонік в
нейтральному провіднику буде визначатися струмом дисбалансу. Така ситуація
призведе до перевантаження нейтрального провідника.
Поправочні коефіцієнти застосовуються для випадку, коли нейтральний
провідник є жилою чотирьох- або п’ятижильного кабелю, виконаний з того ж
матеріалу і має той же переріз, що і фазні провідники.
Поправочні коефіцієнти відносяться до струмів третьої гармоніки. Якщо
очікуються значні вищі гармоніки, такі як 9-я, 12-я тощо, тобто вони становлять
понад 15 %, поправочний коефіцієнт повинен бути зменшений. Якщо дисбаланс
між фазними навантаженнями перевищує 50 %, то поправочний коефіцієнт може
бути зменшений. Розрахунковий поправочний коефіцієнт для визначення
допустимого струмового навантаження для кабелів з трьома робочими
провідниками приймається, як для кабелю з чотирма робочими провідниками, у
якого струм в четвертому проводі викликаний гармоніками. Поправочні
коефіцієнти також враховують фактор нагріву фазних провідників струмами
гармонік.
Коли значення струму в нейтральному провіднику очікується вище, ніж
фазний струм, розмір кабелю визначається по нейтральному провіднику.
Якщо переріз кабелю визначено по нейтральному провіднику, то необхідно
зменшити розрахункове навантаження для трьох робочих провідників.
Якщо струм в нейтральному провіднику більше, ніж 135 % фазного струму
і переріз кабелю вибирається по нейтральному провіднику, то три фазних
провідника не можуть бути повністю завантажені. Зменшення тепловиділення
фазними провідниками компенсує тепловиділення нейтрального провідника в
такій мірі, що немає необхідності застосовувати інші поправочні коефіцієнти
щодо трьох робочих провідників.
За відсутності спеціальних вимог необхідно виконувати такі вказівки:
Площа поперечного перерізу нейтрального провідника повинна бути,
принаймні, рівною площі поперечного перерізу лінійних провідників у наступних
випадках:
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 91
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
– в однофазних двопровідникових колах, незалежно від площі поперечного
перерізу провідника;
– в багатофазних колах, де площа поперечного перерізу лінійних
провідників - менше або дорівнює 16 мм2 по міді або 25 мм2 по алюмінію;
– в трифазних схемах, де частка струмів третьої гармоніки і гармонік,
кратним трьом, лежить в межах від 15 % до 33 %.
Для багатофазних кіл, де площа поперечного перерізу лінійних провідників
більше, ніж 16 мм2 по міді або 25 мм2 по алюмінію, площа поперечного перерізу
нейтрального провідника може бути нижче площі поперечного перерізу лінійних
провідників (звичайно не нижче 50 %), якщо виконуються одночасно такі умови:
– навантаження кола в нормальному режимі розподілено рівномірно між
фазами, третя гармоніка не перевищує 15% струму лінійного провідника;
– нейтральний провідник захищається від надструмів;
– площа поперечного перерізу нейтрального провідника – не менш 16 мм2
по міді або 25 мм2 по алюмінію.
Відносно нульових робочих провідників в чотирипровідній системі
трифазного струму ПУЕ містить наступне формулювання: вони повинні мати
провідність не менше ніж 50 % провідності фазних провідників; у необхідних
випадках вона має бути збільшеною до 100 % провідності фазних провідників.
Вибір струмоведучих частин
Основним завданням розрахунку цехових електричних мереж є вибір
перерізу кабелів, проводів шино проводів і захисних апаратів згідно ПУЕ (розділ
2.1.31 – 2.1.51).
Для мереж напругою до 1000 В основними вимогами, що визначають вибір
перерізу провідників, є не економічні, а технічні вимоги та умови: нагрів
провідників, механічна міцність, втрата напруги, термічна стійкість до струмів
КЗ.
Переріз провідників цехової мережі обираємо згідно величині
розрахункового струму як окремих споживачів, так і розподільчих пунктів в
цілому за співвідношенням
Р
Ір
Н , (8.24)
3 Uн cos
де Рн - номінальна потужність згідно з завданням, кВт ; Uн= 0,38кВ.
Умовами вибору ліній живлення [5, 6] є виконання співвідношення
Ір Ку.н ІН.ДОП.Л ,
де І НДОПЛ - допустимий тривалий струм лінії живлення, А;
Куп - коефіцієнт, що враховує умови прокладки кабелів згідно п. 1.3.21 ПУЕ.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 92
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
З врахуванням умов прокладки кабелів, поправного коефіцієнту на
допустимий тривалий струм залежно від температури (таблиця 1.3.3 ПУЕ), умова
прийме вид
ІН.ДОП.Л Іmax1,25Ip .
Керуючись вказаними вимогами, проводимо розрахунок мережі живлення
споживачів цеху, результати яких заносимо в таблицю 8.1.
Таблиця 8.1 – Розрахункова таблиця вибору ліній живлення цеху
Р I , I , I
Назва споживача н р max. н.доп.л
кВт А А Марка
А
1 2 3 4 5 6
Тельфер 17,3 32,9 41,1 50 АВВГ(3×6)+(1×4)
Ролер 22 42,9 53,6 65 АВВГ(3×10)+(1×6)
Прес формування диска 75 137,5 171,8 200 АВВГ(3×70)+(1×35)
Прес посадочних отворів 50 93,9 117,4 135 АВВГ(3×35)+(1×16)
Токарний верстат 17,5 31 38,7 50 АВВГ(3×6)+(1×4)
Фарбувальна камера 98 156,9 196,1 200 АВВГ(3×70)+(1×35)
Установка знежирення 12 21,7 27,2 37 АВВГ(3×4)+(1×2,5)
Свердлильний верстат 3,3 6 7,5 19 АВВГ(4×2,5)
Обертовий зварювальний
24 42 52,5 65 АВВГ(3×10)+(1×6)
маніпулятор
Верстат розмотування сталі 31 58,9 73,7 90 АВВГ(3×16)+(1×10)
Верстат формування обода 5,5 9,8 12,3 19 АВВГ(4×2,5)
Продольний шліфувальний верстат 11 19 23,8 37 АВВГ(3×4)+(1×2,5)
Продольний зварювальний автомат 18 30,4 38 50 АВВГ(3×6)+(1×4)
Термо-запресовочний верстат 18,8 34,5 43,1 50 АВВГ(3×6)+(1×4)
Подвійний прес формування ободу 65 117,7 147,1 165 АВВГ(3×50)+(1×25)
Обертовий вальцювальнеий верстат 42,2 72,9 91,2 115 АВВГ(3×25)+(1×16)
Теплообмінний насос 10 17,7 22,1 37 АВВГ(3×4)+(1×2,5)
Приточний вентилятор 18,3 31,6 39,5 50 АВВГ(3×6)+(1×4)
Витяжний вентилятор 5 8,6 10,8 19 АВВГ(4×2,5)
Освітлення 30,8 52 65,0 65 АВВГ(3×10)+(1×6)
Універсальний верстат № 1 (220 В) 7,2 26,3 32,9 34 АВВГ(2х2,5)
Універсальний верстат № 2 (220 В) 7,2 45,5 56,8 80 АВВГ(2х10)
Вибір розподільчих пунктів проводимо в залежності від приєднаних
електроприймачів (від 2 до 12 максимально); номінального струму автоматичних
вимикачів, та струму теплових розчіплювачів, які захищають приєднанні
електроприймачі; сумарного струму Ір РП споживачів, що приєднані до РП, який
визначається за виразом
Ір.РП ІН КН ,
де Кн - коефіцієнт, що залежить від технологічних функцій, які виконують
споживачі. Для нашого випадку Кн = 0,7.
Переріз ввідного кабелю вибирається з таблиць ПУЕ, глава 1.3 [2], за умовами
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 93
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Ір.РП ІН.ДОП
Вибрана кабельно-провідникова продукція, живлення споживачів цеху,
прокладена в кабельних каналах підлоги цеху.
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
Розрахунки по відхиленню напруги виконуються для режимів мінімальних
та максимальних навантажень.
В режимі максимальних навантажень напруга на зажимах найбільш
віддалених електроприймачів не повинна бути не нижче 0,95 ∙ ��ном. В режимі
максимальних навантажень обмеження йде зі сторони верхньої допустимої
границі напруги. При цьому напруга на шинах ТП не повинна перевищувати 5%
номінальної напруги, тобто �� ∙ �� ≤ 5%.
Для режиму максимальних навантажень усталене відхилення напруги
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 94
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
m
U E 1 m Uтр U U
м сп 5,
i1
де Еm – величина добавки напруги на регульованих відгалуженнях
трансформатора, %;
ΔUтр – втрата напруги в трансформаторі, %;
n
Uм - сумарна втрата напруги в лініях до споживача, %;
i1
n- кількість послідовних магістралей до споживача;
ΔUсп – втрата напруги в мережі найвіддаленішого споживача, %;
– 5% - припустиме усталене відхилення напруги згідно [11]:
U1 15 3,42 25,8 5 19,2 5% Uн 525 В .
Величину ΔUтр (%) знаходимо за виразом
S
U м
тр (Ua cos U sin),
S p
н.тр
де Sм – максимальна потужність на вторинній стороні трансформатора, кВ;
Sнтр – номінальна потужність трансформатора, кВА;
Uа – активна складова напруги к.з трансформатора, %
100 P
U кз
a ,
Sн.тр
100 18
Ua 1,125 В .
1600
Uр- реактивна складова напруги к.з трансформатора, %:
Up U2
кз U2
a ,
U 2,82
p 1,1252 2,6 В.
2433,8
Uтр (1,125 0,95 2,6 0,31) 2,83 В.
1600
Для режиму мінімальних навантажень відхилення напруги:
U2 Em кз(Uтр Uм) Ucп 5% ,
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 95
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де кз = 0,3 - коефіцієнт завантаження в режимі мінімальних навантажень;
+ 5 % - припустиме усталене підвищення напруги від Uн=19 В, згідно [11]:
U2 15 0,3 (2,8311,38) 5 5,73 5% Uн 525 В
Згідно виконаних розрахунків ми маємо можливість пересвідчитись, що
можлива зміна навантаження цехового трансформатора ні як не буде
відображатися на зміні величини потенціалу напруги у найвіддаленішого
споживача.
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 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
І роз, РП споживачів, що приєднані до РП, тощо). І роз, РП визначається за виразом
І роз, РП = Іном КП , (8.41)
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.
Далі за довідковими даними обирається конкретний тип НКУ, вказуються
його технічні характеристики, включаючи напругу, номінальний струм, апарати
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 96
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
захисту тощо, у тому числі конструктивне виконання та особливості
застосування.
Вибір розподільчих пунктів проводимо в залежності від приєднаних
електроприймачів (від 2 до 12 максимально); номінального струму автоматичних
вимикачів, та струму теплових розчіплювачів, які захищають приєднанні
електроприймачі; сумарного струму Ір РП споживачів, що приєднані до РП, який
визначається за виразом
Ір.РП ІН КН ,
де Кн - коефіцієнт, що залежить від технологічних функцій, які виконують
споживачі. Для нашого випадку Кн = 0,7.
Переріз ввідного кабелю вибирається з таблиць ПУЕ, глава 1.3 [2], за умовами
Ір.РП ІН.ДОП
Таблиця 8.2 – Вибір перерізу ввідних кабелів РП
Найменування РП Ір.РП ,А Іmax ,А ІН.ДОП.Л ,А Марка
1 2 3 4 5
Розподільчий пункт РП-1 489,3 611,6 690 2АВВГ(3×185)+(1×95)
Розподільчий пункт РП-2 489,3 611,6 690 2АВВГ(3×185)+(1×95)
Розподільчий пункт РП-3 737,8 922,3 1035 3АВВГ(3×185)+(1×95)
Розподільчий пункт РП-4 372 465 480 2АВВГ(3×95)+(1×50)
Розподільчий пункт РП-5 335,5 419,4 480 2АВВГ(3×95)+(1×50)
Розподільчий пункт РП-6 250,3 312,9 345 АВВГ(3×185)+(1×95)
Розподільчий пункт РП-7 24 30 37 АВВГ(3×4)+(1×2,5)
Розподільчий пункт РП-8 252 315 345 АВВГ(3×185)+(1×95)
Розподільчий пункт РП-9 205,8 257,3 270 АВВГ(3×120)+(1×70)
Розподільчий пункт РП-10 207 258,8 270 АВВГ(3×120)+(1×70)
Розподільчий пункт РП-11 205,8 257,3 270 АВВГ(3×120)+(1×70)
Розподільчий пункт РП-12 426 532,5 540 2АВВГ(3×120)+(1×70)
Розподільчий пункт РП-13 467 583,8 610 2АВВГ(3×150)+(1×70)
Розподільчий пункт РП-14 68,8 86 90 АВВГ(3×16)+(1×10)
Конденсаторна установка 304 380 400 АВВГ(3×240)+(1×120)
Вибрана кабельно-провідникова продукція, живлення споживачів цеху,
прокладена в кабельних каналах підлоги цеху.
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання мережі до 1000В
Розрахунок струмів короткого замикання в цехових мережах, тобто
мережах напругою до 1000 В має свої особливості, які регулюються
міждержавним стандартом [15] та керуючими вказівками [13].
При розрахунку струму трифазного КЗ в установках напругою до 1 кВ варто
враховувати не тільки індуктивні й активні опори всіх елементів
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 97
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
короткозамкненого ланцюга, але й активні опори всіх перехідних контактів у
цьому ланцюзі (на шинах, на уведеннях і висновках апаратів, рознімні контакти
апаратів і контакт у місці короткого замикання).
Для обраної ділянки мережі 0,38 кВ розрахункова схема та схема заміщення
схема, що призначені для розрахунку струмів короткого замикання, приведені на
рисунок 8.5.
Рисунок 8.5 - Розрахункова схема і схема заміщення прямої
послідовності частини мережі 0,38 кВ
Величину струму к.з, визначаємо за виразом
І(3) U0
к.з. ,
3 Z
де U0 – напруга х.х вторинної обмотки трансформатора, В, U0=1,05.Uн;
Z – повний опір до точки к.з.
Для визначення трьохфазного струму к.з. в першій контрольній точці (К1),
спочатку визначимо опори елементів її схеми заміщення, згідно рисунку 8.5.
Активну складову опору трансформатора rтр (Ом) розраховуємо за виразом
згідно [13]
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 98
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Р 103
r к.з
тр ,
3 І2
н.тр
де ΔРкз – потужність к.з. трансформатора [13], кВт;
18 103
rтр 0,001 Ом.
3 2433,8
Ін.тр – номінальний струм вторинної обмотки трансформатора
S
І н.тр 3
н.тр 10 ,
3 Uн
1600
І 3
н.тр 10 2433,8 А.
3 380
Повний опір дорівнює
U 2 3
z к.з. Uн 10
тр ,
100 Sн.тр
5,5 3802 103
zтр 0,00496 Ом.
100 1600
Індуктивна складова опору трансформатора хтр
хтр z2
тр r2
тр ,
х 0,004962
тр 0,0012 0,0049 Ом.
Визначимо повний опір схеми заміщення до точки короткого замикання К1
2 2
Z(К1) rтр rав rтс rш rпр хтр хав хтс хш ,
2
0,001 0,00005 0,00002 0,000014 0,00008
Z(К1) 0,005 Ом.
2
0,0049 0,0001 0,00002 0,000006
Величину струму к.з., в розрахунковій точці К1 визначаємо за виразом
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 99
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
І(3) U0
к.з.(К1) ,
3 Z
де U0 – напруга х.х. вторинної обмотки трансформатора, В, U0=1,05.Uн;
Z – повний опір до точки к.з.
(3) 399
Ік.з.(К1) 69,33 кА.
3 0,005
Для визначення струму к.з, в розрахунковій точці К2, до опорів точки К1
додамо сумарні опори точки К2, згідно виразу
2 2
Z(К2) r(К1) rш rав rл rав rпр х(К1) хш хав хл хав ,
2
0,00124 0,00008 0,00041 0,000002 0,0223 0,0008
Z(К2) 0,0071Ом.
2
0,0049 0,00006 0,0003 0,00000029 0,00013
де активний rл (Ом) і індуктивний хл (Ом) опір кабельної лінії знаходимо за
виразами
l 103
r л
л ,
F
де lл – довжина кабельної лінії, км;
γ – провідність матеріалу, (АL=0,032 км/Ом.мм2);
F – поперечний перетин провідника, мм2.
0,005 1000
rл 0,0223 Ом.
32 70
хл lл х0 ,
хл 0,005 0,0000057 0,00000029 Ом.
Величину струму к.з, в розрахунковій точці К2 визначаємо за виразом:
U
І(3) 0
к.з.(К2) ,
3 Z(К2)
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 100
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
(3) 399
Ік.з.(2) 18,7 кА.
3 0,0123
8.5 Захист цехових електричних мереж
Захист електричних мереж напругою до 1 кВ здійснюється згідно глави 3.1
ПУЕ [2].
У цехових мережах можуть виникати наступні ненормальні за струмом
режими роботи:
– збільшення струму внаслідок перевантаження;
– збільшення струму в момент пуску або самозапуску двигунів;
– збільшення струму внаслідок короткого замикання.
Захист від струмів КЗ є обов’язковим для всіх елементів мережі, такий
захист повинен забезпечувати по можливості найменший час вимкнення.
У підрозділі повинно бути ретельно проаналізовано і вказані всі мережі, що
захищаються від перевантаження.
Вказується окремі мережі, у яких забороняється встановлення апаратів
захисту.
Приводяться критерії, за якими допускається відмовлятися від
застосування захисту провідників від перевантаження.
Повинен бути наведений перелік мереж, що згідно ПУЕ мають бути
захищеними від перевантаження, у тому числі силові і освітлювальні мережі,
мережі всередині приміщень (залежно від способу прокладення та характеристик
ізоляції).
8.5.1 Вибір апаратів захисту
Захист кабельних ліній, що живляться РП та окремі електроприймачі, як
правило, здійснюється автоматичними вимикачами.
Умовами їх вибору є вирази
Ін.т.р 1,1 Ір;
Ін.е.р 1,25 Іп ;
де Ін.т.р.,Ін.е.р. - номінальний струм відповідного теплового та електромагнітного
розчіплювача, А;
Іп – пікове навантаження, Іп=(5-7.Ір), А.
При виборі типу вимикача орієнтуємося попередньо на апарати виробництва
компанії ВА. Ці автоматичні вимикачі, призначені для групового захисту
розподільчих пунктів, мають дві системи захисту — електротеплову і
електромагнітну, та виконані згідно ДСТУ IEC 60529:2019 зі ступенем захисту не
нижче ІР30.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 101
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Для автоматичних вимикачів, що виконані в стандарті DIN, струм
електромагнітного розчіплювача в залежності від характеристики (С, В чи
D)виконується співвідношення:
Ін.е.р (3...5) Ін.т.р; Ін.е.р (5...10) Ін.т.р або Ін.е.р (10...14) Ін.т.р.
Керуючись вказаними вище критеріями, згідно каталожним даних
обираємо тип апарату, характеристики яких заносимо в таблицю 8.3.
Таблиця 8.3 – Розрахунок та вибір позиційних автоматичних вимикачів 0,4 кВ
Ір, 1,1. Ір Тип Ін, Ін.т.р, Ін.е.р, Найменування обладнання
А А апарату А А А
1 2 3 4 5 6 7
Тельфер 32,9 36,2 ВА47-29 63 40 500
Ролер 42,9 47,2 ВА47-29 63 50 500
Прес формування диска 137,5 151,2 ВА88-33 160 160 1600
Прес посадочних отворів 93,9 103,3 ВА88-32 125 125 1250
Токарний верстат 31 34 ВА47-29 63 40 500
Фарбувальна камера 156,9 172,6 ВА88-35 250 200 2500
Установка знежирення 21,7 23,9 ВА47-29 63 25 500
Свердлильний верстат 6 6,6 ВА47-29 63 8 500
Обертовий зварювальний маніпулятор 42 46,2 ВА47-29 63 50 500
Верстат розмотування сталі 58,9 64,8 ВА47-100 100 80 1000
Верстат формування обода 9,8 10,8 ВА47-29 63 13 500
Продольний шліфувальний верстат 19 20,9 ВА47-29 63 25 500
Продольний зварювальний автомат 30,4 33,5 ВА47-29 63 40 500
Термо-запресовочний верстат 34,5 37,9 ВА47-29 63 40 500
Подвійний прес формування ободу 117,7 129,5 ВА88-33 160 160 1600
Обертовий вальцювальнеий верстат 72,9 80,2 ВА47-100 100 100 1000
Теплообмінний насос 17,7 19,5 ВА47-29 63 20 500
Приточний вентилятор 31,6 34,8 ВА47-29 63 40 500
Витяжний вентилятор 8,6 9,5 ВА47-29 63 10 500
Освітлення 37,8 41,6 ВА47-29 63 50 500
Універсальний верстат № 1 21,6 28,9 ВА47–29 63 32 150
Універсальний верстат № 2 33,6 50,1 ВА47–29 63 63 150
Розподільчий пункт РП-1 489,3 538,2 ВА88-40 800 630 8000
Розподільчий пункт РП-2 489,3 538,2 ВА88-40 800 630 8000
Розподільчий пункт РП-3 737,8 811,6 ВА88-43 1600 1000 16000
Розподільчий пункт РП-4 372 409,2 ВА88-40 800 500 8000
Розподільчий пункт РП-5 335,5 369,1 ВА88-37 400 400 4000
Розподільчий пункт РП-6 250,3 275,3 ВА88-37 400 315 4000
Розподільчий пункт РП-7 24 26,4 ВА47-29 63 40 500
Розподільчий пункт РП-8 252 277,2 ВА88-37 400 315 4000
Розподільчий пункт РП-9 205,8 226,4 ВА88-35 250 200 2500
Розподільчий пункт РП-10 207 227,7 ВА88-35 250 200 2500
Розподільчий пункт РП-11 205,8 226,4 ВА88-35 250 200 2500
Розподільчий пункт РП-12 426 468,6 ВА88-40 800 500 8000
Розподільчий пункт РП-13 467 513,7 ВА88-40 800 630 8000
Розподільчий пункт РП-14 680,8 750,7 ВА88-40 800 630 8000
Конденсаторна установка 304 334,4 ВА88-37 400 400 4000
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 102
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Вибрані,згідно ПУЕ (розділ 1.4.19 – 1.4.22), автоматичні вимикачі
встановлені сталевих шафах силових РП, що знаходяться в безпосередній
близькості від сформованих груп технологічного електрообладнання.
8.5.2 Перевірка мережі на захищеність
Обрані лінії перевіряються за захищеність за умовою:
��сх ∙ ��доп ≥ ��зах ∙ ��зах,
де ��сх – поправочний коефіцієнт; для умов цеху ��сх = 1;
��доп – тривалий допустимий струм провідника, А;
��зах – коефіцієнт захисту; для теплового розщіплювача ��зах = 1;
��зах- струм спрацьовування апарату захисту, А.
Для прикладу перевіримо лінію, для якої Ір=156,9 А, Ідоп.л=250 А.
1 ∙ 156,9 ≥ 1 ∙ 250 А
Таким чином мережа захищена.
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 у споживачів.
Хід розрахунків залежить від схемі 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 зажимах 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 ДСТУ EN IEC 61000-4-11:2022
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 103
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
т
U1 Ет UТ Uм Uсп 5,
i1
де Ет – величина добавки напруги на регульованих відгалуженнях
трансформатора, %;
UТ – втрата напруги в трансформаторі, %;
n
Uм – сумарна втрата напруги в магістральних лініях до споживача, %;
i1
n – кількість послідовних магістралей до споживача;
Uсп – втрата напруги в мережі найвіддаленішого споживача, %;
5 % – припустиме усталене відхилення напруги згідно 13.
При необхідності, може бути задіяна «добавка» UT , яка створюються
цеховим трансформатором. Значення «добавки» UT регулюється зміною
кількості числа витків трансформатору, тобто зміною коефіцієнта трансформації,
за співвідношенням
W
U2 U 2
1 .
W1
Для цього у цехових трансформаторів є від 3 до 5 відгалужень, які
перемикаються в разі необхідності при відключеному трансформаторі. Значення
UT , залежно від відгалуження, приймаються за таблицею 8.7.
Таблиця 8.7
Відгалуження наближено точно
+5 0 0,25
+2,5 2,5
0 5,0 5,25
-2,5 7,5
-5,0 10 10,8
Нами проведено розрахунок втрат напруги у мережі 10 і 0,38 кВ: а саме –
п. 5.2 (Розрахунок перерізу розподільчих мереж) і п. 8.3.3 (Розрахунок
електричної мережі за втратами напруги).
Так як відхилення по напрузі нами не виявлено, то нема потреби у зміні
відгалужень трансформатора.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 104
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
підвищується якість систем електропостачання, надійність її роботи, зручність і
безпека обслуговування, забезпечується швидке розширення та мобільність
електрогосподарства.
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 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 2КТП Харківського електротехнічного
підприємства.
Обрана двотрансформаторна підстанція 2КТП–1600/10/0,4 УЗ призначена
для надійного електропостачання промислових об’єктів, має потужність
трансформаторів 1600 кВ∙А, з захистом і автоматикою.
Склад підстанції 2КТПЦ-1600/10/0,4-04 У3:
– Пристрій вводу з боку високої напруги (УВН).
– Силовий трансформатор.
– Кожух виводів силового трансформатору.
Розподільча установка низької напруги (РУНН), що складається з
наступного обладнання:
– шафа вимикача робочого вводу;
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 105
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
– 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 Рисунок 8.8 – Загальний вид шафи
секційного вимикача: управління:
1 – шафа секційного вимикача; 2 – відсік 1 – шафа управління; 2 – відсік збірних шин;
збірних шин; 3 – клапан розвантаження; 3 – клапан розгрузки; відсік клемного блоку;
4 – відсік клемного блоку; 5 - відсік 5 – відсік релейного блоку; 6 – відсік шинок
секційного вимикача; 6 – відсік релейного управління
блоку;
7 – відсік шинок управління; 8 – відсік шин
У складі підстанції використовуються масляні трансформатори серії ТМ
(трансформатор масляний), що виготовляється у герметичному гофробаку і не
потребує обслуговування на протязі всього терміну експлуатації. Загальний вид
трансформатору серії ТМ приведено на рисунку 8.9.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 106
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 8.9 – Загальний вид трансформатору серії ТМ
Конструкція і компоновка трансформаторної підстанції 2КТПЦ-
1600/10/0,4-04 У3 приведено на графічної частини дипломної роботи.
Для нашого конкретного випадку обрана дворядна компоновка підстанції,
що більш відповідає реальним умовам цеху, для якого проектується система
План КТП наведений на аркуші 7 (Компоновка КТП) графічної частини
випускної роботи.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 107
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
9. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ – вдосконалення роботи штампувально-
пресувальних верстатів
9.1 Розробка пристрою прецизійного регулювання зусиллям при формуванні
заготовок на формувальному пресу
Пристрій прецизійного регулювання зусиллям при формуванні заготовок
на формувальному пресу призначений для регулювання режимом роботи
асинхронного електричного двигуна приводу пресу формування заготовки в
залежності від товщини пресованої заготівки. Контроль точності відбувається за
допомогою зміни індуктивності датчика, який в залежності від зміни
індукованого струму керує режимом роботи двигуна.
Функціональна блок-схема пристрою прецизійного регулювання зусиллям
при формуванні заготовок на формувальному пресу. Блок-схема пристрою
прецизійного регулювання зусиллям при формуванні заготовок дисків на
формувальному пресу наведена на рисунку 9.1.
Генератор несучого імпульсу (блок А2) призначений для формування
еталонного несучого імпульсу. Несучий імпульс формується з метою усунення
випадкового спрацювання пристрою контролю від зовнішніх магнітних наведень.
А2 А3 А4 380 В; 50 Гц
Генератор несу- Прийомний Блок обробки
чого імпульсу блок сигналу
L1-L3
А1 А5
А6
Блок Блок елект-
живлення ронного реле
М1
Рисунок 9.1 – Функціональна блок-схема пристрою прецизійного
регулювання зусиллям при формуванні заготовок на формувальному пресу
Вузол прийомного пристрою оснований на зміні індукції магнітного поля
на індуктивність датчику індуктивного типу L1 і до складу якого входить
прийомний блок (блок А3), блок обробки сигналу (А4) та виконуючий пристрій
– блок електронного реле (А5).
Особливістю вузла регулювання режимом роботи асинхронного
електричного двигуна є великий діапазон та точність частот керування – від
одиниць Герц до сотень кілоГерц. Основою вузла регулювання А6 є
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 108
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
мультивібратор, який грає роль часозадаючого ланцюга та генератор коротких
імпульсів.
Опис електричної принципової схеми пристрою прецизійного регулювання
зусиллям при формуванні заготовок на формувальному пресу Принципова
електрична схема пристрою прецизійного регулювання зусиллям при формуванні
заготовок на формувальному пресу зображена на рисунку 9.2.
Схема генератора несучого імпульсу виконана на основі мікросхеми
К561ЛА7. Для ускладнення характеру сигналів, що генеруються, живлення
генератора також не стабілізоване і на виході випрямляча присутні незгладжені
пульсації. Навантаженням генератора є індуктивний датчик типу ДИУ-18.1.
Напруга живлення пристроїв не перевищує паспортних значень
використовуваних в схемах напівпровідникових приладів, у зв'язку з чим
можлива їх тривала експлуатація без відключення від мережі.
Рисунок 9.2 – Принципова електрична схема пристрою прецизійного
регулювання зусиллям при формуванні заготовок на формувальному пресу
Навантаження генераторів розв'язане від живлячої мережі опорами гасячих
випрямлячів і малими ємностями перехідних конденсаторів.
Пристрій зібрано в пластмасовому корпусі з внутрішнім розміром
16312218 мм. Датчики індуктивності (від одного до трьох - залежно від
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 109
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
діаметру і точності штампованої заготовки, точність якого вимірюється та
відстані до нього) розташовуються навколо системи «матриця-пуасон» і
приєднуються до генератору тонким дротом.
Схема прийомного пристрою складається з генератора (VT4, VT6), вузла
обробки його сигналу (VT5, DA1) і електронного реле (VT2, VT3, К1). Індуктивні
датчики L1-L3, створюють з конденсаторами С26 і С27 коливальний контур
генератора. Транзистор VT6 виконує функції джерела стабільного струму і
динамічного навантаження транзистора VT4. Амплітуда генеруючих коливань
стабілізується завдяки подачі на затвор цього транзистора (через інтегруючий
ланцюг R26-C15-R18 і котушок L1-L3) постійної складової випрямленої діодами
VD11, VD12 вихідної напруги генератора.
Вузол обробки сигналу містить емітерний повторювач на транзисторі VT5,
випрямляч, виконаний по схемі подвоєння напруги на діодах VD9, VD10,
інтегруючі ланцюги R31-C22-R33-C17 та R32-C22-R34-C18 з різними постійними
часу і компаратор на операційному підсилювачі DA1. У сталому режимі вихідна
напруга компаратора дорівнює «0», транзистори VT3, VT2 закриті і реле К1
знеструмлене.
У момент включення живлення потенціал затвору транзистора VT4
дорівнює «0», його крутизна максимальна і генератор самозбуджується. У міру
зарядки конденсатора С15 амплітуда коливань плавно зменшується і через
декілька секунд стабілізується на деякому рівні. Приблизно до цього ж часу
встановлюється нульова напруга на виході DA1.
При зміні індуктивності магнітного поля індуктивними датчиками L1-L3
втрати в контурі L1(3)-C26-C27 зростають і амплітуда коливань, що генеруються,
на деякий час (визначається параметрами елементів ланцюга R26-C15-R18) падає.
В результаті напруга на виході випрямляча (VD9, VD10), а з невеликою
затримкою - і на інвертуючому вході операційного підсилювача DA1
зменшується, і оскільки потенціал його іншого входу до цього часу змінитися не
встигає (із-за більшої постійної часу ланцюга R32-C22-R34-C18), вихідна напруга
компаратора стрибком знижується. При цьому відкриваються транзистори VT3,
VT2 подаючи команду на виконавчий пристрій К1, який викликає зупинку
електродвигуна – при цьому пуасон миттєво зупиняється. Крім того, в залежності
від рівня прийнятого сигналу відбувається регулювання частоти обертання цього
електродвигуна.
Мультивібратор виконано на операційному підсилювачі DA2, що керує
роботою генератора коротких імпульсів, виконаного на одноперехідному
транзисторі VT1, який, в свою чергу, забезпечує відкриття симістора VS1.
Живиться генератор від мережі через випрямляч на діодах VD4, VD5 з баластним
конденсатором С1. Для живлення мультивібратора встановлено параметричний
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 110
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
стабілізатор, що складається з баластного резистора R8 і стабілітронів VD6, VD7.
Мультивібратор зібрано по відомій схемі з часозадаючим конденсатором
С7 і незалежними ланцюгами його зарядки (VD1, R14) і розрядки (VD2, R12).
Конденсатор розряджається і заряджає не повністю, а між двома значеннями
напруги (приблизно 5,2 і 4,2 В), яка визначається резисторами R14 і R13 і
напругою живлення операційного підсилювача. Це зроблено для того, щоб не
перевищити робочу напругу конденсатора і мати можливість реалізувати малі
витримки при малому зарядному і розрядному струмах.
Мультивібратор виробляє прямокутні імпульси, тривалість їх і пауз між
ними (а від так – і точність регулювання частотою обертання електродвигуна)
залежить, від встановлених опорів змінних резисторів. Коли на виході
операційного підсилювача буде напруга, близька до напруги живлення, почне
працювати генератор на одноперехідному транзисторі. Імпульси напруги з нього
поступатимуть на електрод керуючого симістора – він відкривається на початку
кожного напівперіоду, і на навантаження поступає практично вся мережева
напруга.
Оскільки для нормальної роботи симістора на змінній напрузі на його
управляючий електрод треба подавати імпульси негативної полярності, схема
включення одноперехідного транзистора декілька відрізняється від традиційної -
електрод управляючого симістора підключений до емітерного ланцюга
транзистора.
Коли на виході операційного підсилювача опиниться напруга, близька до
нуля, генератор перестане працювати і симістор не відкриється. Навантаження
буде знеструмлено.
Налагодження таймера зводиться до підбору резистора R8 (при
працюючому генераторі на одноперехідному транзисторі) такого опору, щоб
напруга на конденсаторі С3 була на третину більше, ніж на катоді стабілітрона
VD6. Якщо опір опиниться більше 1 кОм, доведеться збільшити ємність
конденсатора С1.
У пристрої можна застосувати операційний підсилювач К553УД1А,
транзистори серій КТ315 (VT5), КТ349 (VT3), КТ608А (VT2), діоди серій Д220
(VD9-VD13) і Д223 (VD8), реле РЭС9 (паспорт РС4.524.202).
9.2 Розрахунок диференціюючої схеми блоку прецизійного товщиноміру
Диференціююча схема призначена для отримання коротких позитивних
імпульсів (сплесків) тривалістю близько 1 мс. Визначимо параметри напруги на
вході диференціюючої схеми.
Диференціююча схема, або диференціатор, рисунок 9.3 – є
комплементарною по відношенню до інтегратора.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 111
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 9.3 – Розрахункова схема диференціатора:
а - схема; б - вихідна напруга; в - вхідна напруга
Напруга на її виході пропорційно швидкості зміни вхідної напруги.
Відмітимо, що вхід операційного підсилювача підключений через конденсатор, а
в ланцюзі зворотного зв‘язку є резистор. Основне рівняння для диференцюючої
схеми можна записати у вигляді:
du
u0 R C 1 ,
dt
або
u
u0 R C 1 ,
t
де R – опір зворотного зв‘язку;
С – ємність на зворотному ланцюзі диференціатора;
u1 – зміна напруги на вході диференціатора;
t – тривалість перехідних процесів.
Оскільки напруга на виході диференціюючої схеми пропорційна швидкості
зміни напруги на її вході, тривалість імпульсу напруги на виході при подачі на
вхід прямокутних імпульсів практично залежить тільки від тривалості перехідних
процесів (вхідна і вихідна напруга показана на рисунку 9.3, б, в).
Розглянемо останнє рівняння стосовно епюри вихідної напруги (рисунок
9.3, в). При t=0 напруга на вході змінюється від 0 до 1 В. Покладаючи, що форма
вхідної напруги строго прямокутна, отримуємо, що перехід від одного стану
схеми до іншого відбувається за час, рівний нулю, тоді uі/t = . Це означає, що
вихідна напруга досягає нескінченності в тимчасовому інтервалі, рівному нулю.
На практиці приймемо, що напруга у схемі встановлюється до необхідного
значення і потім спадає за 0,1 мкс. Тоді, u1 = 1 В; t = 0,1 мкс, або
u1 1
107 В/с.
t 0,1106
Тоді, напруга при перехідному процесі:
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 112
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
u0 R C 107 .
Вважаючи, що ємність С = 1 мкФ, а опір зворотного зв‘язку R = 10 кОм,
маємо наступне значення для напруги:
u 4
0 10 106 107 105 В.
Очевидно, що підсилювач не може розвинути напругу 105 В. Реально
значення вихідної напруги визначається напругою насичення або напругою
джерела живлення. Протягом часу, що відповідає плоскій вершині імпульсу,
конденсатор блокує вхід операційного підсилювача. Вихідна напруга при цьому
дорівнює нулю. Оскільки потрібно отримати тільки позитивні імпульси, звідки
витікає, що частота повторення імпульсу
1
;
R C
1
100 імп/с.
10 6 104
Таким чином, в результаті проведених розрахунків розраховано
диференціюючу схему блоку прецизійного товщиноміру та підібрано параметри
диференціального ланцюга на виході операційного підсилювача: R = 10 кОм, С =
1 мкФ.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 113
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА – Техніко-економічний ефект від
вдосконалення роботи штампувально-пресувальних верстатів
З метою впровадження новітніх енергозберігаючих заходів в технологічний
процес штампування та пресування в штампувально-ковальському цеху на
підприємстві будемо використовувати пристрій прецизійного регулювання
зусиллям при формуванні заготовок на пресу формування дисків, що дозволяє
зменшити час виготовлених виробів, і, відповідно, зменшити час виготовлення
партії виробів за одну зміну на 8%. Таким чином, за умов незмінення
виготовлення кількості виробів за одну робочу зміну, можна вважати, що
використання даного пристрою на пресі формування дисків дозволяє зменшити
коефіцієнт завантаженості на 8%, тобто ΔКВ = К .
В 0,08 = 0,5.0,08 = 0,04.
Номінальна потужність пресу формування дисків Р = 75 кВт; при cos φ = 0,83 (tg
= 0,67). Модифікація пресів розроблюваним пристроєм є сучасною та
компактною, а самі преси стають більш ефективними та керованими, не містять
додаткового механічного оснащення і не потребують спеціально створених умов
навколишнього середовища.
Визначаємо основні електричні характеристики електрообладнання.
Реактивна та повна спожита потужність обладнання:
Q P tg ;
Q 75 0,67 50,25 квар;
S P2 Q2 ;
S 752 50,252 90,28 кВА.
Розглянувши попередні розрахунки ми можемо зробити висновок, що
впровадження новітніх енергозберігаючих заходів в технологічний процес
виготовлення дисків коліс дозволить зменшити потужність живлячого (цехового)
трансформатора, а також до значного зниження ударних струмів, що виникають
при комутаційних переключеннях.
Для приблизного розрахунку економічного ефекту від впровадження
новітніх енергозберігаючих заходів та технологій скористаємося порівняльною
характеристикою, щодо спожитої електроенергії за рік, при роботі
технологічного обладнання в одну зміну при 8-годинному робочому дні п‘ять
днів на тиждень, тобто 2112 годин на рік:
C Kв Cел t n S ,
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 114
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де n – кількість термопластавтоматів ; n = 10;
ΔКВ – зменшення коефіцієнту завантаженості технологічного обладнання за
рахунок використання пристрою прецизійного регулювання зусиллям; ΔКВ
= 0,04;
Сел – вартість однієї кіловат-години; Сел = 12,71 грн;
S – споживана потужність технологічним електрообладнанням;
S = 90,28 кВА;
t – кількість робочих годин на рік, t = 2112 годин.
C 0,04 12,712112 10 90,28 969373,2 грн. за рік.
Отже, можна зробити висновок про те, що впровадження новітніх
енергозберігаючих заходів в технологічний процес штампування в штампувально
– ковальському цеху на підприємстві з виготовлення мотозапчастин будемо
використовувати пристрій прецизійного регулювання зусиллям при формуванні
заготівок є технічно і економічно вигідним і має високий економічний ефект, а
саме С = 969373,2 грн. за рік.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 115
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
11 ОХОРОНА ПРАЦІ
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на розробника
при роботі в проектно-технічній лабораторії
В даній роботі проводиться розробка системи електропостачання
підприємством з виробництва мотозапчастин. При проведенні подібних робіт
проектувальникам потрібно опрацювати значну кількість теоретичного
матеріалу, використати відповідне програмне забезпечення та провести необхідні
розрахунки. Виконання цих робіт можливе лише при застосуванні сучасної
комп’ютерної техніки. Результати, які отримані під час досліджень з даної
тематики, теж підлягають подальшій обробці програмним забезпеченням за
допомогою комп’ютерної техніки. Тому, перш за все, виникає потреба в
забезпеченні безпечної та продуктивної організації праці робітника при роботі з
персональним комп’ютером (ПК), для чого й необхідно проаналізувати всі
параметри робочого середовища, які можуть впливати на його здоров’я та
працездатність.
За рівнем фізичного навантаження роботу співробітників лабораторії
необхідно віднести до категорії І а, тобто робота, яка виконується сидячі та не
потребує фізичного навантаження.
Дослідження з розробки проєкту проводяться в приміщенні, яке має
наступні геометричні розміри: довжина – 12 м, ширина – 5,5 м, висота стелі – 3,5
м. Відповідно площа всього приміщення становить 66 м2, а об’єм – 231 м3. Тому
на одного працюючого припадає 13,2 м2, що відповідає вимогам ДБН В.2.2.28-
2010 та ДСанПіН 3.3.2-007-98, відповідно до яких площа, яка припадає на одне
робоче місце, яке обладнане ПК, повинна складати не менше 6 м2, а об’єм - не
меншим ніж 20 м3.
Серед багатьох чинників зовнішнього середовища, що впливають на
організм людини під час праці, освітлення займає одне з перших місць.
Освітлення має властивість впливати не лише на органи зору, а й на діяльність
організму в цілому, тому при діяльності втомлюваність очей, в основному,
залежить від напруженості процесів, що супроводжують зорове сприйняття. При
поганому освітленні у людини перенапружуються органи зору, що призводить до
швидкого втомлення. Це в свою чергу може призвести до помилкових дій під час
роботи і навіть до нещасного випадку.
Приміщення лабораторії згідно з ДБН В.2.5-28-2018 «Природне та штучне
освітлення» має природне та штучне освітлення. Природне освітлення
приміщення лабораторії здійснюється через п’ять вікон, які зорієнтовані на захід.
Розміри кожного вікна становлять 1,23 м. Робоче місце розташоване таким
чином, що усі вікна знаходяться перед робочим місцем працюючого. За рахунок
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 116
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
цього забезпечене мінімальне потрапляння прямих сонячних промінів на екран
монітора, які б спричиняли би відбиття світла від екрану. При цьому у полі зору
працюючого забезпечується оптимальне співвідношення яскравості робочих та
навколишніх поверхонь.
Під час роботи працівник в більшості випадків працює з даними, які
виводяться програмним забезпеченням (з розрахунками на екрані монітора).
Тобто найменшим об’єктом розрізнення виступає “крапка” на екрані монітора (в
текстових редакторах та математичних прикладних програмах це текст чорного
кольору на білому фоні). Найменший об’єкт розрізнення – 0,22-0,24 мм, що
відповідає дуже високому ступеню точності зорової праці. Розряд зорової праці –
II, підрозряд – Г. Контраст об’єкту розрізнення з фоном - великий. Для даного
типу зорової праці нормативне значення КПО згідно норм освітлення
ДБН В.2.5-28-2018 дорівнює 1,8%. Робоче місце розташовано на відстані 2 м від
вікна і в цій точці значення КПО становить 28-32%, що задовольняє нормам. Тому
рівень природного освітлення можна вважати достатнім.
Для темного часу доби в приміщенні передбачене штучне освітлення.
Штучне освітлення завжди передбачається у всіх виробничих та побутових
приміщеннях, якщо недостатньо природного світла. При організації штучного
освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи
і одночасно враховувати економічні показники. При штучному освітленні
нормується величина освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в залежності
від характеристик зорової праці з урахуванням найменшого розміру об'єкта
розрізнення, фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном.
Приміщення обладнане дванадцятьма світильниками денного світла типу
ЛСП02-2х58-001, які розташовані симетрично та рівновіддалено від стін.
Відповідно до ДБН В.2.5-28-2018 для даного типу зорової праці нормативний
рівень штучного загального освітлення становить 400 лк. Фактичне значення
даного параметра становить 410- 420 Лк. Отже, рівень штучного освітлення на
робочому місці є достатнім.
Суттєвий вплив на стан організму працівника, його працездатність
здійснює мікроклімат (метеорологічні умови) у робочих приміщеннях, під яким
розуміють умови внутрішнього середовища цих приміщень, що впливають на
тепловий обмін працюючих з оточенням. Ці умови визначаються поєднанням
температури, відносної вологості та швидкості руху повітря, температури
поверхонь, що оточують людину та інтенсивності теплового (інфрачервоного)
опромінення.
Можливості організму пристосовуватись до метеорологічних умов
обмежені. Верхньою межею терморегуляції людини, що знаходиться у стані
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 117
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
спокою, прийнято вважати 30-31 °С при відносній вологості 85% чи 40 °С при
відносній вологості 30%. При виконанні фізичної роботи ця межа значно нижча.
Отже, для нормального теплового самопочуття людини важливо, щоб
температура, відносна вологість і швидкість руху повітря знаходились у певному
співвідношенні.
Згідно ДСН 3.3.6.042-99 «Повітря робочої зони», що регламентує
параметри мікроклімату виробничих приміщень, нормативні значення
параметрів мікроклімату наступні:
1. Температура повітря: в холодний період року – 22-24 °С (допустима – 21-
25 °С); в теплий період року – 23-25 °С (допустима – 22-28 °С).
2. Вологість повітря: в холодний період року – 40-60 %; в теплий період
року – 40-60 %.
3. Швидкість руху повітря: в холодний період року – 0,1 м/с (допустима –
не більша ніж 0,1 м/с); в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1-0,2 м/с).
Фактичні значення параметрів мікроклімату становлять:
1. Температура повітря: в холодний період року – 16-17 °С; в теплий період
року – 23-25 °С.
2. Вологість повітря: в холодний період року – 42-45 %; в теплий період
року – 50-53 %.
3. Швидкість руху повітря: в холодний період року – 0,06-0,1 м/с; в теплий
період року – 0,07-0,15 м/с.
З наведених даних видно, що фактичне значення вологості повітря та
швидкості руху повітря відповідають нормативним значенням параметрів.
Значення температури повітря в холодний період року є нижчим за нормативне
значення, отже, необхідно провести модернізацію системи опалення у даному
приміщенні.
Шум також є одним з важливих факторів виробничого середовища, який
може негативно впливати на працівника. Шум може послаблювати увагу,
посилювати розвиток втоми, сповільнює реакцію людини на небезпеку.
Внаслідок цього знижується працездатність та підвищується ймовірність
нещасних випадків.
В даному приміщенні головним джерелом шуму є вентилятор охолодження
джерела живлення системного блоку. Шум, який видає системний блок не
перевищує нормативне значення еквівалентного рівня шуму, яке згідно вимог
ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми рівнів шуму на робочих місцях» становить 50
дБА.
Головним джерелом електромагнітного випромінювання в приміщенні є
монітор та системний блок ПК. Рівні електромагнітного випромінювання на
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 118
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
робочих місцях співробітників лабораторії повністю відповідають вимогам ДСН
3.3.6.096-2002.
В даному приміщенні застосовується електромережа змінного струму
напругою 220 В, електропроводка якої виконана приховано мідним дротом ППВ
3*2.5 мм2. Таке виконання проводки запобігає виникненню та поширенню
пожежі внаслідок можливого короткого замкнення в проводці, та можливому
ураженню працівника струмом. Обладнання, а саме системні блоки та монітори,
встановлене в кабінеті, живиться напругою 220 В і споживає потужність менше
ніж 2500 Вт. Оскільки системний блок ПК має металевий корпус, то згідно ДСТУ
Б В.2.5-82:2016 в приміщенні лабораторії передбачена магістраль захисного
заземлення, яка забезпечує захист людини від ураження електричним струмом.
За категорією пожежонебезпеки згідно ДСТУ Б В.1.1-36:2016, дане
приміщення відноситься до типу В (тверді горючі та важкогорючі речовини і
матеріали, речовини та матеріали, здатні при взаємодії з киснем повітря або одне
з одним лише горіти). Стіни приміщення виготовлені з цегли, оштукатурені та
пофарбовані водоемульсійною фарбою. Стеля виготовлена методом перекриття
приміщення залізобетонними плитами, а підлога з кахельної плитки. Всі
матеріали застосовані для будівництва приміщення повністю дозволені для
оздоблення приміщень органами державного санітарно-епідеміологічного
нагляду.
Приміщення обладнане системою автоматичної пожежної сигналізації
відповідно до вимог ДБН В.2.5-56-2014. Також в приміщенні знаходяться три
переносних вуглекислотних вогнегасника ВВК-5, які використовуються для
гасіння легкозаймистих та горючих рідин, твердих горючих речовин та
матеріалів, електропроводок, що знаходяться під напругою до 1000 В, що
відповідає ДСТУ Б В.1.1.36:2016.
Для забезпечення проведення швидкої та організованої евакуації персоналу
на випадок виникнення пожежі в будівлі передбачений план евакуації,
розміщений на стіні з вільним доступом до нього (ДБН В.1.1-7:2016).
На працездатність співробітника лабораторії окрім зовнішніх факторів
виробничого середовища також впливає безпосередня організація робочого
місця. Отже, робочий стіл має такі розміри: висота – 710 мм, ширина – 510 мм,
довжина – 1100 мм. Відповідно стілець має такі розміри: висота – 400 мм, ширина
– 400 мм. Відстань від екрана до ока складає 700 мм при розмірі екрану по
діагоналі 22", а клавіатура розміщена на поверхні столу на відстані 200 мм від
працюючого. Отже, організація робочого місця повністю задовольняє
ергономічним вимогам ДСТУ 8604:2015.
Важливим фактором для підвищення продуктивності праці та запобіганню
виснаження організму являється правильна організація її режиму. Отже, при
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 119
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
організації праці, яка пов’язана з роботою за комп’ютером та іншими приладами,
для збереження здоров’я працюючого, запобігання виникненню професійних
захворювань та підтримки працездатності на належному рівні повинні бути
передбаченні перерви для відпочинку.
Організація, де розташована лабораторія, за свої кошти організовує
проведення попереднього (при прийнятті на роботу) і періодичних (протягом
трудової діяльності) медичних оглядів працівників, зайнятих на важких роботах,
роботах із шкідливими чи небезпечними умовами праці або таких, де є потреба у
професійному відборі, а також щорічного обов'язкового медичного огляду осіб
віком до 21 року, відповідно «Положення про медичний огляд працівників певних
категорій» та Наказу МОЗ України №246 від 21.05.2007.
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводять вступний та
первинний інструктажі згідно типового положення про навчання з питань
охорони праці (ДНАОП 0.00-4.12-05). Допуск до роботи відбувається після
проведення перевірки знань із вступного та первинного інструктажів. Перевірка
здійснюється згідно затвердженого переліку запитань.
Вступний інструктаж з питань охорони праці проводиться з усіма
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову) незалежно
від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади. Первинний інструктаж
проводиться з працівниками на робочому місці до початку роботи. Запис про
проведення вступного інструктажу робиться у спеціальному журналі.
Повторний інструктаж проводиться на робочому місці з усіма
працівниками та студентами: на роботах з підвищеною небезпекою - 1 раз у
квартал, на інших роботах - 1 раз на півріччя.
Отже, після проведення детального аналізу приміщення та безпосередньо
робочого місця можна зробити висновок, що всі фактори виробничого
середовища, окрім температури приміщення в холодний період року,
відповідають своїм нормативним значенням. Тому необхідно провести
модернізацію системи централізованого водяного опалення, щоб забезпечити
відповідність значення температури повітря в холодний період року
нормативному значенням цього параметра, а саме на рівні 20-22 °С.
11.2 Модернізація системи водяного опалення лабораторії
Системи опалення являють собою комплекс елементів, необхідних для
нагрівання приміщень в холодний період року. До основних елементів системи
опалення належать: джерела тепла, теплопроводи та нагрівальні прилади.
Теплоносіями можуть бути нагріта вода, пара чи повітря. Системи опалення
повинні компенсувати втрати тепла через огороджуючі зовнішні будівельні
конструкції та підігрівати холодне повітря, яке надходить ззовні через вікна,
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 120
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
двері, ворота та ін. Для підприємств та організацій проектується, як правило,
центральна водяна система опалення низького тиску або система повітряного
опалення. При проектуванні системи опалення необхідно визначити категорію
вибухопожежної небезпеки виробництва; внутрішню температуру повітря в
приміщенні, залежно від категорії роботи (легка, середньої важкості, важка);
розрахункову зовнішню температуру повітря для даного кліматичного району;
орієнтовні втрати тепла будинком; тепловиділення від людей, електродвигунів,
нагрітих поверхонь котлів, сушильних установок, світильників, та іншого
обладнання; необхідну систему опалення, вид теплоносія, тип опалювальних
приладів; кількість тепла на опалення приміщень; поверхню нагрівальних
приладів; кількість елементів секцій в одному нагрівальному приладі, загальну
кількість секцій; годинні витрати води (повітря) на опалення; необхідну
поверхню нагріву.
Основною метою системи опалення є створення комфортної температури у
приміщенні, де перебуває та працює людина. Система опалення повинна
підтримувати температуру повітря в приміщенні на рівні від 20 до 22 °C . В
залежності від того який теплоносій використовується в опалювальній системі,
вона може поділятися на декілька типів: водяна, парова, низького тиску, високого
тиску. Водяна та парова системи опалення в залежності від тиску пари чи
температури води можуть бути низького тиску (тиск пари до 70 кПа чи
температура води до 100 °С), та високого тиску (тиск пари більше 70 кПа чи
температура води понад 100 °С).
Найчастіше використовується водяне опалення низького тиску, яке має ряд
переваг в порівнянні з паровим опаленням та відповідає основним санітарно-
гігієнічним вимогам. До основних переваг цієї системи можна віднести
рівномірне нагрівання приміщення; можливість централізованого регулювання
температури води; підтримання відносної вологості повітря в приміщенні на
відповідному рівні; виключення можливості опіків від нагрівальних приладів;
високий рівень пожежної безпеки. Основний недолік системи водяного опалення
– можливість її замерзання при аварійному відключенні в зимовий період, а також
повільне нагрівання великих приміщень після тривалої перерви в опаленні.
Парове опалення має низку санітарно-гігієнічних недоліків, тому
застосовується рідко. Зокрема, внаслідок перегрівання повітря знижується його
відносна вологість, а органічний пил, що осідає на нагрівальних приладах,
підгоряє і створює запах гару. Окрім того, існує небезпека пожеж та опіків.
Враховуючи вищевказані недоліки не допускається застосування парового
опалення в пожежонебезпечних приміщеннях та приміщеннях зі значним
виділенням пилу.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 121
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
До опалювальних приладів висувають ряд вимог, за якими їх класифікують,
аналізують ступінь досконалості та проводять порівняння.
Опалювальні прилади повинні мати за можливістю більш низьку
температуру корпуса для забезпечення непригорання пилу та неможливості
опіків при доторканні до корпусу, зменшення нейтралізації нестійких іонів з
негативним зарядом, зниження швидкості руху повітря і відповідно швидкості
руху пиловидних частинок; мати найменшу площу для зменшення відкладання
пилу; мати вільний доступ для видалення пилу з корпуса та з огороджуючих
конструкцій за ним.
Опалювальні прилади повинні мати найменші приведені витрати на
виготовлення, монтаж та експлуатацію. Найменшу витрату металу, найменшу
питому вартість, віднесену до 1 м2 площі поверхні або до 1 кВт теплового потоку.
Зовнішній вигляд (форма, розміри, фарбування) опалювальних приладів
повинен відповідати інтер'єру приміщення, а їх об'єм, віднесений до одиниці
теплового потоку, бути якнайменшим.
Повинна забезпечуватись максимальна механізація робіт при виробництві
та монтажу опалювальних приладів. Опалювальні прилади повинні мати
достатню механічну міцність.
Опалювальні прилади повинні пропорційно реагувати на автоматичну
керованість їх тепловіддачею; забезпечувати пріоритет теплоти у приміщенні;
бути довговічними, температуростійкими. Опалювальні прилади повинні
забезпечити найбільшу щільність питомого теплового потоку, віднесену на
одиницю площі. Опалювальні прилади можуть мати додаткове обладнання для
задоволення потреб споживача – дзеркала, вішалки, зволожувачі повітря тощо.
За переважним видом тепловіддачі всі опалювальні прилади розділяють на
три групи, а саме: радіаційні, що передають випромінюванням не менше 50% су-
марного теплового потоку (до них відносять сталеві бетонні опалювальні панелі
та випромінювачі); конвективно-радіаційні, що передають конвекцією від 50% до
75% сумарного теплового потоку (в цю групу включають секційні та панельні
радіатори, підлогові та стінові опалювальні панелі, гладкотрубні опалювальні
прилади); конвективні, передають конвекцією понад 75% загального теплового
потоку (до цієї групи відносять конвектори та ребристі труби).
За матеріалом опалювальні прилади розділяють на металеві (чавунні,
сталеві, алюмінієві, мідні тощо), біметалеві (сталево-алюмінієві, мідно-
алюмінієві), неметалеві (керамічні, пластмасово-бетонні) та комбіновані
(металево-керамічні, металево-бетонні тощо).
Чавунні секційні батареї – теплові прилади, які відносяться до застарілих
систем опалення. Мають малу поверхню віддачі тепла й низьку теплопровідність
металу, роблять нагрівання в основному випромінюванням і близько 20% тепла
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 122
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
передають повітрю конвекцією. Рух теплоносія в системі відбувається
гравітаційним шляхом, що сильно сповільнює передачу тепла. Для збільшення
конвекційної віддачі тепла чавунними радіаторами, їх рекомендують розміщати
тільки під вікнами, щоб холодне повітря, що опускається з поверхні скла,
примусово проходило через радіатор.
Панельні сталеві батареї являють собою дві сталеві пластини, між якими
циркулює теплоносій. Пластини мають товщину 1,2 мм, з'єднані між собою
точковим електрозварюванням, містять виштампувані канали, по яких протікає
вода. Панель розмірами за звичайний чавунний радіатор має товщину 30 мм, але
вдвічі меншу тепловіддачу. Для підвищення теплової потужності ставлять
паралельно дві, навіть три панелі. При двох або трьох панелях радіатор передає
тепло випромінюванням тільки зовнішніми площинами, тому до всіх внутрішніх
площин радіатор приварюють ряди П-подібних пластин, які значно збільшують
поверхню тепловіддачі, тобто внутрішні площини працюють як конвектор.
Основний недолік такий же, як й в алюмінієвих радіаторах – прискорена корозія.
Алюмінієві секційні батареї, більш досконала конструкція, у якій
застосований матеріал з великим коефіцієнтом теплопередачі у вигляді
алюмінієвого сплаву. Секції алюмінієвого радіатора мають глибину всього 80-110
мм. Алюмінієві секційні радіатори більше половини тепла віддають
випромінюванням, іншу половину – конвекцією. Деякі типи алюмінієвих
радіаторів можуть мати сильно розвинену поверхню у вигляді додаткових тонких
ребер, розміщених усередині секції, при цьому зростає площа нагрівання однієї
секції. Теплова потужність однієї секції декларується виготовлювачами до 180
ватів. Завдяки зменшеному обсягу води в секціях алюмінієві радіатори добре
піддаються регулюванню за допомогою термозапірних клапанів і термочуттєвих
головок. Теплорегулюючі елементи, якими необхідно постачати всі алюмінієві
радіатори, дозволяють обмежувати протік гарячої води через радіатор при
досягненні заданої температури в кімнаті. Основний і самий великий недолік –
схильність до електрохімічної корозії. Біметалічні секційні радіатори, найбільш
досконала конструкція, що дозволяє використати всі переваги алюмінієвих
радіаторів, уникаючи їхніх недоліків. Біметалічний радіатор складається з
міцного й стійкого до електрохімічної корозії сталевого трубопровідного каркаса,
зовнішні ребра виконані з високоякісного алюмінієвого сплаву методом лиття під
високим тиском. При цьому утвориться монолітне з'єднання, що виключає
можливість контакту алюмінію з водою, а значить і корозії. Ці радіатори не
вимагають спеціальної підготовки води (очищення, зниження кислотності,
лужності), на відміну від алюмінієвих радіаторів. Радіатори мають корпус без
гострих кутів, температура на поверхні в 2 рази нижче, ніж усередині, що
дозволяє навіть по дуже строгих нормах застосовувати їх у дитячих і лікувальних
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 123
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
установах. При роботі радіатор створює ефект повітряного теплового
вентилятора й дуже добре перемішує шари повітря в приміщенні.
В приміщенні застосовується схема периметральної двотрубної тупикової
вітки системи опалення з рухом теплоносія в середині системи за схемою “зверху-
донизу”. Кількість тепла, що втрачається будівельною конструкцією QK залежить
від різниці температур, величини їх значень, площі та виду матеріалу та може
бути підрахована для плоских поверхонь за формулою:
QK k Fk (tвн t зовн ) (11.1)
QK 0,97 42 (22 (20)) 1711 ккал/год
де: k = 0,97 ккал/год – коефіцієнт теплопередачі конструкції огорожі (стін);
Fк – поверхня огороджувальної конструкції, Fк = 105 м2;
tвн – розрахункова температура повітря в приміщенні, t = 22 °C;
tзовн – розрахункова температура зовнішнього повітря (приймається
за кліматичними даними для даного міста), t = -20 °C.
Відносні витрати води розраховуються за формулою:
7,98 (t 10)
q
Tприл L (11.2)
85 50
7,98 (( 22) 10)
2 291,27
q 0,39
(8550) 21,3 746,8 ккал/год
де: t – різниця температур між середньою температурою теплоносія
в нагрівальному приладі та температурою в приміщенні, °С;
Tприл – перепад температур теплоносія в нагрівальному приладі, °С;
L – кількість води, що подається зверху донизу, L=21,3 кг/м2 год;
Температурний перепад в даній системі складає 50-85 °C.
Значення е. к. м. можна порахувати за формулою:
q е.к .м . 7,98 (t 10) , (11.3)
85 50
qе.к.м. 7,98 (t 10) 7,98 (( 22) 10) 0,89 252
2 ккал/год
де: – поправочний коефіцієнт, що залежить від відносної витрати води,
який дорівнює =0,89.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 124
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Необхідну поверхню приладів е.к.м. Fприл можна визначити за формулою:
Qк 1711
Fприл. 6,8м2 .
qе.к.м. 252
Серед широкого різноманіття радіаторів обираємо сталеві панельні
радіатори. Панельні сталеві радіатори є спеціальними опалювальними
приладами, які володіють середнім ступенем теплопровідності, в порівнянні з
агрегатами, виготовленими з інших матеріалів.
Виробляються ці пристрої з дуже якісної сталі, яку попередньо захищають
спеціальними засобами від корозії. Такі радіатори можуть мати ребра або
виготовлятися без них. Застосовуються такі прилади в закритих і автономних
опалювальних системах, в яких наголошується знижений вміст кисню в
теплоносії.
Панельні сталеві радіатори мають досить просту конструкцію. Перший шар
- це штамповані сталеві листи. Вони мають невелику товщину, є досить міцними,
стійкі до корозії навіть у разі зіткнення з рідиною. У цих листах проробляються
невеликі канали, по яких і циркулює теплоносій. Далі йде обрешітка, яка
призначена для збільшення віддачі тепла. Ці панелі мають певний рельєф у
вигляді літери «П». Самий останній шар представлений декоративними
панелями, які облагороджують зовнішній вигляд агрегату. Усередині радіатора
присутня теплоносій, який циркулює по каналах, з'єднаним між собою. Слід
сказати, що теплоносій подано у відносно малій кількості. Такий принцип роботи
дозволяє швидко нагріти приміщення.
Панельні сталеві радіатори володіють такими перевагами:
1. Привабливий зовнішній вигляд. Сучасні дизайнери пропонують масу
рішень, які допоможуть органічно вписати ці прилади в інтер'єр.
2. Високий ступінь тепловіддачі. Справа в тому, що сталь відмінно
проводить тепло.
3. Цілісність. Після покупки пристрою його не слід додатково збирати. Він
вже повністю готовий до установки.
4. Економічність. Справа в тому, що радіатор не вимагає великої кількості
теплоносія, тому нагрівається значно швидше інших апаратів. Крім того, прилад
оснащений терморегулятором.
5. Невелика вага. Завдяки цьому стіни, система опалення не відчувають
дуже велике навантаження.
6. Доступність.
7. Велике розмаїття.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 125
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Обираємо радіатор Purmo Compact 22. Оскільки ширина радіатора
становить 0,55 м, довжина 1 м, глибина – 0,102 м визначимо площу поверхні
радіатора:
fе.к.м.=2·0,551 + 2·0,1021 + 2·0,55·0,102 = 1,4162 м² (11.4)
Необхідна кількість радіаторів визначається за формулою:
F
n прил ,
fе.к.м. (11.5)
6,8
n 4,8
1,4162
де fе.к.м - площа поверхні одного радіатора.
Отже, в приміщенні лабораторії, що аналізується, необхідно встановити 5
сталевих панельних радіаторів Purmo Compact 22 для забезпечення нормативних
умов мікроклімату.
Рисунок 11.1 – Сталевий панельний радіатор Purmo Compact 22
Таблиця 11.1 – Характеристика сталевого панельного радіатора Purmo
Compact C22:
Маса, кг/м 32,6
Потужність при температурі 2012
Об’єм, л/м 6,2
Робочий тиск, атм 10
Розміри (ВхШхГ), мм 500х1000х102
Виробник Фінляндія
Товщина сталі панелі, мм 1,25
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 126
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 11.2 – Види сталевих панельних радіаторів Purmo Compact
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 127
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Правила улаштування електроустановок. ПУЕ 5-тє вид., перероб. та
доповнене. – Х.: , 2017. – 736 с.
2. ДСТУ EN 50160:2014 (ЕN 50160:2010, IDТ) Національний стандарт України.
Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах
загальної призначеності.
3. Електропостачання промислових підприємств. Посібник для курсового та
дипломного проектування / Шестеренко В.Є., Шестеренко О.В. – Київ, 2013.
– 424 с.
4. Електропостачання промислових підприємств : Підручник для студентів
електромеханічних спеціальностей / В.І. Мілих, Т.П. Павленко. – Харків :
ФОП Панов А. М., 2016. – 272 с.
5. Бурбело М.Й., Бірюков О.О., Мельничук Л.М. Системи електропостачання.
Елементи теорії та приклади розрахунків. Вінниця: ВНТУ, 2011. 204 с.
6. Коліушко Д. Г. Проєктування систем електропостачання промислових
підприємств: навч.-метод. посібник до виконання курсового проєкту за
курсом "Електропостачання промислових підприємств та енергозбереження":
для студентів дистанц. форми навчання за спец.141– Електроенергетика,
електротехніка та електромеханіка за освітньою програмою 03
"Електропривід, мехатроніка та робототехніка" / Д. Г. Коліушко, Л. В.
Асмолова ; Нац. техн. ун-т "Харків. політехн. ін-т". – Харків: ПромАрт, 2021.
– 96 с.
7. Споживачі електричної енергії. Електричне освітлення : навч. посіб. / О. І.
Соловей, А. В. Чернявський, О. О. Ситник, В. Ф. Ткаченко, Г. В. Курбака ; за
ред. Солов’я О. І.; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. –
Черкаси : ФОП Гордієнко Є.І., 2018. – 132 с.
8. СОУ-Н ЕЕ 20.178:2008. Схеми принципові електричні розподільчих
установок напругою від 6 кВ до 750 кВ електричних підстанцій.
9. ДСТУ-Н Б В.2.5-80:202015 Настанова з проектування систем
електропостачання промислових підприємств.
10. СОУ-Н МПЕ 40.1.20.510:2006 Методика визначення економічно доцільних
обсягів компенсації реактивної енергії, яка перетікає між електричними
мережами електропередавальної організації та споживача.
11. Перехідні процеси в системах електропостачання: Підручник для вузів. / Г.Г.
Півняк, В.М. Винославський, А.Я. Рибалко, Л.І. Несен. – Дніпропетровськ,
2002. – 597 с.
12. ДСТУ-Н Б В.2.5-80:2015 «Настанова з проектування систем
електропостачання промислових підприємств».
13. Букович Н. В. Розрахунок струмів короткого замикання електроенергетичних
систем. Львів : Вища шк., 2008. 248 с.
14. Зорін В.В., Штогрин Є.А., Буйний Р.О. Електричні мережі та системи. Ніжин:
Аспект-Поліграф, 2011. 224 с.
15. Струми короткого замикання у трифазних системах змінного струму. Ч. 0.
Обчислення сили струму (ІЕС 60909- 0:2001, IDТ). Видання офіційне. Київ:
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 128
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Держспоживстандарт України, 2009. 51 с.
16. Методичні рекомендації до підготовки випускної роботи бакалавра для
здобувачів освітнього ступеня бакалавр спеціальності 141
«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» усіх форм навчання
[Електронний ресурс] / [Упоряд. : Ситник О.О., Яценко І.В., Ключка К. М.,
Самойлик О.В.] ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. –
Черкаси : ЧДТУ, 2022. – 98 с.
17. Соловей О.І. Техніко-економічні розрахунки систем електропостачання
промислових підприємств / О.І. Соловей, О.О. Ситник, В.П. Розен, В.В.
Демиденко, Г.В. Курбака, А.В. Чернявський та С.М. Мильніченко // Черкаси:
ЧДТУ, 2012, с. 247.
18. 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21021 63/03-03 ПЗ 129
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата