ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7367| Title: | Система електропостачання заводу з виготовлення обладнання для виробництва м'ясних напівфабрикатів |
| Authors: | Кисельов, Владлен Борисович Онопрієнко, Олександр Валерійович |
| Keywords: | електропостачання;розрахунок електричних навантажень;компенсація реактивної потужності;релейний захист та автоматика |
| Issue Date: | Jun-2023 |
| Abstract: | У даній кваліфікаційній роботі бакалавра детально розглянуті питання проєктування електропостачання заводу з виготовлення обладнання для виробництва м'ясних напівфабрикатів 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. Кваліфікаційна робота бакалавра виконана у відповідності до вимог методичних рекомендацій з використанням сучасної довідкової літератури, всі розрахунки та креслення електричної частини відповідають вимогам ДСТУ та ЄСКД. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7367 |
| Appears in Collections: | 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (Електротехнічні системи електроспоживання) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| ВКРБ_Онопрієнко.pdf Restricted Access | 7.92 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(назва факультету)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва кафедри)
«До захисту допущено»
Зав. кафедри ЕТС
__________ О.О. Ситник
(підпис) (ініціали, прізвище)
«___»___________2023р.
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи
б а к а л а в р
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ЧДТУ А1 21071 45/04
на тему:
«Система електропостачання заводу з виготовлення обладнання
для виробництва м'ясних напівфабрикатів»
(назва теми згідно наказу)
Виконав: здобувач вищої освіти 2 курсу,
групи СКЕСЕ – 16
Спеціальності:
141 «Електроенергетика, електротехніка та
електромеханіка»
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)
Онопрієнко Олександр Валерійович
(прізвище, ім’я, по батькові здобувача вищої освіти)
Керівник _______________ Кисельов В.Б.
( прізвище та ініціали)
Рецензент _______________ _______________
(прізвище та ініціали)
Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших авторів
без відповідних посилань
Здобувач вищої освіти ______________
(підпис)
Черкаси 2023 року
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ . 6
1 УМОВИ ПРОЄКТУВАННЯ .................................................................................... 7
1.1 Характеристика об'єкта проектування .............................................................. 9
1.3 Характеристика цехів об'єкта, особливості їх електропостачання .............. 12
1.4 Характеристика джерела живлення ................................................................ 12
2 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ .......................................... 13
2.1 Розрахунок цехових навантажень від силових електроприймачів .............. 14
2.2 Особливості визначення розрахункових електричних навантажень від
однофазних електроприймачів .............................................................................. 23
2.3 Визначення розрахункових електричних навантажень від освітлювальних
систем ....................................................................................................................... 24
2.4 Розрахунок електричних навантажень на шинах 0,4 кВ цехової підстанції
................................................................................................................................... 25
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях системи
електропостачання .................................................................................................. 26
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень цеху та
заводу. Вибір місця розташування трансформаторних підстанцій ................... 28
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ ЗАВОДУ. РОЗРАХУНОК
ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ ................................................................................................ 32
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення заводу ............................................. 32
3.2 Розрахунок перерізу живлячої мережі ............................................................ 33
3.3 Визначення втрат напруги від системи до ГПП ............................................ 36
4 ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ І ЗАСОБІВ КОМПЕНСАЦІЇ РЕАКТИВНОЇ
ПОТУЖНОСТІ ........................................................................................................... 42
4.1 Вибір трансформаторів головної понижуючої підстанції ............................ 42
4.2 Вибір числа та потужності цехових трансформаторів з врахуванням
компенсації реактивної потужності ...................................................................... 45
4.3 Компенсація реактивної потужності на підприємстві .................................. 50
5 ВИБІР СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
НАПРУГОЮ 10 (6) кВ ............................................................................................... 51
5.1 Вибір і обґрунтування схеми і конструкції внутрішньозаводської мережі 51
5.2 Розрахунок перерізу розподільчих мереж ...................................................... 52
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ
Ли Зм. № докум. Підпис Дата
тР азраб. Онопрієнко Лит Лист Листов
Перев. Кисельов Система електропостачання заводу з 3 122
Т. контр. виготовлення обладнання для
Н. контр. Ключка виробництва м'ясних ФЕТАМ, СКЕСЕ-16
Затв. Ситник напівфабрикатів
Инв. № подп Подп. и дата Инв. № дубл. Взам. инв. № Подп. и дата
6 РОЗРАХУНОКСТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ В МЕРЕЖАХ ВИЩЕ
1000В ........................................................................................................................... 56
6.1 Вихідні дані для розрахунків ........................................................................... 56
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в характерних
точках ....................................................................................................................... 58
6.3 Розрахунок струму однофазного короткого замикання в мережі 110 кВ ... 61
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП. ВИБІР
ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ ........... 64
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП ....................................... 64
7.2 Вибір високовольтних апаратів РУВН ........................................................... 64
7.3 Вибір апаратів розподільчої установки РУНН .............................................. 65
7.4 Вибір трансформаторів струму ....................................................................... 66
7.5 Вибір трансформаторів напруги...................................................................... 68
7.6 Перевірка кабелів на термічну стійкість ........................................................ 68
8 РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ ......................... 69
8.1 Вибір схеми і конструкції електричних мереж цеху ..................................... 69
8.2 Розрахунок внутрішньоцехових освітлювальних систем ............................. 70
8.2.1 Загальні відомості ....................................................................................... 70
8.2.2 Розрахунок освітленості ............................................................................ 71
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок ...................................... 75
8.2.4 Розрахунок освітлювальної мережі за втратами напруги ...................... 79
8.3 Розрахунок цехової електричної мережі по умовам нагріву ........................ 81
8.3.1 Особливості розрахунку цехових електричних мереж .......................... 82
8.3.2 Розрахунок електричної мережі напругою до 1 кВ за умовами нагріву
та захисту .............................................................................................................. 83
8.3.3 Розрахунок електричної мережі за втратами напруги ............................ 89
8.3.4 Вибір низьковольтних комплектних установок НКУ ............................ 91
8.4 Розрахунок струмів короткого замикання мережі до 1000В ........................ 93
8.5 Захист цехових електричних мереж ............................................................... 96
8.5.1 Вибір апаратів захисту ............................................................................... 96
8.6 Вибір відпайок трансформатора цехової трансформаторної підстанції ..... 98
8.7 Вибір типу, конструкції та компоновки трансформаторної підстанції ...... 99
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ — Розробка прецизійного пристрою
пірометричного контролю ....................................................................................... 105
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА.................................................................. 109
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 4
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
11 ОХОРОНА ПРАЦІ .............................................................................................. 114
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що виникають в приміщенні
електротехнічного відділу.................................................................................... 114
11.2 Модернізація системи пожежної сигналізації у відділу ........................... 116
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................ 121
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 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 21072 45/04 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Живлення вторинних ланцюгів не повинно порушуватися при будь-яких
перемиканнях силових ланцюгів паралельних технологічних потоків.
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
споживача характерно лише поєднання в різних пропорціях електроприймачів
категорій І, II та III.
1.1 Характеристика об'єкта проектування
Завод, електропостачання якого ми будемо проектувати в даній
кваліфікаційній роботі бакалавра, займається виготовленням обладнання для
виробництва м'ясних напівфабрикатів.
При проектуванні системи електропостачання (СЕП) підприємства ми
враховуємо основні вимоги "Норм технологічного проектування СЕП
промислових підприємств", і відповідних розділів "Правил улаштування
електроустановок 2017".
Структура заводу 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) заводу розташована з врахуванням
місця знаходження теоретичного центру електричного навантаження. При
цьому було враховано домінуючий напрямок вітру.
Основним високовольтним обладнанням заводу є понижуючі
трансформатори цехових трансформаторних підстанцій.
При розробці системи електропостачання заводу враховувалося, що всі
підстанції заводу телемеханізовані та будуть працювати без чергового
персоналу.
1.2 Характеристика споживачів електричної енергії
Силові електроприймачі цеху виготовлення фаршмішалок 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.
В цеху виготовлення фаршмішалок 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 Гибочний верстат 2 3 0,8
2 Прес шнекових складових 2 7,5 0,84
3 Прес дежі (баку) 2 12 0,84
4 Рузально-гибочний верстат 1 16,4 0,84
5 Прес кришки 2 16 0,84
6 Токарний верстат 2 18,3 0,84
7 Обертовий маніпулятор 2 21,7 0,88
8 Зварювальний маніпулятор 1 36 0,93
9 Ковальський прес 2 56 0,93
10 Зварювальний трансформатор 2 54 0,84
11 Долбильний верстат 1 17,3 0,84
12 Фрезерний верстат 1 8,4 0,84
13 Шліфувальний верстат 5 8,1 0,84
14 Вакум насос 1 12 0,87
15 Вентилятор приточний 1 72 0,9
16 Прес упорних щитів 2 34,8 0,88
17 Заклепочний верстат 2 42 0,86
18 Вентилятор витяжний 3 22 0,85
19 Тельфер 6 5,5 0,8
39
Однофазні електроприймачі
1 Компресор 3 1,5 0,87
2 Блок живлення 3 1,2 0,9
6
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 42×60×6, з площею освітлення S=2520 м2.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 1.1 – План цеху та розташування обладнання
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 заводу, електропостачання якого ми проектуємо,
розміщені всередині будівель, тобто є закритими (внутрішніми).
До відкритих, або зовнішніх електроустановок відноситься складське
обладнання. Приміщення цехів заводу 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.
1.4 Характеристика джерела живлення
Живлення даного заводу 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=2900 МВ • А;
довжина повітряної лінії Lпл = 75 км.
Економічна узгоджена реактивна потужність з енергосистемою на границі
балансової приналежності Qек = 695 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 21072 45/04 ПЗ 12
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 заводу, 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)
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
В якості розрахункового навантаження приймають середнє навантаження
P за активною потужністю впродовж часу
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 заводу 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 заводу ( 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 ,
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де ТВ – тривалість включення в частках одиниці (задається у паспорті, як
правило, у відсотках).
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
n n
Qном qном рном tg , (2.3)
1 1
де tg – паспортне або довідкове значення коефіцієнта реактивної потужності.
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
n 2
Pном
n 1
е n . (2.5)
n р2
ном
1
Величинуnе можна також визначати за спрощеним співвідношенням
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
2 p
n ном
е . (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
pном min – номінальна потужність найменшого електроприймача групи, тоді
також приймаємо ne n .
Значення коефіцієнту використання кв за кожним окремим
електроприймачем визначаємо за довідковими даними.
Груповий коефіцієнт використання Кв електроприймачів з різними ne
знаходимо за формулою
n
кв р
i номi
Кв 1 (2.6)
n
рномi
1
Рисунок 2.2 – Графіки коефіцієнта розрахункового навантаження Кр
для різних Кв в залежності від nе
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
в
е
0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
1 8,00 5,33 4,00 2,67 2,00 1,60 1,33 1,14 1,0
2 6,22 4,33 3,39 2,45 1,98 1,60 1,33 1,14 1,0
3 4,05 2,89 2,31 1,74 1,45 1,34 1,22 1,14 1,0
4 3,24 2,35 1,91 1,47 1,25 1,21 1,12 1,06 1,0
5 2,84 2,09 1,72 1,35 1,16 1,16 1,08 1,03 1,0
6 2,64 1,96 1,62 1,28 1,11 1,13 1,06 1,01 1,0
7 2,49 1,86 1,54 1,23 1,12 1,10 1,04 1,0 1,0
8 2,37 1,78 1,48 1,19 1,10 1,08 1,02 1,0 1,0
9 2,27 1,71 1,43 1,16 1,09 1,07 1,01 1,0 1,0
10 2,18 1,65 1,39 1,13 1,07 1,05 1,0 1,0 1,0
11 2,11 1,61 1,35 1,1 1,06 1,04 1,0 1,0 1,0
12 2,04 1,56 1,32 1,08 1,05 1,03 1,0 1,0 1,0
13 1,99 1,52 1,29 1,06 1,04 1,01 1,0 1,0 1,0
14 1,94 1,49 1,27 1,05 1,02 1,0 1,0 1,0 1,0
15 1,89 1,46 1,25 1,03 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
16 1,85 1,43 1,23 1,02 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
17 1,81 1,41 1,21 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
18 1,78 1,39 1,19 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
19 1,75 1,36 1,17 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
20 1,72 1,35 1,16 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
21 1,69 1,33 1,15 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
22 1,67 1,31 1,13 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
23 1,64 1,30 1,12 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
24 1,62 1,28 1,11 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
25 1,6 1,27 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
30 1,51 1,21 1,05 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
35 1,44 1,16 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
40 1,4 1,13 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
45 1,35 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
50 1,3 1,07 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
60 1,25 1,03 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
70 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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 Р
i ном tgі . (2.9)
i
і
До розрахункової активної та реактивної потужності силових
електроприймачів напругої до 1 кВ повинно бути додане освітлювальне
навантаження Pроз. оc , Qроз. оc .
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 [1].
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 цеху з
виготовлення виготовлення фаршмішалок.
Результати розрахунків заносимо у відповідні графи таблиці 2.3, що
виконана по формі Ф636-92.
Визначимо номінальну групову потужність четвертої групи
електроприймачів (гибочний верстат) Рном,1. 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,1 pном n 7,5 2 15кВт.
1
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,10,71510,5кВт.
Визначаємо чергову розрахункову величину таблиці 2.1, та заносимо її у
відповідну графу таблиці 2.3.
Кв Рном,1 tgφ0,7150,757,9квар .
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Визначаємо величину ефективної кількості електроприймачів nе за
спрощеним співвідношенням (2.5):
2 p
n ном 2 833,7
е 23,2 шт..
pном м ax 72
Для розрахунку групового середньовиваженого коефіцієнту використання
по цеху в цілому використовуємо формулу (2.7)
n
Кв, і Рном і
1 600,4
Кв, цеху 0,72 .
n
Р 833,7
ном і
1
По графіку рисунок 2.2 для визначених величин nе=23 та Кв, цеху 0,72
знаходимо коефіцієнт розрахункової потужності Кр.цеху який дорівнює Кр,цеху =1,1
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 600,4 1,1 660,4кВт.
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)322,2квар.
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 660,42 322,22 734,8 кВА.
Таким чином, нами виконано розрахунок повної потужності силових
електроприймачів напругою до 1 кВ окремого цеха , а саме цеху виготовлення
фаршмішалок.
Аналогічно виконуємо розрахунки для інших цехів.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 22
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. Якщо нерівномірність перевищує 15 %, умовна
трифазна номінальна потужність приймається рівної потроєної величині
навантаження найбільш завантаженої фази .
При кількості однофазних ЕП достатньою для практичних цілей точністю
умовна трифазна номінальна потужність Рном.у(кВт), що визначається
наступним чином
Рном.у = 3 ∙ Рном. .ф або Рном.у = 3 ∙ ��пасп ∙ √ТВ ∙ ��������пасп, (2.11)
де Рном. .ф – номінальна потужність максимально навантаженої фази, кВт;
��пасп - паспортна потужність споживача, кВА;
ТВ – відносна тривалість включення в долях одиниці
Так як однофазні електроспоживачі цеху розраховані лише на фазну
напругу Uф=220 В і не мають постійного стаціонарного місця підключення, їх
розрахунок ми будемо виконувати по формулі 2.11.
В цеху використовується три компресори, з наступними паспортними
даними:
Рпасп = 1500 Вт; ��������пасп = 0,87; ТВ = 40% часу за одну годину роботи
��ном.у = (3 ∙ 1,5 ∙ 0,4 ∙ 0,87) = 2,5 кВт ;
��ном.у = ��ном.у ∙ ������ = 2,5 ∙ 0,15 = 0,38 квар.
��ном. .ф 1,5
Іном.у = = = 7,6 А
�� ∙ �������� 0,22 ∙ 0,87
В цеху використовується також три блоки живлення, з наступними
паспортними даними:
Рпасп = 1200 Вт; ��������пасп = 0,9; ТВ = 40% часу за одну годину роботи
��ном.у = (3 ∙ 1,2 ∙ 0,4 ∙ 0,9) = 2,05 кВт ;
��ном.у = ��ном. у ∙ ������ = 2,05 ∙ 0,17 = 0,35 квар.
��ном. .ф 1,2
Іном.у = = = 6,1 А
�� ∙ �������� 0,22 ∙ 0,9
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
��ном.у=2,5 + 2,05 = 4,55 кВт
��ном.у = 0,38 + 0,35 = 0,73 квар.
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 виготовлення фаршмішалок. Загальні геометричні розміри
виробничої зони цеху становлять 50×60×6, з площею освітлення
S=3000 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 ЛТБ-65. 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
Pроз.ос.цеху кп Рп.о.ф S, (2.12)
де кп – коефіцієнт попиту освітлення [7];
S – площа приміщення, м2;
(0,95 9,7 2520)
P кВт,
роз.ос.цеху 23,4
1000
Рп.о.ф – питома фактична потужність освітлювальних установок, Вт/м2,
визначається за формулою
Е к
ф з.ф
р п.о.ф Р п.о.табл к р , (2.13)
100 к з.табл
де Рп.о.табл – питома потужність освітлювальної установки [7], Вт/м2;
Еф – фактична освітленість для виконуваного виду робіт [7], лк;
кз.ф – фактичний коефіцієнт запасу для виконуваного виду робіт [7];
кз.табл – табличний коефіцієнт запасу для виконуваного виду робіт [7];
кр - коефіцієнт зміни відбиття від поверхонь приміщення [7].
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
200 1,8
рп.о.ф 14,5 0,39,7 Вт/м2
100 1,6
Реактивну потужність навантаження системи загального освітлення цеху
визначаємо за виразом
Qроз.ос.цеху Pроз.ос.цеху tgо , (2.14)
де tgφ0 – реактивна складова кута зсуву фаз.
Qроз.ос.цеху 23,4 0,2 4,7 квар.
Розрахунок освітлювального навантаження інших цехів та підрозділів
заводу виконуємо аналогічно. Живлення зовнішньої системи освітлення заводу
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
P0,38цеху Рр. цеху Рр. ос. цеху Рном.у , (2.15)
Q0,38цеху Qр. цеху Qр.ос. цеху Qном.у . (2.17)
Отримаємо
P0,38цеху Рр.цеху Рр.ос. цеху Рном.у 660,423,44,55683,8 кВт,
Q0,38цеху Qр.цеху Qр.ос.цеху Qном.у 322,24,70,73326,9квар.
Одночасно розраховуємо приблизне навантаження на шинах цехової
підстанцій за виразом
2 2
Sр.цеху Р0,38 цеху і Q0,38 цеху і , (2.18)
S 2 2 2 2
ТП2 Р0,38 цеху Q0,38 цеху 683,8 326,9 720,1кВА.
Дані розрахунків навантаження цехової підстанції S ТПі за формулою (2.18) по
усім цехам заносимо у таблицю 2.4.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
2.5 Визначення електричних навантажень на вищих рівнях системи
електропостачання
На вищих рівнях системи електропостачання заводу 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 заводу (на шинах РУНН) SНН ГПП визначаємо за
формулою
N 2 N 2
SНН ГПП Ко P0,4 цехуi Q0,4 цехуi . (2.18)
i i
SНН.ГПП 0,9 7719,22 50282 8291 кВА
Таким чином, нами з використанням нормативної методики, виконано
розрахунок електричних навантажень по заводу, а приблизна розрахункова
потужність має значення SНН.ГПП =8291 кВА.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 2.4.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
2.6 Картограма та положення центру електричних навантажень цеху
та заводу. 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 заводу. Якщо
картограму будують на генеральному плані заводу, 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 2
р,0,38і π ri m
де rp.i - радіус кола групи споживачів, π = 3,14 ; m- кВт/мм2 – масштаб
P
r 0,38 і
i , (2.19)
π m
У кожному з отриманих кіл виділяємо сектори, що відповідають
силовому, а також освітлювальному навантаженням:
360 P
р, цеху i
αс.н ; (2.20)
Р0,38цеху
360 Pр, цеху i
αоc.н , (2.21)
Р0,38 цеху
Розраховуємо на прикладі вибраного ливарного цеху вказані параметри
картограми електричних навантажень.
Рр0,38(ТП5) 1092 1000
rТП5 51,7 мм.
3,14 m 3,14 130
Розрахункові значення заносимо у графу 8 таблиці 2.5
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Таблиця 2.5 – Дані для побудови картограми ЕН
Найменування P m ° °
P роз.ос.цеху P
2 c.н oc.н r
роз.цеху 0,38цеху. кВт/мм мм
кВт кВт
кВт
1 2 3 4 5 6 7 8
Цех виробництва дозувально-
закаточних автоматів; Склад 677,3 31,4 708,7 130 344 16 41,7
готових виробів
Цех виготовлення фаршмішалок 660,4 23,4 683,8 130 348 12 40,9
Цех виробництва автоклавів 796,5 32,6 829,1 130 346 14 45,1
Цех виробництва кутерів;
Столярний цех; Цех виготовлення 615,3 66,5 681,8 130 325 35 40,9
шприців
Цех виготовлення котлетних
1034,7 57,4 1092,1 130 341 19 51,7
автоматів
Цех виготовлення скороморозиль-
915,2 36,7 951,9 130 346 14 48,3
них камер; Караульне приміщення
Ремонтно-механічний цех; Насосна
станція; Будівля управління; 311,6 123,6 435,2 130 258 102 32,7
Виставочний павільон
Цех виготовлення кліпсаторів 816,5 39,7 856,2 130 343 17 45,8
Цех виготовлення подріднювачів 621,1 41,3 662,4 130 338 22 40,3
Цех виробництва термокамер;
789,4 28,5 817,9 130 347 13 44,8
Склад комплектуючих матеріалів
Теоретичний центр електричних навантажень (ЦЕН) визначаємо як точку
з координатами:
n
(Pp.i xi )
Х i1 ; (1.21)
n
Pp.i
i1
n
(Pp y )
i i
Y i1 , (1.22)
n
Pp
i
i 1
де Х,Y– координати центру електричних навантажень на генплані, см;
xi , yi – координати i-ого навантаження на генплані, см;
Pp i – максимальне навантаження i-ого цеху, кВт.
Дані, необхідні для розрахунку координат ЦЕН згідно виразу (1.21), (1.22)
заносимо у відповідні графи таблиці 2.6. Визначаємо координати ЦЕН
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
n
(Pp.i xi ) 1645061
Х i1 213,1м,
n
P 7719,2
p.i
i1
n
(Pp y
i i ) 1477662
Y i1 191,4 м.
n
P 7719,2
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
3 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМИ ЖИВЛЕННЯ ЗАВОДУ.
РОЗРАХУНОК ЖИВЛЯЧОЇ МЕРЕЖІ
3.1 Вибір і обґрунтування схеми живлення заводу
При виборі головної схеми електропостачання заводу 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 [1].
Вибір типу, потужності та інших параметрів підстанції, а також її
місцезнаходження повинні обумовлюватися значеннями і характером
навантаження та розміщенням їх на генеральному плану заводу. 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 заводу 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 заводу повинна враховувати
черговість його спорудження. Подальше будівництво не повинно порушувати
чи знижувати надійність електропостачання діючих виробництв.
При проектуванні системи електропостачання промислового заводу
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 21072 45/04 ПЗ 32
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Потужність SВН ГПП визначається за формулою, у якої враховано втрати
потужності у силових трансформаторах ГПП
N 2 2
N
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 заводу, 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Як розрахункова потужність приймаємо максимальна потужність з
врахуванням втрат в трансформаторах, активна і реактивна складова втрат в
трансформаторі визначаються за виразом
Ртр 0,02 Sпр;
Qтр 0,1Sпр,
де Sпр. – приблизна повна потужність об’єкта проектування, кВА;
Ртр 0,028291165,8 кВт,
Qтр 0,18291829,1 квар.
Загальне навантаження об’єкта визначається виразом
SВН.ГПП 0,9 (7719,2 165,8)2 (5028 829,1)2 9822,3 кВА.
Номінальна потужність кожного з двох трансформаторів ГПП попередньо
оцінюється згідно виразу
S
S ВН.ГПП
тр ;
2 0,7
9822,3
Sтр 7016 кВА.
2 0,7
Розрахунковий струм однієї живлячої лінії (А) визначається згідно виразу
9822,3
ІрозПЛ = 25,8 А ,
2 3 110
Переріз лінії живлення (мм2) визначаємо за виразом
І
Fек ,
jек
де jек - нормоване значення економічної густини струму jек=1,4 А/мм2.
25,8
F 2
ек 18,4 мм .
1,4
Розрахунковий економічно вигідний переріз закругляємо до найближчого
стандартного перерізу Fст.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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;
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.
25,8 А1260 А ;
- 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 .25,8 А=51,6 А <0,9 .1,25 .260=292,5А;
- на мінімальний переріз згідно механічної міцності - згідно з місцем
розташування заводу 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 [4].
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 заводу, втрати напруги
мають істотно різну величину.
Відмітимо характерні особливості повітряних ліній різного класу напруги.
Для повітряних ліній напругою 110 кВ і вище індуктивний опір Х
повітряної лінії більше активного опору R: X R , причому для ЛЕП напругою
220 кВ і вище справедливе співвідношення: Х R .
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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 X R , кут невеликий (менше
23 ).
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):
Рисунок 3.2 – Схема заміщення фази ділянки мережі
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 (R cos Xsin) . (3.5)
Поперечна (перпендикулярна до напряму U2ф ) складова падіння напруги
в лінії U / /
ф
U/ /
ф Iа X Iр R I (X cosR sin) . (3.6)
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Знаючи складову падіння напругу Uф , можна визначити, відповідно,
вектор напруги на початку ділянки
Uф1 Uф2 Uф Uф2 Uф jU//
ф
(3.7)
U j
ф2 (IaR IpX) j(IaX IpR) Uф1 e ,
де модуль U1ф цієї напруги
Uф1 (Uф2 U/
ф)2 (U//)2
ф (3.8)
та його фаза
U/ /
arctg ф . (3.9)
U U /
ф2 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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Враховуючі співвідношення між лінійними і фазними напругами, для
будь-якої кількості ділянок лінії отримаємо
n
U / / 3 U/ /
ф 3 Ii ri cosi Ii xi sini . (3.11)
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
/ PіR QіX PіR Q X
U U 3 (I і
a R Ip X) , (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
П П0 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/
0 Х/ /
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)
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Фази ПЛ можуть розташовуватися горизонтально або по вершинах
трикутника; фазні шини струмопроводів – в горизонтальній або вертикальній
площині, жили трьохжильного кабелю – по вершинах рівностороннього
трикутника. (Значення Dcp і 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
rпр
F F
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, Оммм2 / км;
F – переріз фазного проводу (жили), мм2 .
Для технічного алюмінію залежно від його марки можна прийняти
29,531,5 Ом мм2 / км , для міді 18,019,0Оммм2 / км .
Для визначення складових струму використовують відомі
співвідношення:
Pі Q
Ia ; I і
p (3.18)
3 Uі 3 Uі
Проектна потужність заводу Рі=7719,2 кВт; Qі=5028 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 75=25,5 Ом,
Х Х0 L, Х=0,31875=28,5 Ом.
Активну і реактивну складову струму обчислюємо з формулою (3.18)
7719,2
Ia 40,6 А;
3 110
5028
Iр 26,4 А.
3 110
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Використовуючи формули (3.3) і (3.4) визначимо повздовжню і поперечну
складову падіння напруги
U'
ф 40,6 25,5 26,4 28,5 1787,7 В.
Uф 40,6 25,5 26,4 28,5 282,9 В.
Модуль напруги на початку ділянки визначимо за формулою (3.5);
Uф1 (110 1,8)2 (0,28)2 111,8 кВ.
Модуль падіння напруги Uф визначається співвідношенням (3.7)
Uф 1,82 0,282 3,3 кВ.
Втрата напруги розраховується за співвідношенням (3.6)
Uф 1787,7 282,9=1504,8В 1,5 кВ.
Відносні втрати напруги від системи до ГПП заводу при проектній
потужності
U
U(%) ф %;
Uном
1,5 103
U(%) 100=1,36 %.
110 103
Таким чином, вибрані параметри повітряної лінії задані практично без
втрат напруги передавати розрахункову потужність на завод.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 41
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 0,02 Sпр; (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
N 2
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 SТіSном Т незначна
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 21072 45/04 ПЗ 42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Попередньо вибираємо трансформатор ТДН-10000/110 із номінальними
параметрами Sном ТР=10 МВ А, Uном В=115 кВ, Uном Н=11 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 [4], в якому
максимальне навантаження буде відповідати Sрозр об'єкта, згідно чого робиться
масштаб по вісі навантажень (рисунок 4.1).
S кВА
7000
Sн.тр
6500
6000
5500 Sмакс
5295
5000
4500 4766
4000 4236
3810
3500 3707
3000 3177 3177
2500 2648
2000
2118 2118 2118
1500
1589 1589
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 Δt
1 i i )
К 1i
1 ; (4.5)
S n
н.тр Δt i
i1
де Sн.тр – номінальна потужність трансформатора, МВА;
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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.
((3,92 1) (2,94 1) (2,94 2) (3,92 1) (7,06 1)
1 (6,87 3) (5,89 3) (5,89 3) (4,911) (3,92 1))
К1 0,46 .
10 (11 2 11 3 3 3 11)
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
1 i )
К ` 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 ((8,84 2) (7,85 2) (9,82 3))
2 0,3 .
10 (2 2 3)
Величину К``2 визначаємо за виразом
`` 0,9 S
К2
розр
,
Sн.тр
0,9 9822,3
К``
2 0,88 .
10000
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≥0,88.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
S
δ ТПцеху
s ; (4.8)
S
де SТПцеху - в даному випадку максимальне навантаження цеху, кВА;
S- площа приміщення, м2.
720,1
δs 0,3.
2520
Мінімальне число цехових трансформаторів Nmin однакової потужності SН.ТР, що
призначені для живлення технологічно зв’язаних навантажень:
P
N min м 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.
683,9
Nmin 0,6 2 шт ,
0,75 630
Економічну кількість трансформаторів Ne знаходимо за виразом
N N m, N 202 шт.
е min e (4.10)
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 (N к S 2 2
max .T е з.ф н.тр) - Рр.0,38 ; (4.11)
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де кз.ф – фактичний коефіцієнт завантаження,
S
к мТП
з.ф , (4.12)
Ne Sн.тр
683,9
кз.ф 0,5.
2 630
Q 2 2
max.T (2 0,5 630) - 683,9 225,5квар.
Сумарна потужність батарей статичних низьковольтних конденсаторів
QНК1 складе:
Q Q _
НК1 м0,38 QmaxТ ; (4.13)
де Qм0,38 – сумарна реактивна потужність напругою 0,38 кВ за найбільш
завантажену зміну, квар.
QHK1 326,9-225,5101,4 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 Q _
HK 2 м Q _ γ N S ; (4.14)
0,38 HK1 е н.тр
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
К
відсутні 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].
Q 326,9101,4_
HK2 (0,18 2 630) (1,3) 0 квар, .
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Якщо в розрахунках отримаємо, що QНК2<0квардодатково встановлювати
конденсаторні батареї не потрібно.
Сумарна розрахункова потужність батарей конденсаторів складає
QHK QHK1 QHK2, (4.15)
QНК=101,4+0=101,4 квар.
По результатам розрахунків, згідно ПУЕ (глава 5.6), вибираємо
конденсаторні установки марки УК3 -0,38–50 У3 потужністю 50 квар і напругою
живлення 0,38 кВ. Сумарна потужність двох блоків конденсаторних батарей
становить QHK,ТП2 100 квар.
Аналогічно проводимо розрахунки для інших цехів і результати заносимо
у таблицю 4.1.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
4.3 Компенсація реактивної потужності на підприємстві
Компенсація реактивної потужності є невід'ємною частиною завдання
електропостачання заводу. 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
Qек кн.с Qм Q _Q _
тр ек Qнкф , (4.16)
де кнс – коефіцієнт, що враховує не співпадіння за часом найбільшого
навантаження заводу з максимумом навантаження енергосистеми (для
нашого випадку кнс =0,89)
Qм – розрахункова реактивна потужність заводу, 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.
Qек 0,925028829,169520602700 квар.
Згідно отриманого значення приймаємо до встановлення [11] два
комплекти високовольтних блоків статичних конденсаторів. Марки прийнятих
блоків статичних конденсаторів УКЛ-10,5-1350 У3. Сумарна ємність блоків
статичних конденсаторів складає ΣQБСК10=2700 квар, при номінальній напрузі
живлення 10,5 кВ.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 50
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 21072 45/04 ПЗ 51
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 0,02Sн.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 5.1 (графа 2, 3 і 4 відповідно).
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Величини Рм10Qм10 розраховуємо за співвідношеннями (5.1) і (5.2) та заносимо
у графи 5 і 6 табл. 5.1 відповідно.
Для прикладу
Рм10=683,9+0,02.630=696,5 кВт ,
QМ10=322,2+0,1.630=389,9 квар.
Розрахункову потужність радіальної лінії визначаємо згідно електричної
схеми живлення і розрахункових потужностей по виразу
SЛ Рм10
2 2
Qм10 , (5.3)
S 2 2
Л(ГПП ТП 2) 804,2 447,7 920, 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 (графа 8).
Отримані тільки таким чином значення SЛ будуть коректними для
визначення перерізу живлячих кабельних ліній.
Розрахунковий струм у кабельної лінії на кожної ділянки (ГПП-ТП2) в
нормальному режимі визначається як
S
Iр.Л,і
Л,і (5.4)
3 Uн
Для цеху, який обрано у якості прикладу
798,2
Iр.Л,(ГППТП2) 46,1 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 46,1
Fек 33мм2.
jек 1,4
Розрахунковий переріз кабелів для лінії (ГПП – ТП2) 33 мм2, тому ми
приймаємо найменший переріз кабелю марки АПвЭгП-10 3×35/16ТУ, що має
переріз 35 мм2, Іном.каб=119 А.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Таблиця 5.1 – Розрахунок електричних навантажень на стороні 10 кВ ТП
Рр0,38, Qр0,38, S
№ ТП н.тр , Рм10, Qм10 , Sл
кВт квар кВА кВт квар кВА
1 2 3 4 5 6 7 8
ТП-1 2 708,7 422,6 630 721,3 485,6 869,5
ТП-2 2 683,8 326,9 630 696,5 389,9 798,2
ТП-3 2 829,1 567,3 1000 849,1 667,3 1080,0
ТП-4 2 681,8 450,7 630 694,4 513,7 863,7
ТП-5 2 1092,1 642,6 1000 1112,1 742,6 1337,3
ТП-6 2 951,9 679,1 1000 971,9 779,1 1245,6
ТП-7 2 435,2 292,6 400 443,2 332,6 554,1
ТП-8 1 856,2 608,0 1000 876,2 708,0 1126,5
ТП-9 2 662,4 453,4 630 675,0 516,4 849,9
ТП-10 2 817,9 584,8 1000 837,9 684,8 1082,1
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
46,1 119 1,05 0,9 112, 4 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 46,1 119 1,05 0,9 1, 25 140,5 А,
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 21072 45/04 ПЗ 54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Кількість т-рів
шт
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 1.5 для відповідної кабельної лінії.
Для лінії ГПП–ТП2
Р
сosφ м10 696,5
0,87 ,
Sл 798,2
Qм10 389,9
sin φ 0,48 .
Sл 798,2
Втрата напруги в кабельної лінії, що розглядається у якості прикладу,
буде
U 3 46,1 0,35 (1,1 0,87 0,068 0,48) 27,7В.
Таким чином, умова виконується, так як
U 27,7 0,05 Uном 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
Прийнята F, мм2
кабелю м кВА А мм2 А мм2
АПвЭгП-10
ГПП-ТП1 280 869,5 50,3 35,9 140 50
(3×50)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП2 350 798,2 46,1 33,0 119 35
(3×35)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП3 190 1080,0 62,4 44,6 140 50
(3×50)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП4 170 863,7 49,9 35,7 140 50
(3×50)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП5 230 1337,3 77,3 55,2 171 70
(3×70)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП6 420 1245,6 72,0 51,4 171 70
(3×70)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП7 220 554,1 32,0 22,9 119 35
(3×35)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП8 120 1126,5 65,1 46,5 140 50
(3×50)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП9 240 849,9 49,1 35,1 119 35
(3×35)
АПвЭгП-10
ГПП-ТП10 140 1082,1 62,6 44,7 140 50
(3×50)
АПвЭгП-10
ГПП-БСК10 10 1350 78 37,1 140 50
(3×50)
де БСК10 – ємкісна потужність блока статичних конденсаторів 10 кВ,
що встановлені в приміщені КРУН-10 кВ ГПП.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 55
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.
Т2
Т4
Т3
Рисунок 6.1 - Розрахункова схема розрахунку КЗ
Для розрахункової схеми (рисунок 6.1) складаємо схему заміщення,
виходячи з розрахункових умов і враховуючи прийняті у стандарті [15]
припущення. Схему складаємо однолінійною.
каб.лін 2
каб.лін 4
каб.лін 3
Рисунок 6.2 - Схема заміщення для розрахунку струмів КЗ
Додатковими вихідними даними до розрахунку струмів КЗ є:
- номінальна напруга енергосистеми UС=110 кВ:
- потужність КЗ на шинах районної підстанції SКЗ=2900 МВ • А;
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
- довжина повітряної лінії lл=75 км.
Розрахунок струмів короткого замикання виконуємо для найбільш
характерних точок, в яких передбачається встановлення апаратів захисту.
Розрахунок виконуємо у відносних базисних одиницях, при цьому всі
опори схеми заміщення приводяться до базисних умов.
За базисні умови приймаємо: Sб 100 МВА,Uб1 115 кВ, Uб2 10,5 кВ
S
Iб б , (6.1)
3 U б
100
Iб1 0,5кА,
3 115
100
Iб1 5,5кА.
3 10,5
Визначаємо опори схеми заміщення у відносних базисних одиницях:
– електричної системи
S
Хс
б , (6.2)
Sк.з.
100
Хс 0,034 .
2900
– повітряної лінії 110, кВ
S
R пл r0л l б
л , (6.3)
U2
б1
100
Rпл 0,38 75 0,216;
1152
де lл – довжина повітряної лінії, км;
r0л, x0л– активні та індуктивні опори повітряної лінії, Ом/км
S
Xпл x0л l б
л , (6.4)
U2
б1
100
Хпл 0,06 75 0,034.
1152
– трансформатора ГПП
U
Х кз S
б
тр ,. (6.5)
100 Sн.тр
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де Uкз – напруга короткого замикання трансформатора, %;
Sн.тр – номінальна потужність трансформатора, МВА;
10,5 100
Х тр 1,05.
100 10
6.2 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання в характерних
точках
В точці К1
Визначаємо сумарний реактивний і активний опір до розглядаємої точки КЗ
і визначаємо повний опір
Струм короткого замикання в розглядаємій точці визначаємо за виразом
І
І б1
кз(К1) (6.6)
Х 2
сум(К1) R 2
сум(К1)
0,5
Ікз(К1) 2,21 кА ;
0,0692 0,2162
Хсум(К1) Хс Хпл, (6.7)
Хсум(К1) 0,034 0,034 0,069;
Rсум(К1) Rпл (6.8)
Rсум(К1) 0,216
Ударний струм короткого замикання в точці К1 визначаємо за виразом:
і уд(К1) 2 Ікз(К1) к уд(К1) ; (6.9)
де куд– ударний коефіцієнт, що визначаємо за виразом
Rсум(К1)
3,14( )
Х
к 1 е сум(К1)
уд(К1) , (6.10)
0,216
3,14( )
к уд(К1) 1 2,718 0,069 1,14.
і уд(К1) 2 2,21 1,14 3,52 кА.
В точці К2
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
І
Ікз(К2)
б2 ,
Х 2 2
сум(К2) R сум(К2)
5,5
Ікз(К2) 4,83 кА,
1,1192 0,2162
Хсум(К2) Хс Хпл Х тр ,
Хсум(К2) 0,034 0,0341,051,119;
R сум(К2) Rпл ,
R сум(К2) 0,216 .
Ударний струм короткого замикання в точці (К2) визначаємо за виразом:
і уд(К2) 2 Ікз(К2) к уд(К2) ;
і уд(К2) 2 4,83 1,01 6,82 кА.
Rсум(К2)
3,14( )
Х
к 1 е сум(К2)
уд(К2) ,
0,216
3,14( )
к уд(К2) 1 2,718 1,119 1,01.
В точці К3
І
Ікз(К3)
б2
Х 2 2
сум(К3) R сум(К3)
5, 5
Ікз(К3) 4, 51 кА,
1,1852 0, 2922
Хсум(К3) Хс Хпл Хтр Хл1 ,
Хсум(К3) 0,034 0,034 1,05 0,066 1,185;
R сум(К3) R пл R л1 ,
Rсум(К3) 0, 216 0, 769 0, 292 .
Ударний струм короткого замикання в точці (К3) визначаємо за виразом:
і уд(К3) 2 Ікз(К3) к уд(К3) ;
іуд(К3) 2 4,51 1, 01 6, 38 кА.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Rсум(К3)
3,14( )
Х
к 1 е сум(К3)
уд(К3) ,
0,292
3,14( )
к 1,185
уд(К3) 1 2, 718 1, 01.
В точці К4
І
І б2
кз(К4)
Х 2 2
сум(К4) R сум(К4)
5,5
Ікз(К4) 3,1 кА,
1,187 2 1,3612
Хсум(К4) Хс Хпл Х тр Хл2 ,
Хсум(К4) 0,034 0,0341,05 0,0681,187 ;
R сум(К4) R пл R л2 ,
R сум(К4) 0,2161,11,316 .
Ударний струм короткого замикання в точці (К4) визначаємо за виразом:
іуд(К4) 2 Ікз(К4) куд(К4) ,
і уд(К4) 2 3,1 1,05 4,56 кА.
Rсум(К4)
3,14( )
Х
к сум(К4)
уд(К4) 1 е ,
1,316
3,14( )
к 1 2,718 1,187
уд(К4) 1,05.
В точці К5
І
І б2
кз(К5)
Х 2 2
сум(К5) R сум(К5)
5,5
Ікз(К5) 3,9 кА,
1,1842 0,7652
Хсум(К5) Хс Хпл Х тр Хл3 ,
Хсум(К5) 0,034 0,0341,05 0,0651,184;
R сум(К5) R пл R л3 ,
R сум(К5) 0,216 0,549 0,765.
Ударний струм короткого замикання в точці (К5) визначаємо за виразом:
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
іуд(К5) 2 Ікз(К5) куд(К5) ,
і уд(К5) 2 3,9 1,03 5,62 кА.
Rсум(К5)
3,14( )
Х
к сум(К5)
уд(К5) 1 е ,
0,765
3,14( )
к 1 2,718 1,184
уд(К5) 1,03.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 6.1
Таблиця 6.1 – Струми короткого замикання в СЕП
Точка КЗ Хк, в.о. Rк, в.о. Zк, в.о. ІКЗ. кА іуд. кА
К1 0,069 0,216 0,23 2,21 3,52
К2 1,119 0,216 1,14 4,83 6,82
К3 1,185 0,292 1,22 4,51 6,38
К4 1,187 1,316 1,77 3,1 4,56
К5 1,184 0,765 1,41 3,9 5,62
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)
де n - коефіцієнт вибирається залежності від типу монтажу лінії, n=3,5 для
одноланцюгової лінії без тросів.
х л0 3,5 0,034 0,12 .
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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.
S1
к 1,5 2900 4350
Струм однофазного КЗ, на шинах заводської підстанції визначаємо виразом:
S1
I1 к
kc , (6.13)
3 U1
де U1 - номінальна напруга на шинах заводської підстанції,U1=110 кВ.
I 1
4350
kc 22,9 кА.
3 110
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Опір нульової послідовності системи ( xco ) у відносних одиницях
визначаємо з виразу
I 1кc 3 1
; (6.14)
Iб x c1 x c2 x co
з цього виразу находимо xС0
3 1 І
х со б х с1 х с2 , (6.15)
І (1)
кс
де хс1, хс2 – відповідно опори прямої і оберненої послідовності системи,
хс1 хс2 хс .
3 1 5,5
х со 0,034 0,034 0,65 .
22,9
Згідно з рисунком 6.4 визначаємо результативний опір схеми нульової
послідовності для однофазного струму КЗ, як паралельне з’єднання двох гілок
хо хсо хло хтр1о хтр2о (6.16)
(0,65 0,12) (1,05 1,05)
х 0 0,6 .
(0,65 0,12) (1,05 1,05)
Струм однофазного КЗ, у віддаленій точці визначаємо за виразом
1 3 1 I
І б (6.17)
kA1 ,
хрез1 хрез2 хо
х рез1 х рез2 х с1 х л1 0,034 0,034 0,068 ,
(1) 3 15,5
ІkА1 23,5 кА .
0,068 0,068 0,6
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
7 ВИБІР ТИПУ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ДЛЯ ГПП. ВИБІР
ВИСОКОВОЛЬТНОЇ АПАРАТУРИ. ПЕРЕВІРКА КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ
7.1 Вибір типу трансформаторної підстанції для ГПП
В 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 Uном=110 кВ Uн Uном
Iр=55,7 А Iном=2500 А Ір Іном
іу =3,52 кА Im.дин= 102 кА іу Іm.дин
Іn.t =2,21 к А Iвідкл. =40 кА Іn.t Івідкл
В І2 t (3,52 103)2 0,035 ІТ 40 кА; tТ 3 с;
к n к 2
0,43106 В2 2
с ІТ tТ
В І t
4800 106 В2 с к Т T
де ІТ – нормований струм термічної стійкості апарата;
Вк – тепловий імпульс струму короткого замикання;
Im.дин – амплітудне значення повного струму електродинамічної стійкості
вимикача;
tТ – нормований час термічної стійкості апарата.
Чисельні значення вказаних величин (каталожні дані) взято з [4].
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 Uном=110 кВ Uн Uном
Iр=55,7 А Iном=1000 А Ір Іном
іу =3,52 кА Im.дин= 80 кА іу Іm.дин
Вк І2 3 2
n t к (3,52 10 ) 0,035 ІТ 40 кА; tТ 3 с;
2
0, 43 106 В2 с
І2
Т t В І t
4800 106 В2 с к Т T
Т
Остаточно, по даним таблиці обираємо роз'єднувач серії РГН-110/1000
УХЛ1, який на протязі терміну експлуатації (30 років) не вимагає технічного
обслуговування [6].
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 ВВЭ-10-20/1000 УЗ з вбудованим електромагнітним приводом
[4].
При розрахунках розрахункового струму ввідного вимикача 10 кВ
значення Ір визначаємо за співвідношенням
Таблиця 7.3 – Вибір ввідного вимикача 10 кВ
Розрахункові дані Каталожні дані Умови вибору
1 2 3
Uн=10 кВ Uном=10 кВ Uн Uном
Iр=583,2 А Iном=1000 А Ір Іном
іу =6,82 кА Im.дин= 52 кА іу Іm.дин
Іn.t =4,83 к А Iвідкл. =20 кА Іn.t Івідкл
Вк І2
n tк (6,82 103)2 0,055 ІТ 20 кА; tТ 3 с;
2
5,52 106 В2 с
І2
Т tТ
В І t
1200 106 В2 с к Т T
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
При розрахунках розрахункового струму секційного вимикача 10 кВ
значення Ір визначаємо за співвідношенням
Sрозр 9822,3 103
Ір.секц 270,3 А.
2 3 Uн (2 3 10) 103
Попередньо по номінальним даним обираємо секційний вимикач
вакуумний типу ВВЗ-10-20/630 УЗ з вбудованим електромагнітним приводом
[4].
Таблиця 7.4 – Вибір секційного вимикача 10 кВ
Розрахункові дані Каталожні дані Умови вибору
1 2 3
Uн=10 кВ Uном=10 кВ Uн Uном
Iр=291,6 А Iном=630 А Ір Іном
іу =6,82 кА Im.дин= 80кА іу Іm.дин
Іn.t =4,83 к А Iвідкл. =20 кА Іn.t Івідкл
В І2 t (6,82 103 )2
к n к 0,055 ІТ 20 кА; tТ 3 с;
2
5,52 106 В2 с В
І2 t 1200 106 В2 с к ІТ tT
Т Т
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=110 кВ Uном=10 кВ
Iр=583,2 А Iном=1000 А
ідин kдин 2 Іном1
іу =6,82 кА
30 1,4 1000 кА=42 103 кА
В І2 t (6,82 103 )2
к n к 0,055 ІТ 31,5 кА; tТ 4 с;
2
5,52 106 В2 с ІТ tТ 3969 106 В2 с
Номінальний струм вторинної обмотки I2Н =5 А, допустима потужність S2Н
вторинної обмотки при cos = 0,8 клас точності 0,5 складає 15, ВА.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 2
r 2Н I2Н (rприл rк )
пров , (7.2)
I2
2Н
1552 (0,28 0,1)
rпров 0,22.
52
Довжина проводів lпров 25 м.
Розрахункова довжина проводів при з'єднанні в зірку lp lпров 25 м.
Переріз з'єднувальних проводів, мм2:
lp ρ Fпров . , (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 21072 45/04 ПЗ 67
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 P, Q, S,
котушкою, Вт tgφ
Вт вар ВА
Вольтметр ЭВ0302 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 0,5S2H 120 ВА більше ніж S 0,077 ВА, трансформатор напруги
ф
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 [1]:
l tпр
Fmin , (7.4)
С
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
де tзах – тривалість дії захисту, с;
tвідкл – тривалість дії вимикаючої апаратури, с.
tпр=0,08+0,055=0,135 с.
У такому разі
4560 0,135
F 2
min 19,7 мм .
85
Розглянутий нами відрізок кабельної лінії (ГПП-ТП2), що має переріз F=35
мм2 повністю задовольняє умовам термічної стійкості, під час дії ударних
струмів КЗ.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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.
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 8.1 – Радіальна схема цехової електричної мережі
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 [7].
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) [7].
Світлотехнічна частина проекту також передбачає вибір найбільш
ефективного світильника для конкретного приміщення з урахуванням можливих
обмежень, а також принцип розміщення світильників.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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. 71тощо.). 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
Розрахунок освітлення цеху може проводиться методом світлового потоку
(методом коефіцієнту використання), або іншим відомим методом. Для
прикладу нижче приведено розрахунки методом світлового потоку:
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
кз Еmin S zФ , (8.1)
N
де кз– коефіцієнт запасу, визначається за довідником [7];
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 72
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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
де Фсв – світловий потік прийнятого світильника, лм;
– коефіцієнт неврахування освітленості від інших світильників,
1,11, 2 ;
n
ei – сума освітленості від світильників згідно кривих просторових
i1
ізолюкс, лк;
n – кількість врахованих світильників.
Виконаємо розрахунок освітлення цеху методом світлового потоку.
Виходячи із розряду зорової праці, згідно ПУЕ (розділ 6.1.1 – 6.1.11), по нормам
освітленості [7] визначаємо освітленість системи загального освітлення цеху
Ен 200 лк.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 73
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
К
F з Еmin S z
p , (8.5)
N Кв
де Кз – коефіцієнт запасу, визначається за довідником [7];
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 [7] приймаємо λе=Lв/h=1, тоді отримаємо відстань між
світильниками
Lв λе h, (8.6)
Lв 15,85,8 м.
Приблизну кількість світильників визначаємо за виразом
A B
N , (8.7)
L2
в
42 60
N 74,9 75 шт.
5,82
Коефіцієнт використання світлового потоку визначаємо по довідниковим
таблицям, 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)
42 60
і 4,26.
5,8 (42 60)
де h – висота підвісу світильника, м.
1,6 200 2520 1,15
Fp 18455 лм.
75 0,67
В залежності від отриманої величини світлового потоку приймаємо
світильник типу ПВЛМ з чотирма лампами типу ЛТБ-65, Рл=0,065 кВт, що має
світловий потік Фл=4650 лм. Загальний світловий потік від світильника буде
становити Фсв=18600 лм
Обрані лампи за світловим потоком відрізняється від розрахункового на
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 74
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
F F 1860018455
% cв р 100% 100% 0,8 %.
F 18455 (8.9)
р
що є допустимо.
Згідно результатів проведеного розрахунку ми можемо зробити висновки,
що встановлена в приміщенні цеху світлова арматура загального призначення з
лампами типу ЛТБ-65 в повній мірі задовольняє вимогам СНіП ІІ-4-79, що до
загальних вимог освітленості в робочій зоні цеху.
8.2.3 Електропостачання освітлювальних установок
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 75
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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.
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 76
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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.
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 ЛД кдод = 1,12 [7].
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 77
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 = 0,95 ∙ 1,12 ∙ (4 ∙ 0,065) = 20,8 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.
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 газорозрядних ламп з конденсаторами
cos �� = 0,9.
20,8 ∙ 10
��роз = = 35 А.
√3 ∙ 380 ∙ 0,9
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 78
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 [7] напруга в найбільш віддалених лампах внутрішнього
освітлення промислових підприємств, а також 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 холостого 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;
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 79
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
�� – 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.
100 ∙ 7,5
�� = = 1,37 %;
630
�� = 7,5 − 1,34 = 5,33 %;
∆��тр = 0,87 ∙ (1,34 ∙ 0,9 +5,33 ∙ 0,44) = 3,08 %;
∆��м = 105 − 3,08 − 97,5 = 4,42 %.
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 [4];
�� – 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 80
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 4.1 – Схема підключення світильників
�� = �� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� +
+�� ∙ �� + �� ∙ �� + �� ∙ �� ;
�� = 6 ∙ 2,64 + 12 ∙ 2,64 + 18 ∙ 2,64 + 24 ∙ 2,64 + 30 ∙ 2,64 + 36 ∙ 2,64 +
+42 ∙ 2,64 + 48 ∙ 2,64 + 54 ∙ 2,64 = 712,8 кВт ∙ м;
712,8
∆�� = = 0,78 %.
54 ∙ 16,8
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 [4] 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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 81
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 82
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 83
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 84
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 85
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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:
– 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.
Вибраний переріз провідника за умовами нагріву тривалим струмом
перевіряється по нагріванню струмом післяаварійного режиму Ітр. ав (в умовах
двотрансформаторних цехових ТП і декількох кабелів одної лінії):
Для подальшого вибору апаратів попередньо визначимо струм на
затискачах вторинної обмотки силового трансформатора цехової ТП за
співвідношенням
ΣS к
Ір н.тр з
; (8.22)
3 U н
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 86
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де ΣSн.тр – загальна потужність силових трансформаторів цеху, кВА;
кз - коефіцієнта завантаження трансформаторної підстанції.
1260 0,57
Ір 1092,5 А .
3 0,38
Визначимо силові елементи схеми живлення цеху на стороні 0,4 кВ
Тип ввідного автоматичного вимикача приймаємо згідно каталожних даних в
залежності від типу шафи за умовами
І .
н.а≥Ін.т.р Ін.т.р>1,1 Ір
1600 ≥1250 1250>1,1.1092,6=1201,7,
де Ін.а– номінальний струм автоматичного вимикача А;
Ін.тр – номінальний струм теплового розчіплювача автоматичного вимикача
(каталожні дані), А
Приймаємо ввідний автоматичний вимикач серії ВА88-43, що встановлений
в шафі типу ЩО70-22 ; Uн =0,4 кВ; Iн=1250 A.
Для забезпечення секціонування, в аварійному режими роботи, ми
застосуємо, секційний вимикач згідно співвідношення
0,5(Sн.тр кз )
І ; (8.23)
р.СВ
3 Uн
0,5 (1260 0,57)
Ір.СВ 546,2 А .
3 0,38
Тип секційного автоматичного вимикача приймаємо згідно каталожних
даних в залежності від типу шафи за умовами
І .
н.а≥Ін.т.р Ін.т.р>1,1 Ір
800 ≥630 630>1,1.546,2=600,9,
де Ін.а– номінальний струм автоматичного вимикача А;
Ін.тр – номінальний струм теплового розчіплювача автоматичного вимикача
(каталожні дані), А
Приймаємо секційний автоматичний вимикач серії ВА88-40, що
встановлений в шафі типу ЩО 70-22 ; Uн =0,4 кВ; Iн=1250 A.
Вибір перерізу шин по напрузі 0,4 кВ згідно [1] виконуємо за умови
І .
д.д>Ір кз
1250>1092,6.1
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 87
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
де кз – коефіцієнт запасу для шин 0,4 кВ дорівнює кз=1;
Ід.д – довго тривало допустимий струм на шинах 0,4 кВ, А;
Приймаємо шинопровід типу ШМА-4; Ід.д=1250 А; Uн =0,4 кВ.
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
І Н
р ,
3 U cos (8.24)
н
де Рн - номінальна потужність згідно з завданням, кВт ; Uн= 0,38кВ.
Ір Ку.н ІН.ДОП.Л
Умовами вибору ліній живлення [5,6] є виконання співвідношення
де І НДОПЛ - допустимий тривалий струм лінії живлення, А;
Куп - коефіцієнт, що враховує умови прокладки кабелів згідно п. 1.3.21
ПУЕ.
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 Іmax1,25 Ip .
Керуючись вказаними вимогами, проводимо розрахунок мережі живлення
споживачів цеху, результати яких заносимо в таблицю 8.1.
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,
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 88
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 [1], за умовами
Ір.РП ІН.ДОП
Таблиця 8.1 – Розрахункова таблиця вибору ліній живлення цеху
Р I , I , I
Назва споживача н р max. н.доп.л
Марка
кВт А А А
1 2 3 4 5 6
Гибочний верстат 7,5 14,3 17,8 30 АПвВГ(4×2,5)
Прес шнекових складових 12 21,7 27,2 30 АПвВГ(4×2,5)
Прес дежі (баку) 16,4 29,7 37,1 42 АПвВГ(3×4)+(1×2,5)
Рузально-гибочний верстат 16 29,0 36,2 42 АПвВГ(3×4)+(1×2,5)
Прес кришки 18,3 33,1 41,4 42 АПвВГ(3×4)+(1×2,5)
Токарний верстат 21,7 39,3 49,1 50 АПвВГ(3×6)+(1×4)
Обертовий маніпулятор 36 62,2 77,8 87 АПвВГ(3×16)+(1×10)
Зварювальний маніпулятор 56 91,6 114,5 136 АПвВГ(3×35)+(1×16)
Ковальський прес 54 88,3 110,4 113 АПвВГ(3×25)+(1×16)
Зварювальний трансформатор 17,3 31,3 39,2 42 АПвВГ(3×4)+(1×2,5)
Долбильний верстат 8,4 15,2 19 30 АПвВГ(4×2,5)
Фрезерний верстат 8,1 14,7 18,3 30 АПвВГ(4×2,5)
Шліфувальний верстат 12 21,7 27,2 30 АПвВГ(4×2,5)
Вакум насос 72 125,9 157,4 166 АПвВГ(3×50)+(1×25)
Вентилятор приточний 34,8 58,8 73,5 87 АПвВГ(3×16)+(1×10)
Прес упорних щитів 42 72,6 90,8 113 АПвВГ(3×25)+(1×16)
Заклепочний верстат 22 38,9 48,6 50 АПвВГ(3×6)+(1×4)
Вентилятор витяжний 5,5 9,8 12,3 30 АПвВГ(4×2,5)
Вибрана кабельно-провідникова продукція, живлення споживачів цеху,
прокладена в кабельних каналах підлоги цеху.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 89
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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%.
За максимальні беремо максимальні розрахункові навантаження, а за
мінімальні – 30% від максимальних.
Для режиму максимальних навантажень усталене відхилення напруги
m
δ U1 E
m ΔU тр Uм ΔU
сп 5, (8.25)
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 [2].
U1 15 3,42 27,74 5 21,17 5% Uн 525 В
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 90
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Величину ΔUтр (%) знаходимо за виразом
S
ΔU м
тр (U a cos φ U p sin φ), (8.26)
Sн.тр
де Sм - максимальна потужність на вторинній стороні трансформатора, кВ;
Sнтр - номінальна потужність трансформатора, кВА;
100 ΔP
U кз
a - активна складова напруги к.з трансформатора, %;
Sн.тр
U U 2 U 2
p кз a - реактивна складова напруги к.з трансформатора, %.
958,3
Uтр (0,93 0,95 4,4 0,31) 3,42
630
Для режиму мінімальних навантажень відхилення напруги
δ U2 Em кз (ΔUтр ΔUм ) ΔUcп 5%,
де кз = 0,3 - коефіцієнт завантаження в режимі мінімальних навантажень;
+ 5 % - припустиме усталене підвищення напруги від Uн=19 В, згідно [2].
U2 15 0,3 (3,42 27,74) 5 0,649 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.
Оскільки відхилення напруги не перевищує допустимого значення,
обирати відпайки для цехової КТП не потрібно.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 91
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
І роз, РП споживачів, що приєднані до РП, тощо). І роз, РП визначається за
виразом
І роз, РП = Іном КП , (8.27)
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
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 [1], за умовами
Ір.РП ІН.ДОП
Таблиця 8.2 – Вибір перерізу ввідних кабелів РП
І ,А
Найменування РП Ір.РП ,А І ,А Н.ДОП.Л
max Марка
1 2 3 4 5
Розподільчий пункт РП-1 283,6 354,5 402 2АПвВГ(3×70)+(1×35)
Розподільчий пункт РП-2 319,3 400 402 2АПвВГ(3×70)+(1×35)
Розподільчий пункт РП-3 123,3 154 166 АПвВГ(3×50)+(1×25)
Розподільчий пункт РП-4 163,7 204,6 240 АПвВГ(3×95)+(1×50)
Розподільчий пункт РП-5 122,8 153,5 166 АПвВГ(3×50)+(1×25)
Вибрана кабельно-провідникова продукція, живлення споживачів цеху,
прокладена в кабельних каналах підлоги цеху.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 92
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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 [1].
При розрахунку струму трифазного КЗ в установках напругою до 1 кВ
варто враховувати не тільки індуктивні й активні опори всіх елементів
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
Активну складову опору трансформатора rтр (Ом) розраховуємо за виразом
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 93
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
ΔР 103
r к.з
тр , (8.28)
3 І2
н.тр
де ΔРкз – потужність КЗ трансформатора, кВт;
5,5 103
rтр 0,002 Ом.
3 958,3
Ін.тр – номінальний струм вторинної обмотки трансформатора, А;
Sн.тр
І 3
н.тр 10 , (8.29)
3 Uн
630
Ін.тр 103 958,3 А.
3 380
Повний опір дорівнює
U U 2 103
z к.з. н
тр , (8.30)
100 Sн.тр
4,5 3802 103
z тр 0,01031 Ом.
100 630
Індуктивна складова опору трансформатора хтр Ом
х тр z2 2
тр rтр ,
х тр 0,010312 0,0022 0,0101 Ом.
Визначимо повний опір схеми заміщення до точки короткого замикання К1
Z(К1) rтр rав rтс rш r 2
пр х 2
тр х ав х тс хш , (8.31)
2
0,002 0,00014 0,00002 0,00003 0,00008
Z(К1) 0,01 Ом.
2
0,0101 0,00008 0,00002 0,000014
Величину струму КЗ, в розрахунковій точці К1 визначаємо за виразом
І (3) U
0
к.з.(К1) , (8.32)
3 Z
де U .
0 – напруга х.х. вторинної обмотки трансформатора, В, U0=1,05 Uн;
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 94
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Z – повний опір до точки КЗ;
399
І(3)
к.з.(К1) 29,3 кА.
3 0,01
Для визначення струму КЗ, в розрахунковій точці К2, до опорів точки К1
додамо сумарні опори точки К2, згідно виразу
Z(К2) r(К1) rш rав rл rав r 2пр х 2
(К1) хш х ав х л хав ,
0,00227 0,0001 0,0001 0,0223 0,00017 0,000082
Z (К2) 0,0123 Ом,
0,010233 0,00013 0,00025 0,0000306 0,000652
де активний rл (Ом) і індуктивний хл (Ом) опір кабельної лінії знаходимо за
виразами
l 103
r л
л , (8.33)
γ 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
х л lл х 0 ,
хл 0,005 0,0000057 0,00000029 Ом.
Величину струму КЗ, в розрахунковій точці К2 визначаємо за виразом
U
І (3) 0
к.з.(К2) , (8.34)
3 Z (К2)
(3) 399
Ік.з.(2) 18,7 кА.
3 0,0123
Таким чином, струм однофазного короткого замикання значно менше
струмів як трифазного, так і двофазного короткого замикання.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 95
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
8.5 Захист цехових електричних мереж
Захист електричних мереж напругою до 1 кВ здійснюється згідно глави
3.1 ПУЕ [1].
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, І =(5-7.
п Ір), А.
При виборі типу вимикача орієнтуємося попередньо на апарати апарати
серії ВА. Ці автоматичні вимикачі, призначені для групового захисту
розподільчих пунктів, мають дві системи захисту — електротеплову і
електромагнітну, та виконані згідно ДСТУ зі ступенем захисту не нижче ІР30.
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 96
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
І , 1,1. І Тип І , І , І ,
Найменування обладнання р р н н.т.р н.е.р
А А апарату А А А
1 2 3 4 5 6 7
Гибочний верстат 14,3 15,7 ВА47-29 63 16 500
Прес шнекових складових 21,7 23,9 ВА47-29 63 25 500
Прес дежі (баку) 29,7 32,7 ВА47-29 63 40 500
Рузально-гибочний верстат 29,0 31,9 ВА47-29 63 32 500
Прес кришки 33,1 36,5 ВА47-29 63 40 500
Токарний верстат 39,3 43,2 ВА47-29 63 50 500
Обертовий маніпулятор 62,2 68,5 ВА47-100 100 80 1000
Зварювальний маніпулятор 91,6 100,8 ВА88-32 125 125 1250
Ковальський прес 88,3 97,2 ВА47-100 100 100 1000
Зварювальний трансформатор 31,3 34,5 ВА47-29 63 40 500
Долбильний верстат 15,2 16,7 ВА47-29 63 20 500
Фрезерний верстат 14,7 16,1 ВА47-29 63 20 500
Шліфувальний верстат 21,7 23,9 ВА47-29 63 25 500
Вакум насос 125,9 138,5 ВА88-33 160 160 1600
Вентилятор приточний 58,8 64,7 ВА47-100 100 80 1000
Прес упорних щитів 72,6 79,9 ВА47-100 100 80 1000
Заклепочний верстат 38,9 42,8 ВА47-29 63 50 500
Вентилятор витяжний 9,8 10,8 ВА47-29 63 13 500
Тельфер 14,3 15,7 ВА47-29 63 16 500
Освітлення 33 36,3 ВА47-29 63 40 500
Розподільчий пункт РП-1 283,6 312 ВА88-37 400 315 4000
Розподільчий пункт РП-2 319,3 351,2 ВА88-37 400 400 4000
Розподільчий пункт РП-3 123,3 135,6 ВА88-33 160 160 1600
Розподільчий пункт РП-4 163,7 180 ВА88-35 250 200 2500
Розподільчий пункт РП-5 122,8 135 ВА88-33 160 160 1600
Конденсаторна установка 76,1 83,7 ВА47-100 100 100 1000
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, (8.35)
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 97
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Для прикладу перевіримо лінію, для якої Ір=46 А, Ідоп.л=67 А, Ізах=63 А.
1 ∙ 67 ≥ 1 ∙ 63 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 50160:2014.
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 2.
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
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 98
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
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
Електропостачання сучасних промислових підприємств базується, в
основному, на використанні комплектного крупноблочного обладнання:
комплектних трансформаторних підстанцій, комплектних розподільчих
установок різних напруг та призначення, комплектних струмопроводів, щитків,
тощо.
При використанні комплектного обладнання 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
створюються простими у будівельному відношенні. Повністю закриті
комплектні установки можна розташовувати безпосередньо у виробничих
приміщеннях без улаштування будівельних оболонок.
План і розріз обраної конкретної підстанції приводиться у графічної
частині дипломної роботи.
Комплектна трансформаторна підстанція, що обрана намив в якості джерела
живлення у цехової мережі, складається з силових трансформаторів, ввідних
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 99
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
шаф зі сторони високої напруги, розподільчих установок низької напруги. Для
нашого випадку з врахуванням розмірів приміщення, у якому розташовано КТП,
обрано дворядне виконання підстанції.
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.
В якості трансформаторних підстанцій у цехової мережі зазвичай
використовуються комплектні трансформаторні підстанції КТП різної
модифікації. Це обумовлено тім, що при використанні комплектного обладнання
підвищується якість систем електропостачання, надійність її роботи, зручність і
безпека обслуговування, забезпечується швидке розширення та мобільність
електрогосподарства.
Електромонтаж зводиться лише до встановлення різних комплектних
електроустановок і приєднанню їх до електричних мереж. Застосування
комплектних установок дає значне спрощення будівельної частини
електроустановок, так як непотрібні складні перегородки для камер
електричних апаратів, трансформаторів та іншого обладнання. Приміщення
утворюються простими у будівельному відношенні. Повністю закриті
комплектні установки можна розташовувати безпосередньо у виробничих
приміщеннях без улаштування будівельних оболонок.
На рисунку 8.6 приведена типова комплектна трансформаторна підстанція
внутрішньоцехового розташування.
Для нашого цеху з урахуванням приведених вище міркувань обираємо
комплектну трансформаторну підстанцію 2КТПЦ Новокаховського
електромеханічного заводу.
Обрана двотрансформаторна підстанція 2КТПЦ-630/10/0,4-04 У3
призначена для надійного електропостачання промислових об’єктів, має
потужність трансформаторів 630 кВ∙А, з захистом і автоматикою, що виконана
на мікропроцесорних блоках типу БМРЗ-0.4.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 100
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 8.6 - Типова комплектна трансформаторна підстанція
внутрішньоцехового розташування
Склад підстанції 2КТПЦ-630/10/0,4-04 У3:
1. Пристрій вводу з боку високої напруги (УВН).
2. Силовий трансформатор.
3. Кожух виводів силового трансформатору.
4. Розподільча установка низької напруги (РУНН), що
складається з наступного обладнання:
- шафа вимикача робочого вводу;
- шафа секційного вимикача;
- шафа ліній, що відходять;
- шафа автоматизованої конденсаторної установки;
- шафа управління.
5. Шинна перемичка.
Зібрана з вказаних окремих блоків комплектна трансформаторна може
бути виконана як однорядною, так і дворядною. З врахуванням особливостей
цеху, обираємо компактне дворядне виконання.
Для прикладу на рисунку 8.7 приведено загальний вид шафи секційного
вимикача, на рисунку 8.8 – загальний вид шафи управління.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 101
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 8.7 – Загальний вид шафи секційного вимикача:
1 – шафа секційного вимикача; 2 – відсік збірних шин; 3 – клапан
розвантаження; 4 – відсік клемного блоку; 5 - відсік секційного вимикача; 6 –
відсік релейного блоку; 7 – відсік шинок управління; 8 – відсік шин
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 102
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 8.8 – Загальний вид шафи управління:
1 – шафа управління; 2 – відсік збірних шин; 3 – клапан розгрузки; відсік
клемного блоку; 5 – відсік релейного блоку; 6 – відсік шинок управління
У складі підстанції використовуються масляні трансформатори серії
ТМГ11 (трансформатор масляний герметичний), що виготовляється у
герметичному гофробаку і не потребує обслуговування на протязі всього
терміну експлуатації. Загальний вид трансформатору серії ТМГ приведено на
рисунку 8.9.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 103
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 8. 9– Загальний вид трансформатору серії ТМГ
Конструкція і компоновка трансформаторної підстанції 2КТПЦ-
630/10/0,4-04 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 21072 45/04 ПЗ 104
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
9 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ — Розробка прецизійного пристрою
пірометричного контролю
Загальна технічна характеристика системи контролю теплового потоку.
Вимірювання теплового потоку проводитиметься розроблюваним прецизійним
пристроєм пірометричного контролю. Особливостями даної системи є:
використання для реєстрації інфрачервоного випромінювання унікальних
фотоприймачів ІЧ-діапазона; висока чутливість і завадозахист; можливість
використання як в закритих приміщеннях, так і на відкритих майданчиках.
Робота приладу основана на перетворенні інфрачервоного
випромінювання і джерел оптичних перешкод в електричні сигнали, їх
подальшій цифровій обробці і видачі керуючого сигналу при реєстрації
температури. Як сенсор, використаний двохспектральний фотогальванічний
приймач випромінювання DES-19435, чутливий в області 0,4…1,0 мкм і в
області 1,6...4,5 мкм. Фотоприймач визначає принцип побудови датчика і його
функціональні особливості. Відомо, що основна частина тепловлового
випромінювання доводиться на область спектру 1,5…5,0 мкм. В той же час у
таких джерел, як Сонце і електроосвітлювальні лампи, максимум
випромінювання знаходиться в межах 0,4…1,5 мкм. Це дозволяє реалізувати
спектральний принцип селекції розплаву на тлі оптичних перешкод і добитися
високого ступеня перешкодозахисної.
Пристрій складається з таких блоків. Стабілізований блок живлення
призначений для перетворення змінної мережної напруги 220 В у постійну
напругу +12 В для живлення різноманітних блоків та елементів пристрою.
Інтегральний пірометричний датчик є приймачем оптичного випромінювання із
контролюємої зони. Напруга по основному каналу з датчика, через стабілізатор
напруги та вхідний підсилювач сигналу потрапляють на управляючий
мікроконтролер і далі – на блок релейного включення навантаження, який
складається із дев‘яти вузлів покрокового увімкнення навантаження, які
формують управляючі сигнали, що, в свою чергу, дозволяють включати (або
виключати) основні та додаткові нагрівачі для перевірки термічного опору
корпусів фаршмішалок.
Схема також містить клавіатуру з якої можуть вводитися управляючі коди
та команди.
Опис електричної принципової схеми та принцип роботи пристрою.
Принципова електрична схема прецизійного пристрою пірометричного
контролю наведена на рисунку 9.1.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 105
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
QF1
A
B
380 B
C
0
SB1
K1 K4 SB2
220 B "Викл"
VD2 VD6 RL5
"0"
K6 R31 SB3
RL1 VT1 VT5 VD9 R24
FU1 XS1 R18 "1"
DD2 SB4
R1 CP VT7
1 PB0 RL6
"2"
6 PB5
Т1 R32 SB5
R25
7 PB6
VD1 "3"
K2 R2 R10
8 PB7 PA0 40 SB6
VD3
R3
9 Res VD7 R19
K7 "4"
10 Vcc SB7
RL2 VT2 VD10 R33
+ C1 C2 R11 R26
DD1 11 Gnd PA1 39
DA1 "5"
S
1 ZQ1 R12
1 C B 2 In DA 12 XT1 PA7 33 VT8 SB8
RL7
3 C3
Out 13 XT2 ARF 32 R20
2 Gnd "6"
R4 R16
14 PD0 AGN 31 R34 SB9
R5 C4 R17 R27
15 PD1 AV0 30
K3 "7"
R6 R13 K8
VD4 16 PD2 PC7 29 VD11 SB10
R14
17 PD3 PC0 22 R21
"8"
R7 R15
VT3 20 PD6 PD7 21 VT9 R35 SB11
RL3 RL8 R28
"9"
SB12
R22
K5 K9 "Настройка"
HL1 VD8 VD12 R36 SB13
R29
"Тест"
VT4 SB14
RL4 VT6 VT10 RL9
R23
"Меню"
R37 SB15
R30
"Програма"
R8
VD5
R9 DA2 DA3
1 1
Vcc DA DA Vcc
+ C5 C6 C7
Out 3 3 Out
2 Gnd Gnd 2
Рисунок 9.1 – Принципова електрична схема пристрою пірометричного
контролю
Для контролю ІЧ- температури використаний інтегральний пірометричний
датчик DES-19435, принцип дії якого оснований на фотоелектричному
перетворені енергії випромінювання нагрітого тіла в спектральному діапазоні
0,4…1,2 мкм в електричний сигнал відповідного рівня. Для контролю рівнів цієї
напруги використовується вбудований в мікроконтролер-компаратор. На вхід
компаратора AIN1 надходить опорна напруга з дільника R10R11. Резистор R3,
підключений до каналу мікроконтролеру RES, забезпечує необхідну зміну
опорної напруги до підключення пірометричного перетворювача. Компаратор
використовується у нетрадиційному лінійному режимі. Ця схема виділяє
найменшу по модулю напругу із чотирьох вхідних. На вхід схеми подається
напруга живлення підсилювача двох рівнів, один із яких є позитивним, а другий
– негативним. Для позитивного рівня використано неінвертуючий підсилювач.
Його коефіцієнт передачі дорівнює приблизно 0,1. Він визначається
резисторами R8R9. Для негативного рівня зібрано інвертуючий підсилювач,
коефіцієнт передачі якого відповідно дорівнює -0,1 і визначається резисторами
R8R9. Виходи усіх підсилювачів вхідного сигналу об'єднані. Це стало
можливим в результаті застосування не операційного підсилювача, а
інтегрального одноканального підсилювача IFM 56360. В результаті такого
об'єднання в лінійному режимі працюватиме тільки один із двохпідсилювачів,
вхідна напруга якого по модулю менша. Саме це напруга, яка помножена на
коефіцієнт передачі буде на виході. Резистор R9 є навантаженням, ємкість C5
необхідна для забезпечення стійкості підсилювачів. Стабілізатор VD5 обмежує
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 106
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
негативну напругу на входах підсилювачів щоб уникнути його виходу з
допустимого діапазону синфазної вхідної напруги.
Ввімкнення схеми навантаження нагрівних елементів здійснюється за
допомогою реле K1-K9. Роздільні реле застосовані тому що реле з однією
групою контактів менш дефіцитні. При включенні підсилювача спочатку
мікроконтролер включає реле K1…K3, які підключають основне навантаження
через RL1–RL3. В цей час здійснюється контроль за всією напругою живлення, і
як тільки всі вони по модулю перевищать рівень приблизно 30 В, спрацьовує
вбудований компаратор, указуючи мікроконтролеру на завершення етапу
зарядження конденсаторів С1, С2. Якщо компаратор не спрацьовує протягом
відведеного часу, то спрацьовує захист, і основні реле відключаються. Якщо
зарядження конденсаторів пройшло успішно, то через деяку захисну паузу
мікроконтролер вмикає послідовно реле групи K4-K9, які своїми контактами
закорочують обмежувальні резистори. При цьому схема стеження за напругою
живлення продовжує працювати, але поріг знижується приблизно до 17 В. Це
дозволяє напрузі досить сильно «просаджуватися» під навантаженням, проте
при повному зникненні одного із рівнів напруги живлення захист спрацює.
Після повного включення основного навантаження перевіряється стан
сигналів готовності систем апаратного захисту (сигнали OKL і OKR), і якщо
вони в нормі, формується сигнал ENB, що дозволяє включити реле
навантаження.
У разі спрацьовування апаратного захисту, схемою захисту знімається
сигнал OKL або OKR. Це здійснюється мікроконтролером, який відключає
основні навантаження і включає індикацію аварії. У даній версії системи
контролю конкретна причина спрацьовування захисту мікроконтролером не
встановлюється. Це дозволиляє обійтися тільки сигналами OKL, OKR і ENB. Всі
сигнали з основних плат поступають через роз'єми XS1 DВ25.
При спрацьовуванні будь-якого виду захисту світлодіод починає миготіти
червоним кольором. Якщо умови, які викликали перевантаження, зникають,
світлодіод починає мигати червоним кольором. Це сигналізує про те, що
підсилювач готовий до повторного включення. Для реалізації такої індикації
додатково аналізується сигнал спрацьовування захисту по струму IOF. Сигнал
DCF не використовується. Управління світлодіодом здійснюється за допомогою
ключа VT4 - транзистора типу КТ972Б. За допомогою резистора R6
встановлюють необхідний струм світлодіоду і, відповідно, яскравість світіння.
Обмотки реле комутують транзистори VT1-VT10, які мають дуже малий
опір у відкритому стані і, як наслідок, здатні комутувати відносно великі струми
(до 1,4 А). Транзисторами комутуються з мікроконтролером за допомогою
резисторів. Вони необхідні для того щоб виходи мікроконтролера під час дії
сигналу "RESET" знаходилися у стані високого логічного рівня, а в цей час реле
повинні бути вимкнені. Звичайно, ключі для управління реле можна зібратим і
на польових транзисторах.
Сигнал дистанційного керування надходить з роз'єму XS1. Підсилювач
вмикається сигналом логічної одиниці у форматі TTL на вході REMOTE.
Необхідно відзначити, що сигнал керування не випадково надходить на вхід
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 107
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
переривання мікроконтролера INT0. Це дозволяє при необхідності реалізувати
дистанційне керування безпосередньо підсилювачем потужності. Для цього
достатньо на вхід REMOTE підключити інтегральний фотоприймач, а в
програму додати текст декодера.
Для скидання вбудованого сторожового таймера використовується
періодичний сигнал ST, який формує програму на порту мікроконтролера.
Сигнал формується тільки у випадку функціонування основної програми, так і
внутрішнього переривання таймера.
Чергове джерело живлення забезпечує +12 В. Рівень +5 В, який
організовується за рахунок падіння напруги на стабілізаторі напруги DA1
використовується для живлення мікроконтролера і допоміжних мікросхем.
Рівень +12 В служить для живлення реле і схем апаратного захисту, які
розташовані на основних платах. Основою чергового джерела є трансформатор
T1, який разом з випрямлячем VD1 забезпечує на вході стабілізатора DA1
постійну напругу близько 12 В. На виході стабілізатора DA1 виходить напруга
+5В. Мікросхема стабілізатора для кращого охолодження встановлена на задній
стінці підсилювача.
Правильно зібрана плата автоматизованої системи контролю температури
налаштування не потребує. В окремих випадках може знадобиться лише
скоректувати поріг компаратора, який стежить за напругою живлення. Зробити
це можна заміною номіналів резисторів R10, R11, R16 на платі управління
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 108
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
10 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕМЕНТІВ СЕП
ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА
Визначення економічної ефективності від впровадження пристрою
автоматичного регулювання продуктивності вентиляційної системи
Визначення економічної ефективності від впровадження пристрою
автоматичного регулювання продуктивності вентиляцшної системи проводимо
виходячи iз споживаної ними електричної eнepгii.
Економія електричної eнepгii від впровадження системи має двi
складові:
- економія від встановлення частотно-регульованого приводу;
- eкoнoмiя від своєчасної заміни фільтрів.
Експериментально встановлено, що економія eнepгii при впровадженні
частотно-регульованого приводу становитиме 35 %. Обсяг piчнoї економії
електричної eнepгii ΔEi (кВт ·год) при цьому становитиме
ΔEi = 0,35·Рв·Тр,; (10.1.)
де Рв - встановлена потужнють електродвигунів вентиляторів, кВт; Рв =
11 кВт;Тр - тривалість роботи вентиляторів за piк, год. При роботі в одну
змiнy Тр = 2920 год. Підставивши у формулу (10.1) відповідні значення,
отримаємо величину piчної економічної електричної eнepгii (кВт·год):
ΔЕ1 =0,35·11·2920 = 11242.
Мінімальна економія електричної eнepгiї від своєчасної заміни
фільтрів та недопущения роботи з надмірно запиленими фільтрами
становить 2 %.
Обсяг річної економічної електричної eнeprii ΔE2 (кВт·тод) при цьому
становитиме:
ΔЕ2=0,02 ·Рв ·Тр;
ΔЕ2= 0,02·11·2920 = 642,4.
Вартість зекономленої електричної енергії за рік Вс (грн) від впровадження
цих заходiв складе:
Вс =(ΔЕ,+ΔЕ2) ·Се, (10.2.)
де Се - вартість 1 кВт·год електроенергії, грн; Се = 2,44 грн.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 109
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Підставивши у формулу (10.2) відповідні значення, отримаємо
вартість зекономленої електричної eнepгii за piк (грн):
Вс = (11242 + 642,4) ·2,44 = 8438.
Для розрахунку повного економічного ефекту від впровадження
пристрою автоматичного регулювання продуктивності вентиляційної
системи визначимо вci затрати на придбання та монтаж обладнання.
Oсновні витрати на придбання обладнання наведені в таблиці 10.1.
Таблиця 10.1- Норми витрат на придбання основного обладнання
Кількість Ціна Вартість,
Назва одиниці, грн
грн
Частотний перетворювач Siemens SED2- 2 шт. 7681 15362
Газоаналізатор стаціонарний ГАНК-4С 1 шт. 12253 12253
Датчик перепаду тиску Siemens QBM66.204 1 шт. 1650 1650
Вимикач автоматичний ВА47-29 2 шт. 250 500
Пускач магнітний ПМЛ-2122 1 шт. 250 250
Кнопка КЕ-011 2 шт. 120 240
Кабель АВВГ (4x2,5) 50 м 50 250
Виготовлений блок живлення 1 шт. 2500 2500
Виготовлений блок сигналізації 1 шт. 2500 2500
Провід ПВ-3-2,5 25 м 750
Разом 36255
Транспортні витрати, пов'язані з перевезенням основного обладнання
автомобілем «Фольцваген», наведені в таблиці 10.2.
Таблиця 10.2 - Транспортні витрати на перевезення основного обладнання
Статті затрат Значення
Норми затрат ДП для автомобшя «Фольцваген», л/100 км 16
Витрати мастила на 100 л ДП, л 1.2
Вістань від замовника до постачальника, км 150
Витрати палива, грн 1560
Витрати мастила, грн 220,5
Заробітна плата водія за 1 годину, грн 180,38
Нарахування на ЗП, грн 200,09
Разом витрат, грн 2160
Накладні витрати, грн 370,79
Вартість перевезення, грн 2530,76
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 110
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Витрати на придбання допоміжних матеріалів наведені в таблиці 10.3.
Таблиця 10.3 - Норми витрат на придбання допоміжних матеріалів
Назва Кількість, Ціна, В Вартість,
шт. одиниці грн
грн
Кронштейни кріплення кабелю 40 2,7 108
Кріплення (набір) 2 188,5 377
Захисний кожух 2 650 1300
Разом 1785
Транспортні витрати на перевезення допоміжних матеріалів автомобілем .,
«Фольцваген» наведені в таблиці 10.4.
Таблиця 10.4 – Транспортні витрати на перевезення матеріалів
Статті затрат Значення
Норми затрат ДП для автомобіля „ Фольцваген ", 16
Витрати мастила на 100л ДП, л 1,2
Відстань від замовника до постачальника, км 15
Витрати пал ива, грн 1560
Витрати мастила, грн 220,5
Заробітна плата водія за 1 годину, грн 180,38
Нарахування на ЗП, грн 200,09
Разом витрат, грн 2160
Накладні витрати, грн 370,79
Вартість перевезення, грн 2530,76
Для демонтажу застарілого та монтажу нового обладнання будуть
задіяні працівники заводу.
Дані про трудомісткість робіт наведені в таблиці 10.5
Таблиця 10.5 - Дані про трудомісткість робіт
Види poбіт Середній Кількість Тариф, Норми
розряд чоловк грн/год трудомісткості,
нормогодин
Демонтажні роботи 3 2 300,40 48
Підготовчі роботи 5 1 400,26 16
Монтажні роботи 5 2 400,26 56
Роботи служби КВП і А 5 1 500,39 8
Електричні роботи 5 2 600,25 16
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 111
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Витрати на заробітну плату працівників наведені в таблиці 10.6
Таблиця 10.6 - Витрати на заробітну плату працівників
Витрати Сума, грн
Основна зарплата працівників (ОЗП) 11140,72
Додаткова зарплата (ДЗП), 32,2% вщ ОЗП 3580,93
Разом зарплата (ОЗП+ДЗП) 14730,65
Нарахування на зарплату, 37,5% 5520,61
Всього фонд оплати праці 34972,91
Зведемо всі витрати на придбання та монтаж обладнання в таблицю 10.7.
Таблиця 10.7 - Витрати на придбання та монтаж обладнання
Стаття витрат Сума, грн
Витрати на придбання основного обладнання 36255
Витрати на перевезення основного обладнання 2530,76
Витрати на придбання допоміжних матеріалів 1785
Витрати на перевезення допоміжних матеріалів 2530,76
Оплата праці робітників 34972,91
Разом 78074,43
Визначаємо термін окупності нашого проекту, результати заносимо в
таблицю 10.8.
Таблиця 10. 8 - Термін окупності проекту
Pік Інвестицій та надходження, грн Грошові кошти, грн
1 84380 84380
2 84380 168760
3 84380 253140
4 84380 337520
5 3730 341250
Як видно з даних розрахункової таблиці, проект окупається приблизно
за1 рік.
Зводимо в таблицю 10.9 основні показники, які показують рентабельність
даного проекту.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 112
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Таблиця 10.9 - Показники рентабельності проекту
Назва показника Значения
Сума інвестованих коштів, грн 341250
Pічна економія коштів після впровадження 84380
проекту, грн
Термін окупності проекту, років 4,05
Згідно з проведеними економічними розрахунками можна зробити
наступнi висновки. При впровадженні пристрою автоматичного регулювання
продуктивностi вентиляційної системи отримано ряд переваг, а саме:
- технічні, що полягають у більш раціональному використанні механізмів
приводу вентиляторів , що тим самим збільшить загальний строк їхньої
служби та зменшить час простою при можливих неполадках;
- ергономічні - полягають у спрощенні управління системою вентиляції,
оскільки вci функції управління покладаються на автоматичну систему;
- економічні - з моменту впровадження даної автоматичної системи строк
окупностi цього заходу складе 4,05 місяці. Після цього терміну річна економія
від екеплуатації системи складе близько 84380 грн. На практиці ці показники
можуть виявитися ще більшими внаслідок збільшення терміну міжремонтної
експлуатації та зменшення терміну налагодження та ремонту технологічного
обладнання.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 113
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
11 ОХОРОНА ПРАЦІ
11.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що виникають в приміщенні
електротехнічного відділу
В даній роботі проводиться розробка системи електропостачання заводу,
проектування якої проводиться інженером в приміщенні електротехнічного
відділу з використанням сучасної комп’ютерної техніки.
Робочі місця трьох працівників відділу знаходяться в окремому кабінеті.
Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров'я і працездатність робітників
під час виконання роботи.
Площа кабінету дорівнює 20.8 м2 (5.24 м), найбільша чисельність
працюючих - 3 особи. Звідси площа, що припадає на одного робітника, дорівнює
6.95 м2, що відповідає ДБН В.2.2.28-2010. Висота стелі дорівнює 3.3 м, що
більше мінімальної норми в 3,2 м. Виходячи з цих даних, об’єм приміщення
складає 68.6 м3. Звідси об'єм, що припадає на одну людину, складає 22.87 м3.
Нормативне значення цього об’єму складає 20 м3. З цих даних очевидно, що
дане приміщення задовольняє вимогам ДБН В.2.2.28-2010 та НПАОП 0.00-7.15-
18.
Шум є одним з важливих факторів виробничого середовища, що може
мати негативний вплив на працівника. Шум може тимчасово активізувати або
постійно пригнічувати психічні процеси в організмі людини. Шум не лише
погіршує самопочуття людини і знижує продуктивність праці, але нерідко
призводить до професійних захворювань. Відповідно ДСН 3.3.6.037-99
«Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» для
даного виду трудової діяльності та приміщення нормативне значення рівня
шуму становить 50 дБА. Зафіксований рівень шуму в приміщенні відділу
становить 40-42 дБА, що не перевищує нормативного значення.
Природне освітлення в приміщенні відділу здійснюється через вікна
(бічне освітлення). Нормування природного освітлення проводиться за
допомогою коефіцієнта природної освітленості (КПО), вираженого в процентах.
Показники, що характеризують зорову роботу в приміщенні відділу, мають такі
значення:
- об'єкти розрізнення класифікуються за ІІІ розрядом зорової праці;
- контраст об'єкта спостереження з фоном є середнім;
- робоча поверхня є світлою, отже, коефіцієнт відбиття робочої
поверхні дорівнює 50%.
Виходячи з даних показників, коефіцієнт природного освітлення в
приміщенні відділу, повинен складати 1,2% при бічному освітленні.
Нормативний рівень штучного освітлення робочої поверхні, повинен складати
400 лк.
У приміщенні відділу величина штучного освітлення робочої поверхні
становить 420 лк, що задовольняє вимогам ДБН В.2.5-28-2018 «Природне та
штучне освітлення». В якості джерел світла при штучному освітленні
використовуються люмінесцентні лампи Т5, встановлені в світильники ЛПО 02.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 114
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рівень природного освітлення на робочих місцях працівників відділу становить
30-32%, що також відповідає нормативним вимогам.
Мікроклімат приміщення значно впливає на робітника. Відхилення
окремих параметрів мікроклімату від рекомендованих значень знижують
працездатність, погіршують самопочуття робітника і можуть призвести до
фахових захворювань.
У теплий період року (температура зовнішнього повітря плюс 10 С і
вище) фактичні параметри мікроклімату наступні:
- температура повітря – 22-28С;
- відносна вологість – 40-50 %;
- швидкість руху повітря - 0,2-0,3 м/с.
У холодний період року (температура зовнішнього повітря плюс 10 С і
нижче) фактичні параметри мікроклімату наступні:
- температура повітря – 21-22 С;
- відносна вологість – 45-50 %;
- швидкість повітрообміну - до 0,2 м/с.
Вищевказані параметри відповідають вимогам ДСН 3.3.6.042-99.
Приміщення відділу оснащене системами опалення і вентиляції, що
забезпечують постійне і рівномірне нагрівання, циркуляцію, а також очищення
повітря від пилу і шкідливих речовин згідно з ДБН В.2.5.67-2013.
Згідно санітарних норм на кожного робітника повинно бути подано
свіжого повітря не менше 30 м3/год, якщо обсяг приміщення не менше 20 м3.
Проаналізуємо параметри робочого місця працівника відділу. Ширина
столу 1,2 м, усі предмети, що знаходяться на ньому розташовані на відстані не
більш 80 см від працівника, отже вони знаходяться в зоні повної доступності.
Висота столу 74 см; висота стільця 45-55 см. З огляду на ріст працюючого, який
складає 160-170 см можна сказати, що положення, яке він займає при роботі з
ПК відповідає інструкціям і рекомендаціям по роботі з персональним
комп'ютером. Окрім положення монітора ПК, оскільки світло, що падає з вікна,
знаходиться в полі зору працюючого і засліплює його, ускладнюючи процес
сприйняття інформації з монітору.
Відповідно НПАОП 0.00-7.15-18 та ДНАОП 0.00-1.21-98 приміщення
відділу, відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки ураження
електричним струмом, згідно аналізу ознак, що впливають на ймовірність
ураження людини електричним струмом:
- підлога є дерев'яною (паркет), отже така, що не проводять електричний
струм;
- відносна вологість повітря не перевищує 60 %, отже, приміщення є
сухим;
- температура повітря не перевищує + 30 С, отже, не є підвищеною;
- можливості одночасного доторку людини до корпусів технологічного
устаткування, що мають з'єднання із землею, й інших заземлених частин, з
однієї сторони, і до металевих корпусів електроустаткування, або
струмоведучих частин, з іншої сторони, не існує (при гарній ізоляції проводів,
тому що напруга не перевищує 1000 В);
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 115
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
- хімічно активні речовини відсутні.
Обладнання, яке було встановлене у відділу живиться від мережі
напругою 220 В і споживає потужність менше ніж 2500 Вт. В приміщенні
передбачена магістраль захисного заземлення, відповідно ДБН В.2.5.27-2006.
Відповідно до ДСТУ Б В.1.1-36:2016 дане приміщення відноситься до
приміщень категорії В пожежної небезпеки (тверді горючі речовини і матеріали
в холодному стані), оскільки є наявність горючих речей та матеріалів: дерев'яні
стіл і стілець, віконна рама; приміщення сухе, відносна вологість не перевищує
60 %.
Дане приміщення містить тверді і волокнисті горючі речовини, які не
виділяють пил або волокна. Отже, це приміщення може бути віднесене до класу
П-ІІа згідно ДНАОП 0.00-1.32-01.
Стосовно можливості утворення вибухонебезпечних сумішей або горючих
пилів чи волокон із переходом їх у зважений стан, дане приміщення може бути
класифіковано як вибухобезпечне, оскільки умови для утворення таких
вибухонебезпечних продуктів відсутні.
На випадок пожежі крім головного виходу існує запасний евакуаційний
вихід, що виходить на сходову клітку. Ширина шляху евакуації становить не
менше 1 м, а дверей евакуаційного виходу – не менше 0,8 м при висоті проходу
не менше 2 м. Над дверима написано слово «Вихід». Евакуаційні шляхи
утримуються вільними та не захаращеними, відповідно ДБН В.1.1.7-2016.
Для протипожежного захисту приміщення застосовується пожежна
автоматика. В приміщенні відділу встановлені теплові автоматичні сповіщувачі
ИП-105. Для ліквідації невеликих осередків пожежі в установі передбачені
первинні засоби пожежогасіння, встановлений протипожежний щит, який
розміщений в легкодоступному місці. В якості засобів пожежогасіння
передбачені: один повітряно-пінний та один вуглекислотний вогнегасники, на
щитах - ящик з піском, азбестове полотно, лом, сокира. В приміщенні де
проводиться робота з ПК передбачений один вуглекислотний вогнегасник ВВК-
5.
Отже, серед недоліків даного приміщення можна відмітити недостатність
загального штучного освітлення, тобто потрібно провести модернізацію системи
загально штучного освітлення та системи пожежної сигналізації, замінюючи
теплові сповіщувачі ИП-105 на димові, для більш швидкого та надійного
сповіщання про початок загоряння.
Система пожежної сигналізації в даному приміщенні технічно і морально
застаріла і не відповідає сучасним вимогам щодо протипожежного захисту
робочих приміщень. Тому ця система потребує модернізації.
11.2 Модернізація системи пожежної сигналізації у відділу
Пожежі спричиняють великі матеріальні збитки та, в деяких випадках,
супроводжуються загибеллю людей. Тому захист від пожеж є важливим
обов’язком кожного члена суспільства і проводиться в загальнодержавному
масштабі.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 116
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Метою протипожежного захисту є знаходження найбільш ефективних,
економічно доцільних і технічно обґрунтованих способів і засобів
попередження пожеж та їх ліквідації з мінімальними втратами при найбільш
раціональному використанні сил та технічних засобів гасіння.
Пожежна безпека – це стан об’єкта, при якому виключається можливість
пожежі, а в випадку її виникнення використовуються необхідні міри по
усуненню негативної дії небезпечних факторів пожежі на людей, споруди та
матеріальні цінності.
Пожежна безпека повинна бути забезпечена заходами пожежної
профілактики і активного пожежного захисту. Пожежна профілактика містить
комплекс засобів, направлених на попередження пожежі або зменшення її
наслідків. Активний пожежний захист – заходи, що забезпечують успішну
боротьбу з пожежами чи вибухонебезпечною ситуацією.
Системи сигналізації повинні відповідати наступним технічним вимогам:
повинні мати мінімальну інерційність спрацювання, забезпечувати задану
достовірність інформації, відсутність помилкового включення; бути надійними
в роботі при всіх умовах експлуатації, забезпечувати автономне ввімкнення
сигналу тривоги.
Призначення системи пожежної сигналізації визначає її загальну
структуру, а точніше наявність трьох складових системи, які виконують різні
функції:
виявлення пожежі здійснюється автоматичними пожежними
оповісниками з різними принципами виявлення і різними методами обробки і
обміну інформацією;
обробка інформації, що поступає з оповісника, і видача результатів
оператору виконуються центральною станцією та пультом управління;
виконання дій для оповіщення персоналу і пожежної частини для
усунення пожежі виконується центральною станцією, а також швидке та точне
реагування підрозділів пожежної частини і локальних постів пожежної охорони.
Пропонується використати наступні елементи пожежної сигналізації:
1) Сповіщувач пожежний димовий ДИП-46 (ИП 212-46).
Сповіщувач ДИП-46 (Рис.11.1) призначений для виявлення загорання, яке
супроводжується виникненням диму в замкнутих приміщеннях різних будівель і
споруд, формування електричного сигналу про пожежу що виникла і передачі
його на приймально-контролюючі пристрої. Сигналізація здійснюється
зменшенням внутрішнього опору оповісника ДИП-46 (ИП 212-46) і ввімкненням
оптичного індикатора реагування.
Сповіщувач ДИП-46 (ИП 212-46) відноситься до виробів з періодичним
обслуговуванням.
Основні параметри сповіщувача:
діапазон робочих температур від –30 до +50 0С.
можливість використання для підвісних стель в комплекті з монтажним
кільцем. Сучасний дизайн.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 117
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
чуттєвість сповіщувача відповідає задимленості навколишнього
середовища, що ослаблює світловий потік. В межах не менше 0,05 і не більше
0,2 дБ/м.
живлення здійснюється постійною напругою від 9 до 27 В.
струм що використовується 150 мкА.
середній строк служби оповісника не менше 10 років.
Рисунок 11.1 - Сповіщувач пожежний димовий ДИП-46 (ИП 212-46)
2) Прилад приймально-контрольний охоронно-пожежний «Дунай-8L»
Прилад приймально-контрольний охоронно-пожежний (ППКОП) «Дунай-
8L»призначений для прийому сповіщень по шлейфах сигналізації від
сповіщувачів (охоронних та пожежних), перетворення сигналів, видачі
сповіщень для безпосереднього сприйняття людиною і (або) подальшої передачі
сповіщень на пульт централізованого спостереження (ПЦС) «Дунай-ПРО» або
«Дунай-XXI» на «Драйвер КОП і Р1000» в режимі протоколу «Дунай-128».
ППКОП забезпечує автономне або централізоване застосування.
Автономне застосування використовується для охорони локальних
об'єктів без передачі сповіщень про тривогу на пульт централізованого
спостереження.
Централізоване застосування забезпечує роботу ППКОП в складі систем
тривожної сигналізації з використанням GPRS-каналу зв'язку для передачі
сповіщень на ПЦС про тривогу. Доступні команди з ПЦС для ППКОП:
«Опитування», «Перевірка зв'язку», «Приписати», «Відписати». Після команди
«Відписати» прилад не надсилає на ПЦС ніяких повідомлень, до моменту
наступної «приписки».
ППКОП «Дунай-8L» може приймати повідомлення від автоматичних і
ручних пожежних сповіщувачів по двохпровідній сполучній лінії.
Всі органи управління і індикації розміщені на передній панелі.
Взяття/зняття груп шлейфів під охорону може здійснюватися за
допомогою:
- вбудованої клавіатури на дверцятах ППКОП;
- виносної клавіатури «Дунай-КА» (або аналогічної, виконавчим
елементом якої є контакти реле), до двох клавіатур;
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 118
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
- контактних електронних ключів iButton DS1990A (Dallas Touch Memory),
безконтактних радіочастотних ідентифікаторів (карт, брелоків) формату EM-
Marin (125kHz), введення цифрового коду з клавіатури при підключенні до
ППКОП пристрою управління охоронного взяття-зняття «Дунай-TRL».
Рисунок 11.2 - Прилад приймально-контрольний охоронно-пожежний
«Дунай-8L»
Таблиця 11.1- Технічні характеристики ППКОП «Дунай -8L»
Кількість шлейфів 8
Реакція на розрив шлейфа:
- Формується оповіщення при порушенні шлейфа тривалістю, не
350
менше, мсек
- Відсутній при порушенні шлейфа тривалістю, не більше, мсек 100
Кількість програмуємих груп шлейфів 8
Кількість користувачів (ключів доступу) для доступу до
24
управління взяттям / зняттям груп (розмір Pin-коду – 4 цифри)
Параметри шлейфу:
- Опір дротів шлейфу (без опору виносного резистора), не більше,
330
Ом
- Опір витоку між дротами і кожним дротом і землею, не менше:
- Для охоронного шлейфу, кОм 20
- Для пожежного шлейфу, кОм 50
Опір виносного резистора, Ом 2.7
Постійний струм в шлейфі з урахуванням опору витоку, мА 1 - 8
Кількість вихідних реле, шт 2
Час технічної готовності, не більше, сек 30
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 119
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Рисунок 11.3 – Зовнішній вигляд системного модуля ППКОП «Дунай-8L»
1–Імпульсне джерело живлення RS-25-15; 2–Тримач резервної SIM-карти; 3–Держатель
основної SIM-карти; 4– Внутрішній зумер; 5–Роз'єм для підключення модуля клавіатури і
світлодіодів; 6–Роз'єм для підключення модуля «Дунай-МП-1»; 7–Мінусовій провід
акумуляторної батареї (АКБ) (чорний); 8–Плюсовий провід АКБ (червоний); 9,10–Реле; 11–
USB роз'єм для конфігурування ППКОП; 12–Антена; 13–Індикатор поточної активної SIM-
карти (Вимкнений – активна карта SIM1; Ввімкнено – активна карта SIM2); 14–Індикатор
«Net» для відображення стану модему SIM800F; 15–Кнопка пуску ППКОП при відсутності
мережевої напруги і живленні від АКБ; 16–Клема +15В джерела живлення; 17–Клема -15В
джерела живлення; 18–Клема заземлення ППКОП; 19-220В - N (AC); 20-220В - L (AC).
Рисунок 11.4 – Зовнішній вигляд панелі індикації ППКОП «Дунай-8L»
1 – Індикатор «Підтвердження взяття» відображає підтвердження від ПЦС про взяття
об'єкта під охорону (Індикатор червоного кольору); 2 – Індикатор використовується для
відображення стану групи «Взято» (Індикатор червоного кольору); 3 – Індикатор
використовується для відображення стану групи «Знято» (Індикатор зеленого кольору); 4 –
Індикатор відображає наявність у «пам'яті» ППКОП тривог; 5 – Індикатор відображає
режим роботи джерел живлення (Індикатор зеленого кольору, якщо живлення ППКОП в
нормі – включений. Якщо в живленні ППКОП є несправності – блимає); 6 – Індикатор
відображає несправності джерел живлення і/або зарядного пристрою (Індикатор жовтого
кольору. Ввімкнений при наявності несправностей. Вимкнений при відсутності
несправностей); 7 – Індикатор відображає наявність зв'язку з ПЦС (Індикатор жовтого
кольору. Якщо є зв'язок з ПЦС – блимає. Вимкнений, якщо немає зв'язку з ПЦС); 8 –
Індикатори стану шлейфів (Індикатори червоного кольору).
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 120
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 ДСТУ EN
50160:2014.
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.
Арк.
ЧДТУ А1 21072 45/04 ПЗ 121
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Обчислення сили струму (ІЕС 60909- 0:2001, IDТ). Видання офіційне. Київ:
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 21072 45/04 ПЗ 122
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата