Проектирование электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Физика
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

501,08 Кб
Опубликовано:

2013-03-19

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проектирование электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования

Введение

Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций. Энергосистемы продолжают оставаться основным источником электроснабжения потребителей электроэнергии, в том числе наиболее энергоемких, каковыми являются промышленные предприятия.

Системы электроснабжения промышленных предприятий, представляющие собой совокупность электроустановок, предназначены для обеспечения электроэнергией промышленных потребителей. Они оказывают значительное влияние на работу разнообразных электроприемников и, в конечном счете, на производственный процесс в целом. Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению - надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов.

Данный дипломный проект решает вопросы проектирования электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования. Рассматривается более точный метод определения электрических нагрузок участка механического цеха - метод коэффициента расчетных нагрузок, а также приближенный метод, по которому определяются электрические нагрузки остальных цехов.

Расчеты, выполненные в проекте, произведены по методике, изложенной в литературе [1] с учетом основных требований - «Правил устройства электроустановок ».

Проектируемая схема электроснабжения отвечает как условиям надежности, так и несложной эксплуатации как низковольтного, так и высоковольтного оборудования за счет расположения его в удобных для обслуживания местах, а также применения комплектного оборудования.

1. Краткое описание технологического процесса

На склад поступает металл, а также покупные детали (изоляторы, провода, измерительные приборы, автоматические выключатели, предохранители, ТТ и ТН). Далее металл поступает в металлообрабатывающий цех, где на прессовом и штамповочном оборудовании производят панели, выбивают на них необходимые отверстия. Готовые панели поступают в сварочный цех, где производится их сварка. Полученные части корпусов поступают в окрасочный цех на окраску и затем в сборочном цехе производится сборка шкафов.

Одновременно с этим на участке заготовки шин металлообрабатывающего цеха из алюминия изготавливаются шины необходимой длины и конфигурации, которые затем отправляются на покраску, где они окрашиваются в цвета, соответствующие требованиям ПУЭ цвета (желтый, зеленый, красный и черный).

Полученные изделия поступают на участок комплектовки шкафов сборочного цеха, где в готовые корпуса устанавливаются шины, прокладываются провода и осуществляется монтаж остального оборудования в соответствии с назначением того или иного шкафа.

В сборочном цеху производится изготовление пластин, на которые наносится схема электрических соединений, марка, а также все остальные сведения о мощности, напряжении, допустимом токе, климатическом исполнении шкафа и прочая информация предупредительного и предписывающего характера. Далее эти пластины прикрепляются на панели шкафа.

Готовые изделия поступают на участок контроля качества, и затем изделия, прошедшие контроль, поступают на склад готовой продукции.

2. Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии предприятия

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на три категории:

электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства;

электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей;

электроприемники третьей категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения первой и второй категории.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, но среди электроприемников проектируемых цехов таких нет.

Все электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания с устройством автоматического включения резерва. Перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Среди электроприемников сталеплавильного корпуса потребителей первой категории также не выявлено.

Все электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников второй категории от одного трансформатора.

К электроприемникам второй категории относятся:

электроприемники механосборочных участков;

электроприемники окрасочного и сварочного участков;

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента электроснабжения, не превышают одних суток.

К потребителям третьей категории относятся все электроприемники складских цехов и административного корпуса.

Большинство электроприемников питаются переменным трехфазным током промышленной частоты 50 Гц на номинальное напряжение 0,38 кВ. Также большинство электроприемников работают в продолжительном режиме нагрева.

Подъемно-транспортные устройства работают в повторно-кратковременном режиме.

Электрические осветительные установки представляют собой однофазную нагрузку, распределенную по фазам. Из-за незначительной мощности их в электрической сети достигается достаточно равномерная нагрузка по фазам с несимметрией не превышающей 5%.

3. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

3.1 Выбор электродвигателей производственных механизмов

Основной группой электроприёмников, составляющих суммарную нагрузку ремонтного цеха, являются электродвигатели технологических механизмов (элеваторы, транспортеры, прессы.).

Произведем выбор электродвигателей для всего электрооборудования цеха по [1] , используя условие (3.1)

, (3.1)

где - номинальная мощность электродвигателя данного производственного станка, кВт; Р_мех- заданная по проекту механическая мощность производственного станка, кВт.

Для всего технологического электрооборудования принимаем электродвигатели марки АИР по [1].

Произведем выбор электродвигателя транспортера ленточного №1:

Р_н ³ 13,0 кВт;

Выбираем следующие электродвигатели:

АИР160S4 с Р_н=15,0 кВт, КПД=89,0 %, cosj=0,87;

Мощности выбранных двигателей электроприемников приведены в таблице 3.1.

3.2 Выбор магнитных пускателей для двигателей станков

Определяем номинальный ток трёхфазного электродвигателя по выражению (3.2):

, (3.2)

где Р_ном.i- номинальная мощность i-го двигателя, кВт;

U_ном- номинальное линейное напряжение сети, кВ;

cos φi - номинальный коэффициент мощности i-го двигателя;

η_ном._i - номинальный коэффициент полезного действия i-го двигателя.

Определяем пусковой ток двигателя:

, (3.3)

где K_пуск._i - кратность пускового тока двигателя.

Произведём расчёт номинального тока трёхфазного электродвигателя на примере транспортера ленточного №1:

По (3.3) определим пусковой ток двигателя транспортера ленточного №1:

Выбор магнитных пускателей производим по условию :

; (3.4)

Согласно (3.4) выберем магнитный пускатель для двигателя транспартера ленточного №1:

А;

Выбираем нереверсивный магнитный пускатель типа ПМЛ 310004 из [1,П2.1] I_ном.п = 40 А.

Подберем тепловое реле:

; (3.5)

(3.6)

Выбираем тепловое реле РТЛ-205304, .

Для пресса жома выберем контактор, так как в этих установках установлены двигатели мощностью 315 кВт. Выберем контактор КТЭ 630А (напряжение катушки управления 230 В, номинальное напряжение 400 В).

Выбор остальных пускателей и тепловых реле аналогичен и результаты представлены в таблице 3.2.

3.3 Выбор защитных аппаратов привода

В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий будем использовать автоматы, так как для защищаемого оборудования должны выполнятся следующие условия:

необходимость автоматизации управления;

необходимость обеспечения быстрого восстановления питания.

Выполняем защиту электродвигателей автоматическим выключателем серии ВА с комбинированным расцепителем, который выбирается по следующим условиям:

(3.7)

где: - номинальный ток автомата, А;

- длительный ток, равный номинальному току двигателя, А;

- номинальный ток электромагнитного расцепителя, равный произведению кратности тока отсечки на ток расцепителя, А;

- кратковременный ток, равен пусковому току электродвигателя, А.

Приведем выбор автоматического выключателя для транспортера ленточного №1:

По условиям (3.7) по таблице П13 [7] выбираем автоматический выключатель, защищающий двигатель: ВА-51-31 с А, А , К_п=10:

Выбор автоматических выключателей для оставшихся приводов аналогичен и результаты представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.2 Пускатели и тепловые реле

№	Наименование оборудования	№ на плане	I_ном, А	I_пуск, А	Пусковая аппаратура		тепловое реле
					Тип ПМЛ:	Iн, А	тип: РТЛ	Iн.т.р.,А	Iт.э.,А	Пределы регул-ия тока несра-батывания,А
1	Транспортер ленточный № 1,№4	1,4,35,36	27,96	195,73	310004	40	205304	80	27	23-32
2	Транспортер ленточный № 2	2,3	40,33	282,31	410004	63	205704	80	44	38-50
3	Диффузионный аппарат	5,6	127,91	959,35	710004	200	316004	200	140	120-160
4	Выбрасывающие колеса	7,8	22,26	144,66	210004	25	102204	25	21,5	18-25
5	Транспортер шнековый № 1	9,10,11	78,90	591,73	510004	80	206304	80	71,5	63-80
6	Свеклорезки	12-15	155,28	1164,57	710004	200	320004	200	175	150-200
7	Элеватор ковшовый	16	64,87	486,53	510004	80	206304	80	71,5	63-80
8	Транспортер шнековый № 2	17,18	82,61	536,96	610004	125	310504	200	85	75-95
9	Транспортер ленточный № 3	19,20	40,33	282,31	410004	63	205704	80	44	38-50
10	Транспортер шнековый № 3	21,22,23	95,91	671,38	610004	125	312504	200	110	95-125
11	Варушитель №1	24,25	6,36	44,54	110004	10	101204	25	6,8	5,5-8,0
12	Варушитель №2	26,27	43,56	261,35	410004	63	205704	80	44	38-50
13	Транспортер шнековый № 4	28,29	43,56	261,35	410004	63	205704	80	44	38-50
	Машина удаления дефеката	30-33	15,63	109,42	210004	25	102104	25	16	13-19
14			15,63	109,42	210004	25	102104	25	16	13-19
			7,03	42,20	110004	10	101004	25	6,8	5,5-8,0
15	Транспортер ленточный № 5	34	14,39	107,89	210004	25	102104	25	16	13-19
16	Пресс жома	37,38	517,34	3621,37	КТЭ 630А ^*	630

*-выбор контактора приводится в разделе 3.2.

Таблица 3.3 Выбор выключателей

№	Наименование оборудования	№ на плане	Кол-во двигателей	I_ном, А	I_пуск, А	1,25*I_пуск, А	Тип автоматических выключателей	I_ном.в, А	I_ном.р, А	К_то
1	Транспортер ленточный № 1,№4	1,4,35,36	1	27,96	195,73	244,664	ВА51-31	100	31,5	10
2	Транспортер ленточный № 2	2,3	1	40,33	282,31	352,892	ВА51-31	100	50	10
3	Диффузионный аппарат	5,6	2	127,91	959,35	1199,189	ВА51-33	160	160	10
4	Выбрасывающие колеса	7,8	1	22,26	144,66	180,827	ВА51-25	25	25	10
5	Транспортер шнековый № 1	9,10,11	1	78,90	591,73	739,659	ВА51-31	100	80	10	Свеклорезки	12-15	1	155,28	1164,57	1455,711	ВА51-33	160	160	10
7	Элеватор ковшовый	16	1	64,87	486,53	608,164	ВА51-31	100	80	10
8	Транспортер шнековый № 2	17,18	1	82,61	536,96	671,204	ВА51-31	100	100	7
9	Транспортер ленточный № 3	19,20	1	40,33	282,31	352,892	ВА51-31	100	50	10
10	Транспортер шнековый № 3	21,22,23	1	95,91	671,38	839,223	ВА51-31	100	100	10
11	Варушитель №1	24,25	1	6,36	44,54	55,669	ВА51-25	25	8	7
12	Варушитель №2	26,27	2	43,56	261,35	326,690	ВА51-31	100	50	7
13	Транспортер шнековый № 4	28,29	1	43,56	261,35	326,690	ВА51-31	100	50	7
14	Машина удаления дефеката	30-33	3	15,63	109,42	136,772	ВА51-25	25	16	10
				15,63	109,42	136,772	ВА51-25	25	16	10
				7,03	42,20	52,755	ВА51-25	25	8	7
15	Транспортер ленточный № 5	34	1	14,39	107,89	134,867	ВА51-25	25	16	10
15	Пресс жома	37,38	1	517,34	3621,37	4526,716	ВА51-39	630	630	10

4. Определение электрических нагрузок

Перед началом расчёта определим конфигурацию сети, определяем число и место установки распределительных шкафов, т.е. все электроприёмники распределяем между шкафами, которые называются узлами питания. Разбиваем станки на группы. Данные по группам записываем в таблицу 4.1.

Исходной информацией для выполнения расчётов является перечень электроприёмников с указанием их номинальных мощностей, наименований механизмов или технологических установок. Для каждого электроприёмника электроэнергии по справочной литературе [1] подбираем средние значения коэффициентов использования k_и и активной мощности cosj. При наличии в справочных таблицах интервальных значений k_иберем большее.

Расчетная активная нагрузка электроприемников определяется по выражению:

, (4.1)

где: -коэффициент расчетной нагрузки, определяемый по справочной литературе в зависимости от группового коэффициента использования, эффективного числа электроприемников и постоянной времени нагрева.

Эффективное число электроприемников определяется по формуле:

(4.2)

Для группы электроприемников различных категорий, т.е. с разными , средневзвешенный коэффициент использования находится по формуле:

(4.3)

Расчетная реактивная мощность группы определяется:

(4.5)

Расчетная полная мощность:

(4.6)

Расчетный ток группы:

(4.7)

Кратковременный ток группы:

(4.8)

где: - пусковой ток электроприемника наибольшей мощности;

- номинальный ток электроприемника наибольшей мощности;

- коэффициент использования для электроприемника наибольшей мощности (если в группе имеются одинаковые электроприемники наибольшей мощности, то выбираем электроприемник с наименьшим )

Выполним пример расчета двухдвигательного электроприемника (диффузионный аппарат).

n_эокругляется до ближайшего меньшего целого числа, n_э= 2.

Средневзвешенный коэффициент использования для двигателей будет равен табличному значению, так как двигатели одинаковые и равен k_и = 0,65.

Коэффициент расчётной нагрузки по [1, П3.5] с помощью интерполяции, в зависимости от n_э= 2 и k_и = 0,65, К_р= 1,235:

Для трехдвигательного электроприемника расчет аналогичен, как и для двухдвигательного. В таблице 4.1 мощности для многодвигательных установок приведены к расчетным.

По аналогичной методике рассчитываем и группы ЭП.

Таблица 4.1

Группы электроприемников

№ гр.	№	Наименование оборудования	Р, кВт	I_ном, А	Ки	cosф	tgф
А1	1	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	0,6	0,7	1,02
	2	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	0,6	0,7	1,02
	3	Транспортер ленточный № 2	22,0	40,33	0,6	0,7	1,02
	4	Транспортер ленточный № 2	22,0	40,33	0,6	0,7	1,02
	5	Диффузионный аппарат	120,4	220,80	0,65	0,75	0,88
	6	Диффузионный аппарат	120,4	220,80	0,65	0,75	0,88
	7	Выбрасывающие колеса	11,0	22,26	0,65	0,7	1,02
	8	Выбрасывающие колеса	11,0	22,26	0,65	0,7	1,02
А2	1	Транспортер шнековый № 1	45,0	78,90	0,65	0,75	0,88
	2	Транспортер шнековый № 1	45,0	78,90	0,65	0,75	0,88
	3	Свеклорезки	90,0	155,28	0,7	0,75	0,88
	4	Свеклорезки	90,0	155,28	0,7	0,75	0,88
	5	Свеклорезки	90,0	155,28	0,7	0,75	0,88
	6	Свеклорезки	90,0	155,28	0,7	0,75	0,88
А3	1	Транспортер шнековый № 1	45,0	78,90	0,65	0,75	0,88
	2	Элеватор ковшовый	37	64,87	0,4	0,75	0,88
	3	Транспортер шнековый № 2	45,0	78,90	0,65	0,75	0,88
	4	Транспортер шнековый № 2	45,0	78,90	0,65	0,75	0,88
	5	Транспортер шнековый № 4	22,0	40,33	0,65	0,75	0,88
	5	Транспортер шнековый № 4	22,0	40,33	0,65	0,75	0,88
	7	Варушитель №2	35,1	66,30	0,6	0,7	1,02
	8	Варушитель №2	35,1	66,30	0,6	0,7	1,02
А4	1	Варушитель №1	3,0	6,36	0,6	0,7	1,02
	2	Варушитель №1	3,0	6,36	0,6	0,7	1,02
	3	Транспортер ленточный № 3	40,33	0,6	0,7	1,02
	4	Транспортер ленточный № 3	22,0	40,33	0,6	0,7	1,02
	5	Транспортер шнековый № 3	55,0	95,91	0,65	0,75	0,88
	5	Транспортер шнековый № 3	55,0	95,91	0,65	0,75	0,88
	7	Транспортер шнековый № 3	55,0	95,91	0,65	0,75	0,88
	8	Транспортер ленточный № 5	7,5	14,39	0,6	0,7	1,02
А5	1	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	0,64	0,75	0,88
	2	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	0,64	0,75	0,88
	3	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	0,64	0,75	0,88
	4	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	0,64	0,75	0,88
	5	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	0,6	0,7	1,02
	6	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	0,6	0,7	1,02
А6	1	Пресс стружки № 1	315,0	517,34	0,6	0,7	1,02
А7	1	Пресс стружки № 2	315,0	517,34	0,6	0,7	1,02

Для примера произведем расчет для силового пункта А2.

К силовому пункту А2 подключены электроприемники № 9,10,12 - 15.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования по (4.3):

Определяем эффективное число электроприемников по (4.2):

Коэффициент расчётной нагрузки, в зависимости от n_э= 5 и k_и = 0,69 , К_р= 1,025.

Расчетная реактивная мощность группы (4.1):

кВт.

Расчетная реактивная мощность группы (4.5):

квар.

Расчетная полная мощность по (4.6):

Расчетный ток группы (4.7):

А.

Кратковременный ток группы по (4.8):

Аналогично рассчитываем остальные группы, результаты расчета сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Результаты расчет нагрузок для групп электрооборудования

№ группы
А1	0,639	3	1,188	255,7	217,72	335,82	484,585	1438,08
А2	0,69	5	1,025	318,2625	301,2188	435,21	628,002	1683,88
А3	0,605	7	1,04	180,2	174,51	250,86	361,997	847,68
А4	0,637	4	1,096	155,4	142,76	210,99	304,459	913,49
A5	0,626	6	1,048	57,6	58,33	81,98	118,298	209,41
A6^*	0,6	1	-	315	126	339,27	517,34	3621,37
A7*	0,6	1	-	315	126	339,27	517,34	3621,37
По цеху	0,633	14	1	1146,349	1196,793	1657,24	2391,393	5832,995

*-двигатели пресса подключаются непосредственно к шинам ТП.

5. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети

Цеховое электроснабжение, как правило, осуществляется при напряжении до 1кВ. Сети внутрицехового электроснабжения существенно отличаются по конфигурации, конструктивному исполнению, и это зависит от числа и мощности питаемых электроприемников, их распределения на плане цеха, требований окружающей среды, технологии производства. В цеховые электрические сети закладывается большое количество проводниковых материалов и коммутационной аппаратуры, и от того, насколько грамотным было проектирование, в дальнейшем зависят показатели экономичности, надежности и безопасности эксплуатации. На участках схемы цеховой электрической сети для распределения электроэнергии между отдельными электроприемниками или их группами устанавливаются распределительные пункты, шинопроводы, ящики управления, щитки и т.д. На участках цеха для распределения электроэнергии, поступающей по питающим линиям, между группами силовых электроприемников, устанавливаются распределительные силовые пункты. Так как оборудование рассредоточено по территории цеха, для обеспечения электроснабжения цеховых электроприемников будут использованы именно силовые распределительные пункты. В этих устройствах сосредоточена коммутационно- защитная аппаратура (рубильники, предохранители, автоматические выключатели), предназначенная для управления электроприемниками напряжением до 1кВ, и их защиты от коротких замыканий и перегрузок.

. Расчётного тока группы электроприемников.

. Количества присоединяемых ответвлений.

. Значений пиковых токов присоединений.

Выбор силовых пунктов производится в зависимости от следующих параметров:

е расчётный ток группы электроприемников, номинальный ток шкафа.

Где количество электроприемников группы, количество возможных присоединений к распределительному пункту.

Где ток срабатывания защиты электрооборудования, ток срабатывания защиты, установленной в шкафу.

Для подключения электродвигателей к распределительным пунктам и шкафам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которая будет осуществляется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями. электроэнергия трансформатор реактивная мощность

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяется:

по величине длительного расчетного тока :

(5.4)

где: - расчетный ток, А;

- по условию перегрузок пусковыми токами:

(5.5)

где: - максимальный кратковременный (пиковый) ток, A;

a - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска принимается равным 2,5, при тяжелых - 1,6 …2,0, для ответственных потребителей - 1,6.

При выборе предохранителя для одного электродвигателя в качестве принимаем его номинальный ток , а в качестве - пусковой ток _.

При числе электроприемников в группе больше одного, расчетный ток определяется по методу расчетных коэффициентов.

Методика выбора автоматов приведена в разделе 3.3.

Произведем выбор силовых распределительных пунктов для первой группы электроприёмников:

1) К первой группе отнесем установки с первой по восьмую включительно.

) Находим расчётный ток группы: I_Р.ГР= 484,585 . Выбираем для установки распределительный пункт серии ПР8501-097с автоматическим выключателем ВА51-39 на вводе и ВА51-35, ВА51-31, ВА51-25 на отходящих линиях, к тому же данный распределительный пункт допускает двух рядное расположение автоматических выключателей на отходящих линиях и обеспечивает в данном случае возможность восьми присоединений. Выполняются условия (5.1) и (5.2).

) Автоматические выключатели на отходящих линиях выбираем по возможности с такими же уставками расцепителя, что и для защиты двигателя, так как нету необходимости в обеспечении селективности действия защиты. Необходимо производить расчёт только для многодвигательных станков. Выполняется условие (5.3) .

Для групп А1, А2, А4 из-за большой мощности установок , находящихся в этих группах, выберем распределительные пункты ПР8501 с автоматическими выключателями для защиты отходящих линий. Для групп А3, А5 выберем распределительные шкафы ШР-11.

Выбор силовых распределительных пунктов и соответствующих коммутационных аппаратов сведём в таблицу 5.1 и 5.2.

В качестве проводников будем использовать кабели АВВГ - алюминиевая токопроводящая жила, изоляция из ПВХ пластиката.

Выбор кабелей питающих силовые пункты производим по допустимому нагреву длительными токами нагрузки:

I_доп³ , (5.6)

где k_п - поправочный коэффициент, зависящий от температуры среды и способа прокладки кабелей, k_п = 1.

Далее кабель проверяется по соответствию защитному аппарату:

I_доп³ (5.7)

где - ток защитного аппарата;

k_з = 1, для автоматических выключателей(не требует защиты от перегрузок);

k_з = 0,33 для предохранителей .

Выбор сечения проводов осуществляется таким же образом, как и для кабелей, внутрицеховую сеть выполняем пятипроводной.

Выберем провод для транспортера ленточного №1.

Таблица 5.1

Выбор силовых распределительных пунктов и коммутационных аппаратов

№ группы	№	Наименование оборудования	I_Р.ГР,А	Распределительный пункт
				Технические параметры		Аппараты на отходящих линиях
						Тип аппарата	I_ном.в, А	I_ном.р,А	К_то
А1	1	Транспортер ленточный № 1	484,585	Тип	ПР8501-097	ВА51-31	100	31,5	10
	2	Транспортер ленточный № 1		Аппарат на вводе	ВА51-39 К_то=10 I_ном.в=630А I_ном.р=500А	ВА51-31	100	31,5	10
	3	Транспортер ленточный № 2				ВА51-31	100	50	10
	4	Транспортер ленточный № 2				ВА51-31	100	50	10
	5	Диффузионный аппарат				ВА51-35	250	250	12
	6	Диффузионный аппарат		Число автоматов	6х(10-100)+ 2х(125-250)	ВА51-35	250	250	12
	7	Выбрасывающие колеса				ВА51-25	25	25	10
	8	Выбрасывающие колеса				ВА51-25	25	25	10
А2	1	Транспортер шнековый № 1	628,002	Тип	ПР8501-094	ВА51-31	100	80	10
	2	Транспортер шнековый № 1		Аппарат на вводе	ВА51-39,К_то=10 I_ном.в=630А I_ном.р=630А	ВА51-31	100	80	10
	3	Свеклорезки				ВА51-33	160	160	10
	4	Свеклорезки				ВА51-33	160	160	10
	5	Свеклорезки		Число автоматов	2х(10-100)+ 4х(125-250)	ВА51-33	160	160	10
	6	Свеклорезки				ВА51-33	160	160	10
А4	1	Варушитель №1	Тип	ПР8501-038	ВА51-25	25	8	7
	2	Варушитель №1		Аппарат на вводе	ВА51-37 К_то =10 I_ном.в=400А I_ном.р=400А	ВА51-25	25	8	7
	3	Транспортер ленточный № 3				ВА51-31	100	50	10
	4	Транспортер ленточный № 3				ВА51-31	100	50	10
	5	Транспортер шнековый № 3				ВА51-31	100	100	10
	6	Транспортер шнековый № 3		Число автоматов	2х(10-100)+ 4х(125-250)	ВА51-31	100	100	10
	7	Транспортер шнековый № 3				ВА51-31	100	100	10
	8	Транспортер ленточный № 5				ВА51-25	25	16	10

Таблица 5.2

Выбор силовых распределительных шкафов и предохранителей

№ группы	№	Наименование оборудования	I_Р.ГР,А	Распределительный шкаф
				Технические параметры		Аппараты на отходящих линиях
						Тип аппарата	I_ном.пр, А	I_{ном.пл.вс.},А
А3	1	Транспортер шнековый № 1	361,997	Тип	ШР-11-73506	ППН-35	250	250
	2	Элеватор ковшовый		Аппарат ввода	Рубильник I_ном.=400А	ППН-35	250	200
	3	Транспортер шнековый № 2				ППН-35	250	250
	4	Транспортер шнековый № 2				ППН-35	250	250
	5	Транспортер шнековый № 4				ППН-35	250	125
	5	Транспортер шнековый № 4		Число предохра-нителей	8х250	ППН-35	250	125
	7	Варушитель №2				ППН-35	250	125
	8	Варушитель №2				ППН-35	250	125
А5	1	Машина удаления дефеката	118,298	Тип	ШР-11-73509	ППН-33	63	63
	2	Машина удаления дефеката		Аппарат ввода	Рубильник I_ном.=320А	ППН-33	63	63
	3	Машина удаления дефеката				ППН-33	63	63
	4	Машина удаления дефеката		Число предохра-нителей	4х63+4х100	ППН-33	63	63
	5	Транспортер ленточный № 1				ППН-33	100	80
	6	Транспортер ленточный № 1				ППН-33	100	80

Таблица 5.3

Выбор кабелей на участке от силового пункта до установок


№ гр.	№	Хар-ка оборудования			Ток срабаты-вания ЗА, А	Iдоп с учетом ЗА и прокладки, А	Хар-ка проводника
		Наименование оборудования	Рн/Рр, кВт	Iн/Iр, А			Марка	сечение	Iдл.доп, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
А1	1	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	31,5	31,5	АВВГ	5(1х10)	38,64
	2	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	31,5	31,5	АВВГ	5(1х10)	38,64
	3	Транспортер ленточный № 2	22,0	40,33	50	50	АВВГ	5(1х16)	55,2
	4	Транспортер ленточный № 2	22,0	40,33	50	50	АВВГ	5(1х16)	55,2
	5	Диффузионный аппарат	120,4	220,8	250	250	АВВГ	5(1х185)	248,4
	6	Диффузионный аппарат	120,4	220,8	250	250	АВВГ	5(1х185)	248,4
	7	Выбрасывающие колеса	11,0	22,26	25	25	АВВГ	5(1х4)	24,84
	8	Выбрасывающие колеса	11,0	22,26	25	25	АВВГ	5(1х4)	24,84
А2	1	Транспортер шнековый № 1	45,0	78,9	80	80	АВВГ	5(1х35)	82,8
	2	Транспортер шнековый № 1	45,0	78,9	80	80	АВВГ	5(1х35)	82,8
	3	Свеклорезки	90,0	155,28	160	160	АВВГ	5(1х120)	184
	4	Свеклорезки	90,0	155,28	160	160	АВВГ	5(1х120)	184
	5	Свеклорезки	90,0	155,28	160	160	АВВГ	5(1х120)	184
	6	Свеклорезки	90,0	155,28	160	160	АВВГ	5(1х120)	184
А4	1	Варушитель №1	3,0	6,36	8	8	АВВГ	5(1х2,5)	17,84
	2	Варушитель №1	3,0	6,36	8	8	АВВГ	5(1х2,5)	17,84
	3	Транспортер ленточный № 3	22,0	40,33	50	50	АВВГ	5(1х16)	55,2
	4	Транспортер ленточный № 3	22,0	40,33	50	50	АВВГ	5(1х16)	55,2
А4	5	Транспортер шнековый № 3	55,0	95,91	100	100	АВВГ	5(1х50)	101,2
	6	55,0	95,91	100	100	АВВГ	5(1х50)	101,2
	7	Транспортер шнековый № 3	55,0	95,91	100	100	АВВГ	5(1х50)	101,2
	8	Транспортер ленточный № 5	7,5	14,39	16	16	АВВГ	5(1х2,5)	17,84
А3	1	Транспортер шнековый № 1	45,0	78,9	250	82,5	АВВГ	5(1х35)	82,8
	2	Элеватор ковшовый	37	64,87	200	66	АВВГ	5(1х25)	69
	3	Транспортер шнековый № 2	45,0	82,3	250	82,5	АВВГ	5(1х35)	82,8
	4	Транспортер шнековый № 2	45,0	82,3	250	82,5	АВВГ	5(1х35)	82,8
	5	Транспортер шнековый № 4	22,0	40,33	125	41,25	АВВГ	5(1х16)	55,2
	5	Транспортер шнековый № 4	22,0	40,33	125	41,25	АВВГ	5(1х16)	55,2
	7	Варушитель №2	35,1	66,3	125	41,25	АВВГ	5(1х25)	69
	8	Варушитель №2	35,1	66,3	125	41,25	АВВГ	5(1х25)	69
А5	1	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	63	20,79	АВВГ	5(1х6)	29,44
	2	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	63	20,79	АВВГ	5(1х6)	29,44
	3	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	63	20,79	АВВГ	5(1х6)	29,44
	4	Машина удаления дефеката	14,4	26,36	63	20,79	АВВГ	5(1х6)	29,44
	5	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	80	26,4	АВВГ	5(1х6)	29,44
	6	Транспортер ленточный № 1	15,0	27,96	80	26,4	АВВГ	5(1х6)	29,44

Расчетные данные: Рн=15кВт, Iндв= 27,96 А.

I_доп³

Принимаем кабель АВВГ 5(1х10) с Iдоп.=38,64 А.

Выбор кабелей для остальных установок приведём в таблице 5.3.

Выберем автоматические выключатели, устанавливаемые в НКУ, и кабели на участке от НКУ до распределительных пунктов. Следует отметить, что автоматические выключатели, которые будут установлены в НКУ, не выбираются по условиям селективности, а только по нагреву, так как по данной линии питается только один распределительный пункт. Результаты выбора сведем в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

Выбор автоматических выключателей в НКУ и проводников на участке от НКУ до ПР

№ гр.	№ станков	Автоматический выключатель в НКУ	Кабель от НКУ до ПР
А1	1-8	484,585	ВА51-39 К_то=10 I_ном.в=630 А I_ном.р=500 А
А2	9,10,12-15	628,002	ВА51-39 К_то=10 I_ном.в=630 А I_ном.р=630 А
А3	11,16-18,26-29	361,997	ВА51-37 К_то =10 I_ном.в=400 А I_ном.р=400 А
А4	19-23,34	304,459	ВА51-37 К_то =10 I_ном.в=400 А I_ном.р=320 А
A5	30-33,35,36	118,298	ВА51-33 К_то =10 I_ном.в=160 А I_ном.р=125 А
	37	517,34	ВА51-39 К_то=10 I_ном.в=630 А I_ном.р=630 А
	38	517,34	ВА51-39 К_то=10 I_ном.в=630 А I_ном.р=630 А

Электрические сети напряжением до 1кВ, рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения за исключением силовых сетей, питающихся от встроенных, пристроенных и внутрицеховых комплектных трансформаторных подстанций. Так как в рассматриваемом цеху предусмотрена встроенная двух трансформаторная подстанция, то нет необходимости в расчёте потери напряжения.

6. Светотехнический расчет участка цеха

При проектировании осветительных установок целью расчёта является определение числа и мощности ламп светильников, необходимых для обеспечения заданной освещенности.

Для размещения светильников должны быть известны следующие размеры(в скобках указаны размеры для проектируемого цеха):

1. H- высота помещения(11), м;

2. h_Р- высота расчётной поверхности над полом, м (если неизвестна, принимается высота условной поверхности 0,8 м);

3. h_С- расстояние от светильника до перекрытия (свес), м (принимается в диапазоне 0-1,5 м);

4. L- расстояние между соседними светильниками в ряду или рядами светильников;

5. H_Р- расчётная высота от условной рабочей поверхности до светильника, м;

6. l- расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены, м (принимается (0,3-0,5)L в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест);

. А- длина помещения(69,5), м;

. В- ширина помещения(30), м.

В таблице 6.1 приведены системы освещения отдельных помещений участка механического цеха.

Таблица 6.1

Системы освещения отдельных помещений

№ п/п	Помещение	Освещённость, лк	Система искусственного освещения
1	Цех диффузии	200	Комбинированное
2	Операторская	400	Комбинированное
3	Кладовая запасных частей	50	Общее
4	Кладовая инструмента	50	Общее
5	Трансформаторная	75	Общее

Таким образом, для освещения цеха диффузии, имеющего строительную высоту 11 метров, подходят светильники ГСП-04, имеющие КСС типа Г, а для остальных комнат - ЛСП18.

Расчётная высота подвеса светильников находится по формуле:

, (6.1)

При общем равномерном освещении отношение расстояний между соседними светильниками или рядами светильников L к высоте их установки H_p над освещаемой поверхностью рекомендуется выбирать в зависимости от типа кривой силы света светильников. Расстояние от крайних рядов светильников до стен принимается в пределах 0,3…0,5 от L, в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест.

Число рядов светильников R определяется по формуле:

, (6.2)

где В - ширина помещения, м;

l - расстояние от крайних светильников до стен, м.

Число светильников в ряду N_R находится из выражения:

, (6.3)

где А - длина помещения, м.

Действительные расстояния между рядами светильников и лампами в ряду находятся по формулам:

, (6.4)

. (6.5)

Для прямоугольных помещений должно выполнятся условие:

. (6.6)

Высота помещения цеха - 11 м. Высоту рабочей поверхности над полом примем равной 0,8 м. предполагаем установку светильников на свесах на высоте 1,2 м от потолка. По формуле вычисляем значение расчётной высоты подвеса светильников:

Н_р1=11-0,8-1,2=9 м.

Для освещения данного помещения будем применять светильники имеющие тип кривой силы света Г-1, поэтому отношение расстояний между соседними светильниками к расчётной высоте их установки принимаю L/Hp=1,1 м. Исходя из этого, предварительно рассчитываем расстояния между соседними светильниками и от крайних светильников до стен:

₁=(0,8-1,1)∙9=(7,2-9,9) м; L₁=9;₁=(0,3-0,5)∙9м=(2,7-4,5)м; l₁=2,7.

Далее определяем число рядов светильников и число светильников в каждом ряду:

принимаем R=4 рядов;

принимаем светильников в ряду.

Так, как при дальнейшем расчете и выборе ламп будет трудно подобрать лампу со стандартным световым потоком ,то уменьшим количество светильников в ряду на один и примем равным 7.

Действительные расстояния между рядами светильников и лампами в ряду:

м;

м.

Далее наносим расположение светильников на план цеха.

Расчёт размещения точечных светильников в остальных помещениях производится также, а результаты приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Результаты светотехнического расчета

№ п/п	Участок	КСС	А, м	В, м	Нр, м	F, м²	R, рядов	N_R	L_B, м	L_А, м	l, м	N шт.
1	Цех диффузии	Г-1	72	30	9	2160	4	7	8,2	11,1	2,7	28^*
2	Операторская	Д-1	5,4	5,0	3,2	29,43	2	2	2,6	3	1,2	4
3	Кладовая запасных частей	Д-1	5,7	5,4	4	30,5	1	3	-	1,85	1_A 2,7_B	3
4	Кладовая инструмента	Д-1	5,4	3	4	16,05	1	1	-	-	2,7_A 1,5_B	1
5	Трансформаторная	Д-1	12	6	4	72	1	3	-	4,3	1,7_A 3_B	3

^*-количество светильников, если бы в цеху не было других помещений.

Мощность ламп рабочего освещения будем рассчитывать с помощью метода коэффициента использования.

Световой поток одной лампы определяют по формуле:

, (6.7)

где - нормативная освещенность, лк;

- коэффициент запаса;

- площадь помещения, м2;

N - количество светильников в помещении, шт.;

Коэффициент использования светового потока для каждого типа светильника определяют в зависимости от коэффициентов отражения потолка ρ_п, стен ρ_с, рабочей поверхности ρ_р, а также в зависимости от индекса помещения.

Индекс помещения находят по формуле:

. (6.8)

Затем выбирается стандартная лампа, световой поток которой отличается от расчетной не более чем на -10%, +20%,что вычисляется по формуле:

. (6.9)

Для определения коэффициента использования светового потока определим первоначально индекс помещения в цеху:

Коэффициент использования светового потока определяем по справочной таблице в зависимости от коэффициентов отражения, индекса помещения и типа кривой силы света применяемого светильника. Для индекса помещения 2,35, кривой силы света Г-1 и коэффициентов отражения 50, 30, 10% от потолка, стен и рабочей поверхности соответственно коэффициент использования светового потока =0,74.

Для данного помещения задана минимальная освещённость Е_н=200 лк, число светильников по результатам предыдущего пункта N=21 светильников. Расчёт светового потока одной лампы проведём с учётом следующих коэффициентов: коэффициент запаса К_з=1,4; отношение средней освещённости к минимальной z=1,15.

лм.

По рассчитанному значению потока одной лампы выбираем стандартные источники света - светильники ГСП-04-400с лампами ДРИ 400 (10)-4. Номинальный световой поток выбранного источника света Ф_ном=35000 лм.

Номинальный световой поток выбранных ламп отличается от требуемого по расчётам светового потока на 4,3%, что допустимо.

Выбор источников света всех помещений приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.3

Результаты выбора источников света

Помещение	Цех диффузии	Опера-торская	Кладовая запасных частей	Кладовая инструмента	Трансформа-торная
Тип стандартной КСС	Д-1	Г-1	Г-1	Г-1	Г-1
Длина А, м	72	5,5	5,7	5,4	12
Ширина В, м	30	5,4	5,4	3	6
Расчётная высота подвеса светильников Н_р, м	9	3,2	4	4	4
Число светильников в помещении N, шт	25	4	3	1	3
Индекс помещения, i	2,35	0,85	0,75	0,56	1
Коэффициент освещённости z	1,15	1,1	1,1	1,1	1,1
Коэффициент использования светового потока η_оу	0,74	0,48	0,335	0,27	0,44
Нормированная минимальная освещённость Е_н, лк	200	400	50	50	75
Коэффициент запаса К_з	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
Требуемый световой поток Ф_тр, лм	939892	37762,1	7010,4	4577,2	18900
Световой поток стандартной лампы Фл, лм	35000	4800	1250	4800	3050
Тип источника света	ДРИ-400-5	ЛБ-58	ЛБ-18	ЛБ-58	ЛБ-36
Тип светильника	ГСП-04-400	ЛСП18-2х58	ЛСП18-2х18	ЛСП18-58	ЛСП18-2х36
Рл, Вт	400	58	18	58	36
Отклонение от нормированного значения светового потока ΔФ, %	4,3	1,7	6,98	4,9	-3,2

Аварийное эвакуационное освещение рассчитываем с помощью приближенного точечного метода. Светильники аварийного эвакуационного освещения должны устанавливаться по основным проходам людей и над выходами из помещения цеха.

Для обеспечения аварийного освещения для цеха диффузии выделим три светильника из числа светильников рабочего освещения (ГСП-04-400).

Принимаем светильники ГСП-04-400 (КСС Д-1) с лампами ДРИ(Ф_ном=35000 лм), чтобы создать в контрольной точке наименьшей освещённости освещённость более 0,5 лк.

Схема для расчета аварийного освещения:

Высоту прохода принимаем равной 11-1,2-0=9,8 м.

Задаемся расположением аварийных светильников.

Определим tgα как

tg , (6.10)

где d - расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость и проходящую через расчетную точку.

Рассчитываем условную освещенность

, лк (6.11)

где для найденого угла берется по таблице 8.11(1)

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле:

, (6.12)

где Ф_л - световой поток лампы (для ДРИ Ф_ном=35000 лм)

μ - коэффициент добавочной освещённости за счёт отражения от потолка и удалённых светильников (находится в пределах 1,1…1,2).

К_з - коэффициент запаса = 1,4

В случае когда расчетная точка освещается несколькими источниками света, необходимо рассчитать освещенность от каждого источника, а искомая освещенность определяется как их сумма:

(6.13)

Аварийное освещение для цеха диффузии.

Выберем для проверки контрольную точку в цехе у главного выхода. В этой точке минимальная освещённость на полу должна составлять 0,5 лк. Для точки А проверяем освещенность, которую создадут светильники аварийного освещения. Определим tgα .

В данном случае Hp=9,8 м, так как нам необходимо проверить освещенность на уровне пола, а не на уровне рабочей поверхности.

Для 1-го светильника:

Для 2-го светильника:

Влияние 3-го светильника мало, его в расчетах учитывать не будем.

Рассчитываем условную освещенность

Для 1-го светильника:

, лк.

Для 2-го светильника:

, лк.

для найденного угла берется по таблице 8.11(1).

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле (6.13):

Для 1-го светильника:

лк.

Для 2-го светильника:

лк.

Суммарная искомая освещенность определяется как:

лк.

Т.к. Е_расч=8,5260,5 лк то аварийное освещение удовлетворяет требованиям.

В качестве источников света аварийного освещения в трансформаторной используем ЛЛ, которая служит для рабочего освещения. Эту лампу также проверяем на создание необходимой освещенности.

Таблица 6.4

Результаты расчета аварийного освещения

Наименование показателей	Цех диффузии	Трансформаторная
Длина, м	72	12
Ширина,м	30	6
Расчетная высота Нр, м	9,8	4
Кол-во светильников	3	1
tgα	1,837/2,04	1,25
I_α(1000)	155,6/149,52	201,82
E₍₁₀₀₀₎, лк	0,177/0,133	3,08
Тип лампы	ДРИ-400-5	ЛБ-36х2
Ф_лп, лм	35000	3050х2
Е_расч, лк	3,658	14,76

7. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности

Для выполнения этого пункта проекта необходимы силовые электрические нагрузки предприятия.

Определение силовых электрических нагрузок будем осуществлять методом расчетного коэффициента.

По данному методу расчетная активная силовая нагрузка цеха определяется по выражению:

, (7.1)

где Кр - коэффициент расчетной нагрузки;

Киi - коэффициент использования группы однородных электроприемников;

Рномi - мощность группы однородных электроприемников, кВт;

N - число групп электроприемников.

Кр берем из ([1],табл П7).

Кр = f(nэ,Ки,Т), (7.2)

где nэ - эффективное число электроприемников;

Ки - групповой коэффициент использования ;

Т - величина, характеризующая климатические условия ( учтена в таблице).

Эффективное число электроприемников можно определить по выражению:

(7.3)

где рн.max - наиболее мощный приемник цеха, кВт.

Групповой коэффициент использования можно определить по выражению:

(7.4)

Расчетная реактивная силовая нагрузка цеха определяется по формуле:

, (7.5)

где tgφi - среднее значение коэффициента реактивной мощности i-той группы электроприемников.

Нагрузку освещения определяем по методу коэффициента спроса.

По данному методу расчетная активная нагрузка освещения цеха определяется по формуле:

(7.6)

где Кс - коэффициент спроса на освещение;

ру - удельная нагрузка на освещение, Вт/м²;

F - площадь цеха, м²;

n - количество этажей.

Так как дается в справочниках при освещенности 100 лк и к.п.д. светильника 100% надо произвести пересчет по формуле:

(7.7)

где Е - освещенность, лк;

η - к.п.д. светильника.

Расчетная силовая реактивная нагрузка цеха определяется по формуле:

, (7.8)

где tgφо - значение коэффициента реактивной мощности освещения.

Расчетную активную мощность цеха можно определить по формуле:

. (7.9)

Расчетную реактивную мощность цеха можно определить по формуле:

. (7.10)

Полную расчетную мощность цеха определяется по формуле:

(7.11)

7.1 Выбор мощности оборудования и его параметров

Разбиваем все оборудование по группам с одинаковыми Киi, tgφi. Выбор оборудования, его мощность, а также максимальную мощность (мощность наиболее мощного электроприемника) осуществляем с учетом специфики цеха.

Все данные заносим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

Показатели электрических нагрузок приемников и потребителей электроэнергии

Цех	P_уст, кВт	Оборудование	P, кВт	Р_н.мах,кВ	k_и	cosφ	tgφ
1	2	3	4	5	6	7	8
1.Котельная	1050	Насосы	400	90	0,8	0,85	0,75
		Вспомогательное	250		0,3	0,6	1,333
		Вентиляция	350		0,8	0,8	0,750
		Дымососы	50		0,9	0,8	0,750
2.ТЭЦ
3.Цех диффузии		Был рассчитан
4.Продукто-вое отделение	1650	Ценрифуги	450	90	0,7	0,65	1,17
		Трясучки под центрифугами	150		0,2	0,4	2,29
		Вентиляция	300		0,8	0,8	0,75
		Транспортеры ленточные	100		0,65	0,8	0,75
		Насосы	200		0,8	0,85	0,75
		Сушильно-охладител. установки	200		0,8	0,8	0,75
		Вспомогательное	250		0,3	0,6	1,333
5.Администра-тивный корпус	500	Оргтехника	50	45	0,4	0,85	0,62
		Вентиляция	200		0,8	0,8	0,75
		Нагревательные приборы	50		0,8	0,95	0,33
		Кондиционеры	200		0,6	0,8	0,75
6.Сахоро-упаковочное отделение	310	Вентиляция	150	30	0,8	0,75
		Машины упаковки	60		0,5	0,85	0,62
		ПТМ	100		0,35	0,5	1,73
7.Склад готовой продукции	440	Вентиляция	250	45	0,8	0,8	0,75
		Транспортеры ленточные	90		0,55	0,75	0,88
		ПТМ	100		0,35	0,5	1,73
8.Материальный склад	300	Вентиляция	150	30	0,8	0,8	0,75
		ПТМ	150		0,35	0,5	1,73
9.Площадка загрузки и разгрузки	350	Крановое оборудование	250	45	0,35	0,5	1,73
		Транспортеры ленточные	100		0,65	0,8	0,75
10.Склад сырца	270	Транспортеры ленточные	270	45	0,65	0,8	0,75
11.Компрес-сорная	1100	Компрессоры	400	90	0,7	0,85	0,62
		Тельферы	300		0,35	0,5	1,73
		Насосы	250		0,7	0,85	0,62
		Вентиляция	150		0,8	0,8	0,75
12.Насосная	1000	Насосы	700	90	0,7	0,85	0,619
		Вспомогательное	150		0,3	0,6	1,333
		Вентиляция	150		0,8	0,8	0,750
13.Площадка хранения и разгрузки	900	Насосы	200	55	0,7	0,85	0,62
		Ловушки	100		0,65	0,85	0,62
		ПТМ	250		0,35	0,5	1,73
		Транспортеры ленточные	100		0,65	0,8	0,75
		Вспомогательное	250		0,3	0,6	1,333
14.Мех-мастерская	470	Металлообрабатывающие станки	120	35	0,14	0,5	1,73
		Сварочные тр-ры	150		0,2	0,4	2,29
		Вентиляция	50		0,8	0,8	0,75
		Крановое оборудование	150		0,35	0,5	1,73
15.Склад сахара	340	Вентиляция	150	30	0,8	0,8	0,75
		Транспортеры ленточные	90		0,55	0,75	0,88
		ПТМ	100		0,35	0,5	1,73
16.Отделение фасовки в мешки	290	Вентиляция	100	18	0,8	0,8	0,75
		Машины упаковки	90		0,55	0,75	0,88
		ПТМ	100		0,35	0,5	1,73
17.Склад бестарного хранения сахара	950	Кондиционеры	700	80	0,6	0,8	0,75
		ПТМ	150		0,35	0,5	1,73
		Транспортеры ленточные	100		0,65	0,8	0,75

7.2 Определение расчетных нагрузок по цехам

Расчет нагрузок аналогичен для всех цехов, поэтому покажем расчет нагрузок цеха №4.

По выражению (7.4) определяем Ки:

По формуле (7.3) определяем эффективное число электроприемников:

принимаем .

По найденным значениям Ки и nэ по [1] в таблице 3.6 находим Кр:

По выражению (7.1) определяем расчетную активную силовую нагрузку:

По формуле (7.5) определяем расчетную реактивную силовую нагрузку:

Принимаем лампы ДРЛ и светильники РСП-13, для них тип кривой света Д, к.п.д 70%.

При высоте подвеса 10 м и площади 6750 м² и освещенности цеха Е = 300 лк, рутаб = 5,4 Вт/ м².

По выражению (7.7) произведем пересчет удельной нагрузки:

Коэффициент спроса для отдельно стоящего здания [1].

По формуле (7.6) определяем расчетную активную нагрузку освещения:

tgφо=0,48.

По формуле (7.8) определяем расчетную реактивную нагрузку освещения:

Активная расчетная нагрузка (7.9):

Реактивная расчетная нагрузка (7.10):

Полная расчетная нагрузка (7.11):

Результаты нагрузок остальных цехов заносим в таблицы 7.2, 7.3, 7.4.

Таблица 1.2

Результаты расчета силовой нагрузки

№ цеха	Название цеха	Ки	nэ	Кр	Ррс, кВт	Qрс, квар
1	Котельная	0,686	23	0,9	648	525,35
2	ТЭЦ
3	Цех диффузии
4	Продуктовое отделение	0,633	36	0,85	888,25	855,08
5	Административный корпус	0,68	22	0,9	306	212,04
6	Сахоро-упаковочное отделение	0,597	20	0,9	166,5	152,24
7	Склад готовой продукции	0,647	19	0,9	256,05	228,70
8	Материальный склад	0,575	20	0,875	150,94	158,22
9	Площадка загрузки и разгрузки	0,436	15	0,85	129,63	170,11
10	Склад сырца	0,65	12	0,85	149,175	111,88
11	Компрессорная	0,618	24	0,9	612	498,38
12	Насосная	0,655	22	0,9	589,50	407,97
13	Площадка хранения и разгрузки	0,481	32	0,78	337,35	333,22
14	Мех-мастерская	0,296	26	0,75	104,48	163,94
15	Склад сахара	0,601	22	0,9	184,05	174,699
16	Отделение фасовки в мешки	0,567	32	0,82	134,89	134,57	Склад бестарного хранения сахара	0,566	23	0,88	473	400,03

Таблица 1.3

Результаты расчета нагрузки освещения

№ цеха

Ен, лк

Кс

F, м²

Тип КСС

Тип светильника

Высота подвеса, м

η, %

tgφ_о

р_у._таб, Вт/м²

р_у, Вт/м²

Рро, кВт

Qро, квар

300

0,8

4500

Д, Г

ЛСП 02

3-6

0,484

2,6

10,4

37,44

18,121

300

0,95

8250

Д, Г

РСП 05

3,5-18

0,484

3,9

15,6

122,265

59,176

0,95

2500

Н4Т4Л

6-11

0,484

2,6

6,175

2,989

200

0,85

13188

Н4Т4Л

6-11

0,484

2,6

6,93

77,721

37,617

300

0,95

5100

М,Д, Г

РСП 13

6-12

0,484

3,9

15,38

74,517

36,066

300

0,85

2625

Д, Г

РСП 05

3,5-18

0,484

3,9

15,6

34,808

16,847

300

0,85

12675

Д, Г

РСП 05

3,5-18

0,484

3,9

15,6

168,071

81,346

300

0,85

25234

Д, Г

РСП 05

3,5-18

0,484

3,9

15,6

334,603

161,948

300

0,95

4510

Д, Г, К

РСП 13

12-18

0,484

3,9

15,38

65,897

31,894

150

0,95

2500

Н4Т4Л

6-11

0,484

2,6

5,2

12,35

5,977

100

0,95

4266

Д, Г

РСП 05

3,5-18

0,484

3,9

5,2

21,074

10,200

150

0,95

1595

Д, Г

РСП 05

3,5-18

0,484

3,9

7,8

11,819

5,72

Таблица 1.4

Результаты расчета нагрузок

№ цеха	Название цеха	Ррс, кВт	Qрс, квар	Рро, кВт	Qро, квар	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВ∙А
1	Административный копус	318,75	251,728	37,44	18,121	356,19	269,848	446,866
3	Механический цех	465,375	615,259	122,265	59,176	587,64	674,435	894,53
4	Склад ГСМ	359,125	322,894	6,175	2,989	365,3	325,882	489,534
5	Окраска изделий	977,5	494,53	77,721	37,617	1055,22	532,147	1181,81
6	Гальванический цех	1026	649,8	74,517	36,066	1100,52	685,866	1296,75
7	Отделочный цех	324,02	564,363	34,808	16,847	358,828	581,209	683,053
8	Инженерный цех	412	291,96	168,071	81,346	580,071	373,306	689,811
9	Главный корпус	810,05	1338,96	334,603	161,948	1144,65	1500,91	1887,58
10	Термическое отделение	798,295	1100,95	65,897	31,894	864,192	1132,84	1424,83
12	Компрессорная	578	470,688	12,35	5,977	590,35	476,665	758,764
13	Котельная	720	550,467	21,074	10,200	741,074	560,667	929,267
14	Насосная	526,5	368,969	11,819	5,72	538,319	374,689	655,88

Таблица 7.2 - Результаты расчета силовой нагрузки

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2	3	4	5	6
ΣРнi, кВт	1050	500	1800	1700	1850	500
ΣPнi*kиi, кВт	712,5	240	611,5	780	1088	240
ΣPнikиitgφi, кВт	526,08	290,05	670,96	905,80	1397,09	290,05
kисрвз	0,68	0,48	0,34	0,46	0,59	0,48
nэ расч	95,45	66,67	144,00	97,14	56,92	66,67
nэ прин	81	80	144	97	66	66
kр	0,8	0,74	0,73	0,78	0,74
Ррс, кВт	570	177,60	428,05	569,4	848,64	177,60
Qрс, квар	420,86	214,64	469,67	661,23	1089,73	214,64

Таблица 7.3 - Результаты расчета нагрузки освещения

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2	3	4	5	6
Ен, лк	500	75	400	300	400	75
kз	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
kзтаблич	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Нр, м	4	10	10	10	14	10
F,м2	9720	4550	8250	6750	5700	5250
рутаб, Вт/м2	2,8	4,2	4,2	4,2	4,2	4,2
ηсв	0,65	0,75	0,7	0,7	0,71	0,75
рурасч, Вт/м2	20,10	3,92	22,40	16,80	22,08	3,92
Kco	0,90	0,60	0,95	0,95	0,95	0,60
tgφ0	0,48	0,48	0,48	0,48	0,48	0,48
Рро, кВт	175,86	10,70	175,56	107,73	119,59	12,35
Qро, квар	84,41	5,14	84,27	51,71	57,40	5,93

Таблица 7.4 - Результаты расчета нагрузок

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2	3	4	5	6
Ррс, кВт	570	177,60	428,05	569,4	848,64	177,60
Qрс, квар	420,86	214,64	469,67	661,23	1089,73	214,64
Рро, кВт	175,86	10,70	175,56	107,73	119,59	12,35
Qро, квар	84,41	5,14	84,27	51,71	57,40	5,93
Ррц, кВт	745,86	188,30	603,61	677,13	968,23	189,95
Qрц, квар	505,27	219,77	553,94	712,94	1147,13	220,56
Sр, кВ*А	900,89	289,41	819,26	983,26	1501,13	291,08
Sу, кВ/м2	0,09	0,06	0,10	0,15	0,26	0,06

Произведем анализ полученных результатов. Два цеха (№ 2, № 6) имеют нагрузку менее 400 кВ∙А. Произведем пересчет нагрузки только с учетом того, что в цеху не будет ТП. Результаты расчета сводим в таблицу 7.5.

Таблица 7.5 - Результаты пересчета нагрузок

Расчетные параметры	Номер цеха
	2	6
ΣРнi,кВт	500	500
ΣPнi*kиi,кВт	240	240
ΣPнikиitgφi,кВт	290,05	290,05
nэ прин	80	66
kисрвз	0,48	0,48
kр	1	1
k'р	1	1
Ррс,кВт	240	240
Qрс,квар	290,05	290,05
Рро,кВт	10,70	12,35
Qро,квар	5,14	5,93
Ррц,кВт	250,70	252,35
Qрц,квар	295,19	295,98
Sр,кВ*А	387,28	388,95
Sу,кВ/м2	0,04	0,07
Iр, А	559,65	562,07
Марка кабеля	ААШвУ	ААШвУ
Сечение	2(4х150)	2(4х150)

Найдем расчетный ток цеха № 2 по выражению:

, (7.13)

где Uн - номинальное напряжение 0,4 кВ.

Определим расчетный ток для цеха №2:

Выберем сечение кабеля марки 2ААШвУ-(4x150) при прокладке в земле Iдоп =605 А.

Таким образом, цех № 2 может быть присоединен к цеху №5 двумя кабелями ААШвУ-(4x150) с допустимым током 305А при прокладке кабеля в земле. Цех № 6 может быть присоединен к цеху №4 двумя кабелями ААШвУ-(4x150) с допустимым током 305А при прокладке кабеля в земле.

Произведем пересчет объединенной нагрузки, результаты расчетов занесем в таблицу 7.6.

Таблица 7.6 - Результаты расчета нагрузок

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2+5	3	4+6
ΣРнi,кВт	1050	2350	1800	2200
ΣPнi*kиi,кВт	712,5	1328	611,5	1020
ΣPнikиitgφi,кВт	526,08	1687,14	670,96	1195,85
kисрвз	0,68	0,57	0,34	0,46
nэ расч	95,45	213,64	144,00	44
nэ прин	81	213	144	43
kр	0,8	0,8	0,7	0,8
Ррс,кВт	570	5700	428,05	12000
Qрс,квар	420,86	1062,40	469,67	816
F,м2	9720	1349,71	8250	956,68
Рро,кВт	175,86	130,29	175,56	120,08
Qро,квар	84,41	62,54	84,27	57,64
Ррц,кВт	745,86	1192,69	603,61	936,08
Qрц,квар	505,27	1412,25	553,94	1014,32
Sр,кВ*А	900,89	1 848,50	819,26	1 380,25
Sу,кВ/м2	0,09	0,32	0,10	0,12

7.3 Выбор цеховых трансформаторов

Выбор мощности трансформаторов ведется в зависимости от удельной мощности и от способа установки трансформаторов по мощности расчетной нагрузки. Для каждой группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности определяется минимальное их число, необходимое для питания расчётной активной нагрузки, по выражению:

, (7.14)

где Рр - расчетная активная нагрузка, кВт;

Sт - мощность трансформатора кВ∙А;

βт - коэффициент загрузки трансформатора.

Рассмотрим расчет числа трансформаторов на примере цеха №1, результаты остальных расчетов сведем в таблицу 7.7.

Принимаем число трансформаторов 1.

Таблица 7.7 - Расчетные нагрузки цехов

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2+5	3	4+6
Ррц,кВт	745,86	1192,69	603,61
Qрц,квар	505,27	1412,25	553,94	1014,32
Sр,кВ*А	900,89	1848,50	819,26	1 380,25
Sу,кВ/м2	0,09	0,32	0,10	0,12
категория ЭП	\|\|\|	\|\|	\|\|	\|\|
ТП	открытая	открытая	открытая	открытая
Sтном, кВ*А	1000	1000	1000	630
βт	0,83	0,84	0,75	0,85
Nтminрасч	0,90	1,42	0,80	1,75
Nтmin.пр	1	2	1	2
Qт,квар	526,56	1411,59	562,39	715,32
Qнк1, квар	-21,29	0,66	-8,45	299,00

Таблица 7.8 - Каталожные данные установленных трансформаторов

Тип трансформатора	Sнт,кВа	ΔРхх,кВт	ΔРкз,кВт	Uк,%	Iх%
ТМГ-630	630	1,24	7,6	5,5	0,6
ТМГ-1000	1000	1,6	10,8	5,5	0,5

7.4 Расчет компенсации реактивной мощности

Наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1кВ при принятом коэффициенте загрузки трансформаторов β_т, определяется по следующему выражению, квар:

; (7.15)

где коэффициент 1,1 учитывает допустимую систематическую перегрузку трансформатора.

Суммарная мощность блока низковольтных конденсаторов БНК по критерию выбора минимального числа трансформаторов:

; (7.16)

где Q_рн - расчётная реактивная нагрузка до 1кВ рассматриваемой группы трансформаторов, квар.

Если Q_нк1< 0, то следует принять Q_нк1= 0.

Величина Q_нк1распределяется между цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным нагрузкам. Затем выбираются стандартные номинальные мощности БНК для сети до 1кВ каждого трансформатора.

Определим мощность БНК для цехов №4,6.

Значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформатор в сеть до 1кВ по выражению (7.15):

Суммарная мощность блока низковольтных конденсаторов находим по формуле (7.16):

Реактивная мощность БНК, присоединённых к каждому трансформатору:

, (7.17).

По таблице 1 [3] выбираем конденсаторную установку типа АКУ-0,4-150-25У3.

Если при расчётах получается Q_нк1<0, то принимаем Q_нк1=0 и блок низковольтных конденсаторов не устанавливают.

Коэффициент загрузки трансформатора:

. (7.18)

Потери активной мощности в трансформаторе, кВт:

(7.19)

Потери реактивной мощности в трансформаторе, квар:

(7.20)

Определим потери в трансформаторе для цехов № 4,6.

Коэффициент загрузки трансформатора по выражению (7.18):

Потери активной мощности в трансформаторе по выражению (7.19):

Потери реактивной мощности в трансформаторе по выражению (7.20):

Аналогично произведём расчёты потерь для остальных цехов и результаты заносим в таблицу 7.9.

Таблица 7.9 - Расчёт потерь мощности в трансформаторах.

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2+5	3	4+6
Тип тр-ра	ТМГ1000	ТМГ1000	ТМГ1000	ТМГ630
Кол-во тр-ов Nт,шт	1	2	1	2
Sном,кВА	1000	1000	1000	630
βтфакт	0,75	0,60	0,60	0,74
Iх%	0,5	0,5	0,5	0,6
Uк,%	5,5	5,5	5,5	5,5
ΔРххтп,кВт	1,6	3,2	1,6	2,48
ΔРкзтп,кВт	10,8	5,4	10,8	3,8
ΔРт,кВт	7,61	10,24	11,07	4,58
ΔQт,квар	35,60	49,12	50,08	22,90
ΔРтΣ,кВт	33,50
ΔQтΣ,квар	157,70

7.5 Определение нагрузок на РП

Далее произведём расчёт активной нагрузки предприятия в целом (на шинах 10 кВ РП)

(7.21)

где m - число присоединений на сборных шинах 10 кВ РП;

К_и_i -среднее значение коэффициента использования i-го присоединения;

К_о - коэффициент одновременности максимумов нагрузок, величина которого принимается по [1] табл. П8, в зависимости от числа присоединений m и среднего значения коэффициента использования.

Расчётная реактивная нагрузка предприятия на шинах 10 кВ РП:

(7.22)

где tgφ_i - среднее значение коэффициента реактивной мощности i-го присоединения.

Находим коэффициент одновременности максимумов нагрузок, величина которого принимается по [1] табл. П8, в зависимости от числа присоединений m и среднего значения коэффициента использования К_и=0,5 принимаем К_о=0,95. Расчётная активная нагрузка на шинах РП с учётом потерь в трансформаторах, кВт:

(7.23)

Расчётная реактивная нагрузка с учётом потерь в трансформаторах, квар:

(7.24)

Получаем:

;

Математическое ожидание расчётной активной нагрузки на шинах РП:

(7.25)

(7.26)

где κ_п - коэффициент приведения расчётной нагрузки к математическому ожиданию, к_п=0,9;

кВт;

квар.

Экономически целесообразное значение РМ, потребляемой предприятием в часы больших нагрузок из энергосистемы, определяется по выражению, квар:

(7.27)

где tgφ_э - максимальное значение экономического коэффициента РМ, определяемого оптимизационным (tgφ_э0) или нормированным методом (tgφ_эн).

В расчётах компенсации, как правило, определяется нормативное значение экономического коэффициента РМ по выражению:

(7.28)

где d_max- отношение потребления энергии в квартале максимума нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале максимальной нагрузки предприятия (при отсутствии таких сведений принимают d_max=1);

a - основная ставка тарифа на активную мощность, руб./кВт·год;

b - дополнительная ставка тарифа на активную мощность, руб./кВт·ч;

tgφ_б - базовый коэффициент РМ, принимаемый равным 0,3 для сетей 10кВ, присоединённых к шинам подстанции с высшим напряжением 110 кВ.

К₁- коэффициент, отражающий изменение цен на конденсаторные установки.

Величина К₁ может принята равной коэффициенту увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию Кw (по сравнению со значениями а = 60 руб/кВт·год и b =1,8 коп/кВт·ч, установленными для Беларуси прейскурантом №09-01, введённым в действие с 1.01.91г), который определяется по формуле:

, (7.29)

где К_w₁ и К_w₂ - коэффициенты увеличения основной и дополнительной ставки тарифа на электроэнергию (определяются делением действующих ставок тарифа на а = 60 руб/кВт·год и b =1,8 коп/кВт·ч соответственно);

T_max - число часов использования максимальной нагрузки предприятия, T_max= 4400ч.

; (7.30)

; (7.31)

Определим коэффициент увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию по выражению (7.29):

Нормативное значение экономического коэффициента РМ по выражению (7.28):

Экономически целесообразное значение РМ, квар по выражению (7.27):

Произведём анализ баланса РМ на границе балансового разграничения с энергосистемой:

(7.32)

квар.

Т.к. необходимо произвести дополнительную установку низковольтных конденсаторных батарей. Для этого произведем распределение реактивных мощностей по ТП, для чего используем следующую формулу:

. (7.33)

По таблице 1 [3] для ТП1 выбираем конденсаторную установку типа АКУ-0,4-250-25У3. Для остальных ТП результаты сводим в таблицу 7.10, 7.11.

Таблица 7.10 - Результаты перераспределения компенсации реактивной мощности

№ цеха	Распределенная реактивная мощность	Требуемая мощность КБ, квар
1	242,2	220,88
2+5	676,9	677,52
3	265,5	257,04
4+6	486,1	785,15
Итого:	1670,7	1940,59

Таблица 7.11 - Дополнительные низковольтные конденсаторные батарее

№ цеха	Тип КБ	Кол-во батарей	Qном, квар	Q компенсирующее, квар
1	АКУ 0,4-250-25УЗ	1	250	250
2+5	АКУ 0,4-175-25УЗ	4	175	700
3	АКУ 0,4-250-25УЗ	1	250	250
4+6	АКУ 0,4-200-20УЗ	4	200	800

Производим пересчет коэффициента мощности и потерь мощности в трансформаторах аналогично предыдущим расчетам. Результаты сводим в таблицу 7.11.

Таблица 7.11 - Расчёт потерь мощности в трансформаторах.

Расчетные параметры	Номер цеха
	1	2+5	3	4+6
Ррц,кВт	745,86	1192,69	603,61	936,08
Qрц,квар	505,27	1412,25	553,94	1014,32
Qнк1, квар	250	700	250	800
Qрцфакт,квар	255,3	712,3	303,9	214,3
Sр,кВ*А	788,3	1389,2	675,8	960,3
Кол-во тр-ов Nт,шт	1	2	1	2
Sном,кВА	1000	1000	1000	630
βтфакт	0,79	0,69	0,68	0,76
Iх%	0,5	0,5	0,5	0,6
Uк,%	5,5	5,5	5,5	5,5
ΔРххтп,кВт	1,6	3,2	1,6	2,48
ΔРкзтп,кВт	10,8	5,4	10,8	3,8
ΔРт,кВт	8,31	11,61	13,07	4,69
ΔQт,квар	39,18	46,53	60,24	17,62
ΔРтΣ,кВт	37,67
ΔQтΣ,квар	163,58

Пересчитанные расчетные мощности предприятия сводятся в таблицу 7.12.

Таблица 7.12 - Расчетные мощности предприятия

ΣРнi,кВт

7400

ΣPнi*kиi,кВт

3672

ΣPнi*kиi*tgφi,квар

4080,02

kисрвз

0,50

Число присоединений

0,95

Рро,кВт

601,78

Qро,квар

288,86

ΔРт,кВт

37,67

ΔQт,квар

163,58

Qнк1,квар

2000

Рр,кВт

4127,86

Qр,квар

4328,45

Математическое ожидание расчётной активной нагрузки на шинах РП:

кВт;

квар.

В дальнейшей компенсации реактивной мощности нет необходимости.

8. Построение картограммы электрических нагрузок

Картограмма нагрузок строится для определения места расположения цеховых ТП. Нахождение центра электрических нагрузок производится для определения места установки РП предприятия.

Картограмма нагрузок размещается на плане предприятия в виде окружностей, радиус которых рассчитывается с учетом мощности цеха определяется по формуле:

(8.1)

где m - масштаб площади окружности, кВт/мм².

Каждой окружность разделяется на секторы, соответствующие осветительной и силовой нагрузкам. Угол сектора осветительной нагрузки α, в градусах вычисляется по формуле:

(8.2)

Угол сектора силовой нагрузки в градусах вычисляется по формуле:

(8.3)

Координаты центра электрических нагрузок предприятия:

(8.4)

(8.5)

где x_i и y_i - координаты центра нагрузок цехов.

Расположение ТП и заводского РП производится как можно ближе к центру нагрузок цеха, предприятия. Распределительные устройства без преобразования энергии размещаются на границе питаемых ими участков сети со стороны ввода. Выбор места расположения РП определяется с учетом центра электрических нагрузок и условий окружающей среды.

Принимаем масштаб площади круга m =0,8 кВт/мм².

Произведем расчет радиуса окружности расчетной нагрузки и угла сектора осветительной нагрузки для цеха №1.

По формулам (8.1) и (8.2) определяем:

Производим такие же расчеты для остальных цехов и результаты сводим в таблицу 8.1. В таблице представлены центры электрических нагрузок цехов, определенные по генплану завода.

Таблица 8.1 - Координаты центров нагрузок всех цехов

№ Цеха Название цеха Ррс, кВт Рро, кВт Рр, кВт ,

мм,

градx_i,мму_i,мм
1	Административный корпус	570,0	175,86	745,86	17,23	84,88	27,7	175,4
2	Склад металлоконструкций	240,0	10,70	250,70	8,66	20,46	51,1	52,8
3	Механический цех	428,1	175,56	603,61	15,50	104,71	170,0	168,8
4	Сварочный цех	569,4	107,73	677,13	16,42	57,28	270,0	168,8
5	Сборочно-покрасочный	848,6	119,59	968,23	19,63	44,46	182,5	53,4
6	Склад готовой продукции	240,0	12,35	252,35	8,70	23,40	295,3	53,9

Координаты центра электрических нагрузок (ЦЭН) предприятия определяем по формулам (8.4), (8.5):

Картограмму электрических нагрузок представлена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Картограмму электрических нагрузок предприятия

9. Разработка схемы электроснабжения завода на напряжение выше 1кВ

.1 Разработка вариантов электроснабжения завода

При разработке схемы электроснабжения следует предусматривать раздельную работу линий и трансформаторов, так как при этом снижаются токи короткого замыкания, упрощаются схемы релейной защиты и коммутации. Распределение электрической энергии на территории промышленного предприятия на напряжение 10 кВ может выполняться по радиальным, магистральным или смешанным сетям в зависимости от расположения потребителей, их мощностей и требуемой степени надежности. Радиальные схемы применяются в случае, когда нагрузки расположены в различных направлениях от источника питания. Они используются для питания крупных сосредоточенных нагрузок и для цеховых ТП, расположенных вблизи (до 100 м) от РП. При этом предусматривается глухое присоединение трансформаторов. Взаимное резервирование однотрансформаторных ТП осуществляется при помощи кабельных перемычек на вторичном напряжении между соседними ТП. Пропускная способность перемычек должна составлять 20 - 30% мощности трансформатора.

Магистральные схемы следует принимать при упорядоченном располо-жении ТП, когда линии могут быть проложены без значительных обратных потоков энергии. Число трансформаторов, присоединенных к одной магистра-ли, не должно превышать 2…3 при мощности трансформаторов 1000 кВА, 4…5 при мощности 630 кВА. Магистрали бывают одиночные и двойные сквозные. При двойных сквозных магистралях допускается глухое присоединение трансформаторов.

В данном проекте применяются смешанные схемы. Такое построение схемы распределения электроэнергии позволяет получить лучшие технико-экономические показатели системы электроснабжения.

При разработке схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1кВ были учтены:

) категорию потребителей;

) величину потребляемой мощности;

)территориальное расположение потребителя.

Центральный распределительный пункт предназначен для распределения электроэнергии между потребителями на том же направлении, на каком электроэнергия поступила.

Располагаем ЦРП в цеху с большим потреблением электроэнергии или вблизи его. Располагаем ЦРП в цеху №5.

Схема электроснабжения проектируемого предприятия приведена в графической части проекта. На рис 9.1, 9.2. приведены схемы соответственно I и II вариантов электроснабжения предприятия.

Рисунок 9.1 - Электрическая схема электроснабжения первого варианта

Рисунок 9.2 - Электрическая схема электроснабжения первого варианта

9.2 Определение нагрузок и выбор кабелей

Определим нагрузки по участкам. Пересчитаем потери в трансформаторах с учетом действительных коэффициентов загрузки трансформаторов.

Коэффициент загрузки трансформатора определяем по выражению:

; (9.1)

, (9.2)

где и определяются по выражениям:

; (9.3)

, (9.4)

где - число трансформаторов на ТП.

Таблица 9.1 - Расчётные нагрузки по цехам

Наименование участка	Nт	Sтном, кВ∙А	Рр, кВт	Qр, квар	Qнк_Σ, квар
Административный корпус	1	1000	745,86	505,27	250
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	2	1000	1192,69	1412,25	700
Механический цех	1	1000	603,61	553,94	250
Сварочный цех и склад готовой продукции	2	630	936,08	1014,32	800

Рисунок 9.3 - Нагрузки на трансформаторных подстанциях

Расчёт нагрузок произведём на примере ТП установленного в сборочно-окрасочном цеху совместно со складом металлоконструкций:

кВт;

квар;

кВ∙А;

;

кВт;

квар;

кВ∙А;

кВ∙А.

Аналогичный расчет производим для остальных цехов, результаты расчета заносим в таблицу 9.2.

Таблица 9.2 - Результаты пересчёта нагрузок

Наименование участка	Sрн, кВ∙А	тΔРт, кВт	ΔQт, квар	S´рн, кВ∙А
Административный корпус	745,86+j255,27 788,3	0,79	8,34	39,33	754,2+j294,6 809,7
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	596,35+j356,13 694,6	0,69	5,77	31,19	602,12+j387,32 715,9
Механический цех	603,61+j303,94 675,81	0,68	6,6	30,43	610,21+j334,37 695
Сварочный цех и склад готовой продукции	468,4+j107,16 480,5	0,76	5,63	23,8	474,03+j130,96 491,77

Произведём выбор кабелей для первого варианта. Выбор кабеля линии Л1 к ТП2 для сборочно-окрасочного цеха совместно со складом металлоконструкций.

Условия выбора по экономической плотности тока:

, (9.5)

где - экономическая плотность тока, берется в зависимости от Тmax, при Тmax =4400 ч, = 1,7 А/мм²;

- расчетный ток линии, А.

; (9.6)

А;

мм².

Принимаем прокладку кабеля в трубе. К прокладке принимаем кабель для Л1 ААШвУ - 10 - 3 х 70 с Iдоп=130 А.

Проверяем выбранный кабель по нагреву токами аварийного режима:

, (9.7)

где Кп - коэффициент зависящие от условий прокладки, Кп=1;

Кпер - кратность перегрузки, Кпер=1,3.

Определим нагрузку линии в послеаварийном режиме:

; (9.8)

кВ∙А,

А,

А.

Для линии Л А >80,4 А по условию нагрева кабель проходит.

Аналогично производим выбор кабелей других линий, результаты выбора заносим в таблицы 9.3-9.6.

Таблица 9.3 - Результаты выбора кабелей для первого варианта

Линия	Начало	Конец	Sрл, кВ∙А	Iрл, А	F, мм²	Марка кабеля	, А
Л1	РП	ТП2	1524,7	88,0	51,8	ААШвУ-10-3х70	130
Л2	РП	ТП2	1410,9	81,5	47,9	ААШвУ-10-3х50	105
Л3	ТП2	ТП1	809,7	46,7	27,5	ААШвУ-10-3х35	115
Л4	ТП2	ТП3	695,0	40,1	23,6	ААШвУ-10-3х25	90
Л5, Л6	РП	ТП4	491,8	28,4	16,7	ААШвУ-10-3х25	90

Таблица 9.4 - Результаты проверки кабелей для первого варианта

Линия	Sрал, кВ∙А	Iрал, А	Вывод
Л1	1810,7	104,5	130 > 80,4	Проходит
Л2	1696	97,9	105 > 75,3	Проходит
Л3	809,7	46,7	115 > 35,9	Проходит
Л4	695	40,1	90 > 30,8	Проходит
Л5 Л6	688,5	39,8	90 > 30,6	Проходит

Таблица 9.5 - Результаты выбора кабелей для второго варианта

Линия	Начало	Конец	Sрл, кВ∙А	Iрл, А	F, мм²	Марка кабеля	, А
Л1, Л2	РП	ТП 2	1206,8	69,7	41	ААШвУ-10-3х50	140
Л3	РП	ТП 1	809,7	46,7	27,5	ААШвУ-10-3х35	115
Л4	РП	ТП 3	695	40,1	23,6	ААШвУ-10-3х25	90
Л5, Л6	ТП 2	ТП 4	28,4	16,7	ААШвУ-10-3х25	90

Таблица 9.6 - Результаты проверки кабелей для второго варианта

Линия	Sрал, кВ∙А	Iрал, А	Вывод
Л1 Л2	1689,5	97,5	105 > 75	Проходит
Л3	809,7	46,7	80> 35,9	Проходит
Л4	695	40,1	65 > 30,8	Проходит
Л5 Л6	688,5	39,8	65 > 30,6	Проходит

Выбор кабелей питающих РП.

Рисунок 9.4 - Схема питания РП корпуса

Определяем нагрузку на шинах РП.

Расчетная активная и реактивная мощности:

; (9.9)

, (9.10)

где - число трансформаторов на i-той ТП;

= 0,9 при числе присоединений к РП равном восьми и Ки = 0,5.

Таблица 9.7 - Данные для расчёта нагрузок на РП

Наименование участка	Sрн, кВ∙А	тΔРт, кВт	ΔQт, квар	S´рн, кВ∙А
Административный корпус	745,86+j255,27 788,3	0,79	8,34	39,33	754,2+j294,6 809,7
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	596,35+j356,13 694,6	0,69	5,77	31,19	602,12+j387,32 715,9
Механический цех	603,61+j303,94 675,81	0,68	6,6	30,43	610,21+j334,37 695
Сварочный цех и склад готовой продукции	468,4+j107,16 480,5	0,76	5,63	23,8	474,03+j130,96 491,77

кВт,

квар.

Определяем полную мощность на РП и ток линии в нормальном режиме:

кВ∙А;

; (9.11)

А.

Определяем сечение по экономической плотности тока:

мм².

Принимаем кабель ААШвУ-10-3х70 Iдоп=130 А.

Проверяем выбранное сечение током нагрева в послеаварийном режиме:

, (9.12)

где - поправочный коэффициент;

- коэффициент допустимой перегрузки.

(9.13)

Приняв коэффициент допустимой перегрузки 1,3 по [1]:

А.

Так как 167,2 А > 130 А, то выбранный кабель по условию нагрева не проходит. Принимаем кабель ААШвУ-10-3х120 Iдоп=185А.

9.3 Технико-экономическое сравнение двух вариантов электроснабжения

С целью отыскания наиболее экономичного варианта воспользуемся методом минимума приведенных затрат. Приведенные затраты для каждого варианта определяются по формуле:

(9.14)

где Кi - капитальные вложения, тыс. руб.;

Иi - издержки, тыс. руб./год;

Ен - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности, равный 0,12 (руб./год)/руб.;

i - номер.

Капитальные вложения в элементы системы электроснабжения определяем по укрупненным показателям стоимости на 1991 год с учетом изменения оптовых цен на промышленную продукцию коэффициентом Кинф=4400. Капвложения определяются как:

; (9.15)

; (9.16)

, (9.17)

где Ктп - стоимость трансформаторной подстанции;

Кку - стоимость конденсаторных установок;

Кя - стоимость ячейки, установленной в РП.

Ежегодные издержки, связанные с эксплуатацией электрооборудования и сетей определяются по формуле:

, (9.18)

где Иам - амортизационные отчисления;

Иэкс - эксплуатационные расходы;

Ипот - стоимость потерь электрической энергии.

Составляющие издержек определяются по формулам:

; (9.19)

; (9.20)

, (9.21)

где a_АМ- норма амортизационных отчислений, для оборудования 4,4%, для линий 4%;

a_ЭКС- норма эксплуатоционных расходов, для оборудования 3%, для линий 2%;

b_СР- средняя стоимость электроэнергии, определяемая по (9.22).

Средняя стоимость электроэнергии определяется по выражению:

, (9.22)

где a - основная ставка тарифа за 1кВт заявленной максимальной мощности, принимаемый равным, а=269684 руб./(кВт×год);

b - дополнительная ставка тарифа за 1кВт электроэнергии, учтённой расчётным счётчиком на стороне первичного напряжения, принимаемый равным b=209 руб./кВт×ч;

T_max - число часов использования максимальной нагрузки предприятия T_max= 4400 ч.

Капитальные вложения в электрооборудование напряжением выше 1кВ определим по выражению:

(9.23)

Определим капитальные вложения на сооружение линий, результаты сведем в таблицы 9.8 и 9.9.

Таблица 9.8 - Капитальные вложения на сооружение кабельных линий для первого варианта

Наименование участка	Соединение	Линия	Длинна, км.	Rо, Ом/км	Xо, Ом/км	Куд, тыс.руб/км	Стоимость КЛ, млн.руб
Административный корпус	ТП2-ТП1	Л3	0,206	0,894	0,088	2,16	1,33
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	РП-ТП2	Л1	0,0035	0,447	0,082	4,12	0,043
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	РП-ТП2	Л2	0,0035	0,625	0,085	3,7	0,038
Механический цех	ТП2-ТП3	Л4	0,107	1,25	0,091	1,98	0,64
Сварочный цех и склад готовой продукции	РП-ТП4	Л5, Л6	0,42	1,25	0,091	1,98	2,49
Питающая линия	ГПП-РП	Л7,Л8	4	0,261	0,08	5,32	127,7
Всего							132,24

Таблица 9.9 - Капитальные вложения на сооружение кабельных линий для второго варианта

Наименование участка	Соединение	Линия	Длинна, км.	Rо, Ом/км	Xо, Ом/км	Куд, тыс.руб/км	Стоимость КЛ, млн.руб
Административный корпус	РП-ТП1	Л3	0,218	0,625	0,085	3,7	2,42
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	РП-ТП2	Л1, Л2	0,007	0,894	0,088	2,16	0,045
Механический цех	РП-ТП3	Л4	0,121	1,25	0,091	1,98	0,72
Сварочный цех и склад готовой продукции	ТП2-ТП4	Л5, Л6	0,414	1,25	0,091	1,98	2,46
Питающая линия	ГПП-РП	Л7,Л8	4	0,261	0,08	5,32	127,7
Всего							133,35

Таблица 9.10 - Стоимость трансформаторов

Наименование участка	№ТП	Трансформатор	Ктпi, тыс.руб	Ктп, млн.руб
Административный корпус	ТП1	1000	5,74	17,22
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	ТП2	2х1000	5,74	34,44
Механический цех	ТП3	1000	5,74	17,22
Сварочный цех и склад готовой продукции	ТП4	2х630	4,525	27,15
Всего				96,03

Укрупнённые показатели стоимости ячеек КРУ 10кВ берём из таблицы 10.33 [6] равна 1,48 тыс.руб. , определим общую стоимость РП:

млн.руб,

млн.руб.

Определим капиталовложения в КУ по следующему выражению:

; (9.24)

млн.руб.

Суммарные капиталовложения по вариантам равны :

млн.руб,

млн.руб.

Время максимальных потерь в технико-экономических расчётах, определяется, как правило, по таблице 3.2 [1] или графику (рисунок 3.7 [1]), то исходя из этого, принимаем t= 2400ч.

Годовые потери электроэнергии в рассматриваемом варианте, кВт×ч:

, (9.25)

где ΔWтi - потери активной энергии в i-м трансформаторе, кВт×ч;

ΔWкj - потери активной энергии в j-й конденсаторной установке, кВт×ч;

ΔWлk- потери активной энергии в k-й кабельной линии, кВт×ч.

Потери активной энергии в двухобмоточном трансформаторе определяются как, кВт×ч:

. (9.26)

Потери активной энергии в конденсаторной установке, кВт×ч:

, (9.27)

где Qк - фактическая мощность КУ, квар;

Ру - удельные потери активной мощности в батареях конденсаторов, принимаемые для БНК до 1 кВ р_у=0,004 кВт/квар;

Тгод - число часов работы (включения) КУ за год, ч.

, (9.28)

где r_o -удельное активное сопротивление кабельной линии Ом/км.

По (9.3.14) потери активной энергии в конденсаторной установке равны :

кВт×ч.

Результаты потерь мощности в трансформаторах и линиях заносим в таблицы 9.11-9.13.

Таблица 9.11- Потери мощности в трансформаторах

Наименование участка	№ТП	Трансформатор	β	ΔWт, кВт×ч
Административный корпус	ТП1	1000	0,79	30110,9
Сборочно-окрасочный цех и склад металлоконструкций	ТП2	2х1000	0,69	54600,7
Механический цех	ТП3	1000	0,68	26536,0
Сварочный цех и склад готовой продукции	ТП4	2х630	0,76	43955,4
Всего				155203

Таблица 9.12 - Потери мощности в кабельных линиях первого варианта

Линия	Соединяет	Iрл, А	Марка кабеля	Длинна, км	Rо, Ом/км	ΔWл, кВт×ч
Л1	РП-ТП2	88,0	ААШвУ-10-3х70	0,0035	0,447	82,2
Л2	РП-ТП2	81,5	ААШвУ-10-3х50	0,0035	0,625	104,6
Л3	ТП2-ТП1	46,7	ААШвУ-10-3х35	0,206	0,894	2891,8
Л4	ТП2-ТП3	40,1	ААШвУ-10-3х25	0,107	1,25	1548,5
Л5, Л6	РП-ТП4	ААШвУ-10-3х25	0,42	1,25	3048,8
Л7, Л8	ГПП-РП	101,1	ААШвУ-10-3х120	4	0,261	76830,8
Всего:						84506,7

Таблица 9.13 - Потери мощности в кабельных линиях второго варианта

Линия	Соединяет	Iрл, А	Марка кабеля	Длинна, км	Rо, Ом/км	ΔWл, кВт×ч
Л3	РП-ТП1	46,7	ААШвУ-10-3х35	0,207	0,894	2891,8
Л1, Л2	РП-ТП2	69,7	ААШвУ-10-3х50	0,007	0,625	153,0
Л4	РП-ТП3	40,1	ААШвУ-10-3х25	0,107	1,25	1548,5
Л5, Л6	ТП2-ТП4	28,4	ААШвУ-10-3х25	0,414	1,25	3005,2
Л7, Л8	ГПП-РП	101,1	ААШвУ-10-3х120	4	0,261	76830,8
Всего:						84429,3

Суммарные годовые потери энергии дл двух вариантов равны:

ΔW_год1=155203+84506,7+32000=274709,7 кВт×ч;

ΔW_год2=155203+89429,3+32000=271632,3 кВт×ч.

Определим амортизационные, эксплуатационные и издержки на потери по следующим выражениям:

руб./кВт×год;

млн.руб.;

млн.руб.,

млн.руб.;

млн.руб.

Определим суммарные издержки для двух вариантов:

млн.руб.;

Посчитаем приведенные затраты для двух вариантов:

млн.руб.;

млн.руб.

Так как разница составляет менее 1% , то варианты считаются равноценными. Предпочтение отдаем второму варианту и в дальнейшем будет рассматриваться именно он.

10. Расчет токов короткого замыкания

Вычисление токов КЗ производится с целью:

1. Выбора электрических аппаратов.

2. Проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов КЗ.

3. Расчета релейной защиты.

Расчетным видом КЗ является трехфазное, т.к. при нем обычно получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном. Расчет токов КЗ должен рассчитываться на сборных шинах ГПП и РП.

Рисунок 10.1 - Схема питания завода.

Завод получает питание от ГПП на напряжении 10 кВ, расположенной на расстоянии 5 км, на которой установлены два трансформатора ТРДН-40000/110 мощностью 40 МВА, U_к=10,5%. На удалении 25 км от ГПП расположена ТЭЦ с двумя генераторами ТВВ-160-2ЕУ3 (P_н=160 МВт, cosj=0,85, X_d^’’=0,213), подключенных к сети 110 кВ через трансформаторы ТДЦ-250000/110, U_к=10,5%. На расстоянии 150 км расположена ГРЭС, на которой установлены четыре генератора ТГВ-300-2У3 (P_н=300 МВт, cosj=0,85, X_d^’’=0,195), подключенные с помощью трансформаторов ТДЦ-400000/110, U_к=10,5%. На основании приведенных данных производим расчет токов короткого замыкания в двух точках: К1 (на шинах ГПП) и К2 (на шинах РП).

Рисунок 10.2 - Схема для расчета токов КЗ.

Для вычисления токов КЗ составляем расчетную схему, включая все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивными сопротивлениями. Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводим к базисному напряжению и мощности.

Задаемся базисными условиями S_б= 100 МВА; U_б = 10,5 кВ;

; (10.1)

По [12] для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт Е_*=1,13.

Сопротивления генераторов ГРЭС находим по формуле:

, (10.2)

Сопротивления трансформаторов ГРЭС определяем по формуле:

, (10.3)

Аналогично определяем сопротивления генератора и трансформатора на ТЭЦ:

Сопротивления воздушных и кабельных линий:

, (10.4)

где x₀ - индуктивное сопротивление одного км линии, Ом/км (для воздушных линий 110 кВ x₀=0,4 Ом/км, кабельных 10 кВ - x₀=0,08 Ом/км);

l - длина линии, км.

Для трансформаторов с расщепленной обмоткой схема замещения состоит из двух лучей, сопротивление которых:

; (10.5)

Сопротивление кабельной линии ГПП-РП:

Рисунок 10.3 - Схема замещения.

Так как секционные выключатели на ГПП и ЦРП находятся в нормально отключенном состоянии, а генераторы на ГРЭС и ТЭЦ включены параллельно, то схема замещения принимает следующий вид на рисунке 10.4.

Рис. 10.4 - Схема замещения.

;

Рисунок 10.5 - Схема замещения.

Рисунок 10.6 - Схема замещения.

Ток установившегося КЗ на шинах 10 кВ ГПП :

(10.6)

Ударный ток на шинах 10 кВ ГПП:

, (10.7)

где k_у - ударный коэффициент; для шин ГПП k_у= 1,85, для шин ЦРП завода k_у= 1,369.

Сечения жил кабеля по экономической плотности тока выбирают по условию:

, (10.8)

где I_рл - расчётный ток линии в нормальном режиме работы, А;_э - экономическая плотность тока, А/мм², принимаем j_э=1,7А/мм²при Т_м=4400ч.

По условию (10.8) выберем сечения кабеля для завода. Выбор производим по половине тока всего завода, т.к. секции РП нагружены равномерно. Воспользуемся данными, полученными на основе формул (2.10) и (2.11), учитывая фактические потери мощности в трансформаторах (таблица 2.6) и компенсацию РМ.

;

Определяем полную мощность на РП и ток линии в нормальном режиме:

;

А.

Определяем сечение по экономической плотности тока:

По [1] выбираем кабель АСБ-10(3х95), I_доп=205 А, x₀=0,083 Ом/км.

Проверяем выбранное сечение током нагрева в послеаварийном режиме:

(10.9)

где - коэффициент прокладки (принимаем равным 1);

- коэффициент допустимой перегрузки, принимаем .

В послеаварийном режиме по кабелю будет протекать ток, потребляемый всем заводом.

А.

Так как 205<210,5, то выбранный кабель по условию нагрева не проходит.

Выбираем кабель АСБ-10(3х120), I_доп=240 А, x₀=0,081 Ом/км.

Таким образом, РП завода питается от подстанции 110/10 кВ двумя параллельными кабелями АСБ-10(3х120).

После выбора кабеля производим его проверку на термическую стойкость:

, (10.10)

где B_k - тепловой импульс от тока КЗ, А²∙с,

С - расчётный коэффициент (в зависимости от g_изол проводника), для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией С=100.

Результирующий тепловой импульс тока КЗ:

B_k=I²_п∙(t_отк+T_a), (10.11)

где I_п - действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале линии,_отк - время отключения КЗ,_a - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з. В распределительных сетях 10 кВ T_a=0,01с.

А²∙с.

Таким образом, кабель не соответствует условиям термической стойкости и сечение увеличиваем до 150 мм². Выбираем кабель АСБ-10(3х150), I_доп=275 А, x₀=0,079 Ом/км.

Для выбора кабелей от шин РП к ТП необходимо найти ток к.з. на шинах РП (точка К2). Для этого к системы прибавим сопротивление кабельной линии.

;

Рисунок 5.1 - Схема замещения сети электроснабжения предприятия.

Выберем кабель на участке РП - Т1 ТП2. По этой линии протекает ток от двух ТП: Т1 ТП-2 и Т1 ТП4. Определим полную мощность, передаваемую по кабелю:

. (10.12)

Расчётный ток линии:

Экономическую площадь сечения жил кабеля определяем по выражению:

Выбираем кабель ААШвУ-10(3х50), I_доп=140 А, x₀=0,085 Ом/км.

Проверяем выбранное сечение жил кабеля на нагрев в послеаварийном режиме при прохождении через кабель номинальной мощности двух присоединенных трансформаторов. В этом случае по кабелю проходит ток:

Произведем проверку кабеля по термической стойкости:

А²∙с.

Таким образом, кабель не соответствует условиям термической стойкости и сечение увеличиваем до 70 мм². Выбираем кабель ААШвУ-10(3х70), I_доп=165 А, x₀=0,082 Ом/км.

Расчет токов КЗ и выбор кабелей для остальных ТП производим аналогично, данные сводим в таблицу 10.1, 10.2, 10.3:

Таблица 10.1 - Выбор кабелей от РП

№ ТП на плане ,АF_э,

мм²Марка кабеляI_доп, АI_p_._max,

А в начале линии, кА,

мм²
ГПП-РП	136,8	84,57	АСБ-10(3х120)	240	210,5	9,71	123,2
РП-ТП1	46,7	27,5	ААШвУ-10(3х70)	165	46,7	6,7	52,3
РП-Т1 ТП2, РП-Т2 ТП2	69,7	41	ААШвУ-10(3х50)	105	97,5	6,7	52,3
РП- ТП3	40,1	23,6	ААШвУ-10(3х70)	165	40,1	6,7	52,3

Таблица 10.2 - Результаты расчета токов КЗ

Точка КЗ Расположение на схеме L кабеля перед точкой КЗ, км X₀ кабеля перед точкой КЗ, Ом/км перед точкой КЗ, Ом,

кА
К1	Шины ГПП	-	-	-	0,64	9,71
К2	Шины РП	4	0,079	0,287	0,927	6,7
К3	Шины ТП1	0,207	0,091	0,017	0,944	6,58

Таблица 10.3 - Выбор магистральных кабелей от ТП

№ ТП по плану ,

АF_э, мм²Марка кабеляI_доп, АI_p.max,

А в начале линии, А, мм²
Т1 ТП2-Т1 ТП4, Т2 ТП2-Т2 П4	28,4	16,7	ААШвУ-10(3х35)	115	39,08	6,58	26,4

Поизведем выбор кабелей резерва по низкой стороне для цехов II-й категории, питающихся от однотрансформаторных подстанций Т1 ТП2- ТП3 . Эти кабели выбираются из расчета, что передаваемая через них мощность должна составлять 20-30% от номинальной мощности установленного в ТП трансформатора. Резерв производиться от трансформаторов, присоединенных к другим шинам РП, т.е. к 1-й секции шин. Выбираем кабель АВВГ - 2х(5х95) с Iдоп=480 А.

11. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1кВ

Выберем шины на заводском РП 10 кВ по номинальным значениям тока и напряжения, и проверим на электродинамическую и термическую устойчивость.

_доп³I_max; (11.1)

, (11.2)

где S_min- минимальное сечение шины, мм²,

c-коэффициент принимаемый для алюминиевых шин равным 91 А∙с^0,5/мм².

s_доп³s_р; (11.3)

где s_доп, s_р- соответственно допустимое и рабочее напряжения возникающее в металле шины, МПа

_max=273,6 А.

По [1] выбираем алюминиевые шины сечением 50´6 мм² с I_доп=665 А. Шины устанавливаем плашмя, расстояние между фазами, а=25см, расстояние между изоляторами l=100см, момент сопротивления шин W, см³, определим по формуле:

(11.4)

где h, b- соответственно меньший и больший размеры поперечного сечения шин, см³.

Расчётное напряжение в металле шин определим по формуле:

(11.5)

По [1] найдем s_доп=91 МПа - для алюминиевых шин марки АДЭ1Т, тогда по условию (7.2):

МПа > 69,4 МПа

(11.6)

мм² > 135,4 мм²

Выбранные шины проходят по электродинамической и термической устойчивости.

Выбор электрических аппаратов основывается на условиях:

_ном³U_раб; (11.7)_ном³I_раб; (11.8)_дн³i_у; (11.9)

В_т³В_к, (11.10)

где U_ном, I_ном - соответственно, номинальные напряжение и ток аппарата;_раб, I_раб - напряжение и ток сети, в которой установлен аппарат;

В_т=I²_tn∙t_k - тепловой импульс аппарата, нормированный заводом изготовителем, А²с;

В_к=I²_¥∙t_ср - тепловой импульс расчётный, А²с.

Выбираем панели типа КСО-292 вводную по расчётному току завода, линейную - по наибольшему току присоединения.

Таблица 11.1 - Выбор вводной панели КСО-298

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-20/630	РВФЗ-10/630	РВФЗ-10/630
U_ном³U_раб	U_раб=10 кВ	U_ном=10 кВ	U_ном=10 кВ	U_ном=10 кВ
I_ном³I_раб	I_раб=273,6 А	I_ном=630 А	I_ном=630 А	I_ном=630 А
I_дн³I_уд	I_уд=17,5 кА	I_дн=51 кА	I_дн=52 кА	I_дн=52 кА
I_откл³I"	I"=6,7 кА	I_откл=20 кА	-	-
B_т³B_k	B_k=6,7×(0,6+0,01)= =151,8 кА²×с	B_т=20²×3= =1200 кА²×с	B_т=20²×1= =400 кА²×с	B_т=20²×1= =400 кА²×с

Таблица 11.2 - Выбираем линейную панель КСО-298.

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-20/630	РВФЗ-10/400	РВФЗ-10/400
U_ном³U_раб	U_раб=10 кВ	U_ном=10 кВ	U_ном=10 кВ	U_ном=10 кВ
I_ном³I_раб	I_раб=94 А	I_ном=630 А	I_ном=400 А	I_ном=400 А
I_дн³I_уд	I_уд=17,5 кА	I_дн=51 кА	I_дн=41 кА	I_дн=41 кА
I_откл³I"	I"=6,7 кА	I_откл=20 кА	-	-
B_т³B_k	B_т=20²×3= =1200 А²×с	B_т=16²×4= =1024 кА²×с	B_т=16²×4= =1024 кА²×с

Таблица 11.3 - Выбор секционной панели КСО-298

Условие выбора	Расчётные данные	Каталожные данные
		ВВ/TEL-10-20/630	РВФЗ-10/630	РВФЗ-10/630
U_ном³U_раб	U_раб=10 кВ	U_ном=10 кВ	U_ном=10 кВ	U_ном=10 кВ
I_ном³I_раб	I_раб=136,8 А	I_ном=630 А	I_ном=630 А	I_ном=630 А
I_дн³I_уд	I_уд=17,5 кА	I_дн=51 кА	I_дн=52 кА	I_дн=52 кА
I_откл³I"	I"=6,7 кА	I_откл=20 кА	-	-
B_т³B_k	B_k=6,7×(0,6+0,01)= =151,8 кА²×с	B_т=20²×3= =1200 кА²×с	B_т=20²×1= =400 кА²×с	B_т=20²×1= =400 кА²×с

Произведем выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Выбор трансформаторов тока производится по номинальному току и напряжению первичной цепи, классу точности, номинальному току вторичной цепи и номинальной мощности вторичной обмотки.

S₂=S_пр_._б+I²₂∙(r_пр+ r_кон), (11.11)

где r_пр и r_кон - сопротивления проводов и контактов, Ом, r_кон=0,1 Ом;₂ - ток вторичной обмотки, А, I₂=5 А;_пр.б- мощность, потребляемая приборами, В∙А.

(11.12)

Условие электродинамической устойчивости:

. (11.13)

Условие термической устойчивости:

. (11.14)

Выбор трансформаторов напряжения производим по номинальным параметрам, классу точности и нагрузке:

S_ном³S₂=; (11.15)

где Р_S- суммарная активная мощность потребляемая катушками приборов;_S - суммарная реактивная мощность потребляемая катушками приборов.

Р_S=S_прб´cosj_прб (11.16)_S=P_прб´tgj_прб(11.17)

В таблице 11.4 приведем перечень приборов являющихся вторичной нагрузкой трансформаторов напряжение на ЦРП.

Таблица 11.4 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения на РП.

Прибор	Тип прибора	S_обм, ВА	Число обмоток, шт.	cosj	sinj	Число приборов	P_прб, Вт	S_прб, вар
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0	4	8	¾
Счётчик активной энергии	EMS-112 40.3 (А+,R+R-)	8	2	0,38	0,925	1	6,08	14,8
Счётчик реактивной энергии		12	2	0,38	0,925	2	18,24	44,4
Итого:							32,2	59,2

В таблице 11.4 приведем вторичные нагрузки трансформатора тока на стороне 0,4 кВ.

Таблица 11.4 - Вторичная нагрузка трансформатора тока ТП-0.4 кВ.

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	1.5	1.5	1.5
Счётчик активной энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	2.5	¾	2.5
Итого:		4.0	1.5	4.0

Наиболее загруженные фазы А и С.

Устанавливаем на каждой секции РП трансформаторы напряжения НАМИ -10 с классом точности 0,5, S_ном=120 ВА, через предохранители ПКН-10.

Вторичную нагрузку трансформатора тока на РП приведем в таблице 11.5.

Таблица 11.5 - Вторичная нагрузка трансформатора тока на РП.

Прибор	Тип прибора	Нагрузка фаз, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	¾	0.5	¾
Счётчик активной энергии Счётчик реактивной энергии	EMS-112 40.3(А+,R+R-)	2.5 2.5		2.5 2.5
Итого:		5.0	0.5	5.0

Наиболее нагруженными являются трансформаторы тока фаз А и С.

Выбираем трансформаторы тока типа ТПОЛ-10УТ2 S_н=10 ВА.

Тогда по формуле (11.11) :

Параметры трансформатора: I_н1=400 А; I_н2=5 А, i_дин=100 кА;

По условиям электродинамической и термической стойкости, выражения (11.13) и (11.14):

Выбранный трансформатор тока проходит по условиям электродинамической и термической стойкости.

Выберем автоматические выключатели, установленные за трансформаторами цеховых ТП.

Выбор для однотрансорфматорных ТП производим по условию:

, (11.17)

где I_нр- номинальный ток теплового расцепителя выключателя, А.

Выбор для двухтрансформаторных ТП производим по условию:

. (11.18)

Выберем выключатель для подстанции ТП2. По условию (7.17):

По [1] выбираем выключатель ВА 53-43 с I_нр=2500 А, I_н=2500 А. Выбор выключателей для остальных подстанций аналогичен. Данные представим в таблице 11.6.

Таблица 11.6 - Выбор автоматических выключателей

№ ТП	S_т, кВА	I_тп , А	Тип выключателя	I_нр, А	I_н, А
ТП2	2х1000	2020,7	ВА53-43	2500	2500
ТП1, ТП3	1х1000	1443,4	ВА55-41	1600	1600
ТП4	2х630	1273,1	ВА55-41	1600	1280

Номинальные токи секционных выключателей выбираются на ступень ниже, чем номинальные токи вводных автоматов.

Произведем выбор трансформаторов тока типа ТНШЛ с номинальным током первичной обмотки, соответствующим расчётному току за трансформатором для каждой ТП.

Таблица 11.7 - Выбор трансформаторов тока ТНШЛ

№ ТП	S_т, кВА	I_тп , А	Тип трансформатора	I_нтт, А
ТП2	2х1000	2020,7	ТНШЛ-2500/5	2500
ТП1, ТП3	1х1000	1443,4	ТНШЛ-1500/5	1500
ТП4	2х630	1273,1	ТНШЛ-1500/5	1500

Выберем автоматические выключатели для защиты конденсаторных установок. Конденсаторные установки должны иметь защиту от токов КЗ, действующую на отключение без выдержки времени. Номинальный ток БНК определяется по формуле:

(11.19)

Выбор осуществляется с учётом следующего условия:

(11.20)

Для БНК типа АКУ-0,4-425-25У3получаем по (7.19) и (7.20):

Выбираем автомат ВА51-39 с Iна=630 А ,Iнр=500 А. Аналогично для остальных БНК. Результаты расчета сводим в таблицу 11.8

Таблица 11.8 Автоматические выключатели для БНК

ТП	Кол-во	Тип БНК	Q_НОМ, квар	I_НК, А	I_У, А	Автомат
ТП1, ТП3	1	АКУ 0,4-250-25УЗ	250	360,8	469,1	ВА51-39 с Iна=630 А, Iнр=500 А
ТП2	4	АКУ 0,4-175-25УЗ	175	252,6	328,4	ВА51-39 с Iна=630 А, Iнр=400 А
ТП4	4	АКУ 0,4-200-20УЗ	200	288,7	375,3	ВА51-39 с Iна=630 А, Iнр=400 А

12. Расчет электрической сети освещения

Питание осветительной сети предполагается выполнить от близко расположенной двухтрансформаторной подстанции (трансформаторы ТМГ-1000/10). От распределительного устройства ТП питающий кабель осветительной сети подключается к групповому осветительному щитку. От группового осветительного щитка радиальными линиями отходят питающие провода и рядам светильникам и отдельным небольшим помещениям (участкам).

Расстояние от щитков освещения до трансформатора составляет 45 и 43 м .

Рабочее освещение запитываем от Т 1, а аварийное от Т2 по схеме на рисунке 12.1.

Рисунок 12.1 - Схема питания осветительной установки

Для линий освещения применим провода и кабели с алюминиевыми жилами (поскольку помещение цеха с нормальными условиями среды, использование проводов и кабелей с медными жилами технически и экономически не обосновано).

Питающая линия выполнена кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке без защитного покрова. В осветительных установках следует применять кабели, все жилы которых в поперечном сечении одинаковы.

Для нашего случая принимаю кабели АВВГ трех и пяти проводные, которые будут прокладываться непосредственно по строительным элементам зданий с креплением проводников скобами , а в местах где возможно механическое воздействие- на лотках.

а)Определение сечения проводов и кабелей по нагреву

Для безопасности обслуживания осветительной электроустановки все её элементы (металлический корпус светильника, выключателя и другие), подлежащие заземлению, должны быть присоединены к сети защитного заземления. Для выбора защитных аппаратов установленных в групповых осветительных щитках необходимо первоначально определить значение расчётного тока для каждой из групповых линий.

Расчётная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле:

, (12.1)

где К_со - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

К_пра_i -коэффициент, учитывающий потери в ПРА;

Р_ном_i - установленная мощность i-ой лампы, Вт;

n - количество ламп питающихся по линии.

Расчётный ток групповой сети определяют по следующим формулам

а) для трёхфазных линий:

; (12.2)

б) для однофазных линий:

; (12.3)

Для защиты групповых и питающих линий будем использовать автоматические выключатели с комбинированным расцепителем.

Мощность питающей линии определяется следующим образом:

; (12.4)

Ток нагрузки в питающей линии определяется по формуле (12.2) с учётом средневзвешенного коэффициента активной мощности:

; (12.5)

Данные необходимые для проведения расчёта мощности и токов групповых линий приведены в таблице 12.1:

Таблица 12.1

Данные для расчёта групповых линий

№	Светильники освещения	К_СО	К_ПРА	Рл, Вт	N, светильников	n, ламп в светильнике	cos_f
1	Ряд №1	1	1,1	400	7	1	0,5
2	Ряд №2	1	1,1	400	5	1	0,5
3	Ряд №3	1	1,1	400	6	1	0,5
4	Ряд №4	1	1,1	400	4	1	0,5
5	Опера-торская	1	1,2	58	4	2	0,92
6	Кладовая запасных частей	1	1,2	18	3	2	0,92
7	Кладовая инструмента	1	1,2	58	1	1	0,9
8	Трансформаторная	1	1,2	36	3	2	0,92

Для примера произведем расчет первого ряда светильников освещения:

Определяем фактическую мощность по формуле (12.1):

Вт

Так как нагрузка фаз неравномерная(2-А,3-В,2-С) произведем расчет наиболее загруженной фазы к которой присоединены три светильника.

Определяем расчетную мощность фазы по формуле:

Вт

Тогда мощность трехфазной системы будет равна:

Вт

Питание светильников осуществляется по пятипроводной линии. В соответствии с этим расчётный ток линии определяется по формуле:

Принимаем кабель АВВГ-5(1х2,5)-0,66 с I_ДОП=19*0,92=17,48 А.

Определим сечение питающей линии рабочего освещения.

Для определения тока и нагрузки питающего участка осветительной сети рабочего освещения определим суммарную активную мощность групповых линий:

Вт

Далее рассчитываем средневзвешенное значение коэффициента активной мощности:

Определяем ток питающей линии:

А.

Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением 6 мм2 (Iдоп=32*0,92=29,44 А). Принимаем кабель АВВГ-5(1х6)-0,66.

Аналогично определяем сечение питающей линии аварийного освещения.

Определяем ток питающей линии:

А.

Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2 (Iдоп=19*0,92=17,48 А). Принимаем кабель АВВГ-5(1х2,5)-0,66.

Таблица 12.2

Результаты расчета тока линии и выбранное сечение линий(рабочее освещение)

№	Светильники освещения	cos_f	Рроф, Вт	Рро, Вт	Iро, А	Число фаз	q_доп,мм²
1	Ряд №1	0,5	3080	3960	11,48	3	2,5
2	Ряд №2	0,5	2200	2640	7,65	3	2,5
3	Ряд №3	0,5	2640	2640	7,65	3	2,5
4	Ряд №4	0,5	1760	2640	7,65	3	2,5
5	Операторская	0,92	-	477,6	2,257	1	2,5
6	Кладовая запасных частей	0,92				1	2,5
7	Кладовая инструмента	0,9				1	2,5
8	Трансформаторная	0,92	-	172,8	0,82	1	2,5

Таблица 12.3

Результаты расчета тока линии и выбранное сечение линии(авар-ное освещение)

№	Светильники освещения	cos_f	Рро, Вт	Iро, А	Число фаз	q_доп,мм²
1	ряд 2	0,5	880	7,652	1	2,5
2	ряд 3	0,5	453,2	3,339	1	2,5
3	Трансформаторная	0,92	86,4	0,408	1	2,5
4	Указатель”Выход”	0,9	0,0132	0,064	1	2,5

Также необходимо произвести выбор осветительных щитков и мест их расположения. Осветительные щитки предназначены для приёма и распределения электроэнергии в осветительных установках, для управления освещением, а также для защиты групповых линий при длительных перегрузках и коротких замыканиях. Щитки выбираются с учётом условий окружающей среды, количества присоединяемых к ним линий, их расчётных токов и требуемых защитных аппаратов.

Исходя из вышесказанного принимаем:

Для рабочего освещения

В щитке рабочего освещения требуется 14автоматов: 4ряда цеха(4х3) и два ответвления -к трансформаторной и операторской. Исходя из расчётного тока осветительной сети рабочего освещения и количества присоединений выбираем для установки щиток серии ЩО8505-1215 (схема №12) с номинальным напряжением 380 В, с зажимами на вводе. Количество однополюсных автоматов на групповых линиях ВА61F29-1В -15 штук(один резервный).

Для аварийного освещения

В щитке аварийного освещения требуется 4 автомата. Исходя из расчётного тока и количества присоединений выбираем для установки щиток серии ЩО8505-0206(схема № 02) с зажимами на вводе. Количество однополюсных автоматов на групповых линиях ВА61F29-1В -6 штук (два резервных).

Таблица 12.4

Выбор автоматов рабочего освещения

Помещение Число фазРро,

ВтIро,

АI_з

----

I_роТип выключателя А АК_ТОI_ср.рас.,

А
ряд 1	0,5	3	3960	11,48	1,4	3хВА61F29-1В	63	6,3	3	18,9
ряд 2	0,5	3	2640	7,65	1,4	3хВА61F29-1В	63	4	3	12
ряд 3	0,5	3	2640	7,65	1,4	3хВА61F29-1В	63	4	3	12
ряд 4	0,5	3	2640	7,65	1,4	3хВА61F29-1В	63	4	3	12
Оперская и склады	0,92	1	477,6	2,257	1,0	ВА61F29-1В	63	2,5	3	7,5
Трансформаторная	0,92	1	172,8	0,82	1,0	ВА61F29-1В	63	1	3	3

Таблица 12.5

Выбор автоматов аварийного освещения

Помеще-ние Число фазРро,

ВтIро,

АI_з

----

I_роТип выклю-чателя, А АК_ТОI_ср.рас.,

А
ряд 2	0,5	1	880	7,652	1,4	ВА61F29-1В	63	12,5	3	37,5
ряд 3	0,5	1	453,2	3,339	1,4	ВА61F29-1В	63	5	3	15
Трансформаторная	0,92	1	86,4	0,408	1,0	ВА61F29-1В	63	0,5	3	1,5
Указатель ”Выход”	0,92	1	0,0132	0,064	1,0	ВА61F29-1В	63	0,5	3	1,5

Примечание: - минимальное отношение тока защиты к расчётному току линии по табл.11.1, [2]

б) Определение сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения

Механическая прочность обеспечивается применением проводов и кабелей алюминиевые жилы которых должны быть не менее 2,5 мм² в сечении.

Наибольшее значение при выборе сечения жил проводов и кабелей является условие обеспечение допустимой потери напряжения.

Допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети рассчитывают по формуле:

, (12,6)

где U_хх - номинальное напряжение при холостом ходе трансформатора (105%);

U_min - минимально допустимое напряжение у наиболее удалённых ламп;

ΔU_т - потери напряжения в трансформаторе.

Потери напряжения в трансформаторе (при S_т=1000 кВ∙А) вычисляются по формулам:

; (12.7)

; (12.8)

. (12.9)

Сечение проводов осветительной сети определяют по формуле

, (12.10)

где М - момент нагрузки, кВт∙м;

с - коэффициент, определяемый в зависимости от системы напряжения, системы сети и материала проводника.

В общем случае момент нагрузки вычисляют по формуле:

, (12.11)

где Р_ро - расчётная нагрузка, кВт;

L - длина участка, м.

Если группа светильников одинаковой мощности присоединена к линии с равными интервалами, то

, (12.12)

где L₁- расстояние от осветительного щитка до первого светильника, м.

n - число светильников, шт.

Если линия состоит из нескольких участков с одинаковым сечением и различными нагрузками, то суммарный момент нагрузки равен сумме моментов нагрузок отдельных участков.

Рис 12.1. Схема групповой осветительной линии.

Для линии, показанной на рис. 12.1, суммарный момент нагрузки:

. (12.13)

При разных сечениях проводников на участке сети суммарные потери напряжения определяются по выражению:

. (12.14)

Полученное значение ΔU сравнивается с ΔU_р:

ΔU ΔU_р. (12.15)

При расчёте разветвлённой осветительной сети на минимум проводникового материала сечение проводников для участка сети до разветвления равно:

, (12.16)

где М_прив - приведённый момент нагрузки.

Приведённый момент определяют по формуле:

, (12.17)

где ∑М - сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов линии, что и на данном участке, Вт∙м;

∑α∙m - сумма приведённых моментов участков с другим числом проводов, Вт∙м;

α - коэффициент приведения моментов (для однофазного ответвления равен 1,85).

Определив по М_прив и ΔU_р сечение проводника участка (его округляют до стандартного большего), по q и фактическому моменту участка вычисляются действительное значение потери напряжения на участке:

. (12.18)

Последующие участки рассчитываются аналогично по оставшейся потере напряжения:

. (12.19)

Питание всего цеха и сети рабочего освещения осуществляется от двухтрансформаторной подстанции. На подстанции установлены трансформаторы ТМГ-1000, имеющий следующие паспортные данные: Ркз=10,8 кВт; Uк=5,5%. Трансформаторы работают с коэффициентом мощности cosф=0,8. Загрузка трансформатора подстанции - b=0,76.

Исходя из схемы снабжения рассчитаем коэффициент загрузки трансформатора от которого питается рабочее освещение.

Расчётная осветительная нагрузка для ламп ДРИ:

P_p_ДРИ=1,1*23*0,4=10,12 кВт.

Расчётная осветительная нагрузка для ЛЛ: P_p_ЛЛ=0,65 кВт

Полная нагрузка освещения ламп ДРИ:

Полная нагрузка освещения ЛЛ:

Реактивная составляющая осветительной нагрузки ламп ДРИ:

Реактивная составляющая осветительной нагрузки ЛЛ:

Учитывая коэффициент загрузки трансформатора определим полную силовую нагрузку:

Активная и реактивная силовая нагрузка трансформаторов была рассчитана при их выборе :

;

Полная мощность трансформатора с учетом осветительной нагрузки:

Коэффициент загрузки трансформатора с учетом освещения:

Коэффициент мощности нагрузки трансформатора с учётом освещения:

Потеря напряжения в процентах в питающем трансформаторе определяем по выражению:

Допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети рассчитываем по формуле:

Таким же образом рассчитываем допустимую потерю напряжения для трансформатора к которому присоединено аварийное освещение. Из-за малой нагрузки аварийного освещения (менее 1,5 кВт)рассчитаем фактическую потерю напряжения в трансформаторе.

Тогда допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети аварийного освещения:

Рабочее освещение:

Приведем схему осветительной сети:

Рис. 12.2. Схема осветительной сети рабочего освещения

Для линии, питающей один осветительный щиток, Кс=1. В этом случае ее расчётная нагрузка:

Вт.

Расчётные активные нагрузки были определены в предыдущем пункте, тогда момент питающей линии по формуле :

кВт.м.

Вычисляем собственные моменты линий:

Цех диффузии (ряд 2):

Ряд2: .

Ряд3: .

Ряд4: .

Операторская и склады: .

Трансформаторная: .

Приведенный момент для питающей линии считаем по формуле:

Далее рассчитаем минимальное сечение питающих проводников из условия минимума проводникового материала по формуле (12.16):

мм² .

Выбираем ближайшее большее значение из стандартного ряда сечений для кабелей АВВГ - 5(1х4) мм2.

А.

В результате исходя из трёх перечисленных условий следует выбрать большее из выбранных сечений и принять его как окончательное - q_пит=6 мм2 (Iдоп=29,4 А). После окончательного выбора сечения проводников питающей линии следует определить действительное значение потери напряжения в питающей линии по формуле (12.18). А затем рассчитать допустимую потерю напряжения в групповых линиях по формуле (2.19).

Аналогично производиться выбор сечений и для всех остальных групповых линий.

Ряд 1:

Ряд 2:

Ряд 3:

Ряд 4:

Операторская и склады:

Трансформаторная:

Результаты сведены в таблицу 12.6.

Аварийное освещение:

Рис. 12.3. Схема осветительной сети аварийного освещения

Линия аварийного освещения питается от трансформаторов цеха (принимаем длину 43 м).

Ее расчётная нагрузка:

Вт_пит.а=43∙1,433=61,619 кВт∙м.

Вычисляем собственные моменты линий:

Цех ряд №2:

Цех ряд №3:

Трансформаторная:

Указатель ”Выход”:

Приведенный момент для питающей линии аварийного освещения считаем по формуле:

Допустимое значение потерь напряжения в аварийной сети было рассчитано выше и равно:

мм²

Выбираем ближайшее большее значение из стандартного ряда сечений для кабелей АВВГ - 5(1х2,5) мм2.

Проводник по условию допустимого тока рассчитали в предыдущем пункте .

А.

Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2 (Iдоп=19*0,92=17,48 А). Принимаем кабель АВВГ-5(1х2,5)-0,66. В результате исходя из трёх перечисленных условий следует выбрать большее из выбранных сечений и принять его как окончательное - q_пит=2,5 мм2. После окончательного выбора сечения проводников питающей линии следует определить действительное значение потери напряжения в питающей линии по формуле (2.18). А затем рассчитать допустимую потерю напряжения в групповых линиях по формуле (2.19).

Аналогично производиться выбор сечений и для всех остальных групповых линий.

Цех ряд №2:

Цех ряд №3:

Трансформаторная:

Указатель ”Выход”:

Результаты сведены в таблицу 12.7.

Таблица 12.6

Выбор сечений проводов групповых линий рабочего освещения

Групповая линия к светильникам Рро, Вт Iро, А М, кВт.м С qмин мм2q_

мм2q_Iдоп,

мм2q механ.пр., мм2q_принятое, мм2Iдоп, A


ряд 1	3960	11,48	143,836	48	0,99	2,5	2,5	2,5	2,5	17,48	1,199
ряд 2	2640	7,65	106,92	48	0,74	2,5	2,5	2,5	2,5	17,48	0,891
ряд 3	2640	7,65	149,952	48	1,04	2,5	2,5	2,5	2,5	17,48	1,25
ряд 4	2640	7,65	104,104	48	0,723	2,5	2,5	2,5	2,5	17,48	0,867
Опер-ская и склады	477,6	2,257	67,123	8	2,79	4	2,5	2,5	4	27	2,09
Трансфор-маторная	172,8	0,82	6,86	8	0,283	2,5	2,5	2,5	2,5	19	0,343

Таблица 12.7

Выбор сечений проводов групповых линий аварийного освещения

Групповая линия к светильникам Рро, Вт Iро, А М, кВт.м С q_мин

мм2q_,

мм2q_Iдоп,

мм2q механ.пр., мм2q_принятое, мм2Iдоп, A


ряд 2	880	7,652	43,776	8	0,987	2,5	2,5	2,5	2,5	19	2,19
ряд 3	453,2	3,339	26,364	8	0,594	2,5	2,5	2,5	2,5	19	1,32
Трансформаторная	86,4	0,408	2,664	8	0,06	2,5	2,5	2,5	2,5	19	0,133
Указатель”Выход”	0,0132	0,064	0,289	8	0,065	2,5	2,5	2,5	2,5	19	0,014

в)проверка выбранного сечения проводов и кабелей на соответствие защитным аппаратам

Выбранное сечения проводников должны соответствовать их защитным аппаратам, что проверяется по условию:

где Kз- кратность длительно допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата;

Iз- номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарат.

В данном случае принимаем Kз=1.

Таблица 12.8

Помещение	Кабель	Iдоп, А	Iз, А	Выполнение условия	Принимаем окончательно
Рабочее освещение
ряд 1	АВВГ-5х2,5-0,66	17,48	6,3	+	АВВГ-5х2,5-0,66
ряд 2	АВВГ-5х2,5-0,66	17,48	4	+	АВВГ-5х2,5-0,66
ряд 3	АВВГ-5х2,5-0,66	17,48	4	+	АВВГ-5х2,5-0,66
ряд 4	АВВГ-5х2,5-0,66	17,48	4	+	АВВГ-5х2,5-0,66
Опер-ская и склады	АВВГ-3х4-0,66	27	2,5	+	АВВГ-3х4-0,66
Трансфор-маторная	АВВГ-3х2,5-0,66	19	1	+	АВВГ-3х2,5-0,66
Аварийное освещение
ряд 2	АВВГ-3х2,5-0,66	19	12,5	+	АВВГ-3х2,5-0,66
ряд 3	АВВГ-3х2,5-0,66	19	5	+	АВВГ-3х2,5-0,66
Трансформаторная	АВВГ-3х2,5-0,66	19	0,5	+	АВВГ-3х2,5-0,66
Указатель ”Выход”	АВВГ-3х2,5-0,66	19	0,5	+	АВВГ-3х2,5-0,66

13. Релейная защита и автоматика

13.1 Выбор устройств релейной защиты и автоматики элементов электроснабжения завода

Согласно требованиям ПУЭ и ПТЭ проектируются к установке следующие виды РЗиА для элементов электроснабжения завода:

а) на кабельных линиях питающих РП предприятия от ГПП 110/10 кВ установим максимальную токовую защиту (МТЗ), токовую отсечку (ТО) без выдержки времени, автоматическое повторное включение (АПВ);

б) на секционном выключателе (выключатель марки ВВ/TEL/10/20/630) РП предприятия установим МТЗ и автоматический ввод резерва (АВР);

в) для защиты отходящих от РП к ТП магистралей примем к установке МТЗ, ТО без выдержки времени, защиту от замыканий на землю, токовую защиту нулевой последовательности от однофазных КЗ на землю в сети 0,4кВ;

г) Для защиты блока «линия - трансформатор» примем к установке МТЗ, ТО без выдержки времени, защиту от замыканий на землю, токовую защиту нулевой последовательности от однофазных КЗ на землю в сети 0,4кВ;

д) защита секций и АВР на стороне 0,4кВ ТП осуществляется автоматическими выключателями (выбор автоматических выключателей был произведён в одиннадцатом разделе дипломного проекта);

е) защита элементов в сети 0,4кВ. Основной защитой в таких сетях является токовая защита. Защита осуществляется плавкими предохранителями и автоматическими выключателями, выбор которых был произведен в третьем разделе дипломного проекта.

13.2 Определение параметров срабатывания устройств РЗиА элементов электроснабжения завода

Так как объем дипломного проекта не предусматривает выбор параметров срабатывания релейной защиты и автоматики для всех элементов схемы, то в качестве примера, выберем параметры защиты секционного выключателя на РП блока вспомогательных цехов.

Схема работает на постоянном (выпрямленном) оперативном токе. Источником оперативного переменного тока 220 В для питания цепей сигнализации, автоматики служат трансформаторы собственных нужд. Источником постоянного оперативного тока служит блок питания ВВ/TEL-20/630У3. В схеме ввода имеются специальные обмотки трансформаторов тока для подключения блоков питания.

Расчет МТЗ ведется в следующей последовательности.

Ток срабатывания защиты:

(13.1)

где - коэффициент отстройки реле;

- коэффициент возврата реле;

- коэффициент самозапуска электродвигателей.

Ток срабатывания реле МТЗ, А

(13.2)

где к_СХ - коэффициент схемы;

n_Т - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Ток срабатывания защиты можно принять:

(13.3)

где I_Н - номинальный рабочий ток.

Номинальный рабочий ток определяется:

, (13.4)

где S_Н- номинальная мощность, принимаем равной мощности подключенных к секции трансформаторов, кВ^.А;

U_Н-номинальное напряжение, кВ;

Определяется коэффициент чувствительности защиты при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме работы:

(13.5)

где I_P_MIN - минимальный ток в реле при двухфазном КЗ, А, определяемый как:

(13.6)

где - трехфазный ток короткого замыкания.

По (13.3) номинальный ток равен:

Ток срабатывания защиты определяем по (13.3):

Ток срабатывания реле МТЗ по (13.2):

Минимальный ток в реле при двухфазном КЗ по (13.6):

Определяется коэффициент чувствительности защиты по (13.5):

Условие выполняется, МТЗ будет успешно срабатывать.

Для обеспечения селективной работы МТЗ принимаем выдержку времени защиты отходящих линий равной t_{сз л} = 0,6 с. Выдержка времени МТЗ на секционном выключателе должна быть на ступень больше выдержки времени защиты отходящих линий.

t_сз = t_{сз л} + D t = 0,6 + 1,0 =1,6 с

Время действия АВР выбирается по условиям:

) по условию отстройки от времени срабатывания защит, в зоне действия которых КЗ могут вызвать снижение напряжения:

(13.6)

где t₁ - наибольшее время срабатывания защит присоединений, отходящих от шин;

Dt - ступень селективности, Dt = 0,6с для реле типа ЭВ.

) по условию согласования с другими видами устройств противоаварийной автоматики.

Принимаем время срабатывания АВР по (13.6) равным:

На листе 6 графической части показана принципиальная схема релейной защиты секционного выключателя на РП 10 кВ. Коротко опишем работу схемы защиты.

Релейная защита и автоматика секционного выключателя осуществляется блоком А (блок релейной защиты IPR-A), который осуществляет функцию «токовой отсечки», действующей некоторое время после включения секционного выключателя Q3 и «МТЗ» с выдержкой времени. Блок А также производит АВР выключателя и контролирует положение разъединителей QS1,QS2 и выключателя Q3.

В схеме имеется возможность ручного управления выключателем Q3 с помощью переключателя SA1 и кнопок SB1,SB2.

Контроль неисправностей питания осуществляется с помощь сигнальной лампы SB3. При отключенном выключателе и отсутствии неисправностей во вторичных цепях горят сигнальные лампы HL2 и HL4.

Для контроля температуры служит термостат SK1.

Коротко опишем работу схемы защиты.

При отключении одного из рабочих вводов (выключатель Q1 или Q2) срабатывает промежуточное реле KL2 и KL4. Реле KL4 своим контактом KL4 включает блок релейной защиты А. Реле KL2 подает сигнал на блок управления выключателем AF3 и выключатель включается. При включении Q3 гаснет сигнальная лампа HL2 и загорается HL1. Если включение выключателя произошло на короткое замыкание, то блок А функцией «токовой отсечки» отключит выключатель без выдержки времени и запретит его повторное включение. Если КЗ произошло через некоторое время после включения выключателя, то блок А функцией «МТЗ» отключит выключатель через промежуточное реле KL2 с выдержкой времени.

14. Электрические измерения, учет и экономия электроэнергии

Электрические измерения в сети электроснабжения предприятия необходимы для учета потребляемой электроэнергии, определение величин характеризующих режимы работы оборудования.

Установка амперметра производится в цепях, в которых необходим контроль тока (ввод РП, трансформаторы, отходящие линии, перемычки между секциями сборных шин, конденсаторные установки, некоторые электроприемники). При равномерной нагрузке обычно ток измеряется только в одной фазе. При неравномерной измерения производятся в каждой фазе раздельно.

Измерение напряжения производится на каждой секции сборных шин РП и ТП. В трехфазных электроустановках обычно производится измерение одного междуфазного напряжения. В сетях с изолированной нейтралью вольтметры используются также для контроля изоляции. Для этой цели применяются три вольтметра, включаемые на фазные напряжения через измерительный трансформатор типа НАМИ, присоединенный к секции РП.

На предприятии различают расчетный (коммерческий) и технический (контрольный) учет электроэнергии.

Расчетный учет электроэнергии предназначен для осуществления денежных расчетов за отпущенную потребителям электроэнергию. Устанавливаемые для этого электрические счетчики называются расчетными. Основные положения по организации и осуществлению расчетного учета на предприятиях заключаются в следующем:

расчетные счетчики активной и реактивной энергии установлены на границе раздела (по балансовой принадлежности) электроснабжающей организации и предприятия;

счетчики реактивной энергии установлены на тех же элементах схемы, что и счетчики активной электроэнергии;

счетчики активной энергии имеют класс точности 0,5; класс точности счетчика реактивной энергии выбирается на одну ступень ниже класса точности счетчика активной энергии;

для предприятия, рассчитывающегося с электроснабжающей организацией по двухставочному тарифу, предусмотрена установка счетчика с указанием максимума нагрузки при наличии одного пункта учета, при двух и более пунктах - применение автоматизированных систем учета электроэнергии.

Технический учет предназначен для контроля расхода электроэнергии внутри предприятия. Приборы технического учета находятся в ведении самих потребителей. Для их установки и снятия разрешения электроснабжающей организации не требуется. Для технического учета используются приборы класса точности 1,0, которые устанавливаются на низкой стороне ТП.

Правильное построение системы учета и контроля электропотребления способствует снижению нерационального расхода электроэнергии и облегчает составление электрических балансов, являющихся основой для анализа состояния электрического хозяйства и выявления возможных резервов экономии энергоресурсов на предприятии.

Камеры КСО-КС-298 комплектуются изготовителем процессорными защитами MIKOM (МТЗ и токовая защита от замыканий на землю), МТЗ-610 (МТЗ, защита от замыканий на землю, одно- и двухкратное АПВ), SEPAM 1000+.

Для учета электроэнергии на заводе устанавливаем систему информационно - измерительную многоуровневого энергоконтроля СИМЭК. Данная автоматизированная система обеспечивает расчетный и технический учет электроэнергии, контроль и фиксацию превышения лимита электропотребления и максимальной получасовой мощности, а также позволяет обрабатывать информацию по сменной программе с выдачей результатов на табло или печатающее устройство.

Перечень измерительных приборов и места их установки указаны в таблице 14.1.

Таблица 14.1 - Контрольно-измерительные приборы и места их установки

Цепь	Перечень приборов
Кабельная линия 10 кВ, питающая РП завода	Амперметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии
Кабельная линия 10 кВ, питающая ТП цеха	Амперметр
Сборные шины 10 кВ	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения, три вольтметра для измерения фазного напряжения
Трансформатор цеховой подстанции	Амперметр в каждой фазе, счетчик активной и реактивной энергии
Сборные шины 0,38/0,22 кВ	Вольтметр для измерения междуфазного напряжения
Секционный выключатель	Амперметр
Цепь БНК	Амперметр

Правильное построение системы учета и контроля электропотребления способствует снижению нерационального расхода электроэнергии. Для снижения расхода электроэнергии на предприятии внедряют частотные электроприводы на печах сушки выемных частей трансформаторов, энергосберегающую технологию изготовления дросселей для ламп ДНаТ, утепление фасада производственных корпусов.

15. Технико-экономический расчёт

.1 Организация управления энергохозяйством

На кабельном заводе применяется централизованное построение энерго-ремонтной службы.

При централизованной организации ремонтно-эксплуатационной службы повышена ответственность отдела главного энергетика и энергоцеха за состояние цехового электрооборудования и электрических сетей. При этом обеспечивается более квалифицированная работа ремонтно-эксплуатационных участков, повышается контроль над состоянием электрических сетей и оборудования, их эксплуатацией, а также качеством выполняемых ремонтных работ и использованием рабочей силы.

Категорию энергохозяйства кузнечного корпуса определяем по общей расчетной активной мощности кузнечного корпуса тракторного завода. Тогда, энергохозяйство завода имеет 3 категорию. На рисунке 15.1 приведена общая схема организационной структуры отдела главного энергетика (ОГЭ).

Основные функции главного энергетика:

2 непосредственное административное и техническое руководство ОГЭ и энергоцеха;

3 техническое и методическое руководство службами цеховых энергетиков;

4 надзор за правильной эксплуатацией электрооборудования;

5 нормирование энергоресурсам и их рациональное использование.

Рисунок 15.1 - Схема организационной структуры ОГЭ

Штат ОГЭ включает в себя:

6 главный энергетик - 1 чел.;

7 бюро планирования, экономика и ППР - 1 чел.;

8 проектно-конструкторское бюро - 1 чел.;

9 теплосантехническое бюро - 1 чел.;

10 вентиляционное бюро - 1 чел.;

итого инженерно-технических работников - 5 чел.

11 количество служащих - 0 чел.;

общий штат ОГЭ - 5 чел..

Штат ИТР лабораторий ОГЭ отсутствует.

В функции бюро планирования, экономики и ППР входят:

· учет энергетического оборудования и сетей, состоящих на балансе предприятия и находящихся в эксплуатации, на складах и в движении на предприятии; выдача разрешения на перемещение оборудования; разработка и внедрение классификаторов оборудования и сетей;

· оформление ввода в эксплуатацию и списание в установленном порядке энергетического оборудования и сетей; разработка и конкретизация отдельных нормативов системы ППР применительно к условиям предприятия;

· ведение ремонтной картотеки;

· составление годовых, сезонных и ежемесячных планов ППР энергетического оборудования и сетей.

Основной задачей проектно - конструкторского бюро электробюро является техническое обеспечение эксплуатации, ремонтных и монтажных работ, ведущихся энергетическим цехом. В этих целях бюро выполняет следующие функции:

· составление и корректировка исполнительных чертежей, схем и кабельных журналов на все эксплуатируемые электросети и установки;

· разработка и внедрение единой по предприятию системы нумерации сетей, сетевых устройств, технической документации;

· обеспечение эксплуатационных и ремонтных участков принципиальными, развернутыми и монтажными схемами на электрооборудование.

Теплосантехническое бюро выполняет те же функции, что и проектно-конструкторское бюро, но для теплового и сантехнического хозяйства предприятия. Оно помимо проектно-конструкторских функции несет функции инспекторского контроля, а также функции наладки соответствующего оборудования и сетей.

Вентиляционное бюро несёт функции, аналогичные функциям теплосантехнического бюро, но для вентиляционного хозяйства предприятия.

Диспетчерское управление энергохозяйством является одной из важных форм оперативного вмешательства в выполнение сменно-суточных заданий на отдельном рабочем месте, участке и предприятия в целом.

Схема оперативно-диспетчерского управления энергохозяйством представлена на рисунке 15.2.

Диспетчирование в энергохозяйстве заключается в осуществлении непрерывного контроля и координировании работы отдельных элементов схемы электроснабжения, теплоснабжения, неполадок, возникающих в процессе эксплуатации.

В функции диспетчерской службы входят:

- систематический контроль и обеспечение ритмичности выполнения производственной программы по количеству, ассортименту, дате выпуска продукции

- координация работы производственных цехов и решение текущих вопросов по выпуску продукции

- предупреждение и оперативное устранение аварий.

Рисунок 15.2 - Схема оперативно-диспетчерского управления в энергохозяйстве, ДП - дежурный персонал.

Дежурный энергетик подчинен дежурному диспетчеру завода, административно и технически главному энергетику, а по линии управления электрическими и тепловыми сетями, связывающими предприятие с энергосистемой, диспетчеру электрических сетей и диспетчеру тепловых сетей.

В соответствии с производственными инструкциями дежурный энергетик руководит переключениями в заводских сетях, осуществляет контроль за запуском большого электрооборудования, выводит и вводит на ремонт электрооборудование. В аварийных ситуациях руководит операциями по ликвидации авариями с вызовом персонала и руководства.

15.2 Планирование ремонтных работ и технического обслуживания в цехе РМЦ

Для текущего ремонта электрооборудования проектируемого цеха разрабатываем годовой план-график планово-предупредительного ремонта (ППР).

Годовая трудоемкость ремонта и техобслуживания по цеху

Q_у= Q_кр^год+Q_тр^год+Q_то^год, (15.1)

где Q_кр^год - годовая трудоемкость капитального ремонта, чел×ч;

Q_тр^год - годовая трудоемкость текущего ремонта, чел×ч;

Q_то^год - годовая трудоемкость техобслуживания, чел×ч;

Годовую трудоемкость определим по выражениям:

Q_кр^год= Q_кр^пл/Т_пл, (15.2)

где Q_кр^пл - плановая трудоемкость капитального ремонта, чел×ч;

Т_пл - плановая продолжительность ремонтного цикла, лет.

Q_тр^год=n_тр^пл×Q_тр^пл, (15.3)

где Q_тр^пл - плановая трудоемкость текущего ремонта, чел×ч;

n_тр^пл - плановое количество текущих ремонтов в год

n_тр^пл= , (15.4)

где t_пл - плановая продолжительность межремонтного периода, мес;

Q_то^год= 1,2Q_тр^пл×К_см, (15.5)

где К_см - сменность работы рассматриваемой единицы оборудования.

Для обеспечения расчетов по станочному, подъемно-транспортному оборудованию допускаем использовать имеющиеся нормативы ремонтосложности В из [8] с последующим переводом полученной трудоемкости в принятую систему ППР [10].

Для текущих ремонтов в этом случае трудоемкость Q_тр^пл можно определить по выражению:

Q_тр^пл= 4,0×1,9×В, (15.6)

где число 4,0 представляет норму трудоемкости (чел×ч), приходящуюся на одну ремонтную единицу; число 1,9 - переводной коэффициент.

Аналогично для капитальных ремонтов:

Q_кр^пл=15×0,6×В, (15.7)

где число 15 представляет норму трудоемкости (чел×ч), приходящуюся на одну ремонтную единицу; число 0,6 - переводной коэффициент.

Плановые продолжительности ремонтного цикла Т_пл и межремонтного периода t_пл по находим выражениям:

Т_пл= Т_табл×b_к×b_р×b_u×b_о×b_с; (15.8)

t_пл= t_табл×b_к×b_р×b_u×b_о×b_с, (15.9)

где b_к - коэффициент, учитывающий коллекторность машины. В рассматриваемом цехе коллекторные машины не применяются, b_к=1;

b_u - поправочный коэффициент использования, зависящий от фактического и табличного коэффициентов использования;

b_р - коэффициент сменности. Определяется как:

b_р=2/К_см, (15.10)

b_о - коэффициент, учитывающий, является ли оборудование основным;

b_с - коэффициент, учитывающий относится оборудование к передвижным, b_с=1.

Для проектируемого цеха по [6] К_и^таб= 0,25, Т_ТАБ=12 лет, t_ТАБ=12 мес; К_СМ=2.

Поправочный коэффициент использования определяется отношением

К_и^фак/К_и^таб по [10], для универсально-фрезерного станка 0,14/0,25=0,56 b_И= 1,25.

Коэффициент сменности по (15.10):

b_Р= 2/2 = 1.

Плановые продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода по (15.8) и (15.9):

Т_ПЛ= 12×1×1×1,22×1×1= 15;

t_ПЛ= 12×1×1×1,25×1×1=15.

Произведём пример расчета трудоемкостей для установленного в проектируемом цехе универсально-фрезерного станка (модель 6Т82-1), К_u^фак=0,14.

По [6] определяем ремонтосложность для данного типа оборудования, В=7.

Трудоемкость текущего ремонта по (15.6):

Q_тр^пл= 4,0×1,9×7,0 = 53,2 чел×ч.

Для капитального ремонта по (15.7):

Q_кр^пл= 15×0,6×7,0 = 63,0 чел×ч.

Годовые трудоемкости по (15.2), (15.3) и (15.5):

Q_кр^год= 63,0/15 = 4,2 чел×ч;

Q_тр^год=0,92×53,2 = 48,8 чел×ч;

n_тр^пл= =0,92;

Q_то^год= 1,2×53,2×2 = 127,7 чел×ч.

Расчет трудоемкостей по остальному оборудованию аналогичен, результаты сводим в таблицу 16.2, в таблице 16.1 - исходные данные к расчету.

Заполнение граф месяцев годового план графика планово-предупредительного ремонта делаем таким образом, чтобы суммарные помесячные трудоемкости между собой различались незначительно, для равномерной загрузки ремонтных рабочих.

Таблица 15.1- Исходные данные для расчёта трудоемкости ремонтов и техобслуживания оборудования.

Тип и модель электрооборудования	Количество, ед	К_u^фак	К_u^таб	Т_таб, лет	t_таб, мес	b_к	b_р	b_u	b_{о р.ц/мж.п}	b_с	Т_пл, лет	t_пл, мес	В
Вертикально-сверлильный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	8
Вертикально-фрезерный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	15
Пресс-комплекс	3	0,2	0,25	12	12	1	1	1,08	1	1	13	13	8,5
Точильно-шлифовальный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	43
Токарно-винторезный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	11,5
Роликовые ножницы	2	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	10,5
Плоскошлифовальный	3	0,35	0,25	12	12	1	1	0,7	1	1	9	9	32,5
Универсально-плоскошлифовальный	3	0,35	0,25	12	12	1	1	0,7	1	1	9	9	37
Универсально-круглошлифовальный	3	0,35	0,25	12	12	1	1	0,7	1	1	9	9	37
Пресс винтовой	2	0,22	0,25	12	12	1	1	1	1	1	12	12	8,5
Кран-балка	2	0,35	0,25	12	12	1	1	0,7	1	1	9	9	16
Настольно-сверлильный	2	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	8
Токарно-револьверный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	11,5
Вертикально-сверлильный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	8
Вертикально-сверлильный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	8
Токарно-винторезный	2	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	11,5
Настольно-сверлильный	3	0,16	0,25	12	12	1	1	1,22	1	1	15	15	9
Обдирочно-шлифовальный	3	0,35	12	12	1	1	0,7	1	1	9	9	16

Таблица 15.2 - Трудоемкости ремонтов и техобслуживания оборудования.

Тип и модель оборудования	Количество, ед.	n^ПЛ_тр	Q^пл_кр, чел×ч	Q^пл_тр, чел×ч	Q^год_кр, чел×ч	Q^год_тр, чел×ч	Q^год_то, чел×ч
Вертикально-сверлильный	3	0,73	72,0	60,8	6,8	5,0	145,9
Вертикально-фрезерный	3	0,73	135,0	118,5	7,9	86,5	284,4
Пресс-комплекс	3	0,85	76,5	67,2	6,2	57,1	161,2
Точильно-шлифовальный	3	0,73	387,0	339,7	22,6	248,0	815,3
Токарно-винторезный	3	0,73	103,5	90,9	6,1	66,3	318,0
Роликовые ножницы	2	0,73	94,5	83,0	5,5	60,6	199,1
Плоскошлифовальный	3	1,22	292,5	256,8	28,5	313,2	616,2
Универсально- плоскошлифовальный	3	1,22	333,0	292,3	32,5	356,6	701,5
Универсально- круглошлифовальный	3	1,22	333,0	292,3	32,5	356,6	701,5
Пресс винтовой	2	0,92	76,5	67,2	5,6	61,8	161,2
Кран-балка	2	1,22	144,0	126,4	14,0	154,2	303,4
Настольно-сверлильный	2	0,73	72,0	63,2	4,2	46,1	151,7
Токарно-револьверный	3	0,73	103,5	90,9	6,1	66,3	218,0
Вертикально-сверлильный	3	0,73	72,0	63,2	4,2	46,1	151,7
Вертикально-сверлильный	3	0,73	72,0	63,2	4,2	46,1	151,7
Токарно-винторезный	2	0,73	103,5	90,9	6,1	66,3	218,0
Настольно-сверлильный	3	0,73	81,0	71,1	4,7	51,9	170,6
Обдирочно-шлифовальный	3	1,22	144	126,4	14,0	154,2	303,4

Таблица 15.3-План-график проведения планово-предупредительных ремонтов на 2010 год.

№ п/п	Наименование оборудования	Т_ПЛ, лет	t_ПЛ, мес	Q_ТР,ПЛчел ч	n_ТР,ГОДшт	Q_ТР,ГОД чел ч	Q_КР,ПЛчел ч	Q_КР,ГОДчел ч	Q_ТО,ГОД чел ч	Месяцы
										1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Вертикально-сверлильный	15	15	60,8	0,73	5,0	72,0	6,8	145,9												60,8
2	Вертикально-сверлильный	15	15	60,8	0,73	5,0	72,0	6,8	145,9				60,8
3	Вертикально-фрезерный	15	15	118,5	0,73	86,5	135,0	7,9	284,4							118,5
4	Вертикально-фрезерный	15	15	118,5	0,73	86,5	135,0	7,9	284,4								118,5
5	Вертикально-фрезерный	15	15	118,5	0,73	86,5	135,0	7,9	284,4	118,5
6	Пресс-комплекс	13	13	67,2	0,85	57,1	76,5	6,2	161,2												67,2
7	Пресс-комплекс	13	13	67,2	0,85	57,1	76,5	6,2	161,2						67,2
8	Пресс-комплекс	13	13	67,2	0,85	57,1	76,5	6,2	161,2					67,2
9	Точильно-шлифовальный	15	15	339,7	0,73	248,0	387,0	22,6	815,3	339,7
10	Точильно-шлифовальный	15	15	339,7	0,73	248,0	387,0	22,6	815,3		339,7
11	Точильно-шлифовальный	15	15	339,7	0,73	248,0	387,0	22,6	815,3			339,7
12	Токарно-винторезный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	318,0											90,9
13	Токарно-винторезный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	318,0												90,9
14	Токарно-винторезный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	318,0		90,9
15	Вертикально-сверлильный	15	15	60,8	0,73	5,0	72,0	6,8							60,8
16	Роликовые ножницы	15	15	83,0	0,73	60,6	94,5	5,5	199,1	83,0
17	Роликовые ножницы	15	15	83,0	0,73	60,6	94,5	5,5	199,1		83,0
18	Плоскошлифовальный	9	9	256,8	1,22	313,2	292,5	28,5	616,2				256,8
19	Плоскошлифовальный	9	9	256,8	1,22	313,2	292,5	28,5	616,2					256,8
20	Унв. плоскошлифовалный	9	9	292,3	1,22	356,6	333,0	32,5	701,5						292,3
21	Унв. плоскошлифовалный	9	9	292,3	1,22	356,6	333,0	32,5	701,5							292,3
22	Унв. плоскошлифовалный	9	9	292,3	1,22	356,6	333,0	32,5	701,5								292,3
23	Унв. круглошлифовалный	9	9	292,3	1,22	356,6	333,0	32,5	701,5									292,3
24	Унв. круглошлифовальный	9	9	292,3	1,22	356,6	333,0	32,5	701,5										292,3
25	Унв. круглошлифовальный	9	9	292,3	1,22	356,6	333,0	32,5	701,5											292,3
26	Пресс винтовой	12	12	67,2	0,,92	61,8	76,5	5,6	161,2												67,2
27	Пресс винтовой	12	12	67,2	0,92	61,8	76,5	5,6	161,2								67,2
28	Кран-балка	9	9	144,0	1,22	154,2	144,0	14,0	303,4					144,0
29	Кран-балка	9	9	144,0	1,22	154,2	144,0	14,0	303,4												60,8
30	Настольно-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7				60,8
31	Настольно-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7										63,2
32	Токарно-револьверный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	218,0										90,9
33	Вертикально-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7											63,2
34	Вертикально-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7												63,2
35	Вертикально-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7			63,2
36	Вертикально-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7				63,2
37	Вертикально-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7					63,2
38	Вертикально-сверлильный	15	15	63,2	0,73	46,1	72,0	4,2	151,7												63,2
39	Токарно-револьверный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	218,0										90,9
40	Токарно-винторезный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	218,0											90,9
41	Токарно-винторезный	15	15	90,9	0,73	66,3	103,5	6,1	218,0												90,9
42	Настольно-сверлильный	15	15	71,1	0,73	51,9	81,0	4,7	170,6							71,1
43	Настольно-сверлильный	15	15	71,1	0,73	51,9	81,0	4,7	170,6								71,1
44	Настольно-сверлильный	15	15	71,1	0,73	51,9	81,0	4,7	170,6									71,1
45	Обдирочно-шлифовальный	9	9	126,4	1,22	154,2	144,0	14,0	303,4			126,4
46	Обдирочно-шлифовальный	9	9	126,4	1,22	154,2	144,0	14,0	303,4				126,4
47	Обдирочно-шлифовальный	9	9	126,4	1,22	154,2	144,0	303,4									126,4
71	Сумма					5960,2		565,1	15450,8	541,2	513,6	529,3	507,2	531,2	503,5	542,7	549,1	553,0	537,3	537,3	503,4

15.3 Планирование численности рабочих и фонда заработной платы

Определим явочную численность ремонтных рабочих Чяв по выражению

Чяв = , (15.11)

где Ф_ПОЛ - годовой полезный фонд рабочего времени одного рабочего, по [6 ] Ф_ПОЛ=1750г;

g - коэффициент перевыполнения норм, по [6] g=1,05.

Чяв = 21976,1/1750×1,05 = 12 чел.

Оплату труда ремонтных рабочих будем осуществлять по повременно-премиальной системе. Тогда фонд годовой их заработной платы с учетом процентов премиальной надбавки и социального страхования составит

(15.12)

где S_т- месячная тарифная ставка рабочего четвертого (среднего) разряда, на 2008 год составляла S_т= 101,073 тыс.руб.;

К_пр- коэффициент премиальной надбавки, 40%;

К_сс - коэффициент социального страхования, 35%.

млн.руб

15.4 Технико-экономические показатели

Годовое потребление электроэнергии W завода найдем по формуле:

W=W_сил+W_осв+DW; (15.13)

W_сил=Р_сил×Т_макс; (15.14) W_осв=к_с×Р_осв×Т_осв, (15.15)

где W_сил - энергия, потребления силовой нагрузкой, тыс. кВт×ч;

W_осв - энергия на освещение, тыс. кВт×ч;

DW - годовая величина потерь электроэнергии в сетях (после компенсации), тыс. кВт×ч;

Т_осв - число часов использования в году максимума осветительной нагрузки, для предприятия, работающего в две смены по [20] Т_осв=2250 ч/год;

Р_осв - мощность осветительных приборов, кВт;

Р_сил - максимальная активная нагрузка силовых ЭП, кВт;

К_с-коэффициент спроса, принимаемый 0,85¸ 0,95.

По рассчитанным ранее значениям мощности и потерь электроэнергии для блока цехов, используя формулы (15.13), (15.14) и (15.15), имеем :

W_сил= 3165,04×4400 = 13,93·10⁶ кВт×ч;

W_осв=0,95× 601,78 × 2250 = 1,29·10⁶ кВт×ч.

DW= 0,271·10⁶ кВт×ч ( из раздела 9 пояснительной записки).

Тогда сумма:

W = ( 13,93 + 1,29 + 0,271 ) ·10⁶ = 15,491·10⁶ кВт×ч.

Максимальное значение потребляемой активной мощности:

Р_макс= W / T_макс, (15.16)

Р_макс=15,491×10⁶ /4400 = 3520,7 кВт.

Стоимость полезного кВт×ч С_пол находится по выражению:

, (15.17)

где П_эл- плата за электрическую энергию, тыс. руб; коэффициент 1,1 учитывает накладные цеховые и общезаводские расходы в размере 10% от И_экс;

W_пол- полезное потребление электроэнергии предприятием, кВт^.ч,

W_пол = W - DW. (15.18)

Плата за электрическую энергию определяется как:

П_эл= а×Р_макс+b×W.(15.19)

Подставляем известные величины в (15.19):

П_эл=269784×3520,7+209× 15,491×10⁶= 4187,4 млн. руб.

По (15.18) определяем полезное потребление электроэнергии:

W_пол= (15,491-0,271) ·10⁶ = 15,22 ·10⁶ кВт×ч.

Тогда стоимость полезного кВт×ч по (15.17):

руб/кВт·ч.

Результаты сводим в таблицу 15.4.

Таблица 15.4 - Технико-экономические показатели

№	Наименование показателей	Обозначение	Единицы измерения	Величина
1	Суммарная мощность цеховых трансформаторов	S_тр	М×ВА	5,26
2	Максимальная потребляемая мощность	Р_макс	МВт	3,48
3	Время использования максимума нагрузки	Т_макс	ч/год	4400
4	Годовое потребление энергии	W	млн.кВт×ч	15,491
5	Потери электроэнергии (после компенсации)	DW	млн.кВт×ч	0,271
6	Мощность КУ на напряжении 0,4 кВ	Q_КУ	квар	2000
7	Стоимость основных фондов	К_ОФ	млн.руб.	327,62
8	Амортизационные отчисления	И_ам	млн. руб.	11,81
9	Расходы на эксплуатацию	И_экс	млн. руб.	7,12
10	Средний тариф	b_ср	руб. /кВт×ч	270,3
11	Стоимость потребленной электроэнергии	П_эл	млн. руб.	4187,4
12	Стоимость потерь электроэнергии	И_пот	млн. руб.	73,42
13	Экономия потерь за счет установки КУ	DW_эк	тыс. кВт×ч	8,6
14	Стоимость полезного кВт×ч энергии	С_пол	руб./кВт×ч	276,4
15	Годовой экономический эффект КУ	D3	млн. руб.	8,65
16	Срок окупаемости КУ	Т_ОК	год	4,3
17	Приведенные затраты выбранного варианта электроснабжения.	3	млн. руб.	126,56
18	Годовая трудоёмкость ремонтов и техобслуживания по участку цеха	Q_год	чел.×ч	21976,1
19	Численность ремонтного персонала	Ч _рем	чел.	12
20	Фонд зарплаты ремонтного персонала	млн.руб.27,508

16. Охрана труда

.1 Характеристика условий труда механосборочного цеха

В цеху установлены сверлильные, точильные, винторезные, шлифовальные, фрезерные станки, роликовые ножницы и прессы. При их эксплуатации на рабочий персонал воздействуют такие вредные факторы, как шум, запыленность, загазованность, опасность поражения электрическим током, условия микроклимата.

Воздух рабочей зоны производственных помещений должен соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям по параметрам микроклимата, содержанию вредных веществ (газа, пара, аэрозоли) и частиц пыли, приведенным в ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».

Рабочей зоной является пространство до 2-х метров по высоте от уровня пола или площадки с местами постоянного или временного пребывания работающих. Постоянным считается рабочее место, на котором работающий находится более 50% рабочего времени за смену или более 2-х часов непрерывно.

Метеорологические условия рабочей зоны определяются совместным действием на организм человека температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и интенсивности теплового излучения.

Оптимальные микроклиматические условия - это сочетание параметров микроклимата, которое обеспечивает сохранение нормального теплового состояния организма без нарушения реакций терморегуляции и создает предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия могут вызвать некоторое напряжение реакций терморегуляции (дискомфортные тепловые ощущения), но последние не приводят к нарушению здоровья и быстро нормализуются.

Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха приведены в таблице 16.1.

Таблица 16.1 - Нормируемые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Категория работ	Температура, ⁰С					Относительная влажность, %		Скорость движения, м/с
		Оптимальная	Допустимая				Оптимальная	Допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных	Оптимальная	Допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных
			Верхняя граница		Нижняя граница
			На рабочих местах
			Постоянных	Непостоянных	Постоянных	Непостоянных
Холодный	Средней тяжести IIа	18-20	23	24	17	15	40-60	75	0,2	Не более 0,3
	Средней тяжести IIб	17-19	21	28	15	13	40-60	75	0,2	Не более 0,4
Теплый	Средней тяжести IIа	21-23	27	29	18	17	40-60	65 (при 26 ⁰С)	0,3	0,2-0,4
	Средней тяжести IIб	20-22	27	29	16	15	40-60	70 (при 25 ⁰С)	0,3	0,2-0,5

Физические работы средней тяжести- виды деятельности с расходом энергии в пределах 151-250 ккал/ч (175-290 Вт). К категории работ IIа относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, с перемещением предметов весом до 1 кг в положении стоя или сидя (151-200 ккал/ч), к категории Iiб- связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг (энергозатраты 201-250 ккал/ч).

Значения нормированной минимальной освещенности приведены в таблице 16.2.

Таблица 16.2 - Значения минимальной освещенности

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта различения с фоном	Характеристика фона	Освещенность, лк
						При системе комбинированного освещения		При системе общего освещения
						Всего	В том числе от общего
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	а	Малый	Темный	2000 1500	200 200	500 400
			б	Малый Средний	Средний Темный	1000 750	200 200	300 200
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	750 600	200 200	300 200
			г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний	400	200	200
Средней точности	Свыше 0,5 до 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	200	300
			б	Малый Средний	Средний Темный	500	200	200
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	400	200	200
			г	Средний Большой Большой	Светлый Светлый Средний			200

Предельно допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников, нагретых до темного свечения приведены в таблице 16.3.

Таблица 16.3 - Предельно допустимые величины интенсивности теплового облучения

Облучаемая поверхность тела, %	Интенсивность теплового облучения, Вт/м², не более
50 и более	35
25-50	70
не более 25	100

Предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах приведены в таблице 16.4.

Таблица 16.4 - предельно допустимые уровни звукового давления

Вид трудовой деятельности, рабочие места	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровень звука, эквивалентный уровень звука,дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Выполнение всех видов работ на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятия	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

16.2 Меры безопасности при эксплуатации оборудования механосборочного цеха

К самостоятельной работе на станках допускается персонал, прошедший обучение, проверку знаний инструкций по охране труда и имеющий соответствующую запись в квалификационном удостоверении о результатах проверки знаний и квалификации. Периодичность проверки знаний I раз в год, повторного инструктажа - не менее 1 раза в квартал.

Ремонтный персонал предприятий, допущенный к работе на металлообрабатывающих или абразивных станках, должен быть специально обучен и иметь соответствующую запись в удостоверении на право производства специальных работ.

Конструкция станков и оборудования мастерских соответствовует ГОСТ 12.2.003 и ГОСТ 12.2.007.0. Кроме того, металлообрабатывающие станки соответствовуют требованиям ГОСТ 12.2.009, а деревообрабатывающие станки - ГОСТ 12.2.026.0.

Каждому станку присваивоен инвентарный номер. У станка (или группы станков) вывешивается список лиц, имеющих право работать на нем (них), и табличка с указанием должностного лица (из числа специалистов), ответственного за содержание в исправном состоянии и безопасную эксплуатацию станочного оборудования в цехе (на участке).

На рабочем месте у станка вывешивается хорошо читаемая выписка из инструкции по охране труда, в которой указываются для работающего на станке основные требования по безопасным приемам работы, а также требования к защитным, предохранительным и блокировочным устройствам.

Стационарные станки устанавливаються на прочных фундаментах или основаниях и тщательно выверены, надежно закреплены и окрашены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.026.

Вновь установленные или вышедшие из капитального ремонта станки и приспособления вводятся в работу после приемки их комиссией и составления соответствующего акта, утвержденного главным инженером предприятия.

Органы ручного управления станком выполнены и расположены так, чтобы пользование ими было удобно, не приводило к защемлению и наталкиванию руки на другие органы управления и части станка и чтобы в возможно большей степени исключалось случайное воздействие на эти органы.

работа на неисправных станках и оборудовании, а также на станках с неисправными или незакрепленными ограждениями;

выполнение ремонта оборудования и замена рабочих органов (ножей, пил, абразивных кругов и т.п.) без отключения электропривода и коммутационных аппаратов с видимым разрывом электрической цепи (или принятием других мер по предотвращению подачи напряжения) и закрытия вентилей в трубопроводах подачи масла, пара, воздуха, воды, эмульсии и т.п. в соответствии с правилами безопасности при эксплуатации электроустановок и другими правилами;

установка штепсельных розеток и вилок, не соответствующих напряжению сети;

применение рубильников открытого типа или с прорезями в кожухах для рукоятки или ножей.

Металлические части оборудования, которые могут вследствие повреждения изоляции оказаться под напряжением, заземлены (занулены) в соответствии с "Правилами устройства электроустановок".

Станок должен быть отключен от питающей сети вводным выключателем ручного действия, размещенным в безопасном и удобном для обслуживания месте: в случае прекращения подачи электроэнергии; во время перерыва в работе или в аварийной ситуации, которая может вызвать поломку оборудования, порчу обрабатываемой заготовки и травмирование; при закреплении или установке на станке обрабатываемой детали и снятии ее, а также чистке и смазке, уборке опилок и стружки.

Ширина цеховых проходов и проездов, расстояния между металлорежущими станками и элементами зданий устанавливлено в зависимости от применяемого оборудования, транспортных средств, обрабатываемых заготовок и материалов и должны соответствовать требованиям "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий", "Строительных норм и правил", "Правил техники безопасности для предприятий автомобильного транспорта", а также нормам и правилам пожарной безопасности.

Уровень освещенности на рабочем месте соответствовует требованиям действующих санитарных норм и правил. Станки снабжены пристроенными или встроенными устройствами местного освещения зоны обработки. В устройствах пристроенного типа необходимо предусмотреть возможность удобной, надежной установки и фиксации светильников в требуемом положении.

Напряжение для питания пристроенных светильников местного освещения с лампами накаливания должно быть не более 42 В. Сопротивление изоляции электрооборудования станка, измеренное мегаомметром на напряжение 500 - 1000 В между замкнутыми накоротко проводами силовых и соединенных непосредственно с ними цепей управления и сигнализации, с одной стороны, и цепью защиты, включающей корпус станка, с другой стороны, должно быть не менее чем 1 МОм.

Если цепи управления не имеют непосредственного соединения с силовыми цепями, то проведены отдельные измерения:

между силовыми цепями и цепью защиты;

между силовыми цепями и цепями управления и сигнализации;

между цепями управления и сигнализации и цепью защиты.

Элементы электронной аппаратуры, которые могут быть повреждены испытательным напряжением, если оно появится на контактных зажимах, на время испытания закорачиваются.

Цепи управления и сигнализации напряжением ниже 50 В подлежат испытанию, если они не содержат элементов электроники.

Элементы и устройства, которые не рассчитаны на такое высокое испытательное напряжение, на время испытания отключаются. Это требование не распространяется на помехозащитные конденсаторы, расположенные между частями, находящимися под напряжением, и незащищенными электропроводящими частями, которые должны выдерживать испытательное напряжение.

Проверка непрерывности цепи защиты производится внешним осмотром. При возникновении сомнений проверяется сопротивление между контактным зажимом наружного защитного провода и любой незащищенной электропроводящей частью электрооборудования и корпуса станка. Значение этого сопротивления не должно превышать 0,1 Ом.

Станки сверлильные и расточные металлообрабатывающие

Все детали, предназначенные для обработки, за исключением особо тяжелых, устанавливаются в соответствующие приспособления (тиски, кондукторы и т.п.), закрепляемые на столе (плите) сверлильного станка, и крепиться в них. Для крепления тонкого листового металла следует применять специальные приспособления (гидравлические, рычажные и др.).

Установка и снятие обрабатываемых деталей во время работы станка допускаются только при использовании специальных позиционных приспособлений (поворотных столов конвейеров и др.), обеспечивающих полную безопасность работы. Станки должны быть оборудованы устройствами, возвращающими шпиндель в исходное положение после его подачи. При отсутствии указанной оснастки установка и снятие деталей должны производиться только после отключения и полной остановки станка.

При закреплении инструмента в шпинделе с помощью клиньев, винтов, планок и других устройств эти элементы не должны выступать за пределы шпинделя. В случае невозможности выполнения этого требования поверхность указанных элементов следует закрывать защитным устройством.

Стружка из просверленных отверстий удаляется гидравлическим способом, магнитами, металлическими крючками и др. только после остановки станка и отвода инструмента.

Сверлить отверстия в вязких металлах следует спиральными сверлами со стружкодробильными каналами.

Для съема инструмента необходимо применять специальные молотки и выколотки, изготовленные из материала, от которого не отделяются частицы при ударе.

Запрещается:

вставлять или вынимать сверло или другой инструмент из шпинделя до полного прекращения его вращения. Удалять сверла из шпинделя следует специальным клином, который нельзя оставлять в пазу шпинделя;

использовать на станках инструмент с забитыми или изношенными конусами и хвостовиками;

проверять рукой остроту режущих кромок инструмента во время работы станка, глубину отверстия и выход сверла из отверстия в детали, охлаждать сверла мокрой тряпкой;

подводить трубопровод эмульсионного охлаждения к инструменту или производить его крепление, а также переналадку станка во время работы;

работать на сверлильных станках в рукавицах при сверлении. Установка и снятие крупногабаритных деталей производится в рукавицах только после остановки станка.

Станки фрезерные металлообрабатывающие

В универсальных фрезерных станках консольных и с крестовым столом шириной 320 мм и более, а также во всех фрезерных станках с программным управлением операция закрепления инструмента должна быть механизирована, а органы управления приводом для закрепления инструмента удобно расположены.

В универсальных фрезерных станках, консольных и с крестовым столом шириной до 630 мм, время остановки шпинделя (без инструмента) после его выключения должно составлять не более б с.

При скоростном фрезеровании применяются ограждения и приспособления для улавливания и удаления стружки (специальные стружкоотводчики, улавливающие и отводящие стружку в стружко-сбориик), прозрачные экраны или индивидуальные средства защиты (очки, щитки).

Конструкция сборных фрез должна предусматривать надежное и прочное крепление зубьев или пластин из твердого сплава в корпусе фрезы, исключающее выпадение их во время работы. Перед установкой фрезы проверяется целостность и правильность заточки пластин.

Использовать пластины, имеющие выкрошившиеся места, трещины, прижоги, а также режущий инструмент с затупленными кромками не допускается.

При установке и смене фрез на станке применяются специальные приспособления или высокопрочные перчатки, предотвращающие порезы рук.

При использовании для закрепления деталей пневматических, гидравлических и электромагнитных приспособлений следует защищать от механических повреждений трубки подачи воздуха или жидкости, а также электропроводку.

При смене обрабатываемой детали или ее измерении станок необходимо остановить, режущий инструмент отвести на безопасное расстояние.

Фрезерную оправку или фрезу необходимо закреплять в шпинделе ключом только после включения коробки скоростей во избежание проворачивания шпинделя. Зажимать и отжимать фрезу ключом на оправке путем включения электродвигателя запрещается.

Оставлять ключ на головке затяжного болта после установки фрезы или оправки запрещается.

Станки токарные металлообрабатывающие

В универсальных станках, предназначенных для обработки заготовок диаметром до 630 мм включительно, зона обработки ограждается защитным устройством (экраном). Со стороны, противоположной рабочему месту, в этой зоне устанавливается экран. Зажимные патроны универсальных токарных станков имеют ограждения, легко отводимые для установки и снятия заготовок и не ограничивающие технологических возможностей станков.

При обработке деталей в центрах сначала проверяется закрепление задней бабки и после установки детали смазать центр. В процессе работы следует периодически смазывать задний центр, а при обточке длинных деталей - проверять осевой зажим.

Резцы следует закреплять с минимально возможным, вылетом из резцедержателя (вылет не должен превышать более чем в 1,5 раза высоту державки резца) и не менее чем двумя болтами. Режущая кромка резца выставляется по оси обрабатываемой детали. Для правильной установки резцов относительно оси центров и надежности их крепления в суппорте необходимо использовать шлифованные прокладки, соответствующие линейным размерам опорной части державки резцов.

При работе на станке запрещается:

пользоваться неисправными зажимными патронами;

пользоваться патронами с изношенными рабочими плоскостями кулачков;

работать при скоростном резании с невращающимся центром задней бабки;

работать со сработанными или забитыми центрами; -работать без закрепления патрона сухарями, предотвращающими самоотвинчивание при обратном вращении;

тормозить вращение шпинделя нажимом руки на вращающиеся части станка или детали;

оставлять в револьверной головке инструмент, не используемый при обработке данной детали;

находиться между деталью и станком при установке детали на станок;

придерживать руками конец отрезаемой тяжелой детали или заготовки;

класть детали, инструмент и другие предметы на станину станка и крышку передней бабки;

закладывать и подавать рукой в шпиндель обрабатываемый пруток при включенном станке;

измерять обрабатываемую деталь (скобой, калибром, масштабной линейкой, штангенциркулем, микрометром и т.п.) до останова станка, отвода суппорта и револьверной головки на безопасное расстояние;

затачивать короткие резцы без соответствующей оправки.

16.3 Расчет зануления

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Зануление превращает замыкание в однофазное короткое замыкание, в результате чего, срабатывает токовая защита и селективно отключает повреждённый участок сети. Зануление применяется в сети с заземлённой нейтралью напряжением до 1 кВ, в сети постоянного тока, если средняя точка источника тока заземлена, в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом.

Защитное отключение - быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека током. Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус, снижении сопротивления изоляции сети ниже определённого предела, в случае прикосновении человека непосредственно к токоведущей части, находящейся под напряжением.

Рисунок 16.1 - Принципиальная схема зануления

-корпус;

- аппараты защиты от токов к.з. (предохранители, автоматы);

R₀- сопротивление заземления нейтрали источника тока;

R_п- сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника;

I_к- ток к.з.;

I_н- часть тока к.з., протекающая через нулевой проводник;

I_з- часть тока к.з., протекающая через землю;

(н.з.)- нулевой защитный проводник.

Нулевой защитный проводник предназначен для обеспечения необходимого отключения установки значения тока путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Назначение заземления нейтрали - снижение напряжения зануленных корпусов относительно земли до безопасного значения при замыкании фазы на землю.

Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника- снижение напряжения на корпус относительно земли при замыкании фазы на корпус в случае исправной схемы и в случае обрыва нулевого защитного проводника.

Согласно ПУЭ в электроустановках напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства (R₀), к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более величин, указанных в таблице 16.5 при линейных напряжениях U_л сети.

Таблица 16.5 - Сопротивление заземляющего устройства

U_л, В	660	380	220
R₀, Ом	2	4	8

Общее сопротивление растеканию заземлителей всех повторных заземлений нулевого рабочего провода каждой ВЛ в любое время года должно быть не более величин, указанных в таблице 16.6 при линейных напряжениях U_л сети.

Таблица 16.6 - Общее сопротивление растеканию заземлителей

U_л, В	660	380	220
R_Н, Ом	15	30	60

Расчет зануления на отключающую способность

Решение сводится к проверке соблюдения условия:

, (16.1)

где - значение тока однофазного к.з.;

- наименьшее допустимое значение тока к.з., при котором происходит срабатывание защитного аппарата.

, (16.2)

где - номинальный ток плавкой вставки предохранителя электродвигателя;

k- коэффициент кратности тока (для предохранителей k=1,3).

Полное сопротивление петли «фаза-нуль»:

, (16.3)

где , - активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

, - внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

- внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль» (0,02 Ом).

Значение тока однофазного к.з, проходящего в схеме в аварийном режиме:

(16.4)

где - фазное напряжение, В;

- полное сопротивление трансформатора, Ом.

Произведем расчет защитного зануления на примере плоскошлифовального станка, установленного в механосборочном цехе.

А > 120 А, значит условие (16.1) выполняется и отключающая способность системы зануления обеспечена.

17. Конструкция и технические параметры комплектных распределительных устройством 1 кВ

Панели распределительных щитов серии ЩО-01 (ЩО-70-1, ЩО-70-3)

Назначение

Панели распределительных щитов серии ЩО-01 ТУ3412-014-01395414-2000 предназначены для комплектования распределительных устройств (щитов) напряжением 380/220 В переменного тока частой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью, служащих для приема и распределения электрической энергии, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания. Щиты комплектуются из вводных, линейных, секционных и торцевых панелей одностороннего обслуживания и предназначены для установки в электропомещениях.

Условия эксплуатации ЩО-70-01

Высота над уровнем моря не более 1000 м.

Температура окружающего воздуха от -40 С до +35 С.

Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию.

Группа механического исполнения М2 по ГОСТ 17516.1

Степень защиты панелей с фасадной стороны IР20, с остальных сторон IР00 поГОСТ14254-96.

Рабочее положение в пространстве вертикальное, возможное отклонение от вертикали 50 в любую сторону.

Требования техники безопасности в соответствии с ГОСТ12.2.007.0

Технические данные

Номинальное напряжение, В……………………………………380/220

Номинальный ток сборных шин, А…………………...……………2000

Электродинамическая стойкость главных цепей, кА ……………….50

Конструкция

Панели представляют собой сварную конструкцию из листогнутых профилей с установленными в них коммутационно-защитными аппаратами и электроизмерительными приборами. Схемы, типы аппаратов, габаритные размеры и конструкции панелей позволяют комплектовать из них распредустройства для трансформаторных подстанций или отдельностоящие щиты.

Шкафы распределительные ПР 8503, ПР 8703

Назначение и область применения

Шкафы предназначены для распределения электрической энергии защиты электрических установок при перегрузках и токах короткого замыкания, для нечастых (до 6 в сутки) оперативных включений и отключений электрических цепей и пусков асинхронных двигателей в сетях с номинальным напряжением до 660 В переменного тока частоты 50 и 60 Гц - ПР8503 и напряжением до 220В постоянного тока - ПР8703.

Условия эксплуатации

Степень защиты от воздействия окружающей среды - IР54, IР21 (поГОСТ14254).

Виды климатического исполнения (поГОСТ15150):

УХЛ2 и Т2 - для шкафов степени защиты IР54;

УХЛ3 и Т3 - для шкафов степени защиты IР21.

Группа механического исполнения - М3 (поГОСТ17516.1).

Конструкция

Способы установки.

По виду установки шкафы изготавливаются:

навесные, для крепления на стенах, колоннах и других подобных конструкциях;

напольные, для установки на полу;

встроенные, для установки в нишах стен.

Габариты шкафов - рисунок 17.1, размеры боксов - табл. 17.1.

Рисунок 17.1 - Шкафы распределительные серии ПР8503, ПР8703 навесного и встроенного исполнения

Таблица 17.1 - Габаритные размеры боксов ПР8503, ПР8703.

№ бокса	H	L	B	Масса шкафа с автоматами не более, кг
1	300	320	142	20
2	400
3	500
4	700
5	500	500	200	30
6	600	700		70
7	700
8	800
9	900
10	1000
11	1100
12	1200
13	600	850		110
14	700
15	800
16	900
17	1000
18	1100
19	1200
20	1300
21	1400
22	1600

Монтаж шкафов

Шкафы допускают ввод и вывод:

проводов в трубах;

кабелем с бумажной, резиновой и пластмассовой изоляцией с медными и алюминиевыми жилами;

Конструкция шкафов обеспечивает ввод и вывод питающих и отходящих линий как сверху, так и снизу.

Комплектность поставки

В комплект поставки входят:

. Шкаф……………………….…………………………………….1 шт.

. Ключ для замка двери………………………………………......1 шт.

. Паспорт ……………………………...………………………….1 экз.

Щитки распределительные ЩРО 8505

Назначение

Щитки распределения энергии групповых осветительных и силовых сетей ЩРО 8505 предназначены для ввода (приема) и распределения электрической энергии напряжением 380/220 В переменного тока частотой 50, 60 Гц, защиты осветительных линий и электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Щитки ЩРО 8505 могут заменить выпускаемые до настоящего времени щитки осветительные типа ЯРН, ЯРУ, ЯОУ, ОП, ОЩ, ОЩВ, УОЩВ, пункты распределительные ПР11 и частичноПР8503.

Область применения

Общественные, промышленные, сельскохозяйственные и др. здания и сооружения; объекты средней мощности, торговые павильоны и другие сооружения.

Условия эксплуатации

Высота над уровнем моря до 2000 м.

Рабочая температура окружающего воздуха от -10 ◦С до +45 ◦С.

Относительная влажность окружающего воздуха при температуре 25 ◦С не более 98%.

Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию (тип атмосферы II по ГОСТ 15150).

Номинальный режим работы щитка - продолжительный.

Классификация.

Щитки серии ЩРО 8505 классифицируются по:

максимальному номинальному току;

наличию или отсутствию вводных выключателей (их типу);

максимальному количеству и типоисполнению выключателей распределения;

способу (месту) установки:

· навесные - на вертикальных плоскостях строительных конструкций (стенах, колоннах и т.п.);

· встроенные - в специальных нишах (углублениях стен).

Основные технические данные см. табл. 17.2, внешний вид - рис. 17.2, габаритные размеры - табл. 17.3.

Таблица 17.2 - Основные технические данные щитков серии ЩР8505

Номинальное напряжение изоляции, В	220/380
Номинальная частота сети, Гц	50; 60
Номинальный ток, А	400
Номинальный ток автоматического выключателя или зажимов на вводе (по заказу), А	80…250,320…400
Номинальные токи автоматических выключателей на отходящих линиях (согласно заказу), А	0,5…63
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150	УХЛ3.1, Т3.1
Группа механического исполнения по ГОСТ17516.1	М1
Класс защиты от поражения электрическим током по ГОСТР МЭК 536-94	I
По степени безопасности щитки соответствуют ГОСТ12..2.007.0.

Рисунок 17.2 - Ящик навесного и встроенного исполнения

Таблица 17.3 - Основные габаритные размеры и типы боксов для щитков ЩРО8505

№ бокса	H	L	B
1	500	320	142
2	600		200
3		500	142
4			200
5	800	600
6	1000	500
7	1100

Комплектность поставки

В комплект поставки входят:

) Щиток …………………………………………………………...…..1шт.

) Паспорт ………………………………………………………….…1шт.

) Ключ для замка двери…………………………………………...…2шт.

) Техническое описание и инструкция по эксплуатации на встроенные автоматические выключатели - по заказу потребителя.

Литература

1. Королев О.П., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н.: «Электроснабжение промышленных предприятий». Учебно-методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГПА, 1998.

2. Козловская В.Б. Электрическое освещение: справочник /В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - Мн.: БНТУ, 2007.

3. Радкевич В.Н. «Расчет компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий». Учебно-метод. Пособие по курсовому т дипломному проектированию.-Мн.:БНТУ,2004.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Герасименко А.А., Федин В.Т.: «Передача и распределение электрической энергии». Учебное пособие.- Ростов-на-Дону: «Феникс», 2006.

6. В.П.Керного. Методическое пособие по экономическому обоснованию дипломных проектов для студентов специальности 01.01.08.-Мн.:БПИ,1984.

7. Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. - Мн.: НПООО «Пион»,2001. - 292 с.

Проектирование электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования

Проектирование электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования

11. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1кВ

Похожие работы на - Проектирование электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования