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
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

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; Рмех - заданная по проекту механическая мощность производственного станка, кВт.

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

Произведем выбор электродвигателя транспортера ленточного №1:

Рн ³ 13,0 кВт;

Выбираем следующие электродвигатели:

АИР160S4 с Рн=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 Рном.i - номинальная мощность i-го двигателя, кВт;

Uном - номинальное линейное напряжение сети, кВ;

cos φi - номинальный коэффициент мощности i-го двигателя;

ηном.i - номинальный коэффициент полезного действия i-го двигателя.

Определяем пусковой ток двигателя:

, (3.3)

где Kпуск.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] Iном.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 , Кп=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

Iном, А

Iпуск, 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

Iном, А

Iпуск, А

1,25*Iпуск, А

Тип автоматических выключателей

Iном.в, А

Iном.р, А

Кто

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 kи и активной мощности cosj. При наличии в справочных таблицах интервальных значений kи берем 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).

.

nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа, nэ = 2.

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

Коэффициент расчётной нагрузки по [1, П3.5] с помощью интерполяции, в зависимости от nэ = 2 и kи = 0,65, Кр = 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

Iном, 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 nэ = 5 и kи = 0,69 , Кр = 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: IР.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:

Iдоп ³ , (5.6)

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

Далее кабель проверяется по соответствию защитному аппарату:

Iдоп ³  (5.7)

где - ток защитного аппарата;

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

kз = 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

IР.ГР

Распределительный пункт





Технические параметры

Аппараты на отходящих линиях






Тип аппарата

Iном.в, А

Iном.р

Кто

    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 Кто=10 Iном.в=630А Iном.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,Кто=10 Iном.в=630А Iном.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 Кто =10 Iном.в=400А Iном.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

IР.ГР

Распределительный шкаф





Технические параметры

Аппараты на отходящих линиях






Тип аппарата

Iном.пр, А

Iном.пл.вс.

А3

1

Транспортер шнековый № 1

361,997

Тип

ШР-11-73506

ППН-35

250

250


2

Элеватор ковшовый


Аппарат ввода

Рубильник Iном.=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 Iном.=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.

Iдоп ³

Iдоп ³

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 Кто=10 Iном.в=630 А Iном.р=500 А


А2

9,10,12-15

628,002

ВА51-39 Кто=10 Iном.в=630 А Iном.р=630 А


А3

11,16-18,26-29

361,997

ВА51-37 Кто =10 Iном.в=400 А Iном.р=400 А


А4

19-23,34

304,459

ВА51-37 Кто =10 Iном.в=400 А Iном.р=320 А


A5

30-33,35,36

118,298

ВА51-33 Кто =10 Iном.в=160 А Iном.р=125 А



37

517,34

ВА51-39 Кто=10 Iном.в=630 А Iном.р=630 А



38

517,34

ВА51-39 Кто=10 Iном.в=630 А Iном.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.      hР- высота расчётной поверхности над полом, м (если неизвестна, принимается высота условной поверхности 0,8 м);

3.      hС- 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.      HР- 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 Hp 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 NR 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:

Нр1=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

NR

LB, м

LА, 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

1A 2,7B

3

4

Кладовая инструмента

Д-1

5,4

3

4

16,05

1

1

-

-

2,7A 1,5B

1

5

Трансформаторная

Д-1

12

6

4

72

1

3

-

4,3

1,7A 3B

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 ρп, стен ρс, рабочей поверхности ρр, 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 Ен=200 лк, число светильников по результатам предыдущего пункта N=21 светильников. Расчёт светового потока одной лампы проведём с учётом следующих коэффициентов: коэффициент запаса Кз=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 Фном=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 Нр, 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 ηоу

0,74

0,48

0,335

0,27

0,44

Нормированная минимальная освещённость Ен, лк

200

400

50

50

75

Коэффициент запаса Кз

1,4

1,4

1,4

1,4

1,4

Требуемый световой поток Фтр, 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(Фном=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 Фл - световой поток лампы (для ДРИ Фном=35000 лм)

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

Кз - 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. Ерасч=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

Iα(1000)

155,6/149,52

201,82

E(1000), лк

0,177/0,133

3,08

Тип лампы

ДРИ-400-5

ЛБ-36х2

Флп, лм

35000

3050х2

Ерасч, 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

Pуст , кВт

Оборудование

P, кВт

Рн.мах,кВ

kи

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

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, %

tgφо

ру.таб, Вт/м2

ру, Вт/м2

Рро, кВт

Qро, квар

1

300

0,8

4500

Д, Г

ЛСП 02

3-6

70

0,484

2,6

10,4

37,44

18,121

3

300

0,95

8250

Д, Г

РСП 05

3,5-18

70

0,484

3,9

15,6

122,265

59,176

4

75

0,95

2500

М

Н4Т4Л

6-11

70

0,484

2,6

2,6

6,175

2,989

5

200

0,85

13188

М

Н4Т4Л

6-11

70

0,484

2,6

6,93

77,721

37,617

6

300

0,95

5100

М,Д, Г

РСП 13

6-12

71

0,484

3,9

15,38

74,517

36,066

7

300

0,85

2625

Д, Г

РСП 05

3,5-18

70

0,484

3,9

15,6

34,808

16,847

8

300

0,85

12675

Д, Г

РСП 05

3,5-18

70

0,484

3,9

15,6

168,071

81,346

9

300

0,85

25234

Д, Г

РСП 05

3,5-18

70

0,484

3,9

15,6

334,603

161,948

10

300

0,95

4510

Д, Г, К

РСП 13

12-18

71

0,484

3,9

15,38

65,897

31,894

12

150

0,95

2500

М

Н4Т4Л

6-11

70

0,484

2,6

5,2

12,35

5,977

13

100

0,95

4266

Д, Г

РСП 05

3,5-18

70

0,484

3,9

5,2

21,074

10,200

14

150

0,95

1595

Д, Г

РСП 05

3,5-18

70

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

ΣPнi*kиi*tgφi, 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

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

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

ΣPнi*kиi*tgφi,кВт

290,05

290,05

nэ прин

80

66

kисрвз

0,48

0,48

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

ΣPнi*kиi*tgφi,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

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 βт, 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 Qрн - расчётная реактивная нагрузка до 1кВ рассматриваемой группы трансформаторов, квар.

Если Qнк1< 0, то следует принять Qнк1= 0.

Величина Qнк1 распределяется 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 Qнк1<0, то принимаем Qнк1=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;

Киi -среднее значение коэффициента использования i-го присоединения;

Ко - 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 tgφi - 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 Ки=0,5 принимаем Ко =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 κп - коэффициент приведения расчётной нагрузки к математическому ожиданию, кп=0,9;

кВт;

 квар.

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

 (7.27)

где tgφэ - максимальное значение экономического коэффициента РМ, определяемого оптимизационным (tgφэ0) или нормированным методом (tgφэн).

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

 (7.28)

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

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

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

tgφб - 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 Кw1 и Кw2 - 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);

Tmax - число часов использования максимальной нагрузки предприятия, Tmax= 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

6

ko

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.

 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 xi и yi - 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,

градxi,ммуi,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

Sтном, кВ∙А

Рр, кВт

Qр, квар

QнкΣ, 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 aАМ - норма амортизационных отчислений, для оборудования 4,4%, для линий 4%;

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

bСР - 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;

Tmax - число часов использования максимальной нагрузки предприятия Tmax= 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 ру=0,004 кВт/квар;

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

, (9.28)

где ro -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:

ΔWгод1=155203+84506,7+32000=274709,7 кВт×ч;

ΔWгод2=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.,

 млн.руб.;

млн.руб.

Определим суммарные издержки для двух вариантов:

 млн.руб.;

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, Uк=10,5%. На удалении 25 км от ГПП расположена ТЭЦ с двумя генераторами ТВВ-160-2ЕУ3 (Pн=160 МВт, cosj=0,85, Xd’’=0,213), подключенных к сети 110 кВ через трансформаторы ТДЦ-250000/110, Uк=10,5%. На расстоянии 150 км расположена ГРЭС, на которой установлены четыре генератора ТГВ-300-2У3 (Pн=300 МВт, cosj=0,85, Xd’’=0,195), подключенные с помощью трансформаторов ТДЦ-400000/110, Uк=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 Sб = 100 МВА; Uб = 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 kу - ударный коэффициент; для шин ГПП kу = 1,85, для шин ЦРП завода kу = 1,369.


Сечения жил кабеля по экономической плотности тока выбирают по условию:

 ,     (10.8)

где Iрл - расчётный ток линии в нормальном режиме работы, А;э - экономическая плотность тока, А/мм2, принимаем jэ=1,7А/мм2 при Тм=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), Iдоп=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), Iдоп=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 Bk - тепловой импульс от тока КЗ, А2∙с,

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

Результирующий тепловой импульс тока КЗ:

Bk=I2п∙(tотк+Ta),    (10.11)

где Iп - 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 Ta=0,01с.

А2∙с.


Таким образом, кабель не соответствует условиям термической стойкости и сечение увеличиваем до 150 мм2. Выбираем кабель АСБ-10(3х150), Iдоп=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), Iдоп=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), Iдоп=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     ,АFэ,

мм2Марка кабеляIдоп, АIp.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     ,

АFэ, мм2Марка кабеляIдоп, АIp.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.

доп³Imax; (11.1)

, (11.2)

где Smin - минимальное сечение шины, мм2,

c-коэффициент принимаемый для алюминиевых шин равным 91 А∙с0,5/мм2.

sдоп³sр; (11.3)

где sдоп , sр - соответственно допустимое и рабочее напряжения возникающее в металле шины, МПа

max=273,6 А.

По [1] выбираем алюминиевые шины сечением 50´6 мм2 с Iдоп=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 sдоп=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:

ном³Uраб; (11.7)ном³Iраб;           (11.8)дн³iу;                                         (11.9)

Вт³Вк ,                                      (11.10)

где Uном, Iном - соответственно, номинальные напряжение и ток аппарата;раб, Iраб - напряжение и ток сети, в которой установлен аппарат;

Вт=I2tn∙tk - тепловой импульс аппарата, нормированный заводом изготовителем, А2с;

Вк=I2¥∙tср - 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

Uном³Uраб

Uраб=10 кВ

Uном=10 кВ

Uном=10 кВ

Uном=10 кВ

Iном³Iраб

Iраб=273,6 А

Iном=630 А

Iном=630 А

Iном=630 А

Iдн³Iуд

Iуд=17,5 кА

Iдн=51 кА

Iдн=52 кА

Iдн=52 кА

Iоткл³I"

I"=6,7 кА

Iоткл=20 кА

-

-

Bт³Bk

Bk=6,7×(0,6+0,01)= =151,8 кА2×с

Bт=202×3= =1200 кА2×с

Bт=202×1= =400 кА2×с

Bт=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

Uном³Uраб

Uраб=10 кВ

Uном=10 кВ

Uном=10 кВ

Uном=10 кВ

Iном³Iраб

Iраб=94 А

Iном=630 А

Iном=400 А

Iном=400 А

Iдн³Iуд

Iуд=17,5 кА

Iдн=51 кА

Iдн=41 кА

Iдн=41 кА

Iоткл³I"

I"=6,7 кА

Iоткл=20 кА

-

-

Bт³Bk

Bт=202×3= =1200 А2×с

Bт=162×4= =1024 кА2×с

Bт=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

Uном³Uраб

Uраб=10 кВ

Uном=10 кВ

Uном=10 кВ

Uном=10 кВ

Iном³Iраб

Iраб=136,8 А

Iном=630 А

Iном=630 А

Iном=630 А

Iдн³Iуд

Iуд=17,5 кА

Iдн=51 кА

Iдн=52 кА

Iдн=52 кА

Iоткл³I"

I"=6,7 кА

Iоткл=20 кА

-

-

Bт³Bk

Bk=6,7×(0,6+0,01)= =151,8 кА2×с

Bт=202×3= =1200 кА2×с

Bт=202×1= =400 кА2×с

Bт=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=Sпр.б+I22∙(rпр+ rкон), (11.11)

где rпр и rкон - сопротивления проводов и контактов, Ом, rкон=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:

Sном³S2=;     (11.15)

где РS - суммарная активная мощность потребляемая катушками приборов;S - суммарная реактивная мощность потребляемая катушками приборов.

РS=Sпрб´cosjпрб         (11.16)S=Pпрб´tgjпрб (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

Sобм, ВА

Число обмоток, шт.

cosj

sinj

Число приборов

Pпрб, Вт

Sпрб, 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, Sном=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 Sн=10 ВА.

Тогда по формуле (11.11) :

.

Параметры трансформатора: Iн1=400 А; Iн2=5 А, iдин=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 Iнр - 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 Iнр=2500 А, Iн=2500 А. Выбор выключателей для остальных подстанций аналогичен. Данные представим в таблице 11.6.

Таблица 11.6 - Выбор автоматических выключателей

№ ТП

Sт, кВА

Iтп , А

Тип выключателя

Iнр, А

Iн, 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

Sт, кВА

Iтп , А

Тип трансформатора

Iнтт, 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

QНОМ, квар

IНК, А

IУ, 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 Ксо - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

Кпраi -коэффициент, учитывающий потери в ПРА;

Рномi - 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

КСО

КПРА

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:

А

Принимаем кабель АВВГ-5(1х2,5)-0,66 с IДОП=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

qдоп,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

qдоп,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,

АIз

----

IроТип выключателя А АКТОIср.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,

АIз

----

IроТип выклю-чателя, А АКТОIср.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 Uхх - номинальное напряжение при холостом ходе трансформатора (105%);

Umin - минимально допустимое напряжение у наиболее удалённых ламп;

ΔUт - потери напряжения в трансформаторе.

Потери напряжения в трансформаторе (при Sт=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 Рро - 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 ΔUр:

ΔU ΔUр. (12.15)

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

, (12.16)

где Мприв - 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 Мприв и ΔUр 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:

PpДРИ=1,1*23*0,4=10,12 кВт.

Расчётная осветительная нагрузка для ЛЛ: PpЛЛ=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.

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.

В результате исходя из трёх перечисленных условий следует выбрать большее из выбранных сечений и принять его как окончательное - qпит=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:

Втпит.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:


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(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 - qпит=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             qмин

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 кСХ - коэффициент схемы;

nТ - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Ток срабатывания защиты можно принять:

 (13.3)

где IН - номинальный рабочий ток.

Номинальный рабочий ток определяется:

, (13.4)

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

UН -номинальное напряжение, кВ;

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

 (13.5)

где IP 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 tсз л = 0,6 с. Выдержка времени МТЗ на секционном выключателе должна быть на ступень больше выдержки времени защиты отходящих линий.

tсз = tсз 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

Qу = Qкргод+Qтргод+Qтогод,                                     (15.1)

где Qкргод - годовая трудоемкость капитального ремонта, чел×ч;

Qтргод - годовая трудоемкость текущего ремонта, чел×ч;

Qтогод - годовая трудоемкость техобслуживания, чел×ч;

Годовую трудоемкость определим по выражениям:

Qкргод = Qкрплпл,                                                 (15.2)

где Qкрпл - плановая трудоемкость капитального ремонта, чел×ч;

Тпл - плановая продолжительность ремонтного цикла, лет.

Qтргод=nтрпл×Qтрпл,                                                 (15.3)

где Qтрпл - плановая трудоемкость текущего ремонта, чел×ч;

nтрпл - плановое количество текущих ремонтов в год

nтрпл = ,                                  (15.4)

где tпл - плановая продолжительность межремонтного периода, мес;

Qтогод = 1,2Qтрпл×Ксм,                       (15.5)

где Ксм - 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 Qтрпл можно определить по выражению:

Qтрпл = 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:

Qкрпл=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 Тпл и межремонтного периода tпл по находим выражениям:

Тпл = Ттабл×bк×bр×bu×bо×bс; (15.8)

tпл= tтабл×bк×bр×bu×bо×bс, (15.9)

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

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

bр - коэффициент сменности. Определяется как:

bр=2/Ксм,                                          (15.10)

bо - коэффициент, учитывающий, является ли оборудование основным;

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

Для проектируемого цеха по [6] Китаб = 0,25, ТТАБ=12 лет, tТАБ=12 мес; КСМ=2.

Поправочный коэффициент использования определяется отношением

Кифакитаб по [10], для универсально-фрезерного станка 0,14/0,25=0,56 bИ= 1,25.

Коэффициент сменности по (15.10):

bР = 2/2 = 1.

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

ТПЛ = 12×1×1×1,22×1×1= 15;

tПЛ = 12×1×1×1,25×1×1=15.

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

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

Трудоемкость текущего ремонта по (15.6):

Qтрпл = 4,0×1,9×7,0 = 53,2 чел×ч.

Для капитального ремонта по (15.7):

Qкрпл = 15×0,6×7,0 = 63,0 чел×ч.

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

Qкргод = 63,0/15 = 4,2 чел×ч;

Qтргод=0,92×53,2 = 48,8 чел×ч;

nтрпл =  =0,92;

Qтогод = 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

Кuфак

Кuтаб

Ттаб, лет

tтаб, мес

bк

bр

bu

bо р.ц/мж.п

bс

Тпл, лет

tпл, 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.

nПЛтр

Qплкр, чел×ч

Qплтр, чел×ч

Qгодкр, чел×ч

Qгодтр, чел×ч

Qгодто, 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

ТПЛ, лет

tПЛ, мес

QТР,ПЛ чел ч

nТР,ГОД шт

QТР,ГОД чел ч

QКР,ПЛ чел ч

QКР,ГОД чел ч

QТО,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 ФПОЛ - годовой полезный фонд рабочего времени одного рабочего, по [6 ] ФПОЛ=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 Sт - месячная тарифная ставка рабочего четвертого (среднего) разряда, на 2008 год составляла Sт= 101,073 тыс.руб.;

Кпр - коэффициент премиальной надбавки, 40%;

Ксс - коэффициент социального страхования, 35%.

 млн.руб

15.4 Технико-экономические показатели

Годовое потребление электроэнергии W завода найдем по формуле:

W=Wсил+Wосв+DW; (15.13)

Wсилсил×Тмакс; (15.14) Wосвс×Росв×Тосв, (15.15)

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

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

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

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

Росв - мощность осветительных приборов, кВт;

Рсил - максимальная активная нагрузка силовых ЭП, кВт;

Кс - 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 :

Wсил= 3165,04×4400 = 13,93·106 кВт×ч;

Wосв=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:

Рмакс= W / Tмакс, (15.16)

Рмакс=15,491×106 /4400 = 3520,7 кВт.

Стоимость полезного кВт×ч Спол находится по выражению:

, (15.17)

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

Wпол - полезное потребление электроэнергии предприятием, кВт.ч,

Wпол = W - DW. (15.18)

Плата за электрическую энергию определяется как:

Пэл= а×Рмакс+b×W.(15.19)

Подставляем известные величины в (15.19):

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

По (15.18) определяем полезное потребление электроэнергии:

Wпол= (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

Sтр

М×ВА

5,26

2

Максимальная потребляемая мощность

Рмакс

МВт

3,48

3

Время использования максимума нагрузки

Тмакс

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

QКУ

квар

2000

7

Стоимость основных фондов

КОФ

млн.руб.

327,62

8

Амортизационные отчисления

Иам

млн. руб.

11,81

9

Расходы на эксплуатацию

Иэкс

млн. руб.

7,12

10

Средний тариф

bср

руб. /кВт×ч

270,3

11

Стоимость потребленной электроэнергии

Пэл

млн. руб.

4187,4

12

Стоимость потерь электроэнергии

Ипот

млн. руб.

73,42

13

Экономия потерь за счет установки КУ

DWэк

тыс. кВт×ч

8,6

14

Стоимость полезного кВт×ч энергии

Спол

руб./кВт×ч

276,4

15

Годовой экономический эффект КУ

D3

млн. руб.

8,65

16

Срок окупаемости КУ

ТОК

год

4,3

17

Приведенные затраты выбранного варианта электроснабжения.

3

млн. руб.

126,56

18

Годовая трудоёмкость ремонтов и техобслуживания по участку цеха

Qгод

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;

Rп- сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника;

Iк- ток к.з.;

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

Iз- 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 Uл сети.

Таблица 16.5 - Сопротивление заземляющего устройства

Uл, 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 Uл сети.

Таблица 16.6 - Общее сопротивление растеканию заземлителей

Uл, В

660

380

220

RН, 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.

Похожие работы на - Проектирование электроснабжения завода по производству электротехнического оборудования

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!