Міністерство освіти і науки України Центральноукраїнський національний технічний університет Факультет будівництва, транспорту та енергетики Кафедра «Електротехнічні системи та енергетичний менеджмент» “Допущено до захисту” Зав. кафедрою ЕТС та ЕМ к.т.н., професор ___________П. Плєшков “___“ __________2024 р. КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА ЗА ПЕРШИМ (БАКАЛАВРСЬКИМ) РІВНЕМ ВИЩОЇ ОСВІТИ на тему: «Розробка системи електропостачання цеху пластмасових виробів Development of a power supply system for a plastic products workshop» Виконав здобувач вищої освіти IV курсу, групи ЕЕ-21-3СК ОПП «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» спеціальності 141«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» ___________________ В.Мітюль «____»____________2024 р. Керівник роботи доцент, канд. техн. наук ___________________ О. Сіріков «_____»___________2024 р. Рецензент _______________ ________________________ м. Кропивницький Міністерство освіти і науки України Центральноукраїнський національний технічний університет Факультет будівництва, транспорту та енергетики Кафедра електротехнічних систем та енергетичного менеджменту Рівень вищої освіти перший (бакалаврський) Галузь знань 14 «Електрична інженерія» Спеціальність 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» Освітньо-професійна програма Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка ЗАТВЕРДЖУЮ: Завідувач кафедри ЕТС та ЕМ ___________ П. Плєшков « » 2024 р. ЗАВДАННЯ НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ ЗА ПЕРШИМ (БАКАЛАВРСЬКИМ) РІВНЕМ ВИЩОЇ ОСВІТИ ЗДОБУВАЧА ВИЩОЇ ОСВІТИ Мітюля Вадима Олександровича . (прізвище, ім’я, по-батькові) 1. Тема роботи Розробка системи електропостачання цеху пластмасових виробів Development of a power supply system for a plastic products workshop 2. Керівник роботи Сіріков Олександр Іванович, к.т.н., доцент (прізвище, ім’я, по-батькові, науковий ступінь, вчене звання) 3. Строк подання роботи до захисту 06.06.2024 р. 4. Мета та завдання кваліфікаційної роботи Мета: розробка системи електропостачання цеху пластмасових виробів Завдання: 1. Вступ; 2. Електричні навантаження в системі електропостачання; 3. Техніко- економічне обґрунтування схем зовнішнього та внутрішнього електропостачання підприємства; 4. Компенсація реактивної потужності; 5. Вибір кількості, потужності трансформаторів та місця розташування цехових трансформаторних підстанцій; 6. Розрахунок струмів коротких замикань і вибір обладнання електроустановок та силових мереж системи електропостачання; 7. Спеціальний розділ. Розробка системи електрозбереження; 8. Висновки; 9. Перелік посилань. 5. Консультанти по роботі, із зазначенням розділів роботи Розділ Консультант Підпис, дата Завдання видав Завдання прийняв Спеціальний розділ доцент Н. Гарасьова КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН № з/п Назва етапів кваліфікаційної роботи Строк виконання етапів роботи Примітка 1 Вступ 06.05-08.05 2 Електричні навантаження в системі електропостачання 08.05-10.05 3 Техніко-економічне обґрунтування схем зовнішнього та внутрішнього електропостачання підприємства 10.05-13.05 4 Компенсація реактивної потужності 13.05-15.05 5 Вибір кількості, потужності трансформаторів та місця розташування цехових трансформаторних підстанцій 15.05-17.05 6 Розрахунок струмів коротких замикань і вибір обладнання електроустановок та силових мереж системи електропостачання 17.05-20.05 7 Спеціальний розділ. Розробка системи електрозбереження 20.05-22.05 8 Висновки 22.05-24.05 9 Перелік посилань 24.05-29.05 10 Оформлення розрахунково-пояснювальної записки та презентаційних матеріалів 29.05-06.06 Дата видачі завдання «____» __________ 2024 р. Підпис керівника ________________ Сіріков О.І. (прізвище та ініціали) Завдання прийнято до виконання «____» __________ 2024 р. Підпис здобувача ________________ Мітюль В.О. (прізвище та ініціали) АНОТАЦІЯ Кваліфікаційна робота: 82 с.; 8 рис.; 27 табл.; 8 джерел Мітюль В. О. Розробка системи електропостачання цеху пластмасових виробів. – Рукопис. Кваліфікаційна робота за першим (бакалаврським) рівнем вищої освіти за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка», освітньо-професійна програма «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка». – ЦНТУ, Кропивницький, 2024 рік. Проведення розрахунку електричних навантажень напругою до 1 кВ дозволило визначити активну (868 кВт) та реактивну (130 квар з урахуванням компенсації) потужність по цеху. Побудовані графіки електричних навантажень. Час використання максимального навантаження складає 2754 год, а максимальних втрат 1363 год. Техніко-економічне порівняння схем внутрішнього електропостачання показало, що найбільш оптимальною виявилась схема з силовими пунктами 0,4 кВ і встановленням двох трансформаторів ТМ 630/10 та компенсуючих пристроїв з боку низької напруги з сумарною реактивної потужністю 675 квар. До застосування прийнята радіальна схема цехової мережі. Кабелі до силових пунктів прокладені в кабельних лотках на висоті 3 м над підлогою і закріплені на колонах з допомогою кронштейнів. Кабелі від силових пунктів до електроприймачів прокладені в металевих трубах. Розрахунок струмів КЗ проводився для вибору і перевірки електричних апаратів. Спеціальний розділ присвячений розробці системи електрозбереження цеху. Розглянуті заходи по економії електроенергії в цеховому обладнанні з врахування його специфіки. Серед розглянутих заходів такі як економія електроенергії в двигунах змінного струму, електрозбереження в вентиляційних установках, раціональне використання освітлювальних установок. Проведений розрахунок економі електричної енергії від впровадження світлодіодного освітлення в цеху. Вибрані світлодіодні лампи на заміну застарілих ламп ДРЛ. Ключові слова: електричне навантаження цеху пластмас, компенсація реактивної потужності, вибір електричного обладнання, енергозбереження ABSTRACT Qualification work: 82 p.; 14 Fig.; 27 tables; 8 sources Mityul V. O. Development of the power supply system for the plastic products workshop. - Manuscript. Qualification work for the first (bachelor's) level of higher education in specialty 141 "Electric power engineering, electrical engineering and electromechanics", educational and professional program "Electric power engineering, electrical engineering and electromechanics". – National Technical University, Kropyvnytskyi, 2024. Calculation of electrical loads with a voltage of up to 1 kV made it possible to determine the active (868 kW) and reactive (130 kvar including compensation) power in the workshop. Graphs of electrical loads are constructed. The time of using the maximum load is 2754 hours, and the maximum losses are 1363 hours. A technical and economic comparison of internal power supply schemes showed that the scheme with 0.4 kV power points and the installation of two TM 630/10 transformers and compensating devices on the low voltage side with a total reactive power of 675 kvar was the most optimal. The radial scheme of the workshop network is adopted for use. The cables to the power points are laid in cable trays at a height of 3 m above the floor and fixed on the columns with the help of brackets. Cables from power points to electrical receivers are laid in metal pipes. The calculation of short-circuit currents was carried out for the selection and testing of electrical devices. A special section is dedicated to the development of the shop's power saving system. Considered measures to save electricity in shop equipment, taking into account its specifics. Among the considered measures are the saving of electricity in AC motors, electricity saving in ventilation systems, rational use of lighting systems. The calculation of electrical energy savings from the introduction of LED lighting in the shop was carried out. Selected LED lamps to replace outdated DRL lamps. Key words: electrical load of the plastics shop, compensation of reactive power, choice of electrical equipment, energy saving ЗМІСТ ВСТУП .............................................................................................................................. 7 1. ЕЛЕКТРИЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ В СИСТЕМІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ..... 9 1.1. Обчислення силових навантажень в мережах до 1 кВ ......................................... 9 1.2. Обчислення освітлювальних електронавантажень ............................................. 10 1.3. Обчислення навантажень силових мереж вище 1 кВ ......................................... 15 1.4. Побудова графіків електричних навантажень цеху ............................................ 15 2. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМ ВНУТРІШНЬОГО ТА ЗОВНІШНЬОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ ................................................. 22 2.1. Схема приєднання та вибір напруги живлення ................................................... 22 2.2. Вибір напруги і схеми внутрішнього електропостачання ................................. 22 3. КОМПЕНСАЦІЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ ................................................. 23 3.1. Розрахунок балансу реактивної потужності та вибір пристроїв для її компенсації ..................................................................................................................... 23 3.2. Вибір кількості, потужності та місця розташування пристроїв компенсації реактивної потужності .................................................................................................. 26 4. ВИБІР КІЛЬКОСТІ, ПОТУЖНОСТІ ТРАНСФОРМАТОРІВ ТА МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ЦЕХОВИХ ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ ............ 27 5. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКИХ ЗАМИКАНЬ ТА ВИБІР ОБЛАДНАННЯ І СИЛОВИХ МЕРЕЖ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ... 28 5.1. Розрахунок струмів КЗ .......................................................................................... 28 5.2. Вибір струмопровідних пристроїв силових мереж ............................................. 38 5.3. Розрахунок освітлювальної мережі цеху ............................................................. 42 5.4. Техніко-економічне порівняння варіантів електропостачання цеху ................ 45 5.5. Вибір електрообладнання ...................................................................................... 53 6. СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ. РОЗРОБКА СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОЗБЕРЕЖЕННЯ . 60 6.1. Вступ ........................................................................................................................ 60 6.2. Загальні фактори економії електроенергії ........................................................... 60 6.3. Економії електроенергії в засобах передавання і перетворення ....................... 62 6.3.1. Економія електроенергії в електричних мережах. ........................................... 62 6.3.2. Економія електроенергії в трансформаторах ................................................... 64 6.4. Економії електроенергії на етапі використання .................................................. 65 6.4.1. Економія електроенергії в електродвигунах. ................................................... 65 6.4.2. Економія електроенергії в вентиляційних установках. ................................... 70 6.4.3. Економія електроенергії в освітлювальних установках. ................................. 73 6.5. Розрахунок економії електроенергії від впровадження світлодіоного освітлення ....................................................................................................................... 78 ВИСНОВКИ ................................................................................................................... 80 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ................................................................................................. 82 Розроб. Мітюль В.О. Перевір. Сіріков О.І. Н. Контр. Сіріков О.І. Затв. Плєшков П.Г. Зм. Арк. № докум. Підп. Дата Літ. Аркуш Аркушів 6 82 КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА ЗА ПЕРШИМ (БАКАЛАВРСЬКИМ) РІВНЕМ ВИЩОЇ ОСВІТИ Розробка системи електропостачання цеху пластмасових виробів Development of a power supply system for a plastic products workshop ЦНТУ гр. ЕЕ-21-3СК Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 7 ВСТУП Дана кваліфікаційна робота за ступенем «бакалавр» присвячена розробці системи електропостачання цеху пластмасових виробів. В спеціальному розділі кваліфікаційної роботи необхідно розробити комплексну систему електрозбереження для даного цеху. Проектування системи електропостачання передбачає розрахунок електричних навантажень, що є вихідною інформацією для вибору електричного обладнання системи електропостачання. Обране електрообладнання повинно бути перевірено на дію струмів короткого замкнення. Для розрахунку втрат електричної енергії в системі електропостачання необхідно визначити показник графіків електричного навантаження, а саме – час максимальних втрат. З цією метою проводиться відповідний розрахунок у розділі «Графіки електричних навантажень» з побудовою останніх. Система електропостачання, що проектується в даній кваліфікаційній роботі повинна відповідати умовам економічності, тобто вибір того чи іншого варіанта реалізації системи електропостачання повинно бути обґрунтовано техніко-економічно. Для розробки системи електропостачання цеху характерний більш детальний розгляд електричної мережі до 1000 В, а отже і вибір та порівняння варіантів електропостачання, як правило, розглядається для внутрішнього електропостачання. Розробка системи електрозбереження передбачає розгляд заходів з заощадження електроенергії на даному виробництві. Комплексна система електрозбереження складається з енергозберігаючих заходів по окремим споживачам включаючи технічні та технологічні підходи енергозбереження. Для розробки цієї системи необхідно розглянути заходи енергозбереження в обладнані, яке використовується в даному цеху, а також в елементах системи електропостачання, що проектується. Обов’язковим елементом є проведення простого розрахунку економії електроенергії на конкретному обладнані цеху. Праобразом пластмасового виробництва даної кваліфікаційної роботи послугував цех пластмас заводу «Червона зірка». Для проектування системи Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 8 електропостачання використаний генплан даного цеху, а також електричні споживачі. Вихідні дані для розрахунку електричних навантажень цеху пластмасового виробництва в мережі до 1000 В, а саме перелік струмоприймачів наведений в табл. 1. Генеральний план цеху з нанесенням обладнання наведений в презентації. Таблиця 1. Вихідні дані для розрахунку електричних навантажень цеху пластмасового виробництва в мережі до 1000 В. № Найменування обладнання Тип верстату n Рн, кВт Номер за планом Ки Cos Одного Сумарна 1 Машина однопозиційна ДЕ3330Ф1 2 15 30,0 1, 3 0,25 0,7 2 Машина однопозиційна ДЕ3130-125 13 14 182,0 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 18, 40 0,25 0,7 3 Машина однопозиційна ДЕ3132-250 27 30 810,0 7, 14, 15, 17, 20- 30, 32, 34, 36, 38, 43, 56, 57, 59-62, 64 0,25 0,7 4 Машина однопозиційна KUASY-260 1 22 22,0 19 0,25 0,7 5 Машина однопозиційна Д3134-500 10 53,5 535,0 31, 33, 35, 37, 39, 44, 55, 65-67 0,25 0,7 6 Машина однопозиційна KUASY-170 3 12 36,0 41, 45, 47 0,25 0,7 7 Установка очистки масла ПУОМ-0,2 1 2 2,0 42 0,1 0,6 8 Машина однопозиційна KUASY-400 1 33 33,0 46 0,25 0,7 9 Машина однопозиційна KUASY-1400 1 82,5 82,5 48 0,25 0,7 10 Машина однопозиційна KUASY-260 1 22 22,0 49 0,25 0,7 11 Машина однопозиційна KUASY-630 1 40 40,0 50 0,25 0,7 12 Машина однопозиційна KUASY-1800 4 76 304,0 51-54 0,25 0,7 13 Агрегат видувний АВ-60 1 40 40,0 58 0,2 0,6 14 Машина однопозиційна ДЕ3136-1000 1 90 90,0 68 0,25 0,7 15 Машина однопозиційна ДЕ3138-2000 3 120 360,0 63, 69, 70 0,25 0,7 16 Кран підвісний 3,2 т 2 4,6 9,2 71, 72 0,1 0,5 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 9 1. ЕЛЕКТРИЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ В СИСТЕМІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ Обчислення розрахункових електричних навантажень електроприймачів цеху виконується у відповідності з методом «Розрахункового максимуму» [1, 2]. 1.1. Обчислення силових навантажень в мережах до 1 кВ Визначимо, в якості прикладу, розрахункове електричне навантаження для силового пункту СП-1. Для цього спочатку визначимо середньозінне навантаження для машини однопозиційної ДЕ3330 Рсм = Pн.сум·Ки = 30·0,25 = 7,5 кВт, де Ки – коефіцієнт використання. Визначається за довідковими таблицями з [1, 2]. Середнє реактивне навантаження за найбільш завантажену зміну: Qсм = Рсм tgϕ = 7,5·1,02 = 7,7 квар. де tgϕ визначається за значенням коефіцієнт потужності cosφ, який наводиться в довідкових таблицях з [1, 2]. Визначення середньозмінного активного і реактивного навантаження інших споживачів СП-1 подібно результати розрахунку наведені в табл. 1.1. Сумарне середньозмінне навантаження по СП-1 визначається простим сумуванням середньозмінних навантажень окремих споживачів. Результати розрахунку наведені в табл. 1.1. Ефективну кількість електроприймачів визначимо за спрощеною формулою nЕ = max n n P Р2Σ = 2·186/30 = 12. Груповий коефіцієнт використання по СП-1 визначимо за формулою Ки СП-1 = Рсм СП-1/Pн.сумСП-1 = 46,5/186 = 0,25. За значенням Ки СП-1 та nЕ з відповідних таблиць або номограм [1, 2] визначаємо Км = 1,63. Тоді, розрахункове активне навантаження СП-1 Рр СП-1 = Рсм СП-1·Км = 46,5·1,63 = 75,8 кВт. Q р СП-1 = Qсм СП-1 = 47,4 квар. так як nЕ > 10. Розрахунковий максимум навантаження СП-1: Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 10 Sр СП-1 = 2 p 2 р Q Р + = 22 7,44 5,87 + = 89,4 кВА. Розрахунковий струм СП-1: 1,129 4,0·3 4,89 3 1 1 === − − U S I рСП рСП А. Розрахунок електричного навантаження до 1 кВ по іншим силовим пунктам подібний, а результати розрахунку наведені в табл. 1.1. 1.2. Обчислення освітлювальних електронавантажень Розрахунок освітлювальних електричних навантажень будемо проводити індексним методом за методикою наведеною в [3, 4]. Вибір розташування світильників. Для приміщення технологічного бюро маємо: L = 6 м – довжина приміщення В = 6,5 м – ширина приміщення Н = 10 м – висота приміщення 1. Розрахункова висота h = Н – hр – hс = 10 – 0,8 – 0,5 = 8,7 м де hр – висота розрахункової поверхні над підлогою (приймаємо hр = 0,8 м), hс – відстань від перекриття до світильників (приймаємо hс = 0,5 м). 2. Вибираємо освітлювач РСП 05/Г03 з лампами ДРЛ. 3. Для обраного світильника знаходимо λе = La/h = 1- освітлювач має глибоку криву сили світла (Г). 4. З даної формули знаходимо La = 8,7·1 = 8,7 м 5. При La = 8,7 м в ряду можливо розташувати один світильник. 6. 2l = L –(N-1)·La = 6 – (1-1)·8,7 = 6 м, l = 3 м 7. Приймаємо кількість рядів освітлювачів один у ширину, Lв = 6 м La/ Lв = 8,7/6 = 1,45 < 1,5 8. Загальна кількість світильників в приміщені – 1 шт. (1×1). 11 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Таблиця 1.1. Розрахунок електричних навантажень в мережі до 1000 В. № п/п Найменування обладнання n Рн, кВт Ки Cos tg Середньозмінне nэ Км Розрахункове навантаження Одного Сумарна Рср, кВт Qср, квар Pp, кВт Qp, квар Sp, кВА Ір, А 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 СП-1 1 Машина однопозиційна ДЕ3330 2 15 30,0 0,25 0,7 1,02 7,5 7,7 2 Машина однопозиційна Д3132 1 30 30,0 0,25 0,7 1,02 7,5 7,7 3 Машина однопозиційна ДЕ3130 9 14 126,0 0,25 0,7 1,02 31,5 32,1 Всього по СП-1 12 14-30 186 0,25 0,70 1,02 46,5 47,4 12 1,63 75,8 47,4 89,4 129,1 СП-2 4 Машина однопозиційна Д3132 4 30 120,0 0,25 0,7 1,02 30,0 30,6 5 Машина однопозиційна ДЕ3130 4 14 56,0 0,25 0,7 1,02 14,0 14,3 6 Машина однопозиційна KUASY170 2 12,0 24 0,25 0,7 1,02 6,0 6,1 7 Машина однопозиційна KUASY260 1 22 22 0,25 0,7 1,02 5,5 5,6 8 Установка очистки масла ПУОМ 0,2 1 2 2 0,1 0,6 1,33 0,2 0,3 Всього по СП-2 12 2-33 224,0 0,25 0,70 1,02 55,7 56,9 12 1,63 90,8 62,6 110,3 159,2 СП-3 9 Машина однопозиційна KUASY170 1 12,0 12 0,25 0,7 1,02 3,0 3,1 10 Машина однопозиційна KUASY260 1 22 22 0,25 0,7 1,02 5,5 5,6 11 Машина однопозиційна KUASY400 1 33 33 0,25 0,7 1,02 8,3 8,4 12 Машина однопозиційна KUASY630 1 40 40 0,25 0,7 1,02 10,0 10,2 13 Машина однопозиційна KUASY1400 1 82,5 82,5 0,25 0,7 1,02 20,6 21,0 14 Машина однопозиційна KUASY1800 2 76 152 0,25 0,7 1,02 38,0 38,8 Всього по СП-3 7 12-82,5 342 0,25 0,70 1,02 85,38 87,10 6 2,05 175,0 95,8 199,5 288,0 СП-4 15 Машина однопозиційна Д3132 12 30 360,0 0,25 0,7 1,02 90,0 91,8 Всього по СП-4 12 30 360,0 0,25 0,70 1,02 90,0 91,8 12 1,63 146,7 101,0 178,1 257,1 СП-5 16 Машина однопозиційна Д3134 5 53,5 267,5 0,25 0,7 1,02 66,9 68,2 17 Машина однопозиційна Д3132 3 30 90,0 0,25 0,7 1,02 22,5 23,0 18 Кран підвісний 1 4,6 4,6 0,1 0,5 1,73 0,5 0,8 12 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Продовження таблиці 1.1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Всього по СП-5 9 4,6-53,5 362,1 0,25 0,70 1,02 89,8 92,0 9 1,83 164,4 101,2 193,0 278,6 СП-6 19 Машина однопозиційна KUASY1800 2 76 152 0,25 0,7 1,02 38,0 38,8 20 Машина однопозиційна Д3138 1 120 120,0 0,25 0,7 1,02 30,0 30,6 21 Агрегат видувний АВ-60 1 40 40,0 0,2 0,6 1,33 8,0 10,7 Всього по СП-6 4 40-120 312,0 0,24 0,69 1,05 76,0 80,0 4 2,3 174,8 88,0 195,7 282,5 СП-7 22 Машина однопозиційна Д3134 3 53,5 160,5 0,25 0,7 1,02 40,1 40,9 23 Машина однопозиційна Д3132 7 30 210,0 0,25 0,7 1,02 52,5 53,6 Всього по СП-7 10 30-53,5 370,5 0,25 0,70 1,02 92,6 94,5 10 1,72 159,3 94,5 185,2 267,4 СП-8 24 Машина однопозиційна Д3138 2 120 240,0 0,25 0,7 1,02 60,0 61,2 25 Машина однопозиційна Д3136 1 90 90,0 0,25 0,7 1,02 22,5 23,0 26 Машина однопозиційна Д3134 2 53,5 107,0 0,25 0,7 1,02 26,8 27,3 27 Кран підвісний 1 4,6 4,6 0,1 0,5 1,73 0,5 0,8 Всього по СП-8 6 4,6-120 441,6 0,25 0,70 1,02 109,3 111,5 6 2,1 229,4 122,6 260,1 375,5 Всього по цеху 72 2-120 2597,7 0,25 0,70 1,02 645,3 661,2 43 1,25 806,6 661,2 1043,0 1505,4 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 13 Обчислення електричних навантажень освітлювальних приладів 1. По таблиці 5.1. [3] знаходимо коефіцієнт відображення поверхні приміщення: стеля Рп = 70% сгін Рп = 50% підлоги Рпл = 10% 2. Знаходимо індекс приміщення: 36,0 )5,66(7,8 5,66 )( = + ⋅= + ⋅= ВLh ВL i 3. Знаходимо коефіцієнт використання світового потоку, який є функцією індекса приміщення, таблиця 5.9. [3] η = 0,49. 4. При Ен = 300 лк (нормі освітлення) Кзап = 1,5 (коефіцієнт запасу), табл. 4.1, 4.4 [3]. Знаходимо світовий потік ламп у кожному світильники: лм N ZSКЕ Фр запн 41189 49,01 15,1395,1300 = ⋅ ⋅⋅⋅= ⋅ ⋅⋅⋅= η де S – площа приміщення м2, Z – коефіцієнт мінімального освітлення для ламп ДРЛ Z = 1,15. Вибираємо ближчі стандартні лампи зі світовими потоками ДРЛ-1000 Фн = 50000 лм. Обране значення Фн відрізняється від знайденого на +18 %, що лежить у межах – 10 –+20% 5. Знаходимо розрахункову потужність Рр.о, Qр.о освітлювальної мережі Рр.о = Руст⋅Кс⋅Кпра = 1000⋅0,8⋅1,12 = 0,896 кВт, Qр.о = Рр.о tgφ = 0,896⋅1,73 = 1,55 квар, 79,155,1896,0 222 р.о 2 р.ор.о =+=+= QРS кВА де Кс – коефіцієнт попиту із табл. 2.1 [4]; Кпра – коефіцієнт який враховує втрати потужності в ПРА для ДРЛ; Руст – установлена потужність ламп. Розрахунки для інших приміщень подібні, а результати розрахунку наведені в табл. 1.2. 14 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Таблиця 1.2. Розрахунок освітлювального навантаження. Найменування приміщення L, м B, м Nсв Nряд N i η Ен, лк Кзап Фр, лм Тип лампи Рл, кВт Фн, лм ΔФ,% Kc Pp, кВт Qp, квар Sp, кВА Тех. бюро 6 6,5 1 1 1 0,36 0,49 300 1,5 41189 ДРЛ-1000 1 50000 18 0,8 0,896 1,55 1,79 Приміщення ТП 6 12 2 1 2 0,46 0,49 100 1,5 12673 ДРЛ-250 0,25 11000 -10 0,6 0,34 0,58 0,7 Приміщення цеху 84 48 10 5 50 3,51 0,78 300 1,5 53502 ДРЛ-1000 1 50000 -7 0,8 44,80 77,50 89,5 Бухгалтерія 5 6,5 1 1 1 0,32 0,49 300 1,5 34324 ДРЛ-700 0,7 35000 2 0,8 0,63 1,09 1,3 Матеріальна комора 12,5 6,5 1 1 1 0,49 0,49 75 2 28603 ДРЛ-700 0,7 35000 18 0,6 0,47 0,81 0,9 ПРБ 4,5 6,5 1 1 1 0,31 0,49 300 2 41189 ДРЛ-1000 1 50000 18 0,7 0,78 1,36 1,6 Економ бюро 3 6,5 1 1 1 0,24 0,49 300 2 27459 ДРЛ-700 0,7 35000 19 0,8 0,63 1,09 1,3 Заступник начальнику цеху 3,5 6,5 1 1 1 0,26 0,49 300 2 32036 ДРЛ-700 0,7 35000 8 0,8 0,63 1,09 1,3 Начальник цеху 3,5 6,5 1 1 1 0,26 0,49 300 2 32036 ДРЛ-700 0,7 35000 8 0,8 0,63 1,09 1,3 Всього по цеху 49,80 86,15 100 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 15 1.3. Обчислення навантажень силових мереж вище 1 кВ Методика обчислення навантаження вище 1 кВ подібна до методики визначення електричного навантаження до 1 кВ, що розглянута вище. Додатково ще обчислюються втрати електричної потужності в трансформаторах цехової ТП. Методика розрахунку навантажень для силових мереж вище 1 кВ детально розглянута в [6-8]. Обчислимо втрати в трансформаторах ТМ630 цехової ТП: Каталожні дані трансформаторів – ΔРхх = 2,27 кВт ΔРкз = 7,6 кВт Іхх = 2% Uкз = 5,5% ( ) ( ) кВт61,11682,06,727,22 22 =⋅+⋅=⋅+⋅= ∆∆∆ зкзххт КPPnР ; кВар44,57682,0630 100 5,5 630 100 2 2 100100 22 =      ⋅+⋅=      ⋅+⋅=∆ зн кз н хх т КS U S I nQ ; де коефіцієнт завантаження трансформаторів 2×ТМ630 цехової ТП Кз = 682,0 6302 5,859 2 = ⋅ = нтр p S S . Розрахунок навантажень в мережі вище 1 кВ наведений в табл. 1.3. 1.4. Побудова графіків електричних навантажень цеху Ціллю побудови графіків електричних навантажень є визначення таких характеристик, як річний час повних втрат τ− , що обчислюється за формулою Кізевича [4, 5]. При розрахунках приймемо, що зимовий графік на 15% більше за літній. При цьому приймемо наступні параметри року: Кількість робочих днів Взимку – 147 Літом – 105 Кількість вихідних днів Взимку – 65 Літом – 48 Детально методика розрахунку та побудови графіків електричних навантажень використаних для цього пункту наведена в [6-8]. 16 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Таблиця 1.3. Розрахунок електричних навантажень в мережі вище 1000 В. № п/п Найменування обладнання n Рн, кВт Ки Cos tg Середнє nэ Км Розрахункове Одного Сумарна Рср, кВт Qср, квар Pp, кВт Qp, квар Sp, кВА СП-1 12 14-30 186 0,25 0,7 1,02 46,5 47,4 12 1,63 75,8 47,4 89,4 СП-2 12 2-33 224 0,25 0,7 1,02 55,7 56,9 12 1,63 90,8 62,6 110,3 СП-3 7 12-82,5 341,5 0,25 0,7 1,02 85,4 87,1 6 2,05 175,0 95,8 199,5 СП-4 12 30 360 0,25 0,7 1,02 90,0 91,8 12 1,63 146,7 101,0 178,1 СП-5 9 4,6-53,5 362,1 0,25 0,7 1,02 89,8 92,0 9 1,83 164,4 101,2 193,0 СП-6 4 40-120 312 0,24 0,69 1,05 76,0 80,0 3,7 2,3 174,8 88,0 195,7 СП-7 10 30-53,5 370,5 0,25 0,7 1,02 92,6 94,5 10 1,72 159,3 94,5 185,2 СП-8 6 4,6-120 441,6 0,25 0,7 1,02 109,3 111,5 6 2,1 229,4 122,6 260,1 Всього силова 72 2,1-80 2597,7 0,25 0,70 1,02 645,3 661,2 43 1,25 806,6 661,2 1043,0 Освітлення цеху 49,80 86,15 99,5 Всього по ТП 856,40 747,36 1136,7 КП 0,4 кВ 675 Всього по ТП з КП 856,40 72,36 859,5 Втрати в тр-рах ТП 2×630 11,61 57,44 Всього на шинах 10 кВ ТП 868,01 129,81 877,7 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 17 1. Активне розрахункове навантаження: Pmax 868.01:= кВт 2. Реактивне розрахункове навантаження: Qmax 804.81:= квар 3. Задання графіка навантаження (в %) для кажної ступені графіка (1 - для активної потужності , 2 - для реактивної потужності): Робочі дні Вихідні дні 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 6 38 6 38 6 38 8 51 8 53 7 51 10 60 10 49 68 93 100 100 99 97 62 51 30 56 66 55 59 55 57 53 55 45 30 45 29 40 28 40 25 35 20 32 10 38 10 ... 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 6 20 6 20 6 20 6 20 6 20 6 20 6 20 6 20 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 5 15 6 20 6 20 6 20 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 18 4. Обчислення сходинок графіка навантаження: 1. літні робочі дні 2. зимні робочі дні 3. літні вихідні дні 4. зимні вихідні дні Power_1 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 44 260 264 44 260 264 44 260 264 59 349 354 59 363 367 52 349 353 74 410 417 74 335 343 502 636 810 738 684 1006 730 664 987 457 349 575 221 383 442 487 376 615 435 376 575 421 363 555 406 308 509 221 308 379 214 274 347 207 274 343 184 239 302 148 219 264 74 260 270 74 260 ... = Power_2 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 52 306 310 52 306 310 52 306 310 69 410 416 69 427 432 61 410 415 87 483 491 87 394 404 590 748 953 868 805 1184 859 781 1161 538 410 677 260 451 521 573 443 724 512 443 677 495 427 653 477 362 599 260 362 446 252 322 409 243 322 403 217 282 356 174 258 311 87 306 318 87 306 ... = Power_3 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 44 137 144 44 137 144 44 137 144 44 137 144 44 137 144 44 137 144 44 137 144 44 137 144 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 37 103 109 44 137 144 44 137 144 44 137 ... = Power_4 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 52 161 169 52 161 169 52 161 169 52 161 169 52 161 169 52 161 169 52 161 169 52 161 169 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 43 121 128 52 161 169 52 161 169 52 161 ... = Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 19 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 80 160 240 320 400 480 560 640 720 800 P Q Літні робочого дня Час, год 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 90 180 270 360 450 540 630 720 810 900 P Q Зимові робочого дня Час, год Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 P Q Літні вихідного дня Час, год 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 18 36 54 72 90 108 126 144 162 180 P Q Зимові вихідного дня Час, год Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 21 0 2 10 3× 4 10 3× 6 10 3× 8 10 3× 0 500 1 10 3× Активная мощность Реактивная мощность Річний графік по тривалості Час, год Споживання активної енергії за літню вихідну добу, кВт·год: Wлето_в 967= Споживання активної енергії за літню робочу добу, кВт·год: Wлето_р 5969= Споживання активної енергії за зимову вихідну добу, кВт·год: Wзима_в 1137= Споживання активної енергії за зимову робочу добу, кВт·год: Wзима_р 7022= Споживання реактивної енергії за літню вихідну добу, квар·год: Vлето_в 2839= Споживання реактивної енергії за літню робочу добу, квар·год: Vлето_р 8558= Споживання реактивної енергії за зимову вихідну добу, квар·год: Vзима_в 3340= Споживання реактивної енергії за зимову робочу добу, квар·год: Vзима_р 10068= Річне споживання активної енергі ї, кВт·год: Wг 1779299= Річне споживання реактивної енергії, квар·год: Vг 2731974= Кількість годин використання максимума потужності , год: Tmax 2754= Річний час максимальних втрат, год: τ 1363= Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 22 2. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ СХЕМ ВНУТРІШНЬОГО ТА ЗОВНІШНЬОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЦЕХУ 2.1. Схема приєднання та вибір напруги живлення Для цеху приймемо варіант живлення від ГПП-2 напругою заводу, який знаходиться на відстані приблизно 60 м. Варіант живлення цеху від ГПП-1 не розглядається так, як відстань від цеху до ГПП-1 400 м. Тому зовнішнє джерело живлення визначається однозначно. Живлення запропоновано виконати кабельними лініями напругою 10 кВ. 2.2. Вибір напруги і схеми внутрішнього електропостачання Цехові електричні мережі можуть бути виконані за радіальними, магістральними і змішаними схемами. Радіальна схема зазвичай використовується для живлення окремих потужних електроприймачів, таких як двигуни або електротермічні печі, а також для живлення невеликих зосереджених навантажень у цехах. Магістральні схеми відрізняються простотою та економічністю, підходять для рівномірного розподілу навантаження по всій площі цеху, забезпечують високу надійність електропостачання, універсальність та гнучкість при переміщенні технологічного обладнання. Електроприймачі рівномірно розміщені по площі цеху, що дозволяє використовувати силові пункти (СП) для розподілу електроенергії. Тому внутрішня мережа цеху виконується за змішаною схемою: радіальною для потужних силових пунктів і магістральною для малопотужних СП. У місцях зосередженого розміщення електроприймачів живлення здійснюється від силових пунктів серії ПР-11. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 23 3. КОМПЕНСАЦІЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ 3.1. Розрахунок балансу реактивної потужності та вибір пристроїв для її компенсації Розрахунок балансу будемо проводити за методикою наведеною в [6, 8]. Економічно обґрунтована величина максимальної реактивної потужності ЕQ , яке може бути передана в цехову мережу: Qе = Pр·tgφ = 868,01·0,15 = 130,2 квар. Необхідна сумарна потужність компенсуючих пристроїв в цеховій мережі: QкΣ = Qр – Qе = 804,81 – 130,2 = 674,61 квар. Отже, мінімальна кількість цехових ТП: 9411 63070 4856 , , , SK P N ном.трз н = ⋅ = ⋅ = , де Кз – бажаний коефіцієнт завантаження трансформаторів (що прийнятий Кз=0,7). Остаточно приймаємо N = 2. Якщо в цеху встановлюється 2 трансформатора, ставиться задача визначити оптимальну потужність силових трансформаторів і економічну доцільність передачі реактивної потужності через цехові ТП. Розглянемо варіанти заміни прийнятих трансформаторів трансформаторами наступної по шкалі більшої номінальної потужності. І варіант: 2×ТМ 630 кВА Найбільша РП, яку можна передати зі сторони 10 кВ в мережу 0,38 кВ. ( ) ( ) 4615601868630702 2222 ,,,PSKNQ рном.трзтр =−⋅⋅=−⋅⋅= квар. Потужність КП на боці 0,4 кВ: Qнк = Qр – Qтр = 804,81 – 156,46 = 648,3 квар. Приймаємо стандартне значення Qкн = 675 квар 2×УКМ-0,38-337,5-37,5. Потужність КП, що встановлюються на боці 10 кВ: Qкв = Qр – Qкн – Qе = 804,81 – 675 – 130,2 = 0 квар. Оскільки Qкв = 0 тому КП на боці 10 кВ не передбачають. ІІ варіант: 2×ТМ 1000 кВА. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 24 ( ) ( ) 1400018681000702 2222 =−⋅⋅=−⋅⋅= ,,PSKNQ рном.трзтр квар, Qнк = Qр – Qтр = 804,81 – 1400 = -595 квар. Оскільки Qкн < 0, немає потреби у встановленні КП на боці 0,4 кВ. Потужність КП, що встановлюються на боці 10 кВ: Qкв = Qр – Qкн – Qе = 804,81 – 0 – 130,2 = 674,61 квар. Приймаємо стандартне значення Qкн = 450 квар УКЛ-10,5-450У3 Отже, компенсацію треба виконати на боці 10 кВ. Баланс реактивної потужності наведений в табл. 3.1. Таблиця 3.1. Баланс реактивної потужності Варіант Показник 1 2 1 Потужність ВБК, квар 0 450 2 Потужність НБК, квар 675 0 3 Потужність Qe, квар 129,81 354,81 4 Всього за умовами балансу 804,81 804,81 Обчислимо розрахункові витрати на компенсацію реактивної потужності для варіанту 1. Втрати активної потужності в конденсаторах: ΔPкн = ΔPкн. пит·Qкн. = 4,5·0,675 = 3,037 кВт. Втрати активної потужності при передачі реактивної потужності через трансформатори ТП: 1610104957 10 81129 6 2 2 2 2 ,, , R U Q P н п тр =⋅⋅==∆ − Σ кВт, де 6 2 2 2 2 104,957 6302 106,7 − Σ ⋅= ⋅ ⋅= ⋅ ⋅∆= нтр нкз SN UP R кОм. Вартість КТП: КктпΣ = ΣN·Кктп = 1·509,4 = 509,4 тис. грн. де Кктп = 20·25,47 = 509,4 тис. грн. вартість однієї КТП Хмельницького трансформаторного заводу з урахуванням коефіцієнту підвищення вартості [2]. Вартість низьковольтних батарей конденсаторів: Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 25 КкнΣ = ΣNкн·Ккн = 2·70 = 140 тис. грн. Розрахункові витрати на компенсацію реактивної потужності: З = Ен·(Ккн + Ккв + Ктп) + (ΔPкн. + ΔPкв + ΔPтр)·С0·τ = = 0,12·(140 + 0 + 509,4) + (3,037 + 0 + 0,161)·4,06·1363·10-3 = 95,6 тис. грн. Розрахуємо розрахункові витрати на компенсації реактивної потужності для варіанту ІІ: Втрати активної потужності в конденсаторах: ΔPкв = ΔPкв. пит·Qкв = 2,5·0,45 = 1,125 кВт. Втрати активної потужності при передачі реактивної потужності через трансформатори ТП: 799010635 10 81354 6 2 2 2 2 , , R U Q P н п тр =⋅⋅==∆ − Σ кВт, де 6 2 2 2 2 10635 10002 10712 − Σ ⋅= ⋅ ⋅= ⋅ ⋅∆= , SN UP R нтр нкз кОм. Вартість КТП: КктпΣ = ΣN·Кктп = 1·613 = 613 тис. грн. Кктп = 20·30,65 = 613 тис. грн. Вартість високовольтних батарей конденсаторів: КквΣ = ΣNкв·Ккв = 1·70 = 70 тис. грн. Розрахункові витрати на компенсацію реактивної потужності: З = Ен·(Ккн + Ккв + Ктп) + (ΔPкн. + ΔPкв + ΔPтр)·С0·τ = = 0,12·(0 + 70 + 613) + (0 + 1,125 + 0,799)·4,06·1363·10-3 = 92,6 тис. грн. Результати розрахунку техніко-економічних показників зводимо в табл. 3.2. Таблиця 3.2. Техніко-економічні показники варіантів компенсації Варіант Показник 1 2 1 Вартість ТП, тис. грн. 509,4 613 2 Вартість КП 0,4 тис. грн. 140 – 3 Вартість КП 10 кВ, тис. грн. – 70 4 Приведені витрати на компенсацію реактивної потужності, тис. грн. 95,6 92,6 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 26 Таким чином, проведений розрахунок показав, що варіанти між собою економічно рівноцінні так, як відрізняються між собою менше ніж на 5%. Враховуючи той факт, що низьковольтними батареями можливо проводити регулювання видачі реактивної потужності шляхом включення і відключення секцій батареї, а також розташувати їх на обох секціях ТП то віддаємо перевагу першому варіанту з встановленням КП типу 2×УКМ-0,38-337,5-37,5. 3.2. Вибір кількості, потужності та місця розташування пристроїв компенсації реактивної потужності Згідно з розрахунками слід розглядати варіант компенсації реактивної потужності конденсаторними установками на боці 0,4 кВ ТП. До установки приймаємо дві конденсаторні батареї марки УКМ-0,38-337,5-37,5 і встановлюємо на кожну секцію шин ТП. Ступінь регулювання 37,5 кВар. Розрахунки навантаження на ТП з урахуванням компенсації зводимо в табл. 3.3. Таблиця 3.3. Розміщення компенсуючих пристроїв на ТП № ТП К-ть тр-в РР, кВт QP, кВар КЗ QКП, кВар К-ть БК Тип БК ΣQБК КЗ S, кВА 1 2 868,01 804,81 0,94 156,5 2 УКМ-0,38-337,5-37,5 675 0,7 877,7 Враховуючи те, що електропостачання цеху здійснюється силовими пунктами то згідно з рекомендаціями [6] підключаємо батареї конденсаторів безпосередньо до шин ТП. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 27 4. ВИБІР КІЛЬКОСТІ, ПОТУЖНОСТІ ТРАНСФОРМАТОРІВ ТА МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ЦЕХОВИХ ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ При встановлені цехових ТП перевагу необхідно віддати комплектним трансформаторним підстанціям (КТП). Вибір їх кількості та потужності приймають за відповідною питомою щільністю навантаження. Так, при щільності навантаження до 0,2 кВА/м2 застосовують трансформатори до 1000 кВА [1, 2, 5]. Номінальна потужність трансформатора для цеху: 9626 702 7877 2 , , , К S S з р тр.н = ⋅ = ⋅ = кВА. Враховуючи, що в цеху переважають споживачі ІІ категорії то бажаний коефіцієнт завантаження приймемо Кз = 0,7. Цехову ТП розміщуємо на відмітці 0,0 м у окремому приміщені виробничого корпуса. Таким чином, на цеховій трансформаторній підстанції прийняті до установки трансформатори 2×ТМ-630 кВА. Результати вибору ТП наведені в табл. 4. Таблиця 4. Вибір трансформаторів ТП-10/0,4 кВ Місце встановлення ТП Тип розміщення Тип ТП Кількість та тип тр-рів S, кBA K3 K3 aв В цеху Вбудована КТП 2×630 кВА 2×ТМ-630/10 877,7 0,696 1,39 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 28 5. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКИХ ЗАМИКАНЬ ТА ВИБІР ОБЛАДНАННЯ І СИЛОВИХ МЕРЕЖ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ 5.1. Розрахунок струмів КЗ Розрахунок струмів короткого замикання для високовольтної мережі Розрахунок струмів короткого замкнення в високовольтній мережі будемо проводити за методикою викладеною в [2, 6, 8]. Розрахунок струмів к.з. в мережі 10 кВ проведемо по схемі рис 5.1.1, для якої складемо схему заміщення рис. 5.1.2. Опір енергосистеми заданий струмом к.з. на шинах 10 кВ п/ст. значення якого Iкз = 8,3 кА. Розраховуємо індуктивні і активні параметри схеми заміщення: 686,0 3,83 10 3 кз c c = ⋅ == I U X Ом, Хкл = х0l = 0,083·0,06 = 0,005 Ом, Rкл = r0l = 0,326·0,06 = 0,019 Ом, 73,8 63,0 10 100 5,5 100 22 к тр === н н S UU X Ом, 9,1 630 106,7 2 2 2 н 2 кз тр =⋅== S UP R н Ом. Розрахуємо струм к.з. в т. К1. 236,8 701,03 10 3 рез н = ⋅ ==′′ z U I кА, Rекв = RКЛ = 0,019 Ом, Хекв = Хкл + Хс = 0,005 + 0,696 = 0,701 Ом, КЛ ТП UС К1 К2 Iкз=8,3 кА. UС ХС ХКЛ RКЛ ХТР RТР К1 К2 Рис. 5.1.1. Розрахункова схема до розрахунку струмів к.з. Рис. 5.1.2. Розрахункова схема заміщення до розрахунку струмів к.з. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 29 701,0019,0701,0 222 екв 2 екврез =+=+= RXz Ом. Ударний струм к.з. в т. К1 96,208,1236,822 удуд =⋅⋅=′′= kIi кА, де kуд = 1,8 табл. 8.5 [2]. Розрахуємо струм к.з. в т. К2. 6,0 624,93 10 3 рез н = ⋅ ==′′ z U I кА, Rекв = RКЛ + Rтр = 0,019 + 1,9 = 1,919 Ом, Хекв = Хкл + Хс + Хтр = 0,005 + 0,696 + 8,73 = 9,431 Ом, 624,9919,1431,9 222 екв 2 екврез =+=+= RXz Ом. Ударний струм к.з. в т. К2 527,18,16,022 удуд =⋅⋅=′′= kIi кА. Приводимо значення струму до напруги 10 кВ: 15 4,0 10 6,0 НН ВН нн ==′′=′′ U U ІI кА; 175,38 4,0 10 527,1 НН ВН удуд.нн === U U іі кА. Розрахунок струмів короткого замикання в низьковольтній мережі Розрахунок струмів короткого замкнення в низьковольтній мережі будемо проводити за методикою викладеною [2, 4]. Для розрахунку струмів к.з. складається електрична схема і схема заміщення цехової мережі починаючи від джерела живлення до віддаленого електроспоживача цеху. Струми трифазного к.з. необхідні для перевірки на стійкість обраного електроустаткування. Розрахунок струмів к.з. в мережі 0,4 кВ будемо проводити для схем рис. 5.1.3. Для розрахункової схеми складемо схему заміщення рис. 5.1.4. Визначаємо опори елементів схеми заміщення. Опір системи живлення: Хс = Uн 2/Sкз = 0,382/142,65 = 1,01 мОм, де Sкз = √3 Uн Iкз = √3⋅10⋅8,236 = 142,65 МВА. 30 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Рис. 5.1.3. Розрахункова схема до розрахунку струмів к.з. в мережі 0,4 кВ 31 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Рис. 5.1.4. Схема заміщення до розрахунку струмів к.з. в мережі 0,4 кВ Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 32 Опори цехового трансформатора, приведені до 0,38 кВ: rтр = 3,4 мОм; хтр= 13,5 мОм; zт (1)= 42 мОм – додаток Д.1 [4]. Опори трансформатора струму: rтс = 0 мОм; хтс= 0 мОм; Опір ошиновки трансформатора: rош = 0,036 мОм; хош= 0,266 мОм; Опір вимикаючих апаратів: rкот = 0,07 мОм; хкот= 0,07 мОм; rк = 0,1 мОм; – додаток Д.4 [4]. Опір кабельної лінії до СП-1: rо = 0,48 мОм/м; хо= 0,06 мОм/м; zо петлі = 1,27 мОм/м; – додаток Д.5 [4]. Тоді rкл = rоl = 0,48⋅66 = 31,68 мОм; Хкл = хоl = 0,06⋅66 = 3,96 мОм; Zпетлі кл = Zо петліl = 1,27⋅66 = 83,82 мОм. Розрахунок опорів інших кабельних ліній подібний результати розрахунку приведені в табл. 5.1.1. Таблиця 5.1.1. Розрахунок опорів КЛ мережі 0,4 кВ КЛ rо, мОм/м хо, мОм/м zо петлі, мОм/м L, м R, мОм X, мОм Zпетлі, мОм 1 2 3 4 5 6 7 8 ТП-СП1 0,48 0,06 1,27 66 31,68 3,96 83,82 ТП-СП2 0,35 0,06 0,92 72 25,2 4,32 66,24 ТП-СП3 0,175 0,03 0,46 108 18,9 3,24 49,68 ТП-СП4 0,175 0,03 0,46 36 6,3 1,08 16,56 ТП-СП5 0,175 0,03 0,46 36 6,3 1,08 16,56 ТП-СП6 0,175 0,03 0,46 90 15,75 2,7 41,4 ТП-СП7 0,175 0,03 0,46 48 8,4 1,44 22,08 ТП-СП8 0,14 0,03 0,525 54 7,56 1,62 28,35 СП1-1 5,55 0,09 15,43 7 38,85 0,63 108,01 СП1-2 5,55 0,09 15,43 5 27,75 0,45 77,15 СП1-3 5,55 0,09 15,43 4 22,2 0,36 61,72 СП1-4 5,55 0,09 15,43 9 49,95 0,81 138,87 СП1-5 5,55 0,09 15,43 9 49,95 0,81 138,87 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 33 Продовження табл. 5.1.1. 1 2 3 4 5 6 7 8 СП1-6 5,55 0,09 15,43 9 49,95 0,81 138,87 СП1-7 1,33 0,07 3,7 10 13,3 0,7 37 СП1-8 5,55 0,09 15,43 14 77,7 1,26 216,02 СП1-9 5,55 0,09 15,43 19 105,45 1,71 293,17 СП1-10 5,55 0,09 15,43 14 77,7 1,26 216,02 СП1-11 5,55 0,09 15,43 16 88,8 1,44 246,88 СП1-12 5,55 0,09 15,43 16 88,8 1,44 246,88 СП2-13 5,55 0,09 15,43 7 38,85 0,63 108,01 СП2-14 1,33 0,07 3,7 10 13,3 0,7 37 СП2-15 1,33 0,07 3,7 8 10,64 0,56 29,6 СП2-16 5,55 0,09 15,43 12 66,6 1,08 185,16 СП2-17 1,33 0,07 3,7 7 9,31 0,49 25,9 СП2-18 5,55 0,09 15,43 3 16,65 0,27 46,29 СП2-19 2,08 0,07 5,92 4 8,32 0,28 23,68 СП2-40 5,55 0,09 15,43 12 66,6 1,08 185,16 СП2-41 8,35 0,1 24,08 6 50,1 0,6 144,48 СП2-42 8,35 0,1 24,08 3 25,05 0,3 72,24 СП2-43 1,33 0,07 3,7 5 6,65 0,35 18,5 СП2-47 8,35 0,1 24,08 9 75,15 0,9 216,72 СП3-45 8,35 0,1 24,08 20 167 2 481,6 СП3-46 1,33 0,07 3,7 17 22,61 1,19 62,9 СП3-48 0,28 0,06 1,05 14 3,92 0,84 14,7 СП3-49 2,08 0,07 5,92 12 24,96 0,84 71,04 СП3-50 0,67 0,06 1,8 15 10,05 0,9 27 СП3-51 0,35 0,06 0,92 9 3,15 0,54 8,28 СП3-53 0,35 0,06 0,92 6 2,1 0,36 5,52 СП4-20 1,33 0,07 3,7 8 10,64 0,56 29,6 СП4-21 1,33 0,07 3,7 6 7,98 0,42 22,2 СП4-22 1,33 0,07 3,7 10 13,3 0,7 37 СП4-23 1,33 0,07 3,7 9 11,97 0,63 33,3 СП4-24 1,33 0,07 3,7 12 15,96 0,84 44,4 СП4-25 1,33 0,07 3,7 12 15,96 0,84 44,4 СП4-26 1,33 0,07 3,7 17 22,61 1,19 62,9 СП4-27 1,33 0,07 3,7 16 21,28 1,12 59,2 СП4-30 1,33 0,07 3,7 10 13,3 0,7 37 СП4-32 1,33 0,07 3,7 12 15,96 0,84 44,4 СП4-34 1,33 0,07 3,7 15 19,95 1,05 55,5 СП4-36 1,33 0,07 3,7 18 23,94 1,26 66,6 СП5-28 1,33 0,07 3,7 24 31,92 1,68 88,8 СП5-29 1,33 0,07 3,7 15 19,95 1,05 55,5 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 34 Продовження табл. 5.1.1. 1 2 3 4 5 6 7 8 СП5-31 0,48 0,06 1,27 18 8,64 1,08 22,86 СП5-33 0,48 0,06 1,27 15 7,2 0,9 19,05 СП5-35 0,48 0,06 1,27 10 4,8 0,6 12,7 СП5-37 0,48 0,06 1,27 9 4,32 0,54 11,43 СП5-38 1,33 0,07 3,7 6 7,98 0,42 22,2 СП5-39 0,48 0,06 1,27 3 1,44 0,18 3,81 СП5-71 5 0,1 15 78 390 7,8 1170 СП6-52 0,35 0,06 0,92 10 3,5 0,6 9,2 СП6-54 0,35 0,06 0,92 7 2,45 0,42 6,44 СП6-58 0,67 0,06 1,8 9 6,03 0,54 16,2 СП6-63 0,18 0,06 0,59 6 1,08 0,36 3,54 СП7-44 0,48 0,06 1,27 12 5,76 0,72 15,24 СП7-55 0,48 0,06 1,27 12 5,76 0,72 15,24 СП7-56 1,33 0,07 3,7 3 3,99 0,21 11,1 СП7-57 1,33 0,07 3,7 6 7,98 0,42 22,2 СП7-59 1,33 0,07 3,7 10 13,3 0,7 37 СП7-60 1,33 0,07 3,7 10 13,3 0,7 37 СП7-61 1,33 0,07 3,7 13 17,29 0,91 48,1 СП7-62 1,33 0,07 3,7 13 17,29 0,91 48,1 СП7-64 1,33 0,07 3,7 2 2,66 0,14 7,4 СП7-65 0,48 0,06 1,27 10 4,8 0,6 12,7 СП8-66 0,48 0,06 1,27 15 7,2 0,9 19,05 СП8-67 0,48 0,06 1,27 12 5,76 0,72 15,24 СП8-68 0,28 0,06 1,05 9 2,52 0,54 9,45 СП8-69 0,18 0,06 0,59 5 0,9 0,3 2,95 СП8-70 0,18 0,06 0,59 6 1,08 0,36 3,54 СП8-72 5 0,1 15 85 425 8,5 1275 Сумарні опори до точки К1: r∑1 = rтр + rош + rтс + rкот + rк = 3,4 + 0,036 + 0 + 0,07 + 0,1 = 3,606 мОм; х∑1 = хс + хтр + хош + хтс + хкот = 1,01 + 13,5 + 0,266 + 0 + 0,07 = 14,846 мОм; z1 = √(r∑1 2 + х∑1 2) = √(3,6062 + 14,8462) = 15,278 мОм. Трифазний струм КЗ в точці К1: Iк1 (3) = Uн/(√3z1) = 380/(√3·15,278) = 14,36 кА. Ударний струм: iуд = √2КудIк1 (3) = √2⋅1,467⋅14,36 = 29,792 кА. де Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 35 467,111 0131,0 01,001,0 уд =+=+= −− ееК аТ , 0131,0 606,3314 846,14 а = ⋅ = ω = R X Т 1/с. Сумарні опори петлі фаза-нуль до точки К1: rпетлі1 = 3rош + 3rтс + 3rкот + 3rк = 3·0,036 + 3·0 + 3·0,07 + 3·0,1 = 0,618 мОм; хпетлі1 = 2хс + 3хош + 3хтс + 3хкот = 2·1,01 + 3·0,266 + 3·0 + 3·0,07 = 3,1 мОм; zпетлі1 = √(rпетлі 2 + хпетлі 2 ) = √(0,6182+ 3,12) = 3,161 мОм. Струм однофазного КЗ в точки К1: Iк1 (1) = Uф/(zт (1)/3 + zпетлі1) = 220/(42/3 + 3,161) = 12,82 кА. Опір вимикаючого апарату до СП-1: rкот = 0,74 мОм; хкот = 0,55 мОм; rк = 0,65 мОм. Опори трансформатора струму: rтс = 0,3 мОм; хтс = 0,33 мОм; Сумарні опори до точки К2: r∑2 = r∑1 + rкат + rк + rтс + rпр = 3,606 + 0,74 + 0,65 + 0,33 + 31,68 = 36,976 мОм, х∑2 = х∑1 + хкат + хтс + хпр = 14,846 + 0,55 + 0,3 + 3,96 = 19,686 мОм; z2 = √(r∑2 2 + х∑2 2) = √(36,9762+19,6862) = 41,89 мОм. Трифазний струм КЗ в точці К2: Iк2 (3) = Uн/(√3z2) = 380/(√3⋅41,89) = 5,237 кА. Ударний струм: iуд = √2⋅КудIк2(3) = √2⋅1,0027·5,237 = 7,426 кА, де 0027,111 017,0 01,001,0 уд =+=+= −− ееК аТ , 017,0 976,36314 686,19 а = ⋅ = ω = R X Т 1/с. Сумарні опори петлі фаза-нуль до точки К2: rпетлі2 = rпетлі1 + 3rтс + 3rкот + 3rк = 0,618 + 3·0,33 + 3·0,74 + 3·0,65 = 5,778мОм, хпетлі2 = хпетлі1 + 3хтс + 3хкот = 3,1 +3·0,3+3·0,55 = 5,65 мОм; zпетлі2 = √(rпетлі1 2 + хпетлі1 2) = √(5,7782 + 5,652) = 8,08 мОм. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 36 Струм однофазного КЗ в точки К2: Iк2 (1) = Uф/(zт (1)/3 + zпетлі2 + zкл петлі) = 220/(42/3 + 8,08 + 83,82) = 2,077 кА. Розрахунок струмів к.з. в інших точках подібний результати розрахунку наведені в табл. 5.1.2. Таблиця 5.1.2. Розрахунок струмів к.з. в мережі 0,4 кВ т. к.з. R∑, мОм X∑, мОм Iкз, кА Та, 1/с Iуд, кА I(1) кз, кА 1 2 3 4 5 6 7 1 3,606 14,846 14,36 0,0131 29,792 12,82 2 36,976 19,686 5,237 0,0017 7,426 2,077 3 29,956 19,616 6,127 0,0021 8,737 2,552 4 23,136 18,266 7,443 0,0025 10,723 3,233 5 10,536 16,106 11,399 0,0048 18,188 6,3 6 10,536 16,106 11,399 0,0048 18,188 6,3 7 19,986 17,726 8,213 0,0028 11,951 3,381 8 12,636 16,466 10,57 0,00415 16,292 5,44 9 11,766 16,606 10,78 0,00449 16,893 4,725 10 82,656 22,986 2,557 0,00076 3,617 0,935 11 71,556 22,806 2,921 0,00087 4,131 1,076 12 66,006 22,716 3,143 0,00095 4,445 1,164 13 93,756 23,166 2,272 0,00067 3,213 0,826 14 93,756 23,166 2,272 0,00067 3,213 0,826 15 93,756 23,166 2,272 0,00067 3,213 0,826 16 53,706 21,656 3,789 0,0012 5,359 1,434 17 121,506 23,616 1,772 0,00051 2,507 0,641 18 149,256 24,066 1,451 0,00042 2,052 0,523 19 121,506 23,616 1,772 0,00051 2,507 0,641 20 132,606 23,796 1,628 0,00047 2,303 0,588 21 132,606 23,796 1,628 0,00047 2,303 0,588 22 75,606 22,946 2,777 0,00083 3,927 1,02 23 46,656 21,616 4,267 0,0013 6,037 1,645 24 43,996 21,476 4,481 0,0014 6,343 1,741 25 103,356 23,396 2,07 0,0006 2,928 0,751 26 42,666 21,406 4,596 0,0015 6,507 1,794 27 53,406 22,586 3,784 0,0012 5,352 1,429 28 45,076 22,596 4,351 0,0014 6,158 1,674 29 103,356 23,396 2,07 0,0006 2,928 0,751 30 86,856 22,916 2,442 0,00072 3,454 0,872 31 61,806 22,616 3,334 0,001 4,715 1,223 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 37 Продовження табл. 5.1.2. 1 2 3 4 5 6 7 32 40,006 21,266 4,842 0,0016 6,859 1,909 33 111,906 23,216 1,92 0,00056 2,715 0,678 34 196,936 22,966 1,107 0,00029 1,565 0,385 35 49,146 20,756 4,112 0,0012 5,817 1,557 36 28,016 19,386 6,44 0,0021 9,181 2,578 37 54,896 21,806 3,714 0,0011 5,253 1,371 38 35,236 20,016 5,414 0,0017 7,674 2,172 39 27,246 19,086 6,595 0,0021 9,413 2,788 40 26,196 18,906 6,791 0,0022 9,71 2,889 41 24,576 17,966 7,207 0,0021 10,277 2,937 42 21,916 17,826 7,766 0,0023 11,136 3,259 43 27,236 18,106 6,708 0,0019 9,534 2,673 44 25,906 18,036 6,95 0,002 9,892 2,799 45 29,896 18,246 6,264 0,0017 8,885 2,453 46 29,896 18,246 6,264 0,0017 8,885 2,453 47 36,546 18,596 5,35 0,0014 7,573 2,033 48 35,216 18,526 5,514 0,0015 7,805 2,105 49 27,236 18,106 6,708 0,0019 9,534 2,673 50 29,896 18,246 6,264 0,0017 8,885 2,453 51 33,886 18,456 5,686 0,0015 8,052 2,183 52 37,876 18,666 5,196 0,0014 7,352 1,966 53 45,856 19,086 4,417 0,0011 6,247 1,641 54 33,886 18,456 5,686 0,0015 8,052 2,183 55 20,566 17,736 8,079 0,0025 11,632 3,554 56 19,126 17,556 8,451 0,0027 12,238 3,788 57 16,726 17,256 9,129 0,0031 13,406 4,252 58 16,246 17,196 9,274 0,0032 13,668 4,359 59 21,916 17,826 7,766 0,0023 11,136 3,259 60 13,366 16,836 10,206 0,0038 15,499 5,135 61 407,336 26,606 0,537 0,00012 0,76 0,179 62 24,446 18,606 7,141 0,0023 10,232 3,074 63 23,396 18,426 7,367 0,0024 10,584 3,198 64 27,406 18,816 6,6 0,0021 9,406 2,747 65 21,616 18,186 7,767 0,0026 11,222 3,405 66 19,786 17,736 8,257 0,0027 11,945 3,679 67 19,786 17,736 8,257 0,0027 11,945 3,679 68 20,026 17,976 8,153 0,0026 11,783 3,553 69 24,016 18,186 7,283 0,0022 10,405 3,013 70 29,336 18,466 6,329 0,0018 8,984 2,505 71 29,336 18,466 6,329 0,0018 8,984 2,505 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 38 Продовження табл. 5.1.1. 1 2 3 4 5 6 7 72 33,326 18,676 5,743 0,0016 8,136 2,224 73 33,326 18,676 5,743 0,0016 8,136 2,224 74 18,696 17,906 8,475 0,0028 12,324 3,779 75 18,826 17,616 8,509 0,0028 12,366 3,842 76 20,356 18,056 8,063 0,0026 11,646 3,155 77 18,916 17,876 8,43 0,0028 12,255 3,337 78 15,246 17,426 9,475 0,0035 14,15 3,753 79 13,216 17,006 10,187 0,004 15,59 4,328 80 13,396 17,066 10,112 0,0039 15,437 4,278 5.2. Вибір струмопровідних пристроїв силових мереж Вибір високовольтних силових кабелів напругою 10 кВ Вибір силових високовольтних кабелів будемо проводити за методикою наведеною в [6, 8]. Розрахунковий струм: 34,25 1032 7,877 32 н p p = ⋅ == U S I А, Іmax = 2Ір = 2·25,34 = 50,67 А. Перевірка кабелю на термічну стійкість до струмів КЗ: 87 95 1 3,8 м рз min === ∞ К t IF мм2. По економічній щільності струму 12,21 2,1 34,25 ек р === j І F мм2. де jек = 1,2 − для КЛ з алюмінієвими жилами при Тм > 5000 год. Обираємо кабель типу ААШв (3×95) мм2. Результати вибору зведені до табл. 5.2.1. Таблиця 5.2.1. Результати вибору кабелів напругою 10 кВ. Живлення Sp, кBА Ip, A Iав, А Fек, мм 2 Fmin, мм 2 Ідоп, А Марка кабелю ГЗП–ТП 877,7 25,34 50,67 21,12 87 205 ААШв (3х95) Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 39 Вибір низьковольтних силових кабелів напругою 0,4 кВ Вибір силових низьковольтних кабелів та шинопроводів будемо проводити за методикою наведеною в [4]. Вибір силові кабелі до силових пунктів. Кабель обираємо по нагріву розрахунковим струмом: ІКI доппрp ≤ , де Кпр = 1 – коефіцієнт прокладки [4]. Для СП-1 А1,129 0,1 1,129 пр p доп ==≥ K I I . Вибираємо кабель АВВГ перерізом 70 мм2 з довготривалим допустимим струмом Iтр = 140 А. Втраті напруги ∆U < ∆Uдоп: ( ) =ϕ+ϕ⋅⋅ ⋅⋅ =∆ ⋅ Lxr U I U sincos 1003 н p ( ) %4,1066,071,006,07,048,0 400 1,1291003 =⋅+⋅⋅⋅⋅= 1,4%<5% Розрахунки вибору кабельних ліній до інших СП подібний, результати розрахунку наведені в табл. 5.2.2. Таблиця 5.2.2. Вибір перерізу живлячих кабелів до СП № СП Iр, А Iд, А S мм² Сos Sin r0,мОм/м х0,мОм/м L, км ΔU% IзахКзах, А 1 129,1 140 70 0,70 0,71 0,48 0,06 0,066 1,40 140 2 159,2 165 95 0,70 0,71 0,35 0,6 0,072 3,34 160 3 288 330 2×95 0,70 0,71 0,175 0,03 0,108 1,94 300 4 257,1 330 2×95 0,70 0,71 0,175 0,03 0,036 0,58 300 5 278,6 330 2×95 0,70 0,72 0,175 0,03 0,036 0,62 300 6 282,5 330 2×95 0,69 0,73 0,175 0,03 0,09 1,57 300 7 267,4 330 2×95 0,70 0,71 0,175 0,03 0,048 0,80 300 8 375,5 400 2×120 0,70 0,71 0,14 0,03 0,054 1,05 400 По ДСТУ допустима втрата напруги на затискачах електродвигунів допускається 5%, тому всі кабельні лінії проходять, згідно цієї умови. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 40 Вибір живлючих станки кабелів. Розрахуємо номінальний струм машини однопозиційної ДЕ3330: 9,30 7,04,03 15 cos3 н н н = ⋅⋅ = ϕ = U P I А. Обираємо кабель АВВГ 3×6+1×4 з допустимим довготривалим струмом Ін = 30,9 А < Ідоп = 35А. Перевіряємо обраний кабель на відповідність захисному пристрою: КпрІдоп ≥ КзахІз; 1·35>1·32, де Із = 32 А – найближче стандартне значення розчеплювача автоматичного вимикача, Кзах = 1 – коефіцієнт захисту для автоматичного вимикача з нерегульованою зворотно залежною характеристикою [4]. Вибір кабелів до інших станків подібний результати зведені до табл. 5.2.3. Розподільчу мережу виконуємо кабелем марки АВВГ, для кранів підвісних – гнучким кабелем марки КРПС. Кабельні лінії до окремих електроприймачів прокладені в стальних тонкостінних трубах для електропроводок в підлозі цеху. Таблиця 5.2.3. Вибір перерізу живлячих кабелів до електроприймачів № Найменування ЕП Рн, кВт Сos Iр, А Iд, А S мм² r0, мОм/м х0, мОм/м L, м ΔU% IзахКзах, А 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Машина однопозиційна ДЕ3330 15 0,7 30,9 35 6 5,55 0,09 7 0,37 32 2 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 5 0,25 32 3 Машина однопозиційна ДЕ3330 15 0,7 30,9 35 6 5,55 0,09 4 0,21 32 4 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 9 0,44 32 5 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 9 0,44 32 6 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 9 0,44 32 7 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 10 0,26 70 8 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 14 0,69 32 9 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 14 0,69 32 10 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 14 0,69 32 11 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 16 0,79 32 12 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 16 0,79 32 13 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 7 0,35 32 14 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 10 0,26 70 15 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 8 0,21 70 16 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 12 0,59 32 17 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 7 0,18 70 18 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 3 0,15 32 19 Машина однопозиційна KUASY260 22 0,7 45,4 60 16 2,08 0,07 4 0,12 50 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 41 Продовження табл. 5.2.3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 8 0,21 70 21 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 6 0,16 70 22 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 10 0,26 70 23 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 9 0,24 70 24 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 12 0,32 70 25 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 12 0,32 70 26 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 17 0,45 70 27 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 16 0,42 70 28 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 24 0,63 70 29 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 15 0,39 70 30 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 10 0,26 70 31 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 18 0,33 140 32 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 12 0,32 70 33 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 15 0,27 140 34 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 15 0,39 70 35 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 10 0,18 140 36 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 18 0,47 70 37 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 9 0,16 140 38 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 6 0,16 70 39 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 3 0,05 140 40 Машина однопозиційна ДЕ3130 14 0,7 28,9 35 6 5,55 0,09 12 0,59 32 41 Машина однопозиційна KUASY170 12 0,7 24,7 27 4 8,35 0,1 6 0,38 25 42 Установка очистки масла ПУОМ 0,2 2 0,6 4,8 27 4 8,35 0,1 3 0,03 25 43 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 5 0,13 70 44 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 12 0,22 140 45 Машина однопозиційна KUASY170 12 0,7 24,7 27 4 8,35 0,1 20 1,27 25 46 Машина однопозиційна KUASY400 33 0,7 68,0 75 25 1,33 0,07 17 0,49 70 47 Машина однопозиційна KUASY170 12 0,7 24,7 27 4 8,35 0,1 9 0,57 25 48 Машина однопозиційна KUASY1400 82,5 0,7 170,1 200 120 0,28 0,06 14 0,25 200 49 Машина однопозиційна KUASY260 22 0,7 45,4 60 16 2,08 0,07 12 0,35 50 50 Машина однопозиційна KUASY630 40 0,7 82,5 110 50 0,67 0,06 15 0,27 100 51 Машина однопозиційна KUASY1800 76 0,7 156,7 165 95 0,35 0,21 9 0,24 160 52 Машина однопозиційна KUASY1800 76 0,7 156,7 165 95 0,35 0,21 10 0,27 160 53 Машина однопозиційна KUASY1800 76 0,7 156,7 165 95 0,35 0,21 6 0,16 160 54 Машина однопозиційна KUASY1800 76 0,7 156,7 165 95 0,35 0,21 7 0,19 160 55 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 12 0,22 140 56 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 3 0,08 70 57 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 6 0,16 70 58 Агрегат видувний АВ-60 40 0,6 96,2 110 50 0,67 0,06 9 0,17 100 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 42 Продовження табл. 5.2.3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 59 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 10 0,26 70 60 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 10 0,26 70 61 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 13 0,34 70 62 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 13 0,34 70 63 Машина однопозиційна ДЕ3138 120 0,7 247,4 260 185 0,18 0,06 6 0,11 250 64 Машина однопозиційна ДЕ3132 30 0,7 61,9 75 25 1,33 0,07 2 0,05 70 65 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 10 0,18 140 66 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 15 0,27 140 67 Машина однопозиційна Д3134 53,5 0,7 110,3 140 70 0,48 0,06 12 0,22 140 68 Машина однопозиційна ДЕ3136 90 0,7 185,6 200 120 0,28 0,06 9 0,17 200 69 Машина однопозиційна ДЕ3138 120 0,7 247,4 260 185 0,18 0,06 5 0,09 250 70 Машина однопозиційна ДЕ3138 120 0,7 247,4 260 185 0,18 0,06 6 0,11 250 71 Кран підвісний 4,6 0,5 13,3 35 4 5 0,1 78 1,16 16 72 Кран підвісний 4,6 0,5 13,3 35 4 5 0,1 85 1,26 16 5.3. Розрахунок освітлювальної мережі цеху Розрахунок освітлювальної мережі цеху будемо проводити за методикою наведеною в [4]. Схема освітлювальних електромереж цеху наведена на рис 5.3.1. Рис. 5.3.1. Схема освітлювальних електромереж цеху. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 43 Мінімальна допустима напруга освітлювального устаткування: Umin = 97,5%Uн, Uхх = 105%Uн. Втрати напруги в трансформаторі: %2,1 630 6,7100100 н.тр кз =⋅=∆= S P U a , %37,52,15,5 222 а 2 кp =−=−= UUU , де ΔРкз = 7,6 кВт, Uк = 5,5%. ( ) ( ) %12,1084,037,5996,02,168,0sincos разт =⋅+⋅=ϕ+ϕ=∆ UUkU ; ΔUдоп% = Uхх – Umin − ΔUт = 105 – 97,5 – 1,12 = 6,38 %. Замінимо рівномірно розподілене по довжині навантаження зосередженим у середині лінії. Визначимо моменти всіх ділянок мережі. Розрахунок моментів проведений в табл. 5.3.1. Таблиця 5.3.1. Розрахунок моментів навантаження освітлювальної мережі № п/п N Р0, кВт L0, м L, м α М, кВт·м αМ, кВт·м 2-3 1 0,7 9 0 1,39 6,3 8,8 2-4 1 0,7 5 0 1,39 3,5 4,9 2-5 1 0,7 5 0 1,39 3,5 4,9 2-6 1 1 10 0 1,39 10 13,9 2-7 2 0,25 100 8 1,39 52 72,280 2-8 1 52,4 30 0 1 1572 1572,0 Всього по ЩО-1 3026,699 8-9 10 1 9 8 1 130 130 8-10 10 1 12 8 1 160 160 8-11 10 1 20 8 1 240 240 8-12 10 1 30 8 1 340 340 8-13 10 1 40 8 1 440 440 8-14 1 0,7 22 0 1,39 15,4 21 8-15 1 0,7 12 0 1,39 8,4 12 8-16 1 1 5 0 1,39 5 7 Всього по ЩО-2 1350,032 Визначаємо переріз кабелю до ЩО-1: 2мм73,30 38,644 7,302610056 доп 12 = ⋅ +⋅= ∆⋅ Σ⋅α+Σ= UC mM F , Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 44 де α − коефіцієнт приведення моментів, α = 1; Σт − сума моментів ліній, що живляться через дану ділянку; С = 44 − для чотирьохпровідної мережі; С = 7,4 − для двохпровідної мережі. Приймаємо стандартне значення 35 мм². Перевіряємо вибране значення на довготривалий робочий струм 144 4,03 100 3 p p = ⋅ == U S I А. Так як обраний переріз не витримує довготривалий струм 95А < 144 А, то остаточно приймаємо значення 95 мм² по умові довготривалого стуму (165 А > 144 А). Визначаємо дійсну втрату напруги: %34,1 9544 10056 12 12 12 = ⋅ ⋅= ⋅ =∆ FC M U , ΔUдоп – ΔU12 = 6,38 – 1,34 = 5,04%. Результати розрахунку вибору інших кабелів подібний результати розрахунку і вибору наведені в табл. 5.3.2. Таблиця 5.3.2. Вибір перетину кабельних ліній освітлювальних мереж № п/п αМ, кВт·м С Fр, мм² S, кВА І, А Fст, мм² ΔU, % Iдоп, А 2-3 9 7,4 0,197 1,40 2,02 2,5 0,47 23 2-4 4,9 7,4 0,110 1,40 2,02 2,5 0,26 23 2-5 4,9 7,4 0,110 1,40 2,02 2,5 0,26 23 2-6 13,9 7,4 0,313 2,00 2,88 2,5 0,75 23 2-7 72,28 7,4 1,629 1,00 1,44 2,5 3,91 23 2-8 1350,032 44 4,854 104,71 151,1 95 0,32 75 8-9 130 44 0,467 19,98 28,84 6 0,49 27 8-10 160 44 0,575 19,98 28,84 6 0,61 27 8-11 240 44 0,863 19,98 28,84 6 0,91 27 8-12 340 44 1,222 19,98 28,84 6 1,29 27 8-13 440 44 1,578 19,98 28,84 6 1,67 27 8-14 21 7,4 0,464 1,40 2,02 2,5 1,16 23 8-15 12 7,4 0,249 1,40 2,02 2,5 0,63 23 8-16 7 7,4 0,148 2,00 2,88 3,5 0,27 23 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 45 Прокладання кабелів освітлювальної мережі здійснюється кабелем марки АВВГ. Мінімальні перерізи чотирьохжильних кабелів вибрані 4 мм², двохжильних 2,5 мм². До рівня підвісу ліхтарів прокладання здійснюється в трубах діаметром 20 мм. Живлення освітлювальних мереж здійснюється від щитів типу ЩО31-21 (ЩО-1) і ЩО31-32 (ЩО-2) з вхідним автоматом А3114, автоматами на відходящих лініях АЕ-1031-11 та кількістю підходящих ліній до 6 шт - ЩО31-21 і до 12 шт - ЩО31-32 [4]. 5.4. Техніко-економічне порівняння варіантів електропостачання цеху Розрахунок техніко-економічного порівняння варіантів електропостачання цеху будемо проводити за методикою наведеною в [4]. Для техніко-економічного порівняння маємо 2 варіанти. Першій варіант це електропостачання з використанням комплектних шинопроводів, другий – силових пунктів. Вибір комплектних шинопроводів. Розрахунок електричного навантаження шинопроводів для першого варіанту проведений у вигляді табл. 5.4.1. Комплектні шинопроводи типу ШМА для магістралей вибирають по розрахунковому струму. Ін.ШМА-1 = 636,8 А, Ін.ШМА-2 = 935,5 А. Вибираємо магістральні шинопроводи ШМА73У3 з номінальним струмом Ін = 1600 А, Ідин = 90 кА, r0 = 0,031 мОм/м, x0 = 0,017 мОм/м, z0 = 0,036 мОм/м. Вибір розподільчих шинопроводів ШРА. ШРА-1: Iр = 336 А, вибираємо ШРА73 з Iн = 400 А; Ідин = 25 кА, r0 = 0,15 мОм/м, x0 = 0,17 мОм/м, z0 = 0,49 мОм/м. ШРА-2: Iр = 336,3 А, вибираємо ШРА73 з Iн = 400 А; Ідин = 25 кА, r0 = 0,15 мОм/м, x0 = 0,17 мОм/м, z0 = 0,49 мОм/м. ШРА-3: Iр = 444,3 А, вибираємо ШРА73 з Iн = 630 А; Ідин = 35 кА, r0 = 0,1 мОм/м, x0 = 0,13 мОм/м, z0 = 0,16 мОм/м. ШРА-4: Iр = 576,3 А, вибираємо ШРА73 з Iн = 630 А; Ідин = 35 кА, r0 = 0,1 мОм/м, x0 = 0,13 мОм/м, z0 = 0,16 мОм/м. 46 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Таблиця 5.4.1. Розрахунок електричних навантажень в мережі до 1000 В до розрахунку порівняння варіантів електропостачання № Найменування обладнання n Рн, кВт Ки Cos tg Середньозмінне nэ Км Розрахункове навантаження п/п Одного Сумарна Рср, кВт Qср, кВАр Pp, кВт Qp, кВАр Sp, кВА Ір, А 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ШРА-1 Машина однопозиційна ДЕ3330 2 15 30,0 0,25 0,7 1,02 7,5 7,7 Машина однопозиційна ДЕ3130 6 14 84,0 0,25 0,7 1,02 21,0 21,4 Машина однопозиційна Д3132 8 30 240,0 0,25 0,7 1,02 60,0 61,2 Машина однопозиційна Д3134 3 53,5 160,5 0,25 0,7 1,02 40,1 40,9 Всього по ШРА-1 19 14-53,5 514,5 0,25 0,70 1,02 128,63 131,22 19 1,42 182,6 144,3 232,8 336,0 ШРА-2 Машина однопозиційна KUASY260 1 22 22 0,25 0,7 1,02 5,5 5,6 Машина однопозиційна ДЕ3130 6 14 84,0 0,25 0,7 1,02 21,0 21,4 Машина однопозиційна Д3132 11 30 330,0 0,25 0,7 1,02 82,5 84,2 Машина однопозиційна Д3134 2 53,5 107,0 0,25 0,7 1,02 26,8 27,3 Кран підвісний 1 4,6 4,6 0,1 0,5 1,73 0,5 0,8 Всього по ШРА-2 21 4,6-53,5 547,6 0,25 0,70 1,02 136,21 139,29 20 1,4 190,7 153,2 244,6 336,3 Всього по ШМА-1 40 4,6-53,5 1062,1 0,25 0,70 1,02 264,835 270,51 40 1,23 325,7 297,6 441,2 636,8 ШРА-3 Машина однопозиційна Д3132 8 30 240,0 0,25 0,7 1,02 60,0 61,2 Машина однопозиційна ДЕ3130 1 14 14,0 0,25 0,7 1,02 3,5 3,6 Машина однопозиційна KUASY170 3 12,0 36 0,25 0,7 1,02 9,0 9,2 Машина однопозиційна KUASY260 1 22 22 0,25 0,7 1,02 5,5 5,6 Установка очистки масла ПУОМ 0,2 1 2 2 0,1 0,6 1,33 0,2 0,3 Машина однопозиційна KUASY400 1 33 33 0,25 0,7 1,02 8,3 8,4 47 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Продовження табл. 5.4.1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Машина однопозиційна KUASY630 1 40 40 0,25 0,7 1,02 10,0 10,2 Машина однопозиційна Д3134 5 53,5 267,5 0,25 0,7 1,02 66,9 68,2 Агрегат видувний АВ-60 1 40 40,0 0,2 0,6 1,33 8,0 10,7 Всього по ШРА-3 22 2-53,5 694,5 0,25 0,69 1,04 171,33 177,35 22 1,39 238,1 195,1 307,8 444,3 ШРА-4 Машина однопозиційна Д3138 3 120 360,0 0,25 0,7 1,02 90,0 91,8 Машина однопозиційна Д3136 1 90 90,0 0,25 0,7 1,02 22,5 23,0 Машина однопозиційна Д3134 2 53,5 107,0 0,25 0,7 1,02 26,8 27,3 Кран підвісний 1 4,6 4,6 0,1 0,5 1,73 0,5 0,8 Машина однопозиційна KUASY1400 1 82,5 82,5 0,25 0,7 1,02 20,6 21,0 Машина однопозиційна KUASY1800 2 76 152 0,25 0,7 1,02 38,0 38,8 Всього по ШРА-4 10 4,6-120 796,1 0,25 0,70 1,02 198,34 202,67 10 1,67 331,2 222,9 399,3 576,3 Всього по ШМА-2 32 2-120 1490,6 0,25 0,70 1,03 369,66 380,02 25 1,34 495,3 418,0 648,2 935,5 Всього по цеху 72 2-120 2552,7 0,25 0,70 1,03 634,5 650,5 43 1,25 793,1 715,6 1068,2 1541,9 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 48 Перевірка шин на електродинамічну стійкість. ШМА виконують умови стійкості до струмів КЗ Ідин = 90 кА > iуд = 29,792 кА. (iуд – ударний струм к.з. на шинах 0,4 кВ ТП т. К2). Всі ШРА з Iн = 630 А проходять по динамічній стійкості до струмів КЗ. Ідин = 35 кА > iуд = 29,792 кА. ШРА з Iн = 400 А не проходять по динамічній стійкості до струмів КЗ. Ідин = 25 кА < iуд = 29,792 кА. тому вибираємо в якості ШРА-1 і ШРА-2 ШРА73 з Iн = 630 А за умовою динамічної стійкості. Визначаємо допустимі втрати напруги: ШМА–1 ( ) =ϕ+ϕ ⋅Σ =∆ sincos 1003 % 00 н р xr U lI U %155,010)714,0017,07,0031,0( 380 100)183,33612336(3 3 =⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅= − , ШРА–1 ( ) =ϕ+ϕ ⋅ =∆ sincos 1005,03 % 00 н р xr U lI U %823,010)714,013,07,01,0( 380 100663365,03 3 =⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅= − , ШРА–2 ( ) =ϕ+ϕ ⋅ =∆ sincos 1005,03 % 00 н р xr U lI U %824,010)714,013,07,01,0( 380 100663,3365,03 3 =⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅= − , ШМА–2 ( ) =ϕ+ϕ ⋅Σ =∆ sincos 1003 % 00 н р xr U lI U %443,010)714,0017,07,0031,0( 380 100)363,576183,444(3 3 =⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅= − ШРА–3 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 49 ( ) =ϕ+ϕ ⋅ =∆ sincos 1005,03 % 00 н р xr U lI U %088,110)714,013,07,01,0( 380 100663,4445,03 3 =⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅= − , ШРА–3 ( ) =ϕ+ϕ ⋅ =∆ sincos 1005,03 % 00 н р xr U lI U %411,110)714,013,07,01,0( 380 100663,5765,03 3 =⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅= − . По ДСТУ допустима втрата напруги на затискачах електродвигунів допускається 5%, тому всі шинопроводи проходять, згідно цієї умови. Розрахунок довжини кабельних ліній до електроприймачів по варіантам наведено в табл. 5.4.2. Таблиця 5.4.2. Розрахунок довжини кабельних ліній до електроприймачів Номер за планом Довжина, м Перетин, мм2 Номер за планом Довжина, м Перетин, мм2 СП ШРА СП ШРА 1 2 3 4 5 6 7 8 1 7 5 6 36 18 2 25 2 5 5 6 37 9 2 70 3 4 5 6 38 6 3 25 4 9 2 6 39 3 3 70 5 9 2 6 40 12 2 6 6 9 2 6 41 6 2 4 7 10 5 25 42 3 2 4 8 14 2 6 43 5 2 25 9 14 5 6 44 12 2 70 10 14 2 6 45 20 2 4 11 16 2 6 46 17 2 25 12 16 2 6 47 9 2 4 13 7 2 6 48 14 9 120 14 10 5 25 49 12 7 16 15 8 2 25 50 15 7 50 16 12 3 6 51 9 6 95 17 7 3 25 52 10 6 95 18 3 3 6 53 6 3 95 19 4 3 16 54 7 3 95 20 8 5 25 55 12 2 70 21 6 5 25 56 3 2 25 22 10 2 25 57 6 2 25 23 9 2 25 58 9 7 50 24 12 2 25 59 10 7 25 25 12 5 25 60 10 7 25 26 17 2 25 61 13 9 25 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 50 Продовження табл. 5.4.2. 1 2 3 4 5 6 7 8 27 16 2 25 62 13 9 25 28 24 3 25 63 6 2 185 29 15 3 25 64 2 2 25 30 10 5 25 65 10 2 70 31 18 5 70 66 15 4 70 32 12 2 25 67 12 7 70 33 15 2 70 68 9 5 120 34 15 5 25 69 5 2 185 35 10 5 70 70 6 2 185 Всього 38 8 4 151 44 6 16 10 16 304 105 25 24 14 50 116 34 70 32 18 95 23 14 120 17 6 185 Розрахунок капіталовкладення по варіантам наведено в табл. 5.4.3. Таблиця 5.4.3. Розрахунок капітальних вкладень № Елемент схеми Одиниці Кількість Вартість, грн. Всього, грн. В ар іа нт 1 ШМА 73 У3 м 54 1590 85860 ШРА 73 м 264 1420 374880 Кабель АВВГ, мм2 4 м 8 63 504 6 м 44 65 2860 16 м 10 78 780 25 м 105 88,5 9292,5 50 м 14 121 1694 70 м 34 146,5 4981 95 м 18 178 3204 120 м 14 210,5 2947 185 м 6 296 1776 Вимикач АВМ шт. 2 2140 4280 Всього 493058,5 В ар іа нт 2 Силовий пункт ПР-8505 шт. 8 15000 120000 Кабель АВВГ, мм2 4 м 38 63 2394 6 м 151 65 9815 16 м 16 78 1248 25 м 604 88,5 53454 50 м 24 121 2904 70 м 182 146,5 26663 95 м 740 178 131720 120 м 131 210,5 27575,5 185 м 17 296 5032 Вимикач АВМ шт. 8 2140 17120 Всього 397925,5 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 51 Розрахунки поточних витрат зводимо в табл. 5.4.4. Таблиця 5.4.4. Розрахунок поточних витрат № Елемент схеми К, грн На, % Не, % На.е., % С, грн В ар іа нт 1 Кабельні лінії 32318,5 5 5 10 3231,85 Шинопровід 460740 15 5 20 92148 Вимикачі автоматичні 4280 15 5 20 856 Всього 96235,85 В ар іа нт 2 Кабельні лінії 277925,5 5 5 10 27792,55 Силовий пункт ПР-8505 120000 15 5 20 24000 Вимикачі автоматичні 17120 10 5 20 3424 Всього 55216,55 Розрахунок вартості втрат електроенергії Втрати потужності в кабельній лінії ТП-СП1: ΔРклСП1 = І2р.клСП1·r0клСП1·l = 129,12·0,48·66·10-6 = 0,528 кВт, Втрати енергії: ΔЕСП1 = ΔР клСП1τmax = 0,528·1363 = 719,66 кВт·год. Вартість втрат електроенергії: ВСП1 = ΔЕСП1·С0 = 719,66·4,06 = 2921,86 грн., де С0 – вартість 1 кВт⋅год електроенергії. Аналогічно розраховуємо вартість втрат електроенергії в інших КЛ та шинопроводах. Результати розрахунку наведені в табл. 5.4.5. Остаточний розрахунок обох варіантів наведено в таблиці 5.4.6. Таблиця 5.4.5. Розрахунок втрат у КЛ та шинопроводах Втрати при силових пунктах Втрати при шинопроводах КЛ rо, мОм/м L, м R, мОм I, А В, грн КЛ rо, мОм/м L, м R, мОм I, А В, грн 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ТП-СП1 0,48 66 31,68 129,1 2921,86 ШМА-1 0,031 18 0,558 636,8 1252,17 ТП-СП2 0,35 72 25,2 159,2 3534,34 ШМА-2 0,031 36 1,116 935,5 5404,73 ТП-СП3 0,175 108 18,9 288 8674,98 ШРА-1 0,1 66 6,6 336 4123,29 ТП-СП4 0,175 36 6,3 257,1 2304,45 ШРА-2 0,1 66 6,6 336,3 4130,66 ТП-СП5 0,175 36 6,3 278,6 2705,98 ШРА-3 0,1 66 6,6 444,3 7209,72 ТП-СП6 0,175 90 15,75 282,5 6955,68 ШРА-4 0,1 66 6,6 576,3 12130,06 ТП-СП7 0,175 48 8,4 267,4 3323,72 ШРА1-1 5,55 5 27,75 30,9 146,90 ТП-СП8 0,14 54 7,56 375,5 5898,80 ШРА1-2 5,55 5 27,75 28,9 127,97 СП1-1 5,55 7 38,85 30,9 205,66 ШРА1-3 5,55 5 27,75 30,9 146,90 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 52 Продовження табл. 5.4.5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 СП1-2 5,55 5 27,75 28,9 127,97 ШРА1-4 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-3 5,55 4 22,2 30,9 117,52 ШРА1-5 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-4 5,55 9 49,95 28,9 230,34 ШРА1-6 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-5 5,55 9 49,95 28,9 230,34 ШРА1-7 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП1-6 5,55 9 49,95 28,9 230,34 ШРА1-8 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-7 1,33 10 13,3 61,9 281,63 ШРА2-9 5,55 5 27,75 28,9 127,97 СП1-8 5,55 14 77,7 28,9 358,31 ШРА1-10 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-9 5,55 19 105,45 28,9 486,28 ШРА2-11 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-10 5,55 14 77,7 28,9 358,31 ШРА2-12 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-11 5,55 16 88,8 28,9 409,50 ШРА2-13 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП1-12 5,55 16 88,8 28,9 409,50 ШРА2-14 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП2-13 5,55 7 38,85 28,9 179,16 ШРА2-15 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП2-14 1,33 10 13,3 61,9 281,63 ШРА2-16 5,55 3 16,65 28,9 76,78 СП2-15 1,33 8 10,64 61,9 225,30 ШРА2-17 1,33 3 3,99 61,9 84,49 СП2-16 5,55 12 66,6 28,9 307,12 ШРА2-18 5,55 3 16,65 28,9 76,78 СП2-17 1,33 7 9,31 61,9 197,14 ШРА2-19 2,08 3 6,24 45,4 71,06 СП2-18 5,55 3 16,65 28,9 76,78 ШРА1-20 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП2-19 2,08 4 8,32 45,4 94,74 ШРА1-21 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП2-40 5,55 12 66,6 28,87 307,12 ШРА1-22 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП2-41 8,35 6 50,1 24,74 169,74 ШРА1-23 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП2-42 8,35 3 25,05 4,811 3,21 ШРА1-24 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП2-43 1,33 5 6,65 61,86 140,81 ШРА2-25 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП2-47 8,35 9 75,15 24,74 254,61 ШРА2-26 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП3-45 8,35 20 167 24,74 565,80 ШРА2-27 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП3-46 1,33 17 22,61 68,04 579,31 ШРА2-28 1,33 3 3,99 61,9 84,49 СП3-48 0,28 14 3,92 170,1 627,74 ШРА2-29 1,33 3 3,99 61,9 84,49 СП3-49 2,08 12 24,96 45,36 284,23 ШРА1-30 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП3-50 0,67 15 10,05 82,48 378,33 ШРА1-31 0,48 5 2,4 110,3 161,62 СП3-51 0,35 9 3,15 156,7 428,08 ШРА1-32 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП3-53 0,35 6 2,1 156,7 285,38 ШРА1-33 0,48 2 0,96 110,3 64,65 СП4-20 1,33 8 10,64 61,86 225,30 ШРА2-34 1,33 5 6,65 61,9 140,81 СП4-21 1,33 6 7,98 61,86 168,98 ШРА1-35 0,48 5 2,4 110,3 161,62 СП4-22 1,33 10 13,3 61,86 281,63 ШРА2-36 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП4-23 1,33 9 11,97 61,86 253,47 ШРА2-37 0,48 2 0,96 110,3 64,65 СП4-24 1,33 12 15,96 61,86 337,96 ШРА2-38 1,33 3 3,99 61,9 84,49 СП4-25 1,33 12 15,96 61,86 337,96 ШРА2-39 0,48 3 1,44 110,3 96,97 СП4-26 1,33 17 22,61 61,86 478,77 ШРА3-40 5,55 2 11,1 28,9 51,19 СП4-27 1,33 16 21,28 61,86 450,61 ШРА3-41 8,35 2 16,7 24,7 56,58 СП4-30 1,33 10 13,3 61,86 281,63 ШРА3-42 8,35 2 16,7 4,8 2,14 СП4-32 1,33 12 15,96 61,86 337,96 ШРА3-43 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП4-34 1,33 15 19,95 61,86 422,44 ШРА3-44 0,48 2 0,96 110,3 64,65 СП4-36 1,33 18 23,94 61,86 506,93 ШРА3-45 8,35 2 16,7 24,7 56,58 СП5-28 1,33 24 31,92 61,86 675,91 ШРА3-46 1,33 2 2,66 68,0 68,15 СП5-29 1,33 15 19,95 61,86 422,44 ШРА3-47 8,35 2 16,7 24,7 56,58 СП5-31 0,48 18 8,64 110,3 581,84 ШРА4-48 0,28 9 2,52 170,1 403,55 СП5-33 0,48 15 7,2 110,3 484,87 ШРА3-49 2,08 7 14,56 45,4 165,80 СП5-35 0,48 10 4,8 110,3 323,25 ШРА3-50 0,67 7 4,69 82,5 176,55 СП5-37 0,48 9 4,32 110,3 290,92 ШРА4-51 0,35 6 2,1 156,7 285,38 СП5-38 1,33 6 7,98 61,86 168,98 ШРА4-52 0,35 6 2,1 156,7 285,38 СП5-39 0,48 3 1,44 110,3 96,97 ШРА4-53 0,35 3 1,05 156,7 142,69 СП5-71 5 78 390 13,28 380,56 ШРА4-54 0,35 3 1,05 156,7 142,69 СП6-52 0,35 10 3,5 156,7 475,64 ШРА3-55 0,48 2 0,96 110,3 64,65 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 53 Продовження табл. 5.4.5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 СП6-54 0,35 7 2,45 156,7 332,95 ШРА3-56 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП6-58 0,67 9 6,03 96,23 308,97 ШРА3-57 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП6-63 0,18 6 1,08 247,4 365,91 ШРА3-58 0,67 7 4,69 96,2 240,31 СП7-44 0,48 12 5,76 110,3 387,90 ШРА3-59 1,33 7 9,31 61,9 197,14 СП7-55 0,48 12 5,76 110,3 387,90 ШРА3-60 1,33 7 9,31 61,9 197,14 СП7-56 1,33 3 3,99 61,86 84,49 ШРА3-61 1,33 9 11,97 61,9 253,47 СП7-57 1,33 6 7,98 61,86 168,98 ШРА3-62 1,33 9 11,97 61,9 253,47 СП7-59 1,33 10 13,3 61,86 281,63 ШРА4-63 0,18 2 0,36 247,4 121,97 СП7-60 1,33 10 13,3 61,86 281,63 ШРА3-64 1,33 2 2,66 61,9 56,33 СП7-61 1,33 13 17,29 61,86 366,12 ШРА3-65 0,48 2 0,96 110,3 64,65 СП7-62 1,33 13 17,29 61,86 366,12 ШРА3-66 0,48 4 1,92 110,3 129,30 СП7-64 1,33 2 2,66 61,86 56,33 ШРА3-67 0,48 7 3,36 110,3 226,27 СП7-65 0,48 10 4,8 110,3 323,25 ШРА4-68 0,48 5 2,4 185,6 457,38 СП8-66 0,48 15 7,2 110,3 484,87 ШРА4-69 0,18 2 0,36 247,4 121,97 СП8-67 0,48 12 5,76 110,3 387,90 ШРА4-70 0,18 2 0,36 247,4 121,97 СП8-68 0,28 9 2,52 185,6 480,25 ШРА2-71 5 78 390 13,3 380,56 СП8-69 0,18 5 0,9 247,4 304,92 ШРА4-72 5 85 425 13,3 414,71 СП8-70 0,18 6 1,08 247,4 365,91 Всього вартість втрат 43186,47 СП8-72 5 85 425 13,28 414,71 Всього вартість втрат 59287,51 Таблиця 5.4.6. Техніко-економічні показники варіантів електропостачання № Показники Одиниці Варіант схеми І ІІ 1 Капітальні вкладення грн. 493058,5 397925,5 2 Поточні витрати грн. 96235,85 55216,55 3 Вартість втрат електроенергії грн. 43186,47 59287,51 4 Приведені витрати грн. 198589,34 162255,12 Таким чином, розрахунки приведених витрат показали, що різниця між варіантами складає більше 20%. Тому для подальших розрахунків приймаємо варіант ІІ схеми електропостачання цеху з використанням силових пунктів. 5.5. Вибір електрообладнання Вибір високовольтних вимикачів. Вибір високовольтних вимикачів будемо проводити за методикою викладеною в [6, 8]. На боці 10 кВ встановлюємо типові шафи серії КРЗ-10 з вимикачами VM1S. 92,50 103 630 4,1 3 4,1 н н.тр роб = ⋅ == U S І А, Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 54 13,218,13,822 удуд =⋅⋅=′′= kIi кА, ( ) 89,6813,8 2 від 2 к =⋅=′′= tIВ кА2с. Результати вибору вимикача наведені в табл. 5.5.1. Таблиця 5.5.1. Вибір вимикача 10 кВ ліній, що відходять до ТП. Параметри мережі Умови вибору Параметри вимикача 10 кВ Uвст ≤ Uн 10 кВ 50,92 А Іроб ≤ Ін 630 А 8,3 кА Іʹʹ ≤ Ідин. 20 кА 21,13 кА іу ≤ 1,8 2 ідин 50,9 кА 8,3 кА Іпτ ≤ Ін.від 20 кА 11,73 кА 2 Іпτ + іаτ ≤ 2 Ін.від(1+βк) 40 кА 68,89 кА2∙с тер 2 терtІВк ≤ 1600 кА2∙с Вибір автоматичних вимикачів До установки приймаємо КТП з трансформаторами потужністю 630 кВА, ввідні шафи типу ШН-8 мають автоматичні вимикачі типу АВМ, отже цей тип і приймається для встановлення. Номінальний струм ввідного автоматичного вимикача дорівнює струму трансформатора найбільш тяжкого режиму, з урахуванням 40% перевантаження. Вибір ввідного та секційного вимикача. Номінальний струм вимикача: 1340 38,03 630 4,1 3 4,1 н н.тр н = ⋅ == U S І А. Приймаємо автомат АВМ-15. Номінальний струм автомата: Ін.авт = 1500 А. Номінальний струм розмикача: Ін.роз = 1500 А. Струм вставки в зоні спрацьовування від перенавантаження: Іу.тепл = 1,25Ін.роз = 1,25·1500 = 1875 А. Струм вставки в зоні спрацьовування від струмів КЗ: Іу.роз = 5Ін.роз = 5·1500 = 7500 А. Перевірка автомата: Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 55 1. Ікз (1) ≥ 1,25 Іу.роз; 12820 А > 9375 А 2. Ідин ≥ Іу (3); 30 кА > 29,792 кА Вибір ввідних автоматів СП. Розрахунковий струм СП-1 Ір = 129,1 А. Вибираємо автомат АВМ-4 Ін.авт = 400 А. Номінальний струм розмикача: Ін.роз = 200 А. Струм вставки в зоні спрацьовування від перенавантаження: Іу.тепл = 1,25Ін.роз = 1,25·200 = 250 А. Струм вставки в зоні спрацьовування від струмів КЗ: Іу.роз = 2Ін.роз = 2·200 = 400 А. Перевірка автомата: 1. Ікз (1) ≥ 1,25 Іу.роз; 2077 А > 500 А 2. Ідин ≥ Іу (3); 42 кА > 5,237 кА Вибір інших автоматів подібний результати розрахунків заносимо в Табл. 5.5.2. Таблиця 5.5.2. Вибір ввідних автоматів СП Найменування обладнання Ір , А Ік (3) , кА Ік (1) , кА Тип автомату Іном.авт, А Іном.розц, А Іу.тепл, А Іу.розц., А 1,25·Іу.розц, А СП-1 129,1 5,237 2,077 АВМ-4 400 150 187,5 750 937,5 СП-2 159,2 6,127 2,552 АВМ-4 400 200 250 1000 1250 СП-3 288 7,443 3,233 АВМ-4 400 400 500 2000 2500 СП-4 257,1 11,399 6,3 АВМ-4 400 400 500 2000 2500 СП-5 278,6 11,399 6,3 АВМ-4 400 400 500 2000 2500 СП-6 282,5 8,213 3,381 АВМ-4 400 400 500 2000 2500 СП-7 267,4 10,57 5,44 АВМ-4 400 400 500 2000 2500 СП-8 375,5 10,78 4,725 АВМ-4 400 400 500 2000 2500 Вибір автоматів електроприймачів. Вибір автоматів для електроприймачів подібний вибору автоматів до силових пунктів результати розрахунків заносимо в табл. 5.5.3. 56 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Таблиця 5.5.3. Вибір автоматичних вимикачів до ЕП п/п Найменування обладнання Ір, А Ік (3) , кА Ік (1), кА Тип автомату Іном.авт, А Іном.розц, А Іу.тепл, А Іу.розц., А 1,25·Іу.розц, А 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Машина однопозиційна ДЕ3330 30,93 2,557 12,82 AE2056 100 32 40 96 120 2 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,921 2,077 AE2056 100 32 40 96 120 3 Машина однопозиційна ДЕ3330 30,93 3,143 2,552 AE2056 100 32 40 96 120 4 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,272 3,233 AE2056 100 32 40 96 120 5 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,272 6,3 AE2056 100 32 40 96 120 6 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,272 6,3 AE2056 100 32 40 96 120 7 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 3,789 3,381 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 8 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 1,772 5,44 AE2056 100 32 40 96 120 9 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 1,451 4,725 AE2056 100 32 40 96 120 10 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 1,772 0,935 AE2056 100 32 40 96 120 11 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 1,628 1,076 AE2056 100 32 40 96 120 12 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 1,628 1,164 AE2056 100 32 40 96 120 13 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,777 0,826 AE2056 100 32 40 96 120 14 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 4,267 0,826 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 15 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 4,481 0,826 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 16 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,07 1,434 AE2056 100 32 40 96 120 17 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 4,596 0,641 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 18 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 3,784 0,523 AE2056 100 32 40 96 120 19 Машина однопозиційна KUASY260 45,36 4,351 0,641 AE2056 100 50 62,5 150 187,5 20 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 7,207 2,937 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 21 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 7,766 3,259 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 22 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,708 2,673 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 23 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,95 2,799 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 24 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,264 2,453 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 25 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,264 2,453 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 26 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,35 2,033 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 27 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,514 2,105 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 28 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 4,417 1,641 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 29 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,686 2,183 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 30 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,708 2,673 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 31 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,079 3,554 А3730 400 160 200 480 600 57 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Продовження табл. 5.5.3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 32 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,264 2,453 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 33 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,451 3,788 AE2056 100 100 125 300 375 34 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,686 2,183 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 35 Машина однопозиційна Д3134 110,3 9,129 4,252 А3730 400 160 200 480 600 36 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,196 1,966 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 37 Машина однопозиційна Д3134 110,3 9,274 4,359 А3730 400 160 200 480 600 38 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 7,766 3,259 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 39 Машина однопозиційна Д3134 110,3 10,206 5,135 А3730 400 160 200 480 600 40 Машина однопозиційна ДЕ3130 28,87 2,07 0,751 AE2056 100 32 40 96 120 41 Машина однопозиційна KUASY170 24,74 2,442 0,872 AE2056 100 25 31,25 75 93,75 42 Установка очистки масла ПУОМ 0,2 4,811 3,334 1,223 AE2056 100 16 20 48 60 43 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 4,842 1,909 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 44 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,257 3,679 А3730 400 160 200 480 600 45 Машина однопозиційна KUASY170 24,74 1,107 0,385 AE2056 100 25 31,25 75 93,75 46 Машина однопозиційна KUASY400 68,04 4,112 1,557 AE2056 100 80 100 240 300 47 Машина однопозиційна KUASY170 24,74 1,92 0,678 AE2056 100 25 31,25 75 93,75 48 Машина однопозиційна KUASY1400 170,1 6,44 2,578 А3730 400 200 250 600 750 49 Машина однопозиційна KUASY260 45,36 3,714 1,371 AE2056 100 50 62,5 150 187,5 50 Машина однопозиційна KUASY630 82,48 5,414 2,172 AE2056 100 100 125 300 375 51 Машина однопозиційна KUASY1800 156,7 6,595 2,788 А3730 400 160 200 480 600 52 Машина однопозиційна KUASY1800 156,7 7,141 3,074 А3730 400 160 200 480 600 53 Машина однопозиційна KUASY1800 156,7 6,791 2,889 А3730 400 160 200 800 1000 54 Машина однопозиційна KUASY1800 156,7 7,367 3,198 А3730 400 160 200 800 1000 55 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,257 3,679 А3730 400 160 200 800 1000 56 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 8,153 3,553 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 57 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 7,283 3,013 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 58 Агрегат видувний АВ-60 96,23 6,6 2,747 AE2056 100 100 125 300 375 59 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,329 2,505 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 60 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 6,329 2,505 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 61 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,743 2,224 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 62 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 5,743 2,224 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 63 Машина однопозиційна ДЕ3138 247,4 7,767 3,405 А3730 400 250 312,5 750 937,5 64 Машина однопозиційна ДЕ3132 61,86 8,475 3,779 AE2056 100 63 78,75 189 236,25 58 А р к. В и м . А р к. № д о ку м е н т а П ід п и с Д а т а Продовження табл. 5.5.3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 65 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,509 3,842 А3730 400 160 200 480 600 66 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,063 3,155 А3730 400 160 200 480 600 67 Машина однопозиційна Д3134 110,3 8,43 3,337 А3730 400 160 200 480 600 68 Машина однопозиційна ДЕ3136 185,6 9,475 3,753 А3730 400 200 250 600 750 69 Машина однопозиційна ДЕ3138 247,4 10,187 4,328 А3730 400 250 312,5 750 937,5 70 Машина однопозиційна ДЕ3138 247,4 10,112 4,278 А3730 400 250 312,5 750 937,5 71 Кран підвісний 13,28 0,537 0,179 AE2056 100 16 20 48 60 72 Кран підвісний 13,28 0,494 0,164 AE2056 100 16 20 48 60 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 59 Вибір силових пунктів Приймаємо до установки силові пункти типу ПР-8505, вибір модифікації проводимо у вигляді табл. 5.5.4. Таблиця 5.5.4. Вибір силових пунктів СП Модифікація Iроз, А Iном, А Наявність ввідного автомату Кількість вимикачів на фідерах СП-1 3036 129,1 250 - 12 СП-2 3036 159,2 250 - 12 СП-3 3067 288 400 - 7 СП-4 3068 257,1 400 - 12 СП-5 3059 278,6 400 - 9 СП-6 3053 282,5 400 - 4 СП-7 3059 267,4 400 - 10 СП-8 3055 375,5 400 - 6 Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 60 6. СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ. РОЗРОБКА СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОЗБЕРЕЖЕННЯ 6.1. Вступ Система електрозбереження розглядається та розробляється, як комплекс заходів направлених на економію електричної енергії на усіх етапах її передачі, перетворення та використання. Такий підхід обумовлений тим, що не існує одного універсального способу або методу економії електричної енергії. Також розроблені методики підходу до економії електричної енергії стосуються конкретної енергетичної установки, яка здійснює передачу, перетворення (наприклад, трансформатори) або використання (наприклад, електричні двигуни, насосні або вентиляційні установки і т.п.) електроенергії. Отже, їх поєднання (синтез) утворює суцільну систему електрозбереження на підприємстві, яка і розглядається в даному спеціальному розділі випускної кваліфікаційної роботи. 6.2. Загальні фактори економії електроенергії Класифікація факторів економії електроенергії: – технічні; – технологічні; – економічні; – організаційні. До технічних факторів слід віднести: 1) Скорочення втрат в розподільчих мережах, лініях електропередачі, а також пристроях електропостачання: – використання трансформаторів з поліпшеною сталю магнітопроводу; – використання трансформаторів з РПН (регулюванням напруги під навантаженням); – використання пристроїв компенсації; 2) Зниження втрат електроенергії на стадії використання: – приведення встановленої потужності до тієї, яка споживається; – зниження втрат в струмопроводах; – установка обмежувачів не навантажувального ходу (холостого ходу); Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 61 – приведення конфігурації цехових мереж до оптимуму; – оптимізація режимів роботи освітлювальних, силових і електротехнологічних установок та пристроїв. До технологічних факторів слід віднести: 1) Заміна виробничого обладнання: – використання більш економного технічного та електротехнічного обладнання; – вивід та модернізація фізично і морально зношеного обладнання; 2) До інших технологічних факторів відносяться: – зниження позапланових простоїв; – зменшення механічних втрат; – перехід з механічної обробки на штампову; – заміна фрезерування на прокатку. До економічних факторів слід віднести: 1) Вдосконалення способів економічного стимулювання за поліпшення використання електричної енергії. 2) Введення плати за розмір виробничих фондів. 3) Вдосконалення методів планування обсягів споживання електроенергії. 4) Комбінування та спеціалізація виробництва. До організаційних факторів слід віднести: 1) Вдосконалення методів нормування і контролю за раціональним використанням електроенергії. 2) Вдосконалення системи контролю та обліку. Основний резерв економії електричної енергії закладений в самій технології промислового виробництва. Так, машини та механізми, що працюють з прямолінійною енергетичною характеристикою типу Р = ΔРхх + ωкорА, повинні працювати з максимальної продуктивністю А, адже питомі витрати енергії для в цьому випадку дорівнюватимуть ω = ΔРхх/А + ωкор, де ωкор – корисна питома витрата електричної енергії. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 62 Для машин та механізмів, які мають параболічну енергетичну характеристику (наприклад, відцентрові вентилятори, ковшові елеватори і т. п.) типу Р = ΔРхх + ωкорА 2 питомі витрати електричної енергії будуть мати наступний вигляд ω = ΔРхх/А + ωкорА. Отже, для таких механізмів оптимальний режим буде спостерігатися при dω/dA = -ΔРхх/А 2 + ωкор = 0, звідки можна отримати КОР ХХ ОПТ P A ω ∆= . 6.3. Економії електроенергії в засобах передавання і перетворення 6.3.1. Економія електроенергії в електричних мережах. Сумарні річні втрати електричної енергії в лініях електропередач можна визначити за наступні формулами: 1. ΔW = ∑ = n i ii RtI 1 23 = 3Iск 2RTр = 3Iср 2RTрКф 2 = 3Iм 2RTрКф 2 Кн 2 = 32RTрКв 2 2. ΔW = 3Iм 2Rτм де: Iск, Iср, Iм – відповідно середньоквадратичний, середньорічний та максимальний струми; Кф = Iск/Iср – коефіцієнт форми графіка навантаження; Кн = Iср/Iм – коефіцієнт навантаження; Кв = КфКн – коефіцієнт втрат; 8760 10000 124,0 2       +=τ м м Т – кількість годин максимальних втрат; м рp м S VW Т 22 + = – кількість годин використання максимуму навантаження; Wp, Vp – річні витрати активної та реактивної енергії відповідно; Sм – максимальна повна потужність. Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 63 Перелік заходів по економії електроенергії в електричних мережах: – використання резервних ліній для зменшення струму; – включення ліній на паралельну роботу; – використання схем електропостачання без реакторів; – підвищення напруги розподільчих мереж (660 В); – встановлення оптимальних коефіцієнтів трансформації трансформаторів для цехових та міських підстанцій; – зменшення фазової несиметрії навантажень; – використання оптимальної топології для електричних мереж (коротка мережа). Економія електроенергії в електричній мережі шляхом переводу її на більшу напругу. Величина економії електроенергії в електричній мережі шляхом застосування підвищеної напруги може бути визначена за формулою, кВт·год/рік:       −ρ=∆ 2 2 2 1 2 1003,0 F I F I LtЕ ; де L – довжина електричної мережі, м; І1, І2 – відповідно середнє значення струмів для проводі при низькій та високій напрузі; ρ – питомий опір матеріалу струмопроводу; F1, F2 – відповідно переріз струмопроводу при низькій та високій напрузі, мм²; t – час роботи лінії на рік, год. У випадку, якщо проводи на замінювалися, то F1 = F2. Економію електричної енергії у випадку реконструкцій мереж з збереженням напруги (заміна перетину, матеріалу, зменшення довжини) можна визначити за формулою, кВт·год/рік: t F L F L IЕ ск       ρ−ρ=∆ 2 22 1 112003,0 , де Іск – значення середньоквадратичного струму, А; L1, F1, ρ1 – відповідно довжина, перетин і питомий опір матеріалу проводу до Вим. Арк. № документа Підпис Дата Арк. 64 реконструкції; L2, F2, ρ2 – відповідно довжина, перетин і питомий опір матеріалу проводу після реконструкції; t – розрахунковий час, год. 6.3.2. Економія електроенергії в трансформаторах Приведену втрату активної потужності в трансформаторі можна визначити за формулою: ΔРт = ΔРʹхх + Кз 2ΔРʹкз, де ΔРʹхх = ΔРхх + КпвΔQхх; ΔРʹкз = ΔРкз + КпвΔQкз; тн хх хх S І Q .100 %=∆ ; тн кз кз S U Q .100 %=∆ ; Кпв = 0,02-0,12кВт/кВар – коефіцієнт підвищення втрат від перетоку реактивної потужності між джерелом живлення та споживачем. Економний режим роботи декількох трансформаторів забезпечується мінімумом втрат електроенергії в них. Оптимал