Uploaded by Тима Рахматуллаев

Diplomnaya rabota 2 aansar

advertisement
Аннотация
Данная
дипломная
работа
посвящена
проектированию
«Электроснабжения завода по производству электротехнического стекла».
Актуальность данной дипломной работы заключается в проектировании
системы электроснабжения, с учетом его экономической целесообразности и
принятием мер по обеспечению безопасного условий труда рабочего
персонала. В данной дипломной работе выявлен наиболее целесообразный
вариант внешнего электроснабжения, выбрано питающие силовое
оборудования, проанализированы условия труда рабочего помещения,
выявлены опасные факторы производства, и были приняты меры
по их
устранению.
Аңдатпа
Айтылмыш дипломдық жоба «Электтехникалық әйнек шығару заутын
электржабықтау» жобалауға арналған. Дипломдық жұмыстын өзектілігі –
электр жабдықтау жүйесін, экономикалық орындылықты, жұмыс орындарын
қауыпсыз енбек жағдайларымен қамтамасыз ету жөнінде шаралар қолдануды
өзара келістіру. Жоба ішінде ұтымды электрмен жабдықтау жүйесі
анықталды, қоректендіретін электр жабдықтар тандалды, зиянды және қауіпті
факторлар анықталып, оларды азайту шаралар қолданылды.
Annotation
The graduation work is devoted for engineering «Electric power plant for the
production of electrical glass ». The relevance is designing of power supply's
system, with taking in account economical advisability, and taking actions by
accident prevention of labor conditionals. The work identifies optimum alternative
of external power supply, chosen feeding power equipment. Likewise, diagnosed
hazardous and dangerous factors for factory, and taken measures for its
minimization.
5
Содержание
Введение ..................................................................................................................... 7
1.Проектирование системы электроснабжения завода электротехнического
стекла .......................................................................................................................... 8
1.1Технологический процесс производства ........................................................... 8
1.2 Исходные данные к проекту ............................................................................ 10
2. Расчет электрических нагрузок по заводу ........................................................ 10
2.1. Расчет осветительной нагрузки ...................................................................... 11
2.3. Выбор числа цеховых трансформаторов, и компенсация реактивной
мощности на напряжении 0,4 кВ ........................................................................... 18
2.4.1 Выбор компенсирующих устройств на шинах 10 кВ ................................. 18
3. Выбор схемы внешнего электроснабжения..................................................... 21
3.1 I Вариант ........................................................................................................... 23
3.1.4 Расчет токов короткого замыкания .............................................................. 25
3.2 II Вариант .......................................................................................................... 27
4. Выбор оборудования U=10 кВ ........................................................................... 32
4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ-10кВ ................................ 32
4.2 Выбор аппаратуры на напряжение 10 кВ (РП) ............................................. 34
5. Выбор автоматических выключателей и проводов на напряжении 0,4 кВ.. 45
5.2 Расчет токов кз на 0,4 кВ .................................................................................. 48
6 Технико-экономическое сравнение схем электроснабжения .......................... 56
6.2 Расчет эффективности инвестиций выбранного варианта ........................... 63
7. Безопасность жизнедеятельности ...................................................................... 66
Заключение .............................................................................................................. 78
Список использованной литературы ..................................................................... 79
6
Введение
Система электроснабжения – предполагает собой совокупность
устройств обеспечивающие выработку, передачу и распределения
электроэнергии.
Электроснабжение
является
наиболее
важным
составляющим промышленности. Система электроснабжения обеспечивает
питание электроэнергией все технологические участки завода, и является
важным звеном в производстве. Бесперебойная работа и экономичность
производственной системы, напрямую влияют на себестоимость выпускаемой
производством продукции, тем самым влияет на конкурентоспособность и
прибыльность предприятия.
Одним из наиболее важных факторов, которые непосредственно влияют
на выживаемость промышленного предприятия, является правильно
спроектированная система внутреннего и внешнего электроснабжения.
Система электроснабжения должна отвечать требованиям безопасности,
надежности, экономической целесообразности, а также должна быть гибкой,
допускать рост мощности, удобна в эксплуатации, согласована с выполнением
строительно – монтажными работами индустриального выполнения.
Проектирование системы электроснабжения следует выполнять с целью того,
чтобы
выбрать оптимальные материалы и минимизировать затраты,
сократить сроки строительства и монтажа, избежать нецелесообразной
работы, перегрузок и других ненормальных режимов пpи эксплуатации
оборудования. Бесперебойность системы электроснабжения является его
главным критерием, сбой системы электроснабжения недопустим, так как это
принесёт огромный ущерб предприятию, приводят к массовому не до отпуску
выпускаемой продукции, к авариям и чрезвычайным ситуациям связанные с
человеческим здоровьем и его жизнью, выходом из строя различного
оборудования.
Целью данной работы является - целесообразное проектирование
внутренних и внешних систем электроснабжение завода по производству
электротехнического стекла и его потребителей, с наименьшими затратами и
потерями электроэнергии.
В данной дипломной работе будет спроектировано электроснабжение
завода электротехнического стекла. На основе исходных данных, будeт
пpoизвeдён paсчёт электрических нагрузок завода. на основе расчётов
технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения, будет
выбран наиболее рациональный и целесообразный вариант электроснабжения.
После проведения расчёта токов короткого замыкания, будет выбрано
основное оборудование. В разделе экономики будет произведено техникоэкономическое сравнение вариантов внешнего электро снабжения, а будет
произведен расчёт эффективности инвестиций выбранного варианта. В
разделе безопасности жизнедеятельности производиться анализ условий
7
труда, расчёт производственного освещения, а также будут выбраны аппараты
защиты осветительных сетей.
1 Проектирование СЭС завода электротехнического стекла
1.1Технологический процесс производства
Стекло является одним из широко распространённых искусственных
строительных материалов. Стекло наиболее полно удовлетворяет требованиям
современных архитектурно – конструктивных решений по сравнению с
другими строительными материалами. Главными преимуществами стекла
перед другими материалами, является его прозрачность,
высокая
механическая прочность, химическая стойкость, плотность, водо и
газонепроницаемость, способность к механической обработке позволяют
использовать изделия из него в самых для разнообразных целях и его
исполнений. Стекло может быть использовано не только для остекления
зданий и различных конструкции, но и также как эффективный конструктивно
– строительный материал для отделочной работы и теплоизоляции.
Завод данного работы занимается производством электротехнического
стекла, а также стекла для заполнения проемов зданий и сооружений –
листовые стекла различных видов.
Завод данной работы относится к потребителям II категории, для
потребителей второй категории необходима бесперебойная работа
предприятия: для постоянного отпуска готовой продукции в наиболее
экономичном режиме работы, избежать срывов срока, для безаварийного
производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, чрезвычайных
ситуаций и повреждений основного оборудования.
Подготовка сырьевых материалов, предание издельям формы,
подготовка стекольной шихты, отжиг, варка, - эти этапы являются ключевыми
в производстве листового стекла. Завод электротехнического стекла состоит
из отдельных производственных помещений называемых, цехами, службами и
хозяйством.
Изначально в подготовительный цех поступают сырьевые материалы, в
виде кусков, затем исходный материал предварительно подвергаются
дроблению, измельчению и сушке. Полученный кварцевый песок
обогащаются и высушиваются. Взятые для получения стекла, составные
компоненты, взвешиваются на автоматических весах в строго определенном
соотношении, а затем получают однородную шихты, перемешивая его в
смесителях тарельчатого типа.
Главным требованием к шихте – является его высокая степень
однородности, это обосновано тем, что это облегчает процесс
стеклообразования и исключает ряд недочетов в готовом материале. Для того
что бы обеспечить однородность шихты, шихту при транспортировке и
загрузке в печь проводят ее гранулирование и брикетирования. В результате
8
этого устраняется пыление шихты, а главное – расслаивание, ускоряется
провар, улучшается качество стекломассы.
В цеху стекловарочных печей происходит главнейшая и самая сложная
операция производства – это стекловарение. Процесс варки стекломассы
делится
на
основные
четыре
стадии:
силикатообразование,
стеклооброзование, гомогенизация и студка. Силикатооборазование
начинается в твердой фазе при температуре 400˚С, затем при нагревании
появляется жидкая фаза и образовавшиеся силикаты превращаются в единый
монолитный спёк. Далее при нагревании, силикаты расплавляются, после чего
начинается стадия стеклообразования.
Для варки стекла применяют периодические и непрерывно
действующие ванные печи. Печи непрерывного действия применяются в
производстве строительного стекла.
Охлажденная до необходимой температуры стекломасса поступает в
формовочный цех, в выроботочные каналы на формирование изделия. В
данном заводе листовое стекло получают из охлаждённой вязкой стекломассы
путем вытягивание, а также способом выдувания в цехе выдувания.
Основным способом в производстве листового стекла является лодочный
способ. Основным преимуществом данного способа является то, что можно
получить стекло любой толщины, недостатком данного способа является
выраженная полостность и волнистость вырабатываемого стекла.
В цеху электротехнического стекла, изготавливают изделья,
применяемые в электронике, энергетике, телекоммуникации, в качестве
различных изоляционных устройств, также изготавливаются детали
различных вакуумных устройств (различные виды изоляторов и т.п.).
Выработка электротехнического стекла производиться различными
способами: вытягиванием, выдуванием, литьем, комбинированными
способами.
Отжиг отформованных изделий происходит в термическом цехе. Эта
процедура выполняется для предотвращения в них внутренних
неравномерных напряжении, появляющихся при быстром охлаждении на
воздухе, что приводит к его растрескиванию. При отжиге изделья
выдерживаются при температуре близкой, при которой секло размягчается,
затем к его медленному охлаждению по определённому режиму. Данный
процесс происходит в отжигательных печах непрерывного или периодичного
действия. Время затрачиваемое на отжиг зависит от толщины и массивности
изделий. Некоторые тонкостенные изделия не требуют отжига, например
дроты, колбы и т. п.
В складе готовой продукции хранятся уже готовые продукты
производства, имеющие целевое значение и заданные свойства, в связи с
которыми он может служить предметом потребления.
В лаборатории проводятся осмотр продукции, его испытания на
присущие стеклу характеристики: пропускная способность света, жесткость,
гибкость, термическая и химическая стойкость, и другие параметры.
9
Заводоуправление включает в себя помещение для общественного
питания для всех работников, там же размещаются дирекция, техническая,
административно-финансовая, снабженческая и хозяйственная часть.
1.2 Исходные данные к проекту
1. Схема генерального плана завода показана в Приложении А.
2. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода.
3. Питание может быть осуществляется от подстанции, на которой
установлены два трёх обмоточных трансформатора мощностью 40 МВА
и напряжением 110/35/10 кВ.
4. Расстояние от энергосистемы до завода 6 км.
5. Завод работает в три смены.
Таблица 1.1- Электрические нагрузки по заводу
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Наименование
Заводоуправление
Столовая
Цех электротехнического
стекла
Ремонтно-механический
Цех
Бытовой корпус
Насосная 0,4кВ
Насосная 10 кВ
Компрессорная 0,4кВ
Компрессорная 10кВ
Подготовительные цеха
Цех приготовления шихты
Цех стекловар.печ.
Формовочный цех
Термический цех
Цех выдувания
Склад готовой продукции
Лаборатория
Количест
во ЭП,
N
25
12
Установленная
мощность, кВт
Одного
∑Рн
ЭП, Рн
3-50
400
5-30
250
Коэффициенты
Ки
Cosφ
0,75
0,75
0,8
0,8
120
4-80
2300
0,8
0,85
44
2-100
1040
0,2
0,8
38
17
2
30
4
80
50
55
70
42
35
8
25
5-30
5-40
1000
10-40
1500
10-80
10-80
10-70
1-50
10-40
1-15
1-10
1-16
160
240
2000
720
6000
3100
2400
1400
1600
470
280
70
250
0,75
0,8
0,8
0,75
0,75
0,4
0,5
0,7
0,5
0,6
0,7
0,2
0,25
0,8
0,8
0,85
0,85
0,85
0,75
0,6
0,8
0,6
0,65
0,75
0,65
0,75
10
2 Расчет электрических нагрузок по заводу
2.1 Расчет осветительной нагрузки
Осветительной нагрузки предприятия рассчитываем методом удельной
мощности осветительной нагрузки на квадратный метр производственной
площади и коэффициенту спроса.
По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной
средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется
по формуле:
Рpo=КcoРуо , кВт;
Qpo=tgоРро , квар,
(2.1)
(2.2)
где Кco –коэффициент спроса по активной мощности осветительной
нагрузки;
tgо -коэффициент реактивной мощности, определяется по cos  ;
Руо – установленная мощность приемников освещения по цеху,
определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м2 поверхности пола
известной производственной площади:
Руо=оF, кВт,
(2.3)
где F-площадь производственного помещения, которая определяется по
генеральному плану завода, в м2 ;
удельная расчетная мощность в кВт/м2.
Приведем пример.
Расчет осветительной нагрузки для первого помещения:
Руо=9600∙0,002=19,2 кВт;
Рро=19,2∙0,8=14,89 кВт;
Qро=14,89∙0,32=4,76 квар.
Все расчетные данные заносятся в Таблицу 2.1 − Расчет осветительной
нагрузки.

11
2.2 Расчет силовых нагрузок по средней мощности и коэффициенту
максимума
Все электроприемники разбиваются на характерные группы, имеющие
одинаковый режим работы (это ЭП с одинаковым Ки и cosφ). Для каждой
характерной группы указывается количество и мощность входящих в нее
электроприемников.
Число m используется для определения способа нахождения
эффективного числа электроприемников nэ. Число m определяется по
формуле:
m
Pн.мах
Pн.мin ,
(2.4)
где Pн.max, Pн.min – номинальные активные мощности наибольшего и
наименьшего электро-приемников в группе, кВт.
Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой
характерной подгруппы электро-приемников рассчиитывается по формуле:
Pсм  К и   Pн
, кВт,
(2.5)
где Ки – коэффициент использования;
∑Pн – суммарная установленная мощность электро-приемников, кВт;
Средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену для
каждой характерной группы электро-приемников рассчитывается по формуле:
Q см  Pсм  tg , кВар,
(2.6)
где tgφ – коэффициент реактивной мощности, определяется по cosφ.
Для определения итоговой нагрузки необходимо определить
средневзвешенное значение коэффициента использования:
Kи 
 Pсм
 Pн ,
(2.7)
где ∑Pсм – средняя суммарная активная нагрузка за наиболее
загруженную смену, кВт;
∑Pн – суммарная установленная мощность электро-приемников, кВт.
При m≤3 эффективное число ЭП принимается равным их фактическому
числу: nэ=n.
При m>3 и групповом коэффициенте Ки>0,2 эффективное число
электроприемников определяется по формуле:
12
nэ 
2   Pн
Pн. max ,
(2.8)
где ∑Pн – суммарная установленная мощность электро приемников, кВт;
Pн.max – номинальная активная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт.
Коэффициент Kм выбираем из таблицы при известном общем Ки.
Максимальная активная получасовая нагрузка от силовых электроприемников определяется по формуле:
Pм  K м   Pсм ,
(2.9)
где Kм – коэффициент максимума определяется в зависимости от
эффективного числа электро-приемников nэ и средневзвешенного Ки;
∑Pсм – средняя суммарная активная нагрузка за наиболее
загруженную смену, кВт;
Максимальная реактивная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла:
при nэ≤3, Q м  1,1  Q см ;
(2.10)
при nэ>3, Q м   Qсм .
(2.11)
Максимальная полная нагрузка от расчетного узла питания:
Sм  Pм  Qм ,
2
2
(2.12)
где Pм – максимальная активная получасовая нагрузка от силовых
электро-приемников, кВт;
Qм – максимальная реактивная получасовая нагрузка от силовых
электро-приемников, квар.
Расчетный максимальный ток определяется по формуле для трехфазного тока:
Iм 
Sм
3  Uн ,
(2.13)
где Sм – максимальная полная нагрузка расчетного узла питания, кВА;
Uн – номинальное напряжение, кВ.
Расчет нагрузок на напряжении 0,4кВ сведен в таблице 2.2.
13
Таблица 2.1 − Расчет осветительной нагрузки
Размеры
помещения,
длина(м)×шири
на(м)
1
Наименовани
производственного
помещения
1
Заводоуправление
2
Столовая
Цех
электротехнического
стекла
Ремонтномеханический
Цех
Бытовой корпус
2
2365
17
3
12659
4
Насосная
3
5
6
7
Площадь
помещен
ия, м2
Удельная
Коэффицие
осветительна
нт спроса,
я нагрузка ρ0,
Кс
Вт/м2
2
0,8
№ по
плану
Расчетная мощность
осветительной нагрузки
cosφ/
tgφ
Тип
источника
света
14
Рр0, кВт
Qр0, квар
14,89
4,76
0,95/0,32
ЛЛ
0,9
35,09
11,22
0,95/0,2
ЛЛ
19
0,9
190,49
91,43
0,9/0,48
ДРЛ
13500
15
0,95
173,13
83,1
0,9/0,48
ДРЛ
5
9600
13
0,8
94,8
45,5
0,95/0,32
ЛЛ
6
7
2250
14
0,8
20,5
9,84
0,9/0,48
ДРЛ
8256
14
0,8
77,27
97
0,9/0,48
ДРЛ
8
32860
16
0,95
449,5
215,76
0,9/0,48
ДРЛ
9
5332
18
0,85
73,42
35,24
0,9/0,48
ДРЛ
10
19716
16
0,9
239,54
114,97
0,9/0,48
ДРЛ
11
1650
19
0,9
21,38
10,26
0,9/0,48
ДРЛ
9600
11
Компрессорная
Подготовительные
цеха
Цех приготовления
шихты
Цех стекловарочных
печей
Формовочный цех
12
Термический цех
12
12573
14
0,85
134,65
64,63
0,9/0,48
ДРЛ
13
13
25048
15
0,9
304,3
146,06
0,9/0,48
ДРЛ
14
20801
15
0,8
237,13
75,8
0,95/0,32
ДРЛ
15
Цех выдувания
Склад готовой
продукции
Лаборатория
15
9600
20
0,95
164,16
52, 3
0,95/0,32
ДРЛ
16
Территория
16
204590
1
1
409,18
196,4
0,9/0,48
ДНаТ
8
9
10
14
15
Таблица 2.2 − Нагрузка на напряжении 0,4кВ
№
цехов
Наименование цехов
Кол-во
ЭП, n
Установленная
мощность, кВт
Рнmin÷Рн
ΣPн
m
Kи
cosφ/tgφ
max
Средние
нагрузки
Pсм,
Qсм,
кВт квар
nэ
88
22
Расчетные нагрузки
Pp, кВт Qp, квар Sp, кВА
Столовая
а) силовая
б) осветительная
Итого
16
Гараж
а) силовая
б) осветительная
Итого
5
3
Заводоуправление
а) силовая
б) осветительная
Итого
15
1-20
190
>3
0,4
0,7/1,02
76
77,52
19
4
Насосная ( 0,4 кВ)
а) силовая
б) осветительная
Итого
10
10-20
200
>3
0,6
0,7/1,02
120
122,4
20
Механический цех
а) силовая
б) осветительная
Итого
31
1
2
15
5
1-20
4-20
4-100
220
40
790
>3
>3
0,4
0,2
0,9/0,48
0,7/1,02
>3 0,25 0,6/1,33
16
8
42,24
8,16
197,4 262,5
Iр, А
Kм
4
16
1,22
107,36
36
143,36
42,24
17,8
60,04
155,4
21,12
9,1
30,2
8,9
0
8,9
31,05
1,25
95
72
167
77,52
34,6
112,2
301,18
208,67
1,15
138
5,2
143,2
122,4
0
122,4
188,3 271,78
258,1
32
290,1
161,4
15,4
176,8
339,7 490,3
2,64
1,5
224,3
44,8
прпо
6
7
8
Склад сырья
а) силовая
б) осветительная
Итого
Цех подготовки
щепы и опилок
а) силовая
б) осветительная
Итого
Сборочный цех
а) силовая
б) осветительная
Итого
Цех ламинирования
а) силовая
б) осветительная
Итого
Сушильное
отделение(0,4кВ)
10
а) силовая
б) осветительная
Итого
11
12
Компрессорная
а) силовая
б) осветительная
Итого
Склад готовой
продукции
а) силовая
б) осветительная
Итого
10
60
4-20
5-70
80
1900
>3
>3
0,2
0,4
0,6/1,33
0,75/0,88
16
760
21,28
668
16
54
1,61
1,13
20
10-15
180
<3
0,2
0,65/1,16
36
41
24
1.4
45
3-40
450
>3
0,6
0,9/0,48
270
129
22
1,15
60
5100
2300 >3
0,3
0,7/1,02
690
703,8 46
1,18
18
10-15
150
<3
0,7
0,8/0,75
105
78,75
20
1,11
5
8
40
>3
0,2
0,5/1,73
8
13
10
1,84
16
17
25,76
37
62,76
21,28
0
21,28
66,26
858,8
24
882,8
668
11,8
679,8
1114,2
50,4
68
118,4
41
33
74
139,6
310,5
44
354,5
129
21
150
384,9
814,2
45
859,2
703,8
22
725,8
116,5
2,73
119,2
78,75
0
78,75
142,8
14,72
7,2
21,92
13
0
13
25,48
95.6
95,6
1608,2
201,5
555,5
1623,3
1124,7
206,1
36,7
Прадолжение таблицы
Цех ДСП
а) силовая
13
б) осветительная
Итого
Цех МДФ
а) силовая
14
б) осветительная
Итого
Цех фурниуры
а) силовая
15
б) осветительная
Итого
Освещение
16
территории
Итого
30
5-50
1300
>3
0,4
0,75/0,88
520
457,6
52
1,13
40
10-30
1000
<3
0,25
0,7/1,02
250
255
66
1,16
20
10-80
830
>3
0,5
0,7/1,02
415
423,3
20
1,2
587,6
31,6
619,2
457,6
15,06
472,4
778,8
290
31,6
221,6
255
15
270
419,9
498
31,6
529,6
423,3
15,6
438,3
687,6
160
76,8
177,4
265,05
5616,4
8533,3
4541,97 3303,84
18
1124,1
606,07
992,4
Таблица 2.3 – Нагрузка на напряжении 10 кВ
№
цехо
в
Наименование
цехов
Кол-во
ЭП, n
Установленная
мощность, кВт
Рmin÷Рн
max
1
2
Насосная СД 10
кВ
а) силовая
б) осветительная
Итого
Сушильное
отделение СД 10
кВ
а) силовая
б) осветительная
Средние
нагрузки
m
Kи
cosφ/tgφ
ΣPн
Pсм,
кВт
Qсм,
квар
Расчетные нагрузки
nэ
Kм
Pp, к
Вт
Qp,
квар
Sp,
кВА
Iр, кА
2
500
1000
>3
0,6
0,7/1,02
900
918
6
1,37
1233,
2
1356,
3
1836,4
2790,
12
4
800
3200
>3
0,6
0,7/1,02
1200
1224
8
1,72
2064
2270,
4
3068,3
4661,
79
17
19
2.3 Выбор числа цеховых трансформаторов, и компенсация
реактивной мощности на напряжении 0,4 кВ
Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов
возможно только путем технико-экономических расчетов, с учетом
следующих
факторов:
категории
надежности
электроснабжения
потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ;
перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном
режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы
трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.
Данные для расчета:
Рp0,4= 11939,58 кВт;
Qp0,4= 8501,14 квар;
Sp0,4= 14656,8 кВА.
Завод относится ко I-ой категории потребителей, завод работает в три
смены, следовательно, принимаю коэффициент загрузки трансформаторов
Кзтр=0,8. Принимаем трансформатор мощностью S нт=1600 кВА.
Для каждой технологически концентрированной группы цеховых
трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое
для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по
формуле:
NT min 
Pp 0.4
К з  S нт
 N 
11939
 0,68  10,
0,8 1600
где Рр 0,4 – суммарная расчетная активная нагрузка;
кз – коэффициент загрузки трансформатора;
Sнт – принятая номинальная мощность трансформатора;
N – добавка до ближайшего целого числа
По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую
реактивную мощность Q1, которую целесообразно передать через
трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:
Q1  (1,05  N Э  S HT  K З ) 2  РР 0, 4 ;
2
(2.14)
Q1  (1,05  10  1600  0,8) 2  11939 2  6172квар.
Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим
величину Qнбк 1:
Qнбк 1+Q1=Qр 0,4, отсюда,
18
Qнбк 1= Qр 0,4 - Q1= 8501,14-6172=2329 квар.
Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на
каждый трансформатор:
QНБКтп 
QНБК 2329

 232,9квар.
N ТЗ
10
(2.15)
Принимаю к установке низковольтную кондесаторную батарею типа
УКЛН-0,38-250УЗ
На основании расчетов, полученных в данном пункте, составляется
таблица 2.3 − Распределение нагрузок цехов по ТП, в которой показано
распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.
Таблица 2.3 − Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП
№ ТП, Sн тп,
Qнбк тп
ТП 1 (2х1600)
ТП 2 (2х1600)
ТП 3 (1х1600)
ΣSн=8000 кВт
Qнбк=2х250=1250 кВар
итого
ТП 4 (2х1600)
ТП 5 (2х1600)
ТП 6 (1х1600)
ΣSн=8000 кВА
Qнбк=2х250=1250 кВар
Итого
№ цеха
Рр0,4 , кВт
1
2
3
5
6
8
13
14
Т-рия
344,89
197,54
2086,1
226,8
225,94
1813,5
517,94
330,65
409,18
4
7
9
10
11
12
15
6289
879,09
655,07
1381,42
1268,54
901,38
456,13
245,41
5186
Qр0,4 , квар
Sр0,4 , кВА
Кз'
238,76
118,1
1066,43
135,5
153,84
1306,96
318,54
141,32
196,4
-1250
2289
438,8
323,2
1631,24
849,9
1074,26
394,57
115,88
-1250
4825
6692,611
0,83
6801
0,85
2.4 Определение потерь мощности в трансформаторах 10/0,4кВ
Выбираем трансформаторы ТМГ-1600/10-У1
Uвн=10 кВ, Uнн=0,4 кВ, Рхх =1950 Вт, Ркз=15800 Вт, Uкз% =6, Iхх%=1.
Потери мощности в трансформаторах определяем по формулам:
19
Pтр  N(Pxx  Pкз  К з ) , кВт;
(2.16)
U
I
2
Q тр  N xx  Sн.тр  кз  Sн.тр  К з  , квар,
100
 100

(2.17)
2
где N – количество трансформаторов в силовом пункте;
∆ Рхх – потери холостого хода, кВт;
Ркз – потери короткого замыкания, кВт;
Uкз – напряжение короткого замыкания;
Iхх – ток холостого хода;
Sн.тр – номинальная мощность трансформатора, кВА;
Кз – коэффициент загрузки трансформатора.
ТП1,ТП 2, ТП3:
Кз=0,83; N=5,
 P
TP
 5  (1950  15800  0,832 )  64,17кВт;
11600 6 1600  0,832
 QTP  5  ( 100  100 )  426,8квар.
ТП4, ТП 5, ТП6:
Кз=0,85; N=5,
 P
TP
 5  (1950  15800  0,852 )  66,83кВт;
6 1600 6 1600  0,85 2
 QTP  5  ( 100  100 )  426,8квар.
Суммарные потери в трансформаторах:
Σ∆Ртр=66,83+64,17=131 кВт;
Σ∆Qтр=426,8+410,672 = 387,64 квар.
Выбор компенсирующих устройств на шинах 10 кВ
Определим средневзвешенный коэффициент мощности:
cos  
Pp10
S р10

6999
 0,87 ,
8033,6
20
где Pр10 – активная расчетная нагрузка на шинах 10 кВ, кВт;
Sр10 – полная расчетная нагрузка на шинах 10 кВ, кВА.
Согласно
ПУЭ,
средневзвешенный
коэффициент
мощности
электроустановок, присоединяемых к электрическим сетям, должен быть не
ниже 0,92-0,95.
Принимаю рекомендуемый коэффициент мощности cosφк=0,92.
Для того, чтобы достигнуть заданный рекомендуемый коэффициент
мощности cosφк=0,95 необходима мощность статических конденсаторов,
определяемая по формуле:
Qк  Pр10 (tg  tg р ) , квар,
где tgφ=0,67 – тангенс угла
средневзвешенному cosφ;
tgφр=0,43 – тангенс угла
рекомендуемому cosφр.
(2.18)
сдвига
фаз,
соответствующий
сдвига
фаз,
соответствующий
Qк  6999  (0,56  0,42)  937,8 кВар.
Рассчитаем мощность одной конденсаторной батареи:
Qв бк 
Qк
2095,72

 468,9 кВар,
N сек
2
Выбираю 2 конденсаторные установки типа УКЛ-6/10-675 мощностью
675кВар
Все расчеты по распределению нагрузки с учетом компенсации и потерь
приведены в таблице 2.4.
Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу приведены в
таблице 2.4 − Уточненный расчет нагрузок по заводу.
21
Таблица 2.4 − Уточненный расчет нагрузок по заводу.
№ТП, Sнт, QНБК
ТП 1 (2х1600) кВА
ТП 2 (2х1600)кВА
ТП 3 (1х1600)кВА
а) силовая
б) освещение
Qнбк
Итого
ТП 4 (2х1600) кВА
ТП 5 (2х1600)кВА
ТП 6 (1х1600)кВА
а) силовая
б) освещение
Qнбк
Итого
Итого на шинах 0,4кВ
Потери в тр-рах
Насосная 10кВ
Компрессорная 10 кВ
QВБК
Всего по заводу
№ цеха
n
1
2
3
5
6
8
13
14
25
12
120
38
17
80
35
8
335
Pn min -Pn
max
3-50
5-30
4-80
5-30
5-40
10-80
1-15
1-10
1-80
Pн
Ки
400
190
2300
160
240
3100
280
70
6740
0,6
Ср. мощность
Рсм, кВт Qcм, квар
300
234
142,5
106,88
1840
975
120
90
192
144
1240
1091
196
172,48
56
650,52
4086,5
2879,1
nэ
Kм
168
1,05
Расчетные мощности
Рр, кВт Qр, квар Sp, кВА
4290
1345,39
6044
4
7
9
10
11
12
15
44
30
50
55
70
42
25
316
2-10
10-40
10-80
10-70
1-50
10-40
1-16
1-80
1040
720
2400
1400
1600
470
250
7880
0,5
329,4
540
1200
980
800
282
62,5
4193,9
22
243,97
286,2
1596
735
1064
329,94
63,75
4318,66
197
2879
599,6
-1250
2424
4318,66
395
-1250
5285,25
3463
11329,25 5887
131
837,5
1824
1320
5175 2623
-1350
18459 9542,47
Kз
0,81
6511
1,05 4402,65
882,6
6318,8
20779,6
0,78
3 Выбор схемы внешнего электроснабжения
При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения
возникает необходимость сравнения большого количества вариантов.
Много вариантность задач промышленной энергетики обуславливает
проведения технико-экономического расчета, целью которого является
определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее
элементов
Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения
завода рассмотрим два варианта:
1.
I вариант – ЛЭП 110кВ;
2.
II вариант – ЛЭП 35 кВ.
3.1 I Вариант
По данному варианту предусматривается питание завода по
производству электротехнического стекла на напряжении 110 кВ по двухцепной линии ВЛ-110 кВ, длиной 6 км.
Рисунок 3.1 − I вариант схемы электроснабжения
25
Выбор трансфарматоров ГПП:
S
2
Pр  Q
2
 18459 2  9542 2  20,779МВА,
Э
где Qэ - выходная реактивная мощность от энергосистемы, кВт.
S
20779
p
S ном.тр 

 12222 ,9 кВА.
nК
2  0,85
з
Выбираем два трансформатора мощностью 16 МВА.
Коэффициент загрузки:
Кз 
S
nS
p

ном.тр
20779 ,67
 0,64,
2 16000
где Sр – расчетная мощность по заводу [таблица 1.6];
Sном.тр – номинальная мощность трансформатора ГПП.
Паспортные данные трансформатора: ТДН –16000/110-У1
Sн=16 МВА, Uвн=115кВ, Uнн=11 кВ,
ΔPхх=18кВт, ΔPкз=85кВт, Uкз=10,5%, Iхх=0,7%.
Потери мощности в трансформаторах:
PТ  N  ( Рхх  Ркз  к
2
з
   

uкз  Sн  Кз
 Iхх
ΔQт = N      Sн 
100
  100 

2



)  2  (18  85  0,64 2 )  105,6 кВт
;
 0,7  16 10,5  16  0,64 2 
  1600,2кВар ,
2  

100
 100

где N – количество трансформаторов;
∆Рхх – потери холостого хода, кВт;
Ркз – потери короткого замыкания, кВт;
Uкз – напряжение короткого замыкания;
Iхх – ток холостого хода;
Sн.тр – номинальная мощность трансформатора ГПП;
Кз – коэффициент загрузки трансформатора ГПП.
Потери энергии в трансформаторах.
При трехсменном режиме работы: Твкл=6000 ч. Тмакс=6000 ч.
тогда время максимальных потерь:
26
2
T max 

τ= 8760   0,124 

10000 

2

6000 

8760   0,124 

10000 

 4591,8с
Потери активной мощности в трансформаторах:
ΔWтр ГПП=2×(ΔPхх×Tвкл+ΔPкз× τ ×Kз2 )=2(18×6000+85×4591,8×(0,64)2=
=535,68 МВтч/год.
Выбор ЛЭП –110 кВ.
Полная мощность, проходящая по ЛЭП:
SЛЭП =
P  P   Q
2
р
т
э
2

18459 105,6  (95421600)
2
2
 23710,7 кВА
,
где Pр – расчетная активная мощность по заводу;
∑∆Pтр.ГПП – потери активной мощности в трансформаторах ГПП;
Qр – расчетная реактивная мощность по заводу;
∑∆Qтр.ГПП – потери реактивной мощности в трансформаторах ГПП.
Расчетный ток, проходящий по одной линии:
Iр =
Sлэп
23710,7

 62,22 А.
2  3  Uн 2  3 115
Ток аварийного режима:
Iа=2×Iр=2×62,22=124,44 А.
Выбираем сечение проводов по экономической плотности тока:
Fэ 
I р. ЛЭП
jэ

62,22
 62,22 мм2,
1
где Iр.ЛЭП – расчетный ток, проходящий по одной линии;
jэ=1 А/мм2 – экономическая плотность тока для воздушных линий;
Принимаем стандартное ближайшее сечение Fэ=70 мм2, Iдоп=265 А.
Проверим выбранные провода по допустимому нагреву:
При расчетном токе:
Iдоп=265 А>Iр=62,22 А.
27
При аварийном режиме:
1,3·Iдоп=1,3·265=344,5 А>Iав=124,44 A.
Выбираю провода АС-(70/16) мм2 .
Потери электроэнергии в ЛЭП 110кВ
Определим сопротивление линии:
R  r0  l  0,46  6  2,76 Ом,
где r0 – удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 70
мм , Ом/км;
l – длина линии, км.
2
Потери электроэнергии в ЛЭП:
W
ЛЭП
 2 3 I
2
р. ЛЭП
 R  10  3    2  3  62,22 2  2,76  4591,8  294,325 МВт·ч.
Расчет токов короткого замыкания
Перед выбором аппаратов составим схему замещения показанную на
рисунке 3.2 и рассчитаем ток короткого замыкания.
Рисунок 3.2 - Схема замещения для расчета токов короткого замыкания
Sб=1000 МВА; Uб=115 кВ; SКЗ=1000 МВА.
Ιб 
S
б
3  Uн

1000
 5,02 кА.
3 115
28
Сопротивление системы:
хс= Sб /SКЗ= 1000 / 1000 =1 о.е.
Сопротивление ЛЭП:
х лэп 
х  LS
0
U2
ср
б

0,46  6 1000
115
2
 0,181о.е..
Рассчитаем ток кз в первой точке:
I кз1 
I б 5.02

 5,02
xc
1
кА.
Ударный ток в первой точке определяется по формуле:
i уд1  2  k уд  I кз1  2  1,8  5,02  12,78
кА.
Рассчитаем ток кз во второй точке:
I кз 2 
Iб
5,02

 4,23
xc  x ЛЭП 1  0,181
кА.
Ударный ток в первой точке определяется по формуле:
i уд1  2  k уд  I кз1  2 1,8  4,23  10,77
кА.
Выбор высоковольтных выключателей
Выбираю выключатели В1 и В2 типа 3AP1FG-145/EK – элегазовые
выключатели наружной установки со встроенным трансформатором тока.
Таблица 3.1 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн= 110 кВ
Iн= 1600 А
Iотк= 40 кА
Iдин=25 кА
2
I отк
 t  40 2  3  4800кА
Расчетные данные
Uр= 110 кВ
IАВ= 122,44 А
Iкз= 5,02 кА
Iук-1=12,78 кА
I кз2  t  5,02 2  0,12  3,02кА
Выбираем выключатели В3 и В4 типа 3AP1FG-145/EK – элегазовый
29
Проверка выбранных выключателей:
Таблица 3.2 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн= 110 кВ
Iн= 1600 А
Iотк= 40 кА
Iдин=25 кА
2
I отк
 t  40 2  3  4800кА
Расчетные данные
Uр= 110 кВ
IАВ= 122,44 А
Iкз= 4,23 кА
Iук-1=10,77 кА
I кз2  t  4,23 2  0,12  2,15кА
Выбор разъединителей
Выбираем разъединители Р1-Р4 типа DBF4-123+AE
Проверка выбранных разъединителей:
Таблица 3.3 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн=110 кВ
Iн= 2500 А
Iдин=40 кA
Расчетные данные
Uр= 110 кВ
Iав =122,44 А
Iуд = 12,78 кА
Выбираем ограничители перенапряжений типа 3EF-110.
3.2 II Вариант
По данному варианту предусматривается питание завода на напряжении
35 кВ от районной подстанции 110/35/10 кВ по двух-цепной линии ВЛ-110 кВ,
длиной 6скм.
Выбираем электрооборудование по II варианту
Выбираем трансформаторы ГПП, на которой установлены
двухобмоточных трансформатора мощностью 16000 МВА.
Тип ТДН –16000/35;
Sн=16 МВА, Uвн=35кВ, Uнн=11кВ;
ΔPхх=13 кВт, ΔPкз=90 кВт, Uкз=8%, Iхх=0,3%.
Проверка по условию загрузки трансформаторов:
Кз 
SрНПС
2  Sном.тр
 0,85 ,
где SрНПС – расчетная мощность по заводу;
Sном.тр – номинальная мощность трансформатора ГПП.
30
два
Кз 
20779,67
 0,64  0,85 .
2 16000
Выбранные трансформаторы удовлетворяют условию.
Потери мощности в трансформаторах ГПП определяем по формулам:
 Pтр.ГПП  N(Pxx  Pкз  К з ) , кВт;
2
U
I
2
 Q тр.ГПП  N xx  Sн.тр  кз  Sн.тр  К з  , кВар,
100
 100

где N – количество трансформаторов в силовом пункте;
∆ Рхх – потери холостого хода, кВт;
Ркз – потери короткого замыкания, кВт;
Uкз – напряжение короткого замыкания;
Iхх – ток холостого хода;
Sн.тр – номинальная мощность трансформатора ГПП, кВА;
Кз – коэффициент загрузки трансформатора ГПП.
 Pтр. ГПП  2(13  90  0,642 )  99,728 кВт;
8
 0,3

 Qт р. ГПП  2
 6300 
 6300  0,64 2   1144,5 кВар.
100
 100

Потери активной мощности в трансформаторах энергосистемы:
ΔWтр сист=2(ΔPхх×Tвкл+ΔPкз×
τ ×Kз2) =2(13×6000+90×4591,7×0,642) =
=247272,11 МВтч.
Выбор ЛЭП –35 кВ.
Полная мощность, проходящая по ЛЭП:
SЛЭП =
P  P   Q
2
р
т
э
2

18459 99,728  9542,471141,5
2
Расчетный ток, проходящий по одной линии:
Ip 
S
лэп  21415,82  176,6 А.
2  3  Uн 2  3  35,5
Ток аварийного режима:
Iа=2×Iр=2×176,6=353,2 А.
31
2
 21415,82кВА
.
Выбираем сечение проводов по экономической плотности тока:
Fэ 
I р. ЛЭП
jэ

176,6
 146,6 мм2,
1,2
где Iр.ЛЭП – расчетный ток, проходящий по одной линии;
jэ=1,2 А/мм2 – экономическая плотность тока для воздушных линий;
Принимаем Fэ=150 мм2 , Iдоп=350 А.
Проверим выбранные провода по допустимому нагреву:
1)
При расчетном токе:
Iдоп=350 А>Iр=176,6 А.
2)
При аварийном режиме:
1,3·Iдоп=1,3·350=455 А>Iав=353,2 A.
Выбираю провода АС-150 мм2 .
Потери электроэнергии в ЛЭП
Определим сопротивление линии:
R  r0  l  0,21 6  1,26
, Ом,
где r0 – удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением
150 мм2, Ом/км;
l – длина линии, км.
Потери электроэнергии в ЛЭП:
W
ЛЭП
 2 3 I
2
р. ЛЭП
 R  10  3    2  3  176,6 2  1,26  4591,7  1082,65 кВт·ч.
Расчет токов короткого замыкания
Перед выбором аппаратов составим схему замещения, показанную на
рисунке 3.3 и рассчитаем ток короткого замыкания.
Расчет Iкз
Sб=1000 МВА; Uб=38,5 кВ; SКЗ=1000 МВА;
32
Рисунок 3.3 - Схема замещения для расчета токов короткого замыкания
S
Ιб 
б
3  Uн

1000
 14,996 кА.
3  38,5
Сопротивление системы:
хс= Sб /SКЗ= 1000 / 1000 =1 о.е.
Xтт
Uk  Sб 8  1000

 5о.е.
100  Sн 100  16
Сопротивление ЛЭП:
Хл 
Х
0  L  Sб  0,38  6 1000  1,53 o.e.
n
1
Ucp 2
38,5 2
Рассчитаем ток кз в первой точке:
I кз1 
Iб
14,96

 2,49
xc  x тс 1  5
кА.
Ударный ток в первой точке определяется по формуле:
i уд1  2  k уд  I кз1  2  1,8  2,49  6,34
кА.
Рассчитаем ток кз во второй точке:
I кз 2 
Iб
xc  x ЛЭП  xтc

14,96
 1,99
1  5  1,53
кА.
33
Ударный ток в первой точке определяется по формуле:
i уд1  2  k уд  I кз1  2 1,608 1,99  5,06
кА.
Выбор высоковольтных выключателей
Выбираю выключатели В1 и В2 типа VOX 35B – вакуумные баковые
выключатели наружной установки со встроенным трансформатором тока.
Проверка выбранных выключателей:
Таблица 3.4 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн= 12 кВ
Iн= 800 А
Iотк= 25 кА
Iдин=63 кА
2
I отк
 t  25 2  3  1875кА
Расчетные данные
Uр= 10 кВ
IАВ= 353,2 А
Iкз= 2,49 кА
Iук-1=6,34 кА
I кз2  t  10,5 2  0,12  13,23кА
Выбираю выключатели В3 и В4 типа VOX 35B – вакуумные баковые
выключатели наружной установки со встроенным трансформатором тока.
Проверка выбранных выключателей:
Таблица 3.5 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн=35 кВ
Iн=1250 А
Iотк=25 кА
Iдин=65 кА
Расчетные данные
Uр=35 кВ
Iав=352,2 А
Iкз2=1,99 кА
iуд2=5,06 кА
Выбор разъединителей
Выбираю разъединители Р1-Р4 типа РДЗ-35/1000 УХЛ1.
Проверка выбранных разъединителей:
Таблица 3.6 – Проверка высоковольтных разъединителей
Паспортные данные
Uн=35 кВ
Iн=1000 А
Iтер=25 кА
Iдин=63 кА
Расчетные данные
Uр=35 кВ
Iав=353,2 А
Iкз1=2,49 кА
iуд1= кА
Технико-экономическое сравнение, выполненное методом приведенных
затрат представлено в экономической части дипломной работы в главе 6.
34
4 Выбор оборудования U=10 кВ
4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ-10кВ
Найдем параметры схемы замещения.
Sб=1000 МВА; Sкз=1000 МВА; Uб=10,5 кВ.
Ιб 
S
б
3  Uн
Х ЛЭП  Хо  l
Х ТРГПП 

1000
 54,98 кА;
3 10,5
S
1000
б
 0,38  6 
 0,172 кА;
2
2
U ср
115
U
S
кз  б  8  1000  5 кА.
100 S
100 16000
н
Ток короткого замыкания:
I
k1

Iб
54,98

 8,9 кА.
Х  Хлэп  Хтргпп 1  0,172  5
с
4.2 Выбор аппаратуры на напряжение 10 кВ (РП)
Выбор вводных выключателей В1, В2:
Sр зав = S расчГПП  20,779 МВА.
Расчетный ток:
Iр =
S расчГПП
2  3 U C

20779
2  3  10,5
 571,27 А.
Аварийный ток:
Iа=2×Iр=2×571,27=1142,55 A4
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-2 – ваакумный силовой
Проверим выбранный выключатель:
35
Таблица 4.1 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=1250 A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=1142,55 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
Выбор секционного выключателя В3:
Через секционный выключатель проходит половина мощности,
проходящей через вводные выключатели. Следовательно, аварийный ток,
проходящий через выключатель:
IАВ=571,77 A
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-21– ваакумный силовой
Проверим выбранный выключатель:
Таблица 4.2 – Проверка секционных выключателей
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=800A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=571,27 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
Выбор выключателей отходящих линий:
1. Магистраль ГПП-ТП 1, ТП2, ТП3
S P  ( ( PP  PT ) 2  (QP  QT ) 2 ) / 3  ( (27,8  2080) 2  (155,07  1775) 2 ) / 3  2300,66кВА.
Расчетный ток:
IP 
SP
2  3 U H

2300,66
2 3  10.5
 63,03 A.
Аварийный ток:
Iа=2×Iр=2×63,03=126,06 A.
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-1– ваакумный силовой
Проверим выбранный выключатель:
36
Таблица 4.3 – Проверка выбранного выключателя
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=800A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=126,06 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
2. Магистраль ГПП-ТП4, ТП5, ТП6
S P  ( PP  PT ) 2  (QP  QT ) 2  ( (5186  64,17) 2  (3570  410,6) 2 ) / 3  2196,33кВА;
Iр 
SP
3 U H

2196,33
3  10,5
 60,43 A;
I АВ  2  I P  2  60,43  120,87 A.
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-1– ваакумный силовой
Таблица 4.4 – Проверка высоковольтных выключателей
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=800A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=120,87 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
3. Выключатели к АД (компрессорная).
S НСД 
I НАД 
РНСД
cos 
S НСД  K З
3 U H


1500
 1764,7кВА;
0,85
1764,7  0,85
10,5  3
 82,48 А.
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-1– ваакумный силовой
Таблица 4.5 – Проверка выбранного выключателя
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=800A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=82,48 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
37
4. Выключатели к АД (насосная).
S НСД 
I НАД 
РНСД

cos 
S НСД  K З
3 U H

1000
 1176кВА;
0,85
1176,5  0,85
10,5  3
 54,98 А.
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-1– ваакумный силовой
Таблица 4.6 – Проверка выбранного выключателя
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=800A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=54,98 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
5. Выключатели ВБК.
I РВБК 
QВБК
3 U С

675
10,5  3
 37,11.
.
Выбраю выключатель типа Siemens 3AE5182-1– ваакумный силовой
Таблица 4.7 – Проверка выбранного выключателя
Паспортные данные
Uн=12 кВ
Iн=800A
Iоткл=16 кА
Iпред скв = 40 кА
I t  tT  252  3  1875 кА 2  с
2
Расчетные данные
U=10 кВ
IАВ=37,11 А
Iкз=8,9 кА
IУ = 22,65 кА
ВК  8,9 2  0,12  3,15кА 2  с
Выбор трансформаторов тока
Условия выбора ТТ
1.по напряжению установки: Uном тт  Uном уст-ки;
2.по току: Iном тт  Iрасч;
3.по электродинамической стойкости:
4.по вторичной нагрузки: Sн2  Sнагр расч;
5.по термической стойкости: Iт2tт>Bк;
6.по конструкции и классу точности.
38
Трансформаторы тока ввода
Примем трансформатор тока ТЛ-10 У3: Iн = 1500 А ; Sн =30 ВА,
Uн=10 кВ, Iдин=81 кА, Iдоп .терм.ст.=31,5 кА, tдоп=4 с.
Таблица 4.8 – Нагрузка трансформатора тока
Прибор
A
Wh
Varh
Итого
Тип
Э-350
EA05
EA05
Фаза А, ВА
0,5
2
2
4.5
Фаза В, ВА
0,5
2
2
4.5
Фаза С, ВА
0,5
2
2
4.5
Рассчитаем вторичную нагрузку трансформаторов тока.
Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления
приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:
Расчитаем сопротивления приборов:
r
приб
r

S
приб
I
2н

S

2
5
2
2 нтт
I
6,5
2

2
30
5
2
 0,26 Ом ;
 1,2 Ом.
2
где Sприб. – мощность, потребляемая приборами;
I2 – вторичный номинальный ток прибора.
Допустимое сопротивление проводов:
rдоппр  r2н  rприб  rкон  1,2  0,26  0,1  0,84 Ом.
F
пров

ρL
r

0,028  6,5
 0,182 мм2 ;
доп
0,84
Принимаем провод АКРТВ F=2,5 мм2;
R
пров

ρL
F

0,028  6,5
 0,072 Ом ;
2,5
R2 = Rприб + Rпров + Rк-тов = 0,26 + 0,072 + 0,1 = 0,416 Ом.
39
Определим вторичную нагрузку:
2
S2 = R2 • I 2 = 0,416× 52 = 10,4 ВА;
Вк=Iкз2×(tотк+Та)=8,92×(0.095+0.04)=4401 кА2с.
Таблица 4.9 – Проверка выбранного ТТ типа ТЛ-10У3
Расчетные величины
Uн=10 кВ
Iав=1142 А
Вк=4401 кА2с
iуд=22,65 кА
S2 р=10,4 ВА
Z2P=0,416 Ом
По каталогу
Uн=10 кВ
Iн=1500 А
Iт2tт=33075 кА2с
Iдин= 81 кА
S2 н=30 ВА
Z2Н=0,8 Ом
Трансформатор тока на линии ГПП-ТП1-ТП6:
Таблица 4.10 – Нагрузка трансформатора тока
Прибор
A
Wh
Varh
Итого
Тип
Э-350
EA05
EA05
А, ВА
0,5
2
2
4.5
В,ВА
0,5
2
2
4.5
С, ВА
0,5
2
2
4.5
Рассчитаем вторичную нагрузку трансформаторов тока.
Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления приборов,
соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:
Расчитаем сопротивления приборов:
r
приб
r

2н
S
приб
I

S
2

5
2
2 нтт
I
2
2
6,5

2
30
5
 0,26 Ом ;
 1,2 Ом.
2
где Sприб. – мощность, потребляемая приборами;
I2 – вторичный номинальный ток прибора.
Допустимое сопротивление проводов:
rдоппр  r2н  rприб  rкон  1,2  0,26  0,1  0,84 Ом.
40
F

пров
ρL
r

0,028  6,5
 0,182 мм2 .
доп
0,84
Принимаем провод АКРТВ F=2,5 мм2;
R
пров

ρL

F
0,028  6,5
 0,072 Ом ;
2,5
R2 = Rприб + Rпров + Rк-тов = 0,26 + 0,072 + 0,1 = 0,416 Ом.
Определим вторичную нагрузку:
2
S2 = R2 • I 2 = 0,416× 52 = 10,4 ВА;
Вк=Iкз2×(tотк+Та)=8,92×(0.095+0.04)=4401 кА2с.
Примем трансформатор тока ТЛ-10У3:
Таблица 4.11– Проверка выбранного ТТ
Расчетные величины
Uн=10 кВ
Iав=1142 А
Вк=4401 кА2с
iуд=22,65 кА
S2 р=10,4 ВА
Z2P=0,416 Ом
По каталогу
Uн=10 кВ
Iн=1500 А
2
Iт tт=33075 кА2с
Iдин= 81 кА
S2 н=30 ВА
Z2Н=0,8 Ом
Выбор трансформаторов тока на ВБК:
Таблица 4.12 – Нагрузка трансформатора тока
Прибор
A
A
A
Var
Итого
Тип
Э-350
Э-350
Э-350
Д-345
А, ВА
0,5
0,5
0,5
0,5
2
Расчитаем сопротивление приборов:
r
приб

S
приб
I
2
2

2
5
2
41
 0.08 , Ом ;
В, ВА
0,5
0,5
0,5
1,5
С, ВА
0,5
0,5
0,5
0,5
2
r
2 н - ка

S
2 н тт
I
2

20
5
2
2
 0,8 , Ом ;
rдоппр  r  r
r
 0.8-0.08-0.1=0.62 ,Ом;
2н приб кон
F
пров

ρL
r

0,028  6,5
 0,182 мм2 .
0,84
доп
Принимаем провод АКРТВ; F=2,5 мм2;
R
пров

ρL
F

0,028  6,5
 0,072 Ом ;
2,5
Расчитаем вторичную нагрузку:
2
S2=R2 I 2 =0.25252= 6,3 ВА;
R2=Rприб+Rпров+Rк-тов=0.08+0.072+0.1=0.252 Ом.
Примем ТЛ-10У3:
Таблица 4.13 – Проверка выбранного ТТ
Расчетные величины
Uн=10 кВ
Iр=37,11 А
iуд=22,65 кА
S2 р=6,3 ВА
По каталогу
Uн=10 кВ
Iн=1500А
Iдин=81 кА
S2 н=30 ВА
Выбор трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:
1. по напряжению установки: Uном  Uуст;
2. по вторичной нагрузки: Sном2  S2расч;
3. по классу точности
4. по конструкции и схеме соединения
42
Таблица 4.14 – Нагрузка трансформатора напряжения
Прибор
Тип
V
W
Wh
Varh
Итого
Э-335
Д-335
EA05
EA05
Sоб-ки ,
ВА
2
1,5
3 Вт
3 вар
Число
об-к
2
2
2
2
cos
sin
1
1
0,38
0,38
0
0
0,925
0,925
Число
приборов
2
1
6
6
РСУМ ,
Вт
4
3
36
36
82
Расчетная вторичная нагрузка:
S2 р  Р
сум
2
Q
сум
2
 82 2  175,26 2  193,5 ВА.
Принимаем трансформатор напряжения типа НТМИ – 10- 66 У3
Таблица 4.15 – Проверка выбранного ТН
Uн т=10 кВ
Sн 2=300 кВА
Uн т=10 кВ
Sр 2=193,5 ВА
Схема соединения обмоток
Y /Y / -0
4.1 Условия выбора кабельных линий на 10 кВ
Выбор кабелей производится по следующим условиям:
1. по экономической плотности тока: Fэ  I р / jЭ ;
2. по минимальному сечению Fmin =Iкзtп;
3. по условию нагрева рабочим током Iдоп каб  Iр;
4. по аварийному режиму Iдоп ав  Iав;
5. по потере напряжения. Uдоп  Uрас .
Выбор кабелей от ГПП к РУ 10 кВ
Определим расчетный ток по заводу:
Iр 
S рНПС
2  3 U н

20779,27
 571,27 А.
2  3 10
Ток аварийного режима:
I ав  2  I р  2  571,27  1142,55 А.
1) По экономической плотности тока:
43
QСУМ ,
вар
87,63
87,63
175,26
Fэ 
Iр
jэ

571,27
 228,5
2,5
мм2.
2) По минимальному сечению:
Fmin    I кз  t пр  6  13,75  0,6  41,36
мм2.
Выбираем 2 кабеля ВВГ 3х185 мм2, Iдоп=2·500=1000 А.
3) По условию нагрева рабочим током:
I доп 
Iр
К попр
;
1000 А ≥ 571,27 А.
4) По аварийному режиму:
1,3  I доп  I ав ;
1,3 1000 А  1142,55 А;
1300 А  1142,55 А.
5) По потере напряжения:
Определим потери напряжения:
U 
P  R  Q  X 1824  0,625  0,216  1320  0,09  0,216

 0,0249
Uн
10,5
В;
U
%

U
0,0249
100% 
100%  0,24%  5%.
Uн
10,5
Выбор кабелей от РУ 10 кВ к АД
AД1: (Насосная)
I р  82,48 А.
1) По экономической плотности тока:
44
Fэ 
Iр
jэ

164,96
 65,98
2,5
мм2.
2) По минимальному сечению:
Fmin    I кз  t пр  6 13,75  0,6  41,36
мм2.
Выбираем кабель ВВГ 4х70 мм2, Iдоп=180А.
3) По условию нагрева рабочим током:
I доп 
Iр
К попр
;
180 А ≥ 99,73 А.
4) По потере напряжения:
Определим потери напряжения:
U 
P  R  Q  X 1824  0,625  0,216  1320  0,09  0,216

 0,0249
Uн
10,5
кВ;
U
%

U
0,0249
100% 
100%  0,24%  5%
Uн
10,5
.
Условия выполняются.
AД1: (Компрессорная)
I р  54,98 А.
1) По экономической плотности тока:
Fэ 
Iр
jэ

54,98
 21,992
2,5
мм2.
2) По минимальному сечению:
Fmin    I кз  t пр  6 13,75  0,6  41,36
45
мм2.
Выбираем кабель ВВГ 3х35 мм2, Iдоп=120А.
3) По условию нагрева рабочим током:
I доп 
Iр
К попр
;
120 А ≥ 61,08 А.
4) По потере напряжения:
Определим потери напряжения:
U 
P  R  Q  X 795  0,625  0,216  735  0,09  0,216

 0,0109
Uн
10,5
кВ;
U
%

U
0,0109
100% 
100%  0,1%  5%
Uн
10,5
.
Условия выполняются.
Выбор кабелей от РУ 10 кВ к ТП
РУ 10кВ - (ТП1, ТП2, ТП3):
I р  63,03 А.
Ток аварийного режима:
I ав  2  I р  2  63,02  126,04 А.
1) По экономической плотности тока:
Fэ 
Iр
jэ

63,03
 25,21
2,5
мм2.
2) По минимальному сечению:
Fmin    I кз  t пр  6 13,75  0,6  41,36
Выбираем кабель ВВГ 3х50 мм2, Iдоп=145А.
3) По условию нагрева рабочим током:
46
мм2.
I доп 
Iр
К попр
;
145 А ≥ 70,8 А.
4) По аварийному режиму:
1,3  I доп  I ав ;
1,3 145 А  126,04 А ;
188,5 А  126,04 А .
5) По потере напряжения:
Определим потери напряжения:
U 
P  R  Q  X 1259  0,625  0,216  457,8  0,09  0,216

 0,017
Uн
10,5
кВ;
U
%

U
0,017
100% 
100%  0,16%  5%
Uн
10,5
.
Условия выполняются.
РУ 10кВ - (ТП4, ТП5, ТП6):
I р  60,43 А.
Ток аварийного режима:
I ав  2  I р  2  60,43  120,86 А.
1) По экономической плотности тока:
Fэ 
Iр
jэ

60,43
 26,75
2,5
мм2.
2) По минимальному сечению:
47
Fmin    I кз  t пр  6  8,9  0,6  41,36
мм2.
Выбираем кабель ВВГ 3х50 мм2, Iдоп=145А.
3) По условию нагрева рабочим током:
I доп 
Iр
К попр
;
145 А ≥ 68,7 А.
4) По аварийному режиму:
1,3  I доп  I ав ;
1,3 145 А  120,86 А ;
188,5 А  120,86 А .
5) По потере напряжения:
Определим потери напряжения:
U 
P  R  Q  X 1037  0,625  0,216  714  0,09  0,216

 0,0146
Uн
10,5
кВ;
U
%

U
0,0146
100% 
100%  0,13%  5%
Uн
10,5
.
Условия выполняются.
Выбор кабелей от РУ 10 кВ к ВБК
1) По экономической плотности тока:
Fэ 
Iр
jэ

31,17
 21,82
1,7
мм2
2) По минимальному сечению:
Fmin    I кз  t пр  6  8,9  0,6  41,36
48
мм2.
Выбираем кабель ВВГ 3х50 мм2, Iдоп=145 А.
3) По условию нагрева рабочим током:
I доп 
Iр
К попр
;
145 А > 52,8 А.
Условия выполняются.
Выбор шин ГПП
Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и
экономической
целесообразности.
Проверку
шин
производят
на
электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.
Выбираем твердотянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения
марки АТ-608мм; Iдоп=1150 А (одна полоса на фазу) , Iав=1142 А; iуд=22,65 кА.
а) проверка по аварийному току:
Iдоп=1150А Iав=1142А;
б) проверка по динамической стойкости к Iкз :
iдин= 40кА iудкА;
в) проверка по механической стойкостидоп=300 кгс/см2:
b  h 2 80  8 2


 853 мм 3 ;
6
6
1,76  10 7  i уд2  L 1,76  10 7  13,04 2  10 6  60
Fр 

 29,93 кгс;
а
60
F
min
   Iкк  t  12  8,9  0,4  36мм 2  480 мм 2 (60  8) ;
 расч 
Fр  L
10

29,93  60
кгс
 21 2 ;
10  853
см
 доп  300
кгс
.
см 2
где L=0,6 м-расстояние между изоляторами;
а=0,6 м-расстояние между фазами;
49
b=80 мм-толщина одной полосы;
h=8 мм-ширина (высота) шины.
Из условия видно, что шины динамически устойчивы.
Выбор изоляторов ГПП
Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых
производится по следующим условиям:
1. по номинальному напряжению:Uном  Uуст;
2. по допустимой нагрузке: Fдоп  Fрасч,
где Fрасч. – сила, действующая на изолятор;
Fдоп – допустимая нагрузка на головку изолятора, Fдоп = 0,6Fразруш.;
Fразруш – разрушающая нагрузка на изгиб.
F

расч
3 10  2 i 2  L

a
3 10  1 14,5 2  60
 36,3 кгс .
60
Выбираем изолятор типа ОНШ-10-500У1, Fразруш =500 кгс.
Fдоп = 0,6Fразруш = 300кгс. (> 36,3 кгс).
Условие выполняется.
50
5 Выбор автоматических выключателей и проводов на напряжении
0,4 кВ
5.1 Выбор АВ для ввода от ТП в главное распределительное
устройство
Определим расчетный ток трансформатора:
I р.тр 
S ном.тр
3 U н

1600
 2009 А
3  0,4
Расчетный ток с учетом перегрузки:
I р  1,3  I р.тр  1,3  2009  2611 А
Выбираем два выкатных АВ для ввода типа ABB T max T8.
Паспортные данные: Iном.авт=3200 А, Iоткл=130 кА, Iтерм=65 кА (3 с),
Iдин=130 кА.
Рисунок 5.1 – Автоматический выключатель ABB T max T8
Проверка выбранных автоматических выключателей проводится после
расчета токов короткого замыкания на 0,4 кВ.
Выбор АВ для силовых пунктов
Определим расчетный ток для СП1:
51
S р.СП 1
Iр 
97.3
 140.44 А.
3  0,4

3 U н
Выбираем выкатной АВ типа ABB T max T3.
Паспортные данные: Iном.авт=250 А, Iоткл=42 кА, Iдин=50 кА.
Определим расчетный ток для СП2:
Iр 
S р.СП 2
3 U н
246
 355.5 А.
3  0,4

Выбираем выкатной АВ типа ABB T max T5.
Паспортные данные: Iном.авт=400 А, Iоткл=70 кА, Iдин=70 кА.
Определим расчетный ток для СП3:
Iр 
S р.СП 1
3 U н

149.57
 216.14 А.
3  0,4
Выбираем выкатной АВ типа ABB T max T3.
Паспортные данные: Iном.авт=250 А, Iоткл=42 кА, Iдин=50 кА.
Определим расчетный ток для СП4:
Iр 
S р.СП 2
3 U н

262.01
 378.627 А.
3  0,4
Выбираем выкатной АВ типа ABB T max T5.
Паспортные данные: Iном.авт=400 А, Iоткл=70 кА, Iдин=70 кА.
Проверка выбранных автоматических выключателей проводится после
расчета токов короткого замыкания на напряжении 0,4 кВ.
Выбор кабеля ввода от ГРЩ к СП на 0,4 кВ
Выбираем 5 кабелей ВВГ 3х185 мм2, Iдоп=5·500=2500 А.
Проверяем выбранные кабели по двум условиям:
I доп 
Iр
К попр
52
,
где Кпопр=0,86 – поправочный коэффициент для пяти кабелей,
проложенных в земле;
Iр – расчетный ток силового пункта.
2500 
2009
0,86 ;
2500 А  2336 А ;
I доп 
K защ  I защ
К попр
2)
,
где Кзащ=0,66 – коэффициент защиты для АВ с регулируемым
расцепителем;
Iзащ – номинальный ток АВ;
Кпопр=0,86 – поправочный коэффициент для пяти кабелей,
проложенных в земле.
2500 
0,66  3200
0,86 ;
2500 А  2455,81 А .
5.1 Расчет токов кз на 0,4 кВ
Мощность короткого замыкания определяется по формуле:
S кз  3  I кз10 U н10  3  8,9 10  161,86 МВА,
где Iкз10 – ток короткого замыкания на шинах 10 кВ, кА;
Uн10 – номинальное напряжение, равное 10 кВ.
Сопротивление системы,
определяется по формуле:
приведенное
2
к
низшему
U нн
0,4 2
xc 

 0,988
S кз
161,86
мОм,
где Uнн – низшее напряжение, равное 0,4 кВ.
53
напряжению
Реактивное сопротивление трансформатора определяется по формуле:
x т  U кз
2
 100  Pкз
 
 S т.ном
 U нн 2  10 4
100  15,8  0,4 2  10 4

2
 
 6 
 5,91

S т.ном
1600
 1600 

мОм,
где Uкз – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;
∆Pкз – потери короткого замыкания трансформатора, кВт;
Uнн – низшее напряжение, равное 0,4 кВ;
Sт.ном – номинальная мощность трансформатора.
Активное сопротивление трансформатора определяется по формуле:
Pкз  U нн  10 6
2
Rт 
S т.ном
2
10,5  0,4 2  10 6

 1,1
1600 2
мОм,
где ∆Pкз – потери короткого замыкания трансформатора, кВт;
Uнн – низшее напряжение, равное 0,4 кВ;
Sт.ном – номинальная мощность трансформатора.
Активное и реактивное сопротивления АВ ABB Tmax T3: rВ1  1,1 мОм,
x В1  0,5 мОм.
Активное и реактивное сопротивления АВ ABB Tmax T5: rВ 2  0,65
мОм, xВ 2  0,17 мОм.
Индуктивное
формуле:
сопротивление
кабельной
линии
x L  x каб  L  0,0596  12  0,7152
определяется
мОм,
где xкаб – индуктивное сопротивления кабеля;
L – длина кабеля.
Определим суммарное индуктивное сопротивление пяти кабелей:
5
x L
xL
0,7152 5


 0,0523
5  x L 5  0,7152
мОм.
Активное сопротивление кабельной линии определяется по формуле:
RL  Rкаб  L  0,123 12  1,48
54
мОм,
по
где Rкаб – активное сопротивления кабеля;
L –длина кабеля.
Определим суммарное активное сопротивление пяти кабелей:
5
R L
RL
1,48 5


 0,937
5  R L 5  1,48
мОм.
Определим суммарное активное сопротивление в точке К1:
r К1  Rт  R L  rВ1  rВ 2  1,1  0,937  1,1  0,65  3,78 мОм.
Определим суммарное индуктивное сопротивление в точке К1:
x  К1  xc  x  L  x т  x В1  x В 2  5,91  0,0529  0,5  0,17  6,63 мОм.
Полное сопротивление в точке К1 определяется по формуле:
Z К 1  r К 1  x  К 1  3,78 2  6,63 2  7,631
2
2
мОм.
Ток короткого замыкания в точке К1 определяется по формуле:
I кз1 
U нн
3  Z К1

0,4
3  7,631  10 3
 30,26
кА,
где Uнн – низшее напряжение, равное 0,4 кВ;
ZК1 – полное сопротивление в точке К1, Ом.
Определим ударный ток в точке К1:
i уд1  2  k уд1  I кз1  2  30,26  42,79
кА,
где kуд1 – ударный коэффициент;
Iкз1 – ток короткого замыкания в точке К1.
Определим суммарное активное сопротивление в точке К2:
r К 2  Rт  rВ1  rВ 2  rВ3  rкаб  0,38  0,1  0,1  3,98
55
мОм.
Определим суммарное индуктивное сопротивление в точке К2:
x  К 2  xc  x т  x В1  x В 2  x каб  6,63  0,1  6,73 мОм.
Полное сопротивление в точке К2 определяется по формуле:
Z К 2  r К 2  x  К 2  3,98 2  6,73 2  7,75
2
2
мОм.
Ток короткого замыкания в точке К2 определяется по формуле:
I кз 2 
U нн
3  ZК2

0,4
3  7,75 10 3
 29,798
кА,
где Uнн – низшее напряжение, равное 0,4 кВ;
ZК2 – полное сопротивление в точке К2, Ом.
Определим ударный ток в точке К2:
i уд 2  2  k уд 2  I кз 2  2  29,798  42,11
кА,
где kуд2 – ударный коэффициент;
Iкз2 – ток короткого замыкания в точке К2.
Проверка выбранных автоматических выключателей
Таблица 5.1 – Проверка выбранного выключателя ввода АВ ABB Tmax T8
Паспортные данные
Uн=0,4 кВ
Iном.авт=3200 А
Iоткл=130 кА
Iдин=130 кА
Расчетные данные
Uр=0,4 кВ
Iр=2009 А
Iкз=30.26 кА
iуд=42.79 кА
Таблица 5.2 – Проверка выбранного выключателяАВ ABB Tmax T3
Паспортные данные
Uн=0,4 кВ
Iном.авт=250 А
Iоткл=42 кА
Iдин=60 кА
Расчетные данные
Uр=0,4 кВ
Iр=216,14 А
Iкз=30,26 кА
iуд=42,79 кА
Таблица 5.3 – Проверка выбранного выключателяABB Tmax T5
Паспортные данные
Расчетные данные
56
Uн=0,4 кВ
Uр=0,4 кВ
Iном.авт=400 А
Iр=378,627 А
Iоткл=70 кА
Iкз=29,728 кА
Iдин=70 кА
iуд=42,11 кА
5.4 Выбор АВ и проводов отходящих линий к электроприемникам,
питающихся от первого силового пункта
Выбор АВ и проводов для АД-1 (кран с ПВ-25%)
Определим расчетный ток двигателя, по следующей формуле:
Iр 
Pн
3 U н  cos 

25
 75.11 А,
3  0,4  0.5  0.96
,
где Pн – номинальная мощность на валу двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение двигателя, квар;
 - коэффицент полезного действия;
Cosφ – коэффицент мощности.
Определим пусковой ток:
I п  I р  k п  75,17  6,5  488,6 А.
Условия выбора автоматического выключателя:
1) Iном.ав≥Iр;
2) Iср.расц≥1,25·Iп;
3) Iоткл≥Iкз.
Выбираем автоматический выключатель фирмы Siemens типа 3VT1 710.
Паспортные данные:
Iном.ав=100 А, Iоткл=36 кА, Iср.расц = 700А, характеристика «D»
Выполняем проверку выбранного АВ:
Iном.ав≥Iр;
100 А>75,17 А;
Iср.расц≥1,3·Iр ;
700 А>1,3·486,6 А;
700 А>634,4 А;
57
Iоткл≥I кз;
36 кА>29,72 кА.
Выбираем провод ППВ 3х25 мм2, Iдоп=180 А.
Выполняем проверку выбранного провода:
1) Iдоп≥Iр/Кпопр,
где Кпопр – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
130 А≥75.17/0,86 А;
130 А>87,4 А;
Iдоп≥Кзащ·Iзащ/Кпопр,
где Кзащ=1 – коэффициент защиты для АВ с нерегулируемым
расцепителем;
Iзащ – номинальный ток АВ;
Кпопр=0,86 – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
130 А≥1·100/0,86 А;
130 А>116,27 А.
Выбор АВ и проводов для АД-2 (продольно строгальный станок)
Определим расчетный ток двигателя, по следующей формуле:
Iр 
Pн
3  U н  cos   

20
3  0,4  0.65  0.95
 46,74 А.
где Pн – номинальная мощность на валу двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение двигателя, квар;
 - коэффицент полезного действия;
Cosφ – коэффицент мощности.
Определим пусковой ток:
I п  I р  k п  46,74  5  233,74 А.
58
Условия выбора автоматического выключателя:
1) Iном.ав≥Iр
2) Iср.расц≥1,25·Iп
3) Iоткл≥Iкз
Выбираем автоматический выключатель фирмы Siemens типа 3VT1 708.
Паспортные данные:
Iном.ав=80 А, Iоткл=36 кА, Iср.расц = 252А, характеристик «D».
Выполняем проверку выбранного АВ:
Iном.ав≥Iр;
80 А>46,74 А.
Iср.расц≥1,3·Iр ;
320 А>1,3·233,74 А;
320 А> 302,9А.
Iоткл≥I кз;
36 кА>29,72 кА.
Выбираем провод ППВ 3х16 мм2, Iдоп=87 А.
Выполняем проверку выбранного провода:
1) Iдоп≥Iр/Кпопр,
где Кпопр – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
87 А≥46,74/0,86 А;
87 А>54,34 А.
Iдоп≥Кзащ·Iзащ/Кпопр,
где Кзащ=1 – коэффициент защиты для АВ с нерегулируемым
расцепителем;
Iзащ – номинальный ток АВ;
Кпопр=0,86 – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
87 А≥1·63/0,86 А;
59
87 А>73.04 А.
60
Выбор АВ и проводов для АД-3 (испытательные стенды)
Определим расчетный ток двигателя, по следующей формуле:
Iр 
Pн
3 U н  cos 

4
 12,15 А,
3  0,4  0.5  0.95
где Pн – номинальная мощность на валу двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение двигателя, квар;
 - коэффицент полезного действия;
Cosφ – коэффицент мощности.
Определим пусковой ток:
I п  I р  k п  12,15  6  72,92 А.
Выбираем автоматический выключатель фирмы Siemens типа 3VT1 705.
Паспортные данные:
Iном.ав=16 А, Iоткл=36 кА, Iср.расц = 160А, характеристик «D».
Выполняем проверку выбранного АВ:
Iном.ав≥Iр;
16 А>12,15 А;
Iср.расц≥1,3·Iр ;
160 А>1,3·72,92 А;
160 А> 94,8А;
Iоткл≥I кз;
36 кА>29,72 кА.
Выбираем провод ППВ 3х1,5 мм2, Iдоп=28 А.
Выполняем проверку выбранного провода:
1) Iдоп≥Iр/Кпопр,
где Кпопр – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
61
28 А≥12,15/0,86 А;
28 А>14,12 А;
2) Iдоп≥Кзащ·Iзащ/Кпопр,
где Кзащ=1 – коэффициент защиты для АВ с нерегулируемым
расцепителем;
Кпопр=0,86 – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
28 А≥1·16/0,86 А;
28 А>18,06 А.
Выбор АВ и проводов для АД-3 (вентилятор калорифера)
Определим расчетный ток двигателя, по следующей формуле:
Iр 
Pн
3  U н  cos  

45
 85,46 А.
3  0,4  0.8  0.95
где Pн – номинальная мощность на валу двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение двигателя, квар;
 - коэффицент полезного действия;
Определим пусковой ток:
I п  I р  k п  85,46  5  427,31 А.
Условия выбора автоматического выключателя:
1) Iном.ав≥Iр
2) Iср.расц≥1,25·Iп
3) Iоткл≥Iкз
Выбираем автоматический выключатель фирмы Siemens типа 3VT1 710.
Паспортные данные:
Iном.ав=100 А, Iоткл=36 кА, Iср.расц = 700А, характеристик «D».
Выполняем проверку выбранного АВ:
Iном.ав≥Iр;
100 А>85,46 А;
62
Iср.расц≥1,3·Iр ;
700 А>1,3·427,31 А;
700 А> 555,5А;
Iоткл≥I кз;
36 кА>29,72 кА.
Выбираем провод ППВ 3х25 мм2, Iдоп=130 А.
Выполняем проверку выбранного провода:
Iдоп≥Iр/Кпопр,
где Кпопр – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
130 А≥85,46/0,86 А;
130 А>102,86 А;
Iдоп≥Кзащ·Iзащ/Кпопр,
где Кзащ=1 – коэффициент защиты для АВ с нерегулируемым
расцепителем;
Iзащ – номинальный ток АВ;
Кпопр=0,86 – поправочный коэффициент для пяти лежащих рядом
проводов, проложенных в земле.
130 А≥1·100/0,86 А;
130 А>116,27 А
63
6 Технико-экономическое сравнение схем электроснабжения
Краткое описание цели проекта
Цель экономической части данной работы, является произвести
Технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения, и выбрать
более эффективный и целесообразный вариант электроснабжения завода, а
также произвести расчет срока, через который окупится данный проект.
Проектируемая главная понизительная подстанция предназначена для
обеспечения электроэнергией завода по производству электротехнического
стекла.
В данном проекте, предлагается два варианта схем электроснабжения
для питания завода: ГПП 35/10 кВ и ГПП 110/10 кВ. Расстояние от
энергосистемы до главной понизительной подстанции – 6 км.
Технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения завода
производится для того, чтобы выбрать наиболее эффективный и
целесообразный вариант. Главная понизительная подстанция и прилегающие
к ней сети размещены непосредственно возле завода. Варианты
электроснабжения приведены в главе 1.4. Сравнение вариантов проводится по
методу приведенных затрат.
Приведенные затраты ПЗ по каждому варианту представляют собой
сумму годовых эксплуатационных издержек И∑ и капитальных вложений К∑,
приведенных к годовой размерности в соответствии с нормативным
коэффициентом сравнительной эффективности Ен:
Расчет приведенных затрат по первому варианту
ПЗ=Ен·КΣ+ИΣ,
(6.1)
где ИΣ -суммарные эксплуатационные издержки ;
КΣ -суммарные капитальные вложения ;
Ен - коэффициентом сравнительной эффективности ;
Суммарные капитальные вложения по первому варианту:
КΣ1= Ктр.гпп+КЛЭП+КВ1-В4+КР1-Р10+Кс+Км+Кпр,
(6.2)
где Ктр.гпп – капитальные вложения на трансформаторы;
КЛЭП – капитальные вложения на линии электропередач;
КВ1-В4 – капитальные вложения на высоковольтные выключатели;
КР1-Р10 – капитальные вложения на разъединители;
Кс – капитальные вложения на строительные работы;
Км – капитальные вложения на монтажные и пуско-наладочные
работы;
64
Кпр – прочие капитальные вложения (включают, прежде всего,
расходы на транспортировку).
Капитальные вложения на трансформаторы ГПП:
Ктр.ГПП=N  Ктр ;
(6.3)
Ктр.ГПП =2  44 млн =88 млн тенге.
Капитальные вложения на ЛЭП (принимаем двухцепную ЛЭП на
железобетонных опорах):
КЛЭП=L·Кл ;
(6.4)
где L – длина ЛЭП;
Кл – стоимость 1 м ЛЭП.
КЛЭП =6·4,5 =9,08 млн тенге,
Капитальные вложения на выключатели В1-В4:
КВ1-В4=4·Кв;
(6.5)
где Кв – стоимость высоковольтного выключателя.
КВ1-В4 =4·7.728 млн=29.12млн тенге,
Капитальные вложения на разъединители Р1-Р14:
КР1-Р4=4·КР ;
(6.6)
где КР – стоимость разъединителя.
КР1-Р4=0,5·4 =2 млн тенге,
Для расчетов Кс, Км и Кпр используются процентные соотношения
составляющих капитальных вложений .
Капитальные вложения на строительные работы:
К 
с
0,29
0,86
(К
 К В1В4  К
)
К
Р1  Р10
0,55 тр.ГПП
0,05 ЛЭП ;
65
(6.7)
0,29
0,86
(88  2  29,12) 
 27  527,208 млн тенге.
0,55
0,05
К 
с
Капитальные вложения на монтажные и пуско-наладочные работы:
К 
м
К 
м
0,1
(К
 К В1В4  К
);
Р1  Р4
0,55 тр.ГПП
(6.8)
0,1
(88  29,12  2)  21,65 млн тенге.
0,55
Прочие капитальные вложения:
К
пр
К

пр
0,06
0,09
(К
 К В1В4  К
)
К
;
Р1  Р10
0,55 тр.ГПП
0,05 ЛЭП

(6.9)
0,06
0,09
(88  2  29,12) 
 27  61,6
0,55
0,05
млн тенге.
Суммарные капитальные вложения по первому варианту:
КΣ1=88+29,12+27+2+527,208+21,65+61,6=756,057 млн тенге.
Определение суммарных эксплуатационных издержек по первому
варианту.
Суммарные эксплуатационные издержки по первому варианту:
И1=Иа+Иэ+Ипот,
(6.10)
где Иа – амортизационные издержки по ЛЭП и оборудованию;
Иэ – издержки на эксплуатацию по ЛЭП и оборудованию;
Ипот – стоимость потерь.
Амортизационные издержки по ЛЭП и оборудованию:
Иа=Еа·Клэп=0,126·756,057 =95,263 млн тенге,
где Еа – коэффициент амортизационных отчислений для ЛЭП и
оборудования. Еа принимаем равную 12,6 %, с учетом метода ускоренной
амортизации;
КΣ1 – суммарные капитальные вложения по первому варианту.
66
Издержки на эксплуатацию по ЛЭП и оборудованию:
Иэ=Еэкс·КΣ1=0,01·756,057 =7,56 млн тенге,
где Еэкс – коэффициент эксплуатационных отчислений для ЛЭП и
оборудования [3];
КΣ1 – суммарные капитальные вложения по первому варианту.
Определение стоимости потерь.
Стоимость потерь:
Ипот=Сo·(  Wтргпп+  Wлэп) = 16,55·(535680+294325) = 13,819 млн тенге,
где Сo=19 тг/кВт·ч – тариф электроэнергии;
 Wтргпп – потери электроэнергии в трансформаторах ГПП, кВт·ч;
 Wлэп – потери электроэнергии в ЛЭП, кВт·ч.
В итоге получим суммарные эксплуатационные издержки по первому
варианту:
ИΣ1=Иа+Иэ +Ипот =95,263+7,56+13,819=121,37 млн тенге.
Приведенные суммарные затраты по первому варианту:
ПЗ1=0,15· 756,037млн+32,692 млн=205,77 млн тенге.
Расчет приведенных затрат по второму варианту
Определение суммарных капитальных вложений на оборудования
второго варианта (ГПП 35/10 кВ).
Капитальные вложения на трансформаторы ГПП:
Ктр.ГПП=2  40 млн =80 млн тенге.
Капитальные вложения на ЛЭП (принимаем двухцепную ЛЭП на
железобетонных опорах):
КЛЭП=6·3,85 =23,1 млн тенге,
Капитальные вложения на выключатели В1-В4:
КВ1-В4=4·8,25 млн=33 млн тенге,
Капитальные вложения на разъединители Р1-Р4:
67
КР1-Р4 =4·0,22 =0,88 млн тенге,
Для расчетов Кс, Км и Кпр используются процентные соотношения
составляющих капитальных вложений [14].
Капитальные вложения на строительные работы:
К 
с
0,3
0,85
(80  33  0,88) 
 23,1  344,96 млн тенге.
0,53
0,07
Капитальные вложения на монтажные и пуско-наладочные работы:
К 
м
0,11
(80  0,88  33)  23,63 млн тенге.
0,53
Прочие капитальные вложения:
К
пр

0,06
0,08
(80  33  0,88) 
 23,1  39,28
0,53
0,07
млн тенге.
Суммарные капитальные вложения по второму варианту:
КΣ2=80+0,88+33+23,1+344,96+23,63+39,28=544,753 млн тенге.
Определение суммарных эксплуатационных издержек по второму
варианту.
Амортизационные издержки по ЛЭП и оборудованию:
Иа =0,126·544,753= 68,63 млн тенге,
Издержки на эксплуатацию по ЛЭП и оборудованию:
Иэ =0,01·544,753=5,44 млн тенге,
Определение стоимости потерь.
Стоимость потерь:
Ипот=Сo·(  Wтргпп+  Wлэп) = 16,65·(247272+1082645)=22,143 млн тенге,
В итоге получим суммарные эксплуатационные издержки по второму
варианту:
ИΣ2=Иа+Иэ +Ипот =68,63+5,44+22,143=96,02 млн тенге.
68
Приведенные суммарные затраты по второму варианту:
ПЗ2=0,15·544,96 млн+96,02 млн=218,44 млн тенге.
Таблица 6.1 – Приведенные затраты вариантов электроснабжения
Вариант Uном, кВ
ƩК млн.тг.
ƩИ млн.тг
З млн.тг
I
110
756,057
121,37
205,77
II
35
544,96
96,02
218,44
Вывод: приведенные затраты по первому варианту имеют минимальное
значение, исходя из этих данных, для осуществления электроснабжения
завода по производству электротехнического секла выбираем первый вариант.
6.1 Расчет эффективности инвестиций выбранного варианта
Так как электроэнергетика является капиталоёмкой отраслью (срок
возврата капитальных вложений более 3 лет) и видимого эффекта обычно не
наблюдается, то при принятии решений энергопредприятием о долгосрочных
капитальных вложениях (инвестициях) возникает потребность в
прогнозировании их эффективности. Для этого рассчитываются следующие
показатели:
- чистая приведённая стоимость – NPV (Net Present Value);
- индекс рентабельности инвестиций – PI (Profitability Index);
- внутренняя норма доходности – IRR (Internal Rate of Return);
- дисконтированный срок окупаемости инвестиций – DPB (Discounted
Payback Period).
В рамках ТЭО достаточно расчета NPV и PI.
Международная практика оценки эффективности проектов базируется
на концепции временной стоимости денег. Проект признаётся эффективным,
если обеспечивается возврат исходной суммы инвестиций и требуемая
доходность для инвесторов, предоставивших капитал.
Инвестируемый капитал, равно как и денежный поток приводится к
настоящему времени или к определенному расчетному году (который, как
правило, предшествует началу реализации проекта).
Дисконтированием называется процесс приведения (корректировки) будущей
стоимости денег к их текущей (современной) стоимости. Процесс
дисконтирования капитальных вложений и денежных потоков производится
по различным ставкам дисконта, которые определяются в зависимости от
особенностей инвестиционных проектов. Нормы дисконта могут
устанавливаться инвестором, исходя из ежегодного процента возврата,
который он хочет или может иметь на инвестируемый капитал.
Пусть I0 – сумма первоначальных затрат, т.е. сумма инвестиций на
начало проекта, РV – современная стоимость денежного потока на
69
протяжении экономической жизни проекта. Общая накопленная величина
дисконтированных доходов рассчитывается по формуле:
CF
PV   tn
(1  r ) t ,
(6.11)
где СF – денежный поток;
r=7% – ставка дисконтирования, принимаемая по уровню инфляции;
n – число периодов реализации проекта.
Денежный поток определяется по формуле:
CF  И  П
а
,
(6.12)
где Иа – амортизационные издержки;
П – сумма, перечисляемая ежегодно компаниями АО «KEGOC» .
CF  18,53  20  38,53 млн тенге.
Текущая стоимость инвестиций I0 сравнивается с текущей накопленной
стоимостью доходов PV. Разность между ними составляет чистую текущую
стоимость проекта NPV:
CF
NPV   tn
I
0
t
(1  r )
.
(6.13)
Таблица 6.2 – Расчет NPV для инвестиций в проект, млн тенге
Годы
0
1
2
3
4
5
Ставка дисконтирования – 8%
Денежный
Коэффициент
Современная
поток CF, млн
дисконтирования,
стоимость
тг
денежного
1

потока PV, млн
(1  r) t
тг
-127.09
38.53
0,92
35.44
38.53
0,85
32.75
38.53
0,79
30.43
38.53
0,73
28,126
38.53
0,68
26,2
Чистая
текущая
стоимость
проекта NPV,
млн тг
-91,64
-58,88
-28,44
-0,31
25,89
Из расчетов видно, что данный проект окупится на 5-ой год.
Индекс рентабельности РI – отношение суммы приведенных эффектов к
величине инвестиционных затрат, рассчитывается по формуле:
70
CF
PI   tn
/I ;
0
t
(1  r )
PI 
(6.14)
35,44  32,75  30,43  28,126  26,2
 1,2.
127,09
РI > 1, NPV > 0 – исходя из этого проект отвечает всем требования,
следовательно его можно одобрить.
Вывод по экономической части
Выполнив
технико-экономическое
сравнения
вариантов
электроснабжения завода, выбрали I вариант, т.к. он наиболее целесообразен
и эффективен. В результате расчета NPV выяснили, что затрачиваемые
средства на строительство, монтаж и ввод в эксплуатацию, с учетом
дисконтированной стоимости, окупятся на 5 год, т.е строительство главной
понизительной подстанции является экономически целесообразным.
Использование прогнозируемого инвестиционного капитала эффективен,
проект следует одобрить.
71
7 Безопасность жизнедеятельности
7.1 Анализ условий труда сотрудников завода электро-технического
стекла
В дипломной работе мы проектируем электроснабжение завода по
производству электротехнического стекла.
На территории завода будут размещены множество различных цехов и
сооружении. Рассмотрим анализ условий труда в ремонтно механическом
цехе. В РМЦ выполняются, все виды ремонта, включая текущие и
капитальные, а также В РМЦ занимается изготовление запасных запчастей и
некоторыми видами нестандартного оборудования
Ремонтно-механические цехи имеют отделения: слесарно-сборочные,
механические,
электроремонтное,
электрогазосварочное,
отделение
восстановления деталей.
Слесарно-сборочное отделение выполняет различные разборочные, сборочные и слесарные работы при ремонте машин, а также работы, связанные с
изготовлением специального оборудования. В механическом отделении
производят механическую обработку восстанавливаемых и вновь
изготавливаемых деталей, используемых в качестве запасных частей.
В кузнечно-термическом отделении выполняют мелкие поковки,
связанные с изготовлением новых и ремонтом изношенных деталей. В этом
же отделении производят термическую обработку деталей и инструмента.
Электроремонтное отделение осуществляет работы по ремонту
электрооборудования и электрических сетей промышленного предприятия.
В электрогазосварочном отделении выполняют различные сварочные
работы, а также работы по восстановлению деталей наплавкой и сваркой.
Характеристика помещения
Размеры ремонтно механического цеха по геометрическим осям150х90х10м. Разряд зрительных работ IVб.
Основные факторы опасности, которым подвергаются рабочие РМЦ:
- недостаточная освещенной ;
- повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;
- оборудование, находящееся под напряжением;
- воздействие взрывоопасных и вредных веществ.
Согласно ПУЭ РК от 20 марта 2015 г. меры защиты от поражения
электрическим током должны быть предусмотрены в электроустановке или ее
части, либо применены к отдельным электроприемникам и могут быть
реализованы при изготовлении электрооборудования, либо в процессе
монтажа электроустановки. Т.к. в РМЦ отсутствует естественное освещение,
следует выполнить мероприятия по осуществлению искусственного
освещения. Согласно СНиП РК 2.04-03-2011 «Естественное и искусственное
освещение » при отсутствии в помещении естественного света и постоянном
72
пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения
— 750 лк и менее.
Проанализировав условия труда сотрудников ремонтно механического
цеха завода электротехнического стекла, произведем расчет искусственного
освещения, точечным методом и выполнить проектирование защиты
осветительных сетей.
Расчёт искусственного освещения точечным методом
Разряд зрительной работы в РМЦ IV (б), согласно СНиП нормируемая
освещенность равна 250 лк.
Определим расчетную высоту подвеса:
𝐻расч = 𝐻 − ℎсв − ℎм − ℎр.п. ,
(7.1)
где 𝐻 – высота потолка;
ℎсв = 1 м ;
ℎр.п. = 0,8÷1 м – высота рабочей поверхности;
ℎм = 5м;
𝐻расч = 10 − 5 − 1 − 1 = 3 м;
Определим расстояние между светильниками по длине и ширине,
𝐿
учитывая, что 𝐴 ≤ 1,5;
𝐿𝐵
𝐿𝐴,𝐵 = 𝜆0 ∙ 𝐻расч ,
(7.2)
где 𝜆0 = 0,6÷2.
Принимаем, что 𝐿𝐴 = 3 м и 𝐿𝐵 = 3 м.
𝐿
3
𝐿
3
Поскольку 𝐴 = =, а также 𝜆 = 𝐴 = = 1,57 и 𝜆 =
𝐿𝐵
3
𝐻𝑝
3
𝐿𝐵
𝐻𝑝
3
= = 1 лежат в
3
допустимом диапазоне, то выбранные значения удовлетворяют условиям:
𝐿𝐴
≤ 1 и 𝜆0 = 0,6÷2.
𝐿𝐵
Выбор светильника.
В РМЦ принимаю к установке светильник типа: LNK 158 HF new
73
Рисунок 7.1 – Светильник серии LNK
Рисунок 7.2 – План расположения светильников РМЦ
(1/36 часть помещения)
74
Так как, длина светильника превышает половину расчетной высоты, ряд
светильников рассматривается как одна святящая линяя.
Определим относительные размеры:
𝑝1′ =
𝐿′1 =
𝐿1
2,25
=
= 0,75
𝐻расч
3
𝑝2′ =
𝐿′2 =
𝑝1
1,5
=
= 0,75
𝐻расч
3
𝑝2
4,5
=
= 0,15
𝐻расч
3
𝐿2
20,25
=
= 6,75,
𝐻расч
3
где p – расстояние от точки А до перпендикуляра, опущенного на
расчетную плоскость из конца светящейся линии;
L – длина ряда светильников.
Рисунок 7.3 – Линейные изолюксы для светильников с
люминесцентными лампами
∑e=(70·4)+17+(135·2)+10=537 лк.
75
Рассчитаем плотность светового потока ряда:
Ф′2 =
1000·𝐸·𝐾з ·Hр2
𝜇·∑e
=
1000·250·1,25·3
1,1·537
= 1528 лм/м
В каждом ряду светящейся линии суммарный световой поток лампы
должен состовлять :
Ф = 𝐿 · Ф′2 = 2034 · 24 = 36672 лм
Выбрал лампы типа фирмы SILVANIA: F58w cо световым потоком 4600
лм и с цоколемG13.
𝑁=
Ф
Фл1
=
36672
4600
= 7,92 ≈ 8,
где Фл – световой поток лампы;
n – количество ламп в светильнике.
Выполним проверку по погрешности светового потока в помещении по
формуле:
∆Ф1 ≤ 5%
∆Ф1 =
Фл1 −Ф1
Фл1
=
4600−4584
4600
· 100% = 0,34%;
0,34% ≤ 5%;
Условие выполняется.
7.2 Электрический расчет осветительных установок
Расчетная электрическая мощность ОУ:
𝑃ро = 𝐾п 𝐾со ∑𝑛𝑖 𝑃𝑛𝑖 = 1,1 · 0,95 · 58 · 75 = 4556 Вт
где 𝑃𝑛𝑖 – номинальная мощность ламп ОУ
Определим расчетный ток:
𝐼р =
𝑃ро
√3 · 𝑈н · 𝑐𝑜𝑠𝜑
=
4556
√3 · 220 · 0,9
76
= 13,28 А;
Iд≥Iр≥223.24 А
Выбираю кабель ВВГ 3х2,5 мм2, Iд=25А.
Проверка по Uдоп.
Определим моменты нагрузок:
М
i
 Р1  l1  Р2  (l1  l2 )  Р3  (l1  l2  l3 )  ...  Рi  (l1  l2  l3  ...  li ), кВт  м.
где li - длина отдельных участков линии, м;
Рi – нагрузки отдельных участков, кВт.
Нагрузки отдельных участков определяются с учетом мощности ламп,
потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре.
Для первого помещения:
Pi=Pл+PПРА=58+5,8=63,8 Вт
ƩM=258890 Вт·м.
Определим сечение проводника:
𝑞=
𝑀
258890
=
= 23,11 мм2
𝐶 · ∆𝑈 32 · 3,5
Кабель ВВГ 3х25 мм2 выбрал верно.
Защита осветительных сетей
Условия выбора автоматического выключателя:
1) Uн.ав. ≥ Uс ;
2) Iн.ав. ≥ Iро ;
3) Iн.расц. ≥ (1,4 − 1,5)Iро ;
4) Iср.расц. ≥ 1,3 · Iро
где – Uн.ав. , Uс - номинальные напряжения автомата и сети;
Iн.ав. , Iн.расц. – номинальный ток автомата и теплового расцепителя;
Iро – расчетный ток осветительной сети;
Выбираю автоматический выключатель фирмы Schneider Electric
EasyPact TVS EZC250F3250
77
Uн.ав.=230/400 В;
Iн.ав.=250 А≥223,24 А;
Iн.расц.=400 А≥1,5·98,73 А≥334,86;
Iср.расц.=400≥1,3·98,73 А≥290,21;
Выбор сечения нулевого проводника
В установках с заземленной нейтралью проводимость нулевых
проводников должна быть не менее 50 % проводимости фазных проводников,
но при этом, в трехфазных линиях с симметричной нагрузкой фаз,
управляемые трех-полюсными аппаратами, не обязательны сечения
проводников выше 50мм2 -медных и 70 мм2 –алюминиевых.
Сечение фазного проводника ровна 25мм2 , его пропускная способность
равна 25кВт. Исходя из этого выбирю нулевой провод с пропускной
способностью 13,2 кВт и сечением 10мм2 .
Вывод по разделу безопасность жизнедеятельности
В разделе безопасность жизнедеятельности мы рассматривали расчет
производственного освещения и необходимые мероприятия по обеспечению
осветительных сетей. Для расчета нормируемой освещенности использовали
точечный метод. В результате расчета, выбрали светильник типа: LNK 158
new и люминесцентные лампы фирмы: SILVANIA F58W со световым потоком
4600 лм. Таким образом, спроектированное освещение РМЦ обеспечивает
требуемую освещенность.
Для обеспечения безопасности осветительных сетей, были выбраны
автоматические выключатели фирмы Schneider Electric EasyPact TVS
EZC250F3250. Приняли к установке для питания осветительных сетей кабели
марки ВВГ 3х25мм2 . Для большей надежности был выбран нулевой провод
сечением 10мм2 .
Охрана труда – система обеспечения безопасности жизни и здоровья
работников в процессе трудовой деятельности. Основными принципами
безопасности и охраны труда являются приоритет жизни и здоровья
работника по отношению к результатам производственной деятельности и
недопущение
необратимых
последствий
вредного
воздействия
производственных факторов на жизнь и здоровье работника.
78
Заключение
Цели поставленные перед дипломной работой выполнены. Произведены
расчеты силовых нагрузок по заводу. Был произведён выбор наиболее
целесообразного варианта внешнего электроснабжения, исходя из результатов
технико-экономического сравнения. Произведен выбор питающего силового
оборудования .
В разделе безопасность жизнедеятельности, был произведён анализ
условий труда в ремонтно-механическом цехе. Произведен расчет
нормируемого производственного освещения и электрический расчёт
осветительных сетей. Было выбрано нормируемое освещения РМЦ и
аппараты защиты осветительных сетей.
В экономической части дипломной работы было произведено техникоэкономическое сравнение вариантов и расчет эффективности инвестиции
проекта и вычислили срок окупаемости данного проекта.
Все расчеты произведены в соответствии с нормативными документами
ПУЭ, ПТЭ, ПТБ и СНиП.
Все выбранное оборудование имеет сертификат соответствия ГОСТ.
79
Список использованной литературы
Основная:
1. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию
промышленных предприятий и общественных зданий. Под общей редакцией
проф. МЭИ (ТУ) С.И.Гамазина, Б.И.Кудрина, С.А.Цырука. М.: Издательский
дом МЭИ, 2010.
2.
Правила устройства электроустановок РК, 2015.
3.
Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для
вузов. Б.И.Кудрин. М.: Интермет Инжиниринг, 2007.
4.
Электротехнический справочник в 4 томах. Том 2.
Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией проф. МЭИ
В.Г.Герасимова и др.- 10-е издание стереотип. М.: изд. дополненое МЭИ,
2007.
5.
Живаева О.П., Тергеусизова М.А. Проектирование систем
электроснабжения. МУ к курсовой работе. – Алматы: АУЭС, 2009.
6.
Защитные меры электробезопасности в электроустановках. М.:
ЗАО «Энергосервис», 2006.
7.
Безопасность жизнедеятельности. / Под ред. Арустамова
Э.А.Москва: Издательский дом «Дашков и К», 2012. - 676с.
8.
Дюсебаев М.К., Кашкарова З.А., Жандаулетова Ф.Р. Охрана труда
и основы безопасности жизнедеятельности. Конспект лекций. - Алматы:
АИЭС, 2006. - 40с.
9.
Методические указания к выполнению расчетно-графических
работ для студентов бакалавров всех специальностей /сост. С.Е. Мананбаева,
А.С.Бегимбетова.- Алматы: АИЭС, 2013.- 21с.
10. Безопасность жизнедеятельности Методические указания к
выполнению раздела «Расчет зануления» в выпускных работах для всех
специальностей Бакалавриат/сост. Т.С.Санатова, С.Е.Мананбаева.- Алматы:
АИЭС, 2009.- 14с.
Дополнительная:
1.
СН РК 2.04.-02-.2011 «Естественное и искусственное освещение»
Справочная книга по светотехнике: справочное издание/ под ред. Ю.Б.
Айзенберга . – 3-е изд., прераб,- М. 2008.-952с.
2.
Абдимуратов
Ж.С.,
Мананбаева
С.Е.
«Безопасноть
жинедеятельности». Методические указания к выполнению раздела «Расчет
производственного освещения» в
выпускных работахдля всех
специальностей. Баклавариат – Алматы: АИЭС, 2009.-20с.
3.
ГОСТ 12.1.003-2014 Система стандартов безопасности труда
(ССБТ).
4.Ф.Р.
Жандаулетова
А.С.
Бегимбетова
«
Безопасноть
жизнедеятельности». Методические указания к выпускным работам для всех
специальностей. Бакалавриат – Алматы: АИЭС, 2009,-34с.
80
Download