Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Задачей данной дипломной работы является модернизация существующей системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха ОАО НПК «Уралвагонзавод» в связи с расширением производства и значительными активными потерями в распределительных сетях. Для решения этой задачи необходимо:

- модернизация действующей трансформаторной подстанции, то есть выбор экономически оптимального числа трансформаторов и демонтаж этой подстанцию с главным щитом управления, что позволит обеспечить необходимую степень надежности новой системы электроснабжения;

- установка быстродействующих средств компенсации реактивной мощности, улучшающие качество электроэнергии и позволяющие сократить активные потери в распределительных линиях;

- выбрать рациональные сечения кабелей и проводов, защитную аппаратуру и оптимизировать режимы работы электрооборудования.

По расчетной схеме были рассчитаны токи короткого замыкания. Оборудование внутри производственного помещения было разбито на группы, которые были запитаны через групповые силовые пункты и распределительные шинопроводы. Далее по результатам расчета были выбраны соответствующие аппараты защиты для защиты оборудования от аварийных режимов, таких как перегрузки и короткие замыкания.



1 Общая часть

1.1 Краткая характеристика проектируемого объекта и ближайшего источника питания.

Инструментальный цех занимается изготовлением и ремонтом узлов и деталей любой сложности (болты, гайки и наконечников систем насадок на трубы из стали, запасные части, деталей для нестандартного оборудования, металлорежущий инструмент) так же предоставляет услуги(заточка дисковых пил, металлообработки с ЧПУ сложнопрофильных деталей, Механическая обработка деталей ).

Согласно ПУЭ инструментальный цех относится к классу пожароопасности П-ІІІ. Зоны класса П-III расположены вне помещения зон, в которых обращаются горючие жидкости или твёрдые горючие вещества.

Помещение цеха не относится к взрывоопасным, так как в нем отсутствуют взрывоопасные смеси горючих газов или паров легковоспламеняющей жидкости (ЛВЖ) с воздухом.

В пожароопасных зонах класса П-ІІІ допускается применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами. Защита проводов и кабелей в сетях до 1кВ и выбор сечений должны производится как для невзрывоопасных установок. В сетях выше 1кВ они должны быть проверены по нагреву токами КЗ, производится проверка на термическую устойчивость. Защита от перегрузок должна выполняться во всех случаях независимо от мощности электроприемника.

Согласно ПУЭ выбираем провода и кабели с алюминиевыми жилами, т.к. помещение является не взрывоопасной зоной. Провода и кабели выполнены:

а) провода с изоляцией из поливинилхлорида в поливинилхлоридной оболочке;

б) кабели с изоляцией из поливинилхлорида, в поливинилхлоридной оболочке и без наружного покрова.

Так как маловероятны повреждения проводников, то кабели и провода будем выбирать без защитной бронированной оболочки. [2]

Характер режима работы - односменный.

Температура окружающей среды в цехе +20?С.

Характеристика ближайшего источника питания

Инструментальный цех получает электроэнергию с шин ГПП предприятия, далее посредствам внутренней электрической сети через КТП

Внутренние сети цеха, являясь продолжением сетей энергосистем, обеспечивают электроснабжение цеха и технологических агрегатов, отдельных электроприемников.

1.2 Анализ электрических нагрузок

Согласно ПУЭ инструментальный цех относится к I категории по надежности электроснабжения. Перерыв в электроснабжении не приведет к опасности для жизни людей, расстройству сложного технологического процесса и оборудования, к существенному недоотпуску продукции, простою людей, механизмов, промышленного транспорта. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. [2]

1.3 Выбор схемы электроснабжения и питающих напряжений. Нормы качества электрической энергии

На высокой стороне напряжение 6кВ определяется существующими схемами электроснабжения.

Для внутрицеховых электросетей наибольшее распространение имеет напряжение 380В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электроприемников. Так как номинальное напряжение электроприемников равно 380В и единичная установленная мощность не превышает 20 кВт, то уровень питающего напряжения внутри цеха принят 380/220В.

Принятое напряжение 380/220В, соответствует номинальным напряжениям электроприемников.

Для данного цеха наиболее оптимальным считается выбор смешанной радиально-магистральной схемы. Она характеризуется тем, что от источника питания (комплектной трансформаторной подстанции), отходят линии, питающие непосредственно отдельные распределительные пункты и шинопроводы, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприемники. Радиально-магистральная схема обеспечивает необходимую надежность питания отдельных потребителей, так как аварии локализуются действием автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что весьма маловероятно.

1.4 Режим работы нейтрали

На низкой стороне трансформатора 6/0,4кВ применена глухозаземленная нейтраль.

Сопротивление заземления нейтрали определяется из следующих условий:

а) предотвращение опасных последствий при пробое изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора;

б) предотвращения недопустимого повышения напряжения фаз по отношению к земле и заземленным частям электроустановок низшего напряжения при замыканиях на землю.

При данном режиме работы нейтрали автоматика быстро отключает аварийные участки, изоляция проводников выполняется на фазные напряжения, что более экономично, чем при изолированной нейтрали.

На высокой стороне 6кВ будет использована изолированная нейтраль, так как токи короткого замыкания невелики и не требуется моментального отключения линий.. При схеме соединения трансформатора 10/0,4кВ (Y/Y₀) токи однофазных и трехфазных к.з. на стороне 0,4кВ примерно одинаковы. Поэтому такая схема обеспечивает более высокую чувствительность автоматических выключателей к токам короткого замыкания в защищаемой зоне.

1.5 Паспортные данные

Паспортные данные электроприёмников, необходимые для дальнейшего расчета, сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Исходные данные ЭП

Потребитель	кол-во	Pн, кВт	Ки	cosf	КПД, %
Поперечно-строгальные станки	5	7,5	0,19	0,65	70
Токарно-револьверные	8	3,2	0,18	0,65	55
Одношпиндельные автоматы токарные	5	2,2	0,13	0,45	70
Токарные автоматы	9	5,5	0,18	0,65	75
Алмазно-расточные станки	6	4,8	0,18	0,65	50
Горизонтально-фрезерные станки	8	12,5	0,19	0,65	50
Наждачные станки	4	2,5	0,13	0,45	60
Кран-балки (ПВ=60%)	2	10	0,25	0,5	65
Заточные станки	6	3	0,14	0,45	50
Вентиляторы	2	15	0,7	0,8	60



2. Электроснабжение цеха.

2.1 Расчёт электрических нагрузок цеха

Расчёт электрических нагрузок проведём методом коэффициента максимума. Недостатком метода является отсутствие учёта развития нагрузки цеха.

Цель расчёта - определить активную P и реактивную Q мощность группы разнородных потребителей за наиболее загруженную смену.

Сложение всех номинальных мощностей электроприёмников (ЭП) приведёт к значительному завышению величин P и Q группы потребителей, т.к. в момент прохождения максимума нагрузки цеха отдельные потребители могут не работать в полную мощность или вообще не участвовать в максимуме нагрузки.

Все потребители в группе разделяются на потребителей с переменной (Группа А) и постоянной (Группа Б) нагрузкой. К группе А относятся потребители, имеющие коэффициент использования Ки<0,6 - они рассчитываются методом коэффициента максимума. К группе Б относятся потребители, имеющие коэффициент использования Ки?0,6 - они рассчитываются сложением величин их мощностей с учётом Ки.

2.1.1 Группа А

1) Определим среднюю мощность за наиболее загруженную смену:

- активная

- реактивная



2) Эффективное число электроприёмников:

3) Средний коэффициент использования:

4) В зависимости от и Ки найдём коэффициент максимума (табл. 2.6 [8]): Км=2,5

5) Расчётная мощность для группы А:

- активная

- реактивная

Где , т.к.

2.1.2 Группа Б



2.1.3 Полная мощность, потребляемая цехом за наиболее загруженную смену

Результаты расчётов сведём в таблицу 2.

Таблица 2

Потребитель	кол-во, n	Руст, КВт	?Руст,КВт	Ки		Рсм, КВт	Qсм, КВАр	Nэ	Км	РР, КВт	QР, КВАр	SР, КВA
Группа А
Поперечно-строгальные станки (поз. 1,2,40, 41,46)	5	7,5	37,5	0,185		6,94	8,12
Токарно-револьверные (3,5,6,7,28,29,30,31)	8	3,2	25,6	0,18		4,61	5,39
Одношпиндельные автоматы токарные (4,8,32,33,34)	5	2,2	11	0,13		1,43	2,83
Токарные автоматы (9,10,11, 12,13,14,15,26,27)	9	5,5	49,5	0,18		8,91	10,42
Алмазно-расточные станки (16,17,19,20,44,45)	6	4,8	28,8	0,18		5,18	6,06
Горизонтально-фрезерные станки (18,21,22,23,24,25, 37,38)	8	12,5	100	0,19		19	22,2
Наждачные станки (35,36,50,51)	4	2,5	10	0,13		1,3	2,57
Кран-балки (39,47)	2	7,7	15,4	0,25		3,85	6,66
Заточные станки (42,43,48,49,52,53)	6	3	18	0,14		2,52	4,99
Всего по группе А				0,17		53,7	69,3	6	2,5	134	76
Группа Б
Вентиляторы (54,55)	2	15	30	0,7		21	16			21	16
Освещение				0,9		18	23			18	23
Всего по группе Б										39	39
Всего по цеху										173	115	208

2.1.4 На данной стадии проектирования возникает необходимость учесть потери мощности в линиях и трансформаторах, когда они ещё не выбраны. Поэтому приблизительно учтём эти потери, считая:

кВт

кВАр

кВА

2.2 Компенсация реактивной мощности.

- расчётный коэффициент мощности



- требуемый коэффициент мощности по предприятию

- количество реактивной мощности, которую нужно скомпенсировать

кВАр

Выбираем конденсаторную установку УКМ58-0,4-40-5 У3

Типономинал	Номинальное значение	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм	Масса, кг, не более
	Мощность, квар	Мощность минимальной ступени регулирования, квар
УКМ58-0,4-50-5 У3	50	5	650	220	800	50

Установки обеспечивают кабельный ввод сверху или снизу. Монтируются на вертикальные стены. Комплектуются конденсаторными блоками на основе конденсаторных элементов для конденсаторов типа КПС, регуляторами реактивной мощности, магнитными пускателями и плавкими предохранителями.

- реактивная мощность после компенсации

кВАр

- полная мощность после компенсации



кВА

электроснабжение трансформаторный подстанция защитный

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Мощность силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников электроэнергии промышленных предприятий. Выбор мощности силовых трансформаторов следует осуществлять с учетом экономически целесообразного режима их работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей. Инструментальный цех относится к третьей категории электроснабжения. В связи с этим намечаются два варианта числа и мощности трансформаторов.

Таблица 3

Номинальные параметры трансформаторов

Вариант	Тип	SН, кВА	U1/U2	?Pxx, кВт	?Pкз, кВт	Ixx, %	Uк, %	Кол-во
I	ТМ-250	250	10/0,4	0,56	3,7	1,7	4,5	1
II	ТМ-100	100	10/0,4	0,2	1,3	2,5	4,5	2

2.3.1 Вариант I

2.3.1.1 Коэффициент загрузки

в_I =,

где S_HI - номинальная мощность трансформатора, кВА

в_I=



2.3.1.2 Потери активной мощности

?Р_I=n_I•(?P_xxI+в_I²•?P_кзI),

где ?Р_I - потери активной мощности, кВт;

n_I - количество трансформаторов;

?Р_xxI - потери холостого хода, Вт;

?Р_кз - потери при коротком замыкании, Вт

?Р_I=1• (0,56+0,80²•3,7)=2,93 кВт

2.3.1.3 Потери реактивной мощности

?Q_I=n_I•,

где ?Q_I - потери реактивной мощности, кВАр;

I_xx - потери тока холостого хода, %;

U_к - потери напряжения при протекании токов короткого замыкания, %;

?Q_I= кВАр

2.3.1.4 Потери активной энергии за год

?W_ГI=n_I(?P_xxI •T_B+в_I²•?P_кзI•ф_н),

где ?W_ГI - потери активной энергии за год, кВт•ч;

Т_В - время включения оборудования в течение года, тыс. ч;

ф _Н - время потерь в режиме нагрузки, тыс. ч;

Для односменного режима работы:

Т_В=2000 тыс.ч [5]

ф_Н=700 тыс.ч [5]

?W_ГI=1•(0,56•2000+0,80²•3,7•700)=2777,6 кВт•ч

2.3.1.5 Потери реактивной энергии за год

?V_ГI=n_I•

?V_ГI= кВАр·ч

2.3.1.6 Стоимость потерь за год

C_nI=(m₁•?P_I +m₂•?W_ГI)+(n₁^ґґ•?Q_I+n₂^ґґ•?V_ГI),

где m₁ - удельная стоимость потерь активной мощности 1кВт в руб;

m₁=60 [5]

m₂ - удельная стоимость потерь активной энергии 1кВт•ч в руб;

m₂=0,015 [5]

n₁^ґґ - удельная стоимость потерь реактивной мощности 1кВАр в руб;

n₁^ґґ=1,2 [5]

n₂^ґґ - удельная стоимость потерь реактивной энергии кВАр•ч в руб;

n₂^ґґ=0,0004 [5]

C_nI=(60•2,93+0,015•1777,6)+(1,2•11,45+0,0004•8525,2)=220 руб.



2.3.1.7 Капитальные затраты на приобретение и монтаж трансформаторов

К_I=Ц_I•n_I

где Ц_I=150725 руб. - номинальная стоимость трансформатора на момент установки или монтажа [5]

К_I =150725•1=150725 руб.

2.3.1.8 Приведенные годовые затраты

З_ГI=0,15•K_I+6,4•+C_nI

З_ГI=0,15•150725+6,4•+220=32474 руб.

2.3.2 Аналогично производим расчет второго варианта: два трансформатора мощностью 100 кВА каждый.

Результаты сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Параметры трансформаторов

Вариант	Тип		?Р, кВт	?Q, кВАр	?W, кВт•ч	?V, кВАр	Сп, руб.	К, руб.	З, руб.
I	ТМ-250	0,70	2,93	11,45	2777,6	8525,2	220	150725	32474
II	ТМ3-100	1	3	14	2620	10063	240	186000	40044

На основании технико-экономического расчета по показателям выбираем наиболее рациональный вариант. Таким образом, устанавливаем на подстанции один трансформатор мощностью 250 кВА.



2.4 Расчёт токов трёхфазного КЗ на стороне 6 кВ цеховой ТП

Рисунок 1. Расчётная схема

Рисунок 2. Схема замещения

2.4.1 Расчёт ведётся в относительных величинах. Задаемся базисными величинами [3]

S_б=100 МВА

U_б1=230 кВ

U_б2=6,3 кВ

2.4.2 Сопротивления элементов

где - безразмерная величина реактивных сопротивлений элемента;

l_ВЛ - длина участка, км;

х₀ - удельное сопротивление;

х₀ =0,4 Ом/км для воздушной линии [5]

n - количество проходящих линий;

U_ср - среднее напряжение, кВ;



, (2.52)

где S_н--номинальная мощность трансформатора, МВА

(2.54)

где х₀=0,08 Ом/км, r₀=0,26 Ом/км для кабельных линий [5]

2.4.4 Рассчитаем параметры при коротком замыкании в точке К1

2.4.4.1 Результирующее реактивное сопротивление

2.4.4.2 Результирующее активное сопротивление



2.4.4.3 Результирующее полное сопротивление для участка 1

Так как

, то

(2.56)

2.4.4.4 Базовый ток для точки 1

I_б1= кА, (2.57)

2.4.4.5 Трехфазный ток короткого замыкания для точки К1

I_по1= кА (2.58)

2.4.4.6 Ударный ток для точки К1

i_у1=, (2.59)

где к_у1 -- ударный коэффициент.

Т.к. , то (рис 2.22 [1])

i_у1=кА



2.4.4.7 Мощность короткого замыкания для точки К1

S_k1= (2.60)

S_k1= МВА

2.4.5 Рассчитаем параметры при коротком замыкании в точке К2

2.4.5.1 Результирующее реактивное сопротивление

2.4.5.2 Результирующее активное сопротивление

2.4.5.3 Результирующее полное сопротивление для участка 2

2.4.5.4 Базовый ток для точки 2

I_б2= кА



2.4.5.5 Трехфазный ток короткого замыкания для точки К2

I_по2= кА

2.4.5.6 Ударный ток для точки К2

i_у2=,

Т.к. , то (рис 2.22 [1])

i_у2= кА

2.4.5.7 Мощность короткого замыкания для точки К2

S_к2= МВА

2.5 Выбор высоковольтного кабеля

2.5.1 Расчетный ток, протекаемый в кабельной линии 2

I_р= (2.61)

I_р= А

2.5.2 Экономическое сечение кабеля

F_э=, (2.62)

где F_э -- экономическое сечение кабеля, мм²

j_э -- экономическая плотность тока, А/мм²

j_э=1,9 А/мм² [2]

F_э= мм²

Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой оболочке АСБ(316) [2]

F_э<F

10,1<16

2.5.3 Проверка кабеля по току короткого замыкания на термическую стойкость

Тепловой импульс токов КЗ:

c - постоянная времени затухания апериодической составляющей токов КЗ [5]

с - время отключения КЗ [5]

с - время срабатывания релейной защиты [5]

Минимальное сечение, устойчивое к токам КЗ



с=85 - постоянный коэффициент [5]

Условие проверки на термическую стойкость к токам КЗ F_min<F не выполняется, т.к. 142>16, значит кабель, не устойчив к токам КЗ. Перевыбираем кабель АСБ(3150) [2]

Теперь условие проверки на термическую стойкость к токам КЗ F_min<F выполняется, т.к. 142<150, значит кабель, устойчив к токам КЗ.

2.5.4 Проверка выбранного сечения кабеля по потерям напряжения

?U=, (2.64)

где ?U -- потери напряжения, %;

l=0,5 -- длина кабельной линии, км

- удельное активное сопротивление выбранного кабеля

- удельное реактивное сопротивление выбранного кабеля

?U=

Условие проверки ?U<?U_д выполняется, т.к. 0,06%<5% [9].

Окончательно выбираем кабель АСБ(3150) [2].

2.6 Выбор высоковольтного выключателя

Выбираем вакуумный выключатель с электромагнитным приводом ВБ-10-20/630 У2

Вакуумный выключатель взрывобезопасен, не требует ремонта в течение всего срока службы; даже в случае нарушения целостности корпусов вакуумных дугогасительных камер, которое может иметь место при утилизации, не представляет опасности для жизни, здоровья людей и окружающей среды после окончания срока службы.

Принцип действия выключателя основан на гашении дуги переменного тока, возникающей при размыкании контактов в глубоком вакууме (остаточное давление 10-6 мм. рт. ст.). Поскольку вакуумный промежуток обладает высокой электрической прочностью (30 кВ/мм), отключение гарантированно происходит при зазорах более 1 мм.

Управление вакуумным выключателем осуществляется встроенным электромагнитным приводом с магнитной защелкой. Якоря электромагнитов механически связаны общим валом, на котором установлен постоянный магнит, управляющий при повороте вала герметизированными контактами для внешних вспомогательных цепей. Выбор вакуумного выключателя сведём в таблицу 5.

Таблица 5

Вакуумный выключатель

Расчетные данные	Паспортные данные
Uн=6 кВ	Uну=10 кВUн=6 кВ
Ip=19,2 А	Iн=630А>Iр=19,2 А
Iкз=10,24 кА	Iоткл=20 кА>Iкз=10,24 кА
iуд=15,5 кА	iдин=51 кАiуд =15,5кА
Вк=146 к	I2тер tтер=202 3=1200 к146 к

2.7 Выбор выключателя нагрузки

2.7.1 Для коммутации электрических цепей в номинальном режиме перегрузки используется выключатель нагрузки, имеющий облегченную конструкцию дугогасительной камеры и меньшую стоимость, паспортные данные в таблице 6.

Таблица 6

Таблица расчета выключателя нагрузки

Расчетные данные	Неравенство	Паспортные данные
Uн=6кВ	UнуUн	Uну=10 кВ
Ip=19,2	Iн>Iр	Iн=400А
iуд=15,5	iдинiуд	Iдин=25кА

Выбираем ВНПу-10/400-10УЗ,

где П - пружинный;

у--с усиленной контактной схемой;

УЗ--климатическое исполнение;

2.7.2 Выбираем предохранитель ПКТ-101-6-31,5-20УЗ в таблице 7 [5].

Таблица 7

Таблица расчета предохранителя

Расчетные данные	Неравенство	Паспортные данные
Uн=6 кВ	UнуUн	Uну=6 кВ
Ip=19,2A	Iн>Iр	Iн=31,5кА
IПО=10,24кА	IотклIПО	Iоткл=20кА

Предохранители токоограничивающие типа ПКТ (ТУ16-521.194-81) предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, а также трансформаторов напряжения в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц с номинальным напряжением от 3 до 35 кВ.



2.8 Определение параметров цеховой силовой сети напряжением до 1 кВ

2.8.1 Выбор проводников и аппаратов защиты распределительной сети.

1) Определяем номинальную мощность для ЭП с повторно - кратковременном режимом работы.

P_н = P_пас. *

Р=10 *, Р= 7,7 кВт

2) Определить ток нагрузки для трёхфазных электроприёмников

I _Р =

I _р = = 25,1 А

3) Определить сечение проводников по условию допустимых длительных токов:

I_Р ? I_Д К_п Кt

I_Р- расчётный ток ЭП,

Кп=1 - поправочный коэффициент на количество проложенных проводников (один проводник)

К_t =1,04 -поправочный температурный коэффициент (расчетной температуре среды +20?С.)

I_Д - длительно допустимый ток нагрева провода или кабеля



I_Р/ К_п Кt= А

Выбираем трёхжильный провод АПВ (3x10+2x10)

4. Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:

Uн.а ? Uс;

Iн.р. ? Iр. 31,5>25,1

Iн.а ? Iн.р. ; 100>31,5

Выбираем автоматический выключатель ВА 51-31.

Разработка 51предназначена для отключений при КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Выключатели серии ВА разработки 51 имеют тепловой (ТР) и электромагнитный расцепители, иногда только ЭМР. ВА 51 имеют среднюю коммутационную способность.

Проверим выбранный выключатель по следующим условиям:

1. Ток срабатывания при перегрузке:

I_ср.пер.=1,35•I_нр =1,35•31,5=42,5 А

2. Ток срабатывания автомата при КЗ и проверка его на ложность срабатывания:

I_ср.кз=10•I_нр?1,35•K•I_р

10•31,5?1,25•6•25,1

315?188,3

3. Проверка выбранного сечения провода на соответствие токовой защите

I_Д >K_з• I_нр

38>1•31,5

38>31,5

Аналогично производится выбор проводников и защитной аппаратуры на другие одиночные потребители, данные расчетов сводятся в таблицу 8.

Таблица83

Потребитель	Iр, А	Марка и сечение проводника	Iд, А	Аппарат защиты
				тип	Iнв А	Iнр, А	Iср.пер А	Iср.кз, А
Поперечно-строгальные станки	25,1	АПВ (3x10+2x10)	38	ВА 51-31	100	31,5	42,5	315
Токарно-револьверные	13,6	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	16	21,6	160
Одношпиндельные автоматы токарные	10,6	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	16	21,6	160
Токарные автоматы	17,1	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	20	27	200
Алмазно-расточные станки	22,4	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	25	33,8	250
Горизонтально-фрезерные станки	58,4	АПВ (3x35+2x25)	75	ВА 51-31	100	63	108	800
Наждачные станки	14,1	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	20	27	200
Кран-балки	36,0	АПВ (3x16+2x10)	55	ВА 51-31	100	40	54	400
Заточные станки	20,3	АПВ (3x6+2x6)	26	ВА 51-25	25	25	33,8	250
Вентиляторы	47,4	АПВ (3x35+2x25)	75	ВА 51-31	100	63	85,1	630

2.8.2 Выбор схемы электроснабжения с разбивкой потребителей по группам, с определением расчетной мощности потребителя по группам

Упорядоченно расположенные потребители запитываем шинопроводами марки ШРА, а сам шинопровод - кабелем с цеховой ТП.

Разбросанные по цеху потребители запитываем проводом в трубе от РП, а РП - кабелем сшин цеховой ТП.

Рассмотрим ШРА-1

Все потребители ШРА-1 относятся к группе А с К_и<0,6

1) Суммарная установленная мощность группы потребителей:

?Р_уст=кВт

2) Среднесменная активная мощность группы потребителей:

?Р_см=?Р_{уст i}•К_{и i}

?Р_см=15•0.185+12,8•0.18+4,4•0.13=2,8+2,3+0,6=5,7кВт

3) Среднесменная реактивная мощность

?Q_см=?Р_{см i} •tg ц

?Q_см= =7,2 кВт

4) Средний коэффициент использования для ШРА-1

К_иср=

К_иср==0,177

5) Эффективное число электроприемников для ШРА-1

n_э =(?Pуст)І/ ?PІуст

n_э =

Примем ближайшее большее значение n_э =7

6) В зависимости от n_э и Ки определим коэффициент максимума (табл. 2.6 [8]):

Км = 2,27

7) Расчетная активная мощность для ШРА-1

Р_р=К_м•?Р_см

Р_р=2,27·5,7=12,94 кВт

8) Расчетная реактивная мощность для ШРА-1

Q_р= К_м•?Q_см

где К_м=1,1 -- так как n_э<10

Q_р=1,1•7,2=7,92 кВАр

9). Расчетная полная мощность

S_p=

S_p= кВА

10). Расчетный ток на группу потребителей

I_p=,

где U_с=0,38 кВ -- напряжение системы.



I_p= А

Аналогично проводятся расчеты и для других групп потребителей, результаты расчетов сводятся в таблицу9.

Таблица 9

Пункт питания	Состав потребителей	Кол-во	?Руст, кВт	?Рсм кВт	?Qсм, кВАр	nэ	Км	Рр, кВт	Qр, кВАр	Sp, кВА	Ip, А
ШРА-1	Поперечно-строгальные станки (поз. 1,2)	2	32,2	5,7	7,2	7	2,27	12,9	7,9	15,2	23,1
	Токарно-револьверные (3,5,6,7)	4
	Одношпиндельные автоматы токарные (4,8)	2
ШРА-2	Токарные автоматы (9, 10, 11, 12, 13 14,15)	7	38,5	6,93	8,11	7	2,25	15,6	8,9	18,0	27,3
ШРА - 3	Алмазно-расточные станки (19,20)	2	95,9	17,9	20,9	10	1,9	34	23	41	62,4
	Горизонтально-фрезерные станки (21, 22, 23 ,24, 25)	5
	Токарные автоматы (26,27)	2
	Токарно-револьверные (28,29,30,31)	4
ШРА-4	Одношпиндельные автоматы токарные (32,33,34)	3	82,4	14,9	20,4	11	1,85	27,6	22,5	35,6	54,1
	Поперечно-строгальные станки (40,41,46)	3
	Наждачные станки (35,36)	2
	Заточные станки (42,43)	2
	Горизонтально-фрезерные станки (37,38)	2
	Кран-балки (39)	1
	Алмазно-расточные станки (44,45)	2
РП-1	Группа А:		22,1	4,10	4,80	3		14,6	12,7	19,3	29,4
	Алмазно-расточные станки (16,17)	2
	Горизонтально-фрезерные станки (18)	1
	Группа Б:		15	10,5	7,87
	Вентиляторы (54)	1
РП-2	Группа А:		24,7	4,25	7,94	6	2,46	21,0	16,6	26,8	40,6
	Кран-балки (47)	1
	Заточные станки (48,49,52, 53)	4
	Наждачные станки (50,51)	2
	Группа Б:		15	10,5	7,87		-
	Вентиляторы (55)	1

2.8.3 Выбор кабеля и аппарата защиты для групповой сети

Определим сечение проводников по условию допустимых длительных токов:

I_Р ? I_Д К_п Кt

I_Р- расчётный ток ЭП,

Кп=1 - поправочный коэффициент на количество проложенных проводников

К_t =1,04 -поправочный температурный коэффициент (расчетная температура среды +20?С.)

I_Д - длительно допустимый ток нагрева провода или кабеля

I_Р/ К_п Кt= А

Выбираем кабель АВВГ(3x10+2x10), I_Д=46 А

Для защиты ответвления, идущего к ШРА - 1 выбираем автоматический выключатель ВА57 - 35 согласно условиям:

Uн.а ? Uс;

Iн.р. ? Iр.; 31,5>23,1

Iн.а ? Iн.р. ; 250>31,5

Проверим выбранный выключатель по следующим условиям:

1. Ток срабатывания при перегрузке:

I_ср.пер.=1,25•I_нр =1,25•31,5=39,4 А

2. Ток срабатывания автомата при КЗ и проверка его на ложность срабатывания:

I_ср.кз=10•I_нр?1,35•K•I_р

10•31,5?1,25•6•23,1

315?173



3. Проверка выбранного сечения провода на соответствие токовой защите

К_п Кt I_Д >K_з• I_нр

1·1,04·35>0,8•31,5

46>25,2

Условие выполнено. Окончательно принимаем кабель АВВГ(3x10+2x10).

Аналогично производится выбор проводников и защитной аппаратуры на другие группы потребителей, данные расчетов сводятся в таблицу 10.

Таблица 10

Пункт питания	Iр, А	Марка и сечение проводника	Iд, А	Аппарат защиты
				тип	Iнв, А	Iнр, А	Iср.пер., А	Iср.кз, А
ШРА-1	23,1	АВВГ (3x10+2x10)	46	ВА57-35	250	31,5	40	315
ШРА-2	27,3	АВВГ (3x10+2x10)	46	ВА57-35	250	31,5	40	315
ШРА-3	62,4	АВВГ (3x25+2x16)	80	ВА57-35	250	63	79	630
ШРА-4	54,1	АВВГ (3x25+2x16)	80	ВА57-35	250	63	79	630
РП-1	29,4	АВВГ (3x10+2x10)	46	ВА57-35	250	31,5	40	315
РП-2	40,6	АВВГ (3x25+2x16)	80	ВА51-33	250	50	62,5	500

2.8.4 Выбор распределительных шкафов и шинопроводов

1) По номинальному напряжению, току и необходимому количеству отходящих линий на группу потребителей (РП-1) выбирается шкаф навесной распределительный для силовых установок переменного тока ПР8501-1151 с автоматическими выключателями типа ВА51-31 и ВА51-25.

Аналогично выбираются шкафы для остальных групп потребителей. Результаты сводятся в таблицу 11.



Таблица 11

Группа потребителей	Тип шкафа	Число и тип трехполюсных выключателей на отходящих линиях
		ВА51-25	ВА51-31
РП-1	ПР8501-1042	4	2
РП-2	ПР8501-1044	8	2

2) Комплектные шинопроводы предназначены помещений с нормальными условиями среды. Они поставляются в виде отдельных сборных секций, которые представляют собой три или четыре шины, заключённые в оболочку и скреплённые самой оболочкой или изоляторами - клещами. Применение комплектных шинопроводов позволит значительно облегчить монтаж цеховой сети.

Распределительные шинопроводы выбирают по расчётному току из условия:

Для ШРА-1 - выбираем комплектный шинопровод ШРА4-100-73-У3 , условие выполнено

Потери напряжения в распределительном шинопроводе с равномерной нагрузкой и расположением вводной секции в начале шинопровода определяем по формуле:

где l=8м - длина шинопровода



что меньше 5%.

Для остальных шинопроводов расчёт аналогичен, результаты сведём в таблицу 12.

Таблица 12

Группа потребителей	Марка шинопровода	,А	,А
ШРА-1	ШРА4-100-73-У3	23,1	100
ШРА-2	ШРА4-100-73-У3	27,3	100
ШРА-3	ШРА4-100-73-У3	62,4	100
ШРА-4	ШРА4-100-73-У3	54,1	100

2.9 Расчёт токов КЗ в цеховой силовой сети, напряжением 0,4 кВ.

2.9.1 Составляем схему замещения и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчётной схемой

Рис. 3. Расчётная схема

Рис. 4. Полная и упрощённая схема замещения

2.9.2. Вычисляем сопротивления элементов и наносим на схему замещения.

- для системы

Наружная КЛ АСБ(3x150) (по табл. 1.9.5 [13]):

Сопротивления приводятся к низкой стороне



- для трансформатора (по табл. 1.9.1. [13]):

- для автоматов (по табл. 1.9.3. [13]):

- для кабельных линий (по табл. 1.9.5 [13]):

КЛ1:



КЛ2:

- для шинопровода ШРА 250 (по табл. 1.9.7. [13]):

- для ступеней распределения (по табл. 1.9.4. [13]):

2.9.3 Упростим схему замещения, вычисляя эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и их нанесём на схему.



2.9.4 Вычислим сопротивления до каждой точки КЗ и занесём в «Сводную ведомость» (табл.)

2.9.5 Определим ударный коэффициент Ку по графику (рис.1.9.2. [13]) в зависимости от отношения :

Определим коэффициент действующего значения ударного тока q:



2.9.6. Определим токи КЗ и занесём в «Ведомость»:

- 3-фазные

- действующее значение ударного тока:

- ударный ток КЗ:

- 2-фазные:



2.9.7 Составляем схему замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ (рис. 5) и определяем сопротивления.

Рисунок 5

- для кабельных линий:

- для шинопровода:

- определяем суммарные сопротивления до каждой точки КЗ:



- однофазные токи КЗ:

Таблица 13

Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	К1	К2	К3
	25,17	158,7	203
	27,45	34,8	39,6
	37,2	162,5	206,8
	0,92	4,7	5,1
	1,03	1	1
q	1	1	1
	6,2	1,35	1,06
	8,74	1,9	1,49
	6,2	1,35	1,06
	5,39	1,17	0,92
	15	260,4	335,35
	1,93	0,6	0,5

2.9.8 Проверка элементов силовой сети цеха по условиям КЗ

Таблица 14

Элемент сети	Критерий проверки	Расчётное значение	Номинальное значение
выключатель 1SF ВА52-39
Выключатель SF1 ВА57-35
КЛ1 АВВГ (3x70+2x35)
ШРА1
Выключатель SF2 ВА51-25
КЛ2 АПВ (3x70+1x35)



3. Разработка электрической части цеховой трансформаторной подстанции.

3.1 Комплектные трансформаторные подстанции и их выбор

Внутрицеховая комплектная трансформаторная подстанция (в дальнейшем КТП ВЦ), так же именуемая как промышленная либо КТП внутренней установки мощностью 250-2500 кВА предназначена для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 6 и 10 кВ преобразования его в напряжение 0,4 кВ и распределения по потребителям.

КТП ВЦ выпускаются:

- однотрансформаторные (КТП ВЦ)- правые и левые;

- двухтрансформаторные (2КТП ВЦ) - однорядные и двухрядные;

- в двухрядных подстанциях для соединения секций установлен шинопровод, длину которого оговаривают при заказе.

КТП ВЦ поставляются в полной заводской готовности и при монтаже устанавливаются на кирпичный или бетонный фундамент, изготовленный с учетом габаритных размеров. Подключение силового трансформатора по сторонам высшего и низшего напряжения выполняется шинами или кабельными перемычками (в зависимости от конструктивного исполнения).

Выбор КТП осуществляется по ряду параметров (табл. 15):

Таблица 15

Наименование параметра	Значение
Мощность силового трансформатора, кВА	250; 400; 630; 1000; 1600; 2500
Номинальное напряжение на стороне ВН, кВ	6; 10
Номинальное напряжение на стороне НН, кВ	0,4
Номинальный ток сборных шин ВН, А: - 250 (400) кВА - 630 кВА - 1000 кВА - 1600 кВА	800 1600 2000 3000
Ток термальной стойкости в течении: - 1 с на стороне ВН, кА - 0,5 с на стороне НН, кА	20 25
Ток электродинамической стойкости: - на стороне ВН, кА - на стороне НН, кА	51 50
Способ выполнения нейтрали: -ВН -НН	изолированная глухозаземленная

3.2 Комплектация КТП. Опросный лист

В состав КТП ВЦ входят:

- устройство ввода со стороны высшего напряжения - УВН;

- силовой трансформатор;

- распределительное устройство со стороны низшего напряжения - РУНН.

Устройство со стороны высшего напряжения УВН по требованию заказчика может быть реализовано на базе камер КСО укомплектованных:

- выключателем нагрузки

- вакуумным выключателем

или с помощью шкафа «глухого ввода», в котором высоковольтные кабели присоединяются непосредственно к выводам силового трансформатора.

Для комплектации КТП ВЦ применяются трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы масляные типа ТМЗ , ТМ, ТМГ , ТМФ или сухие типа ТСЗ, ТСЛ . ТСЗГЛ.

Распределительное устройство низшего напряжения РУНН состоит из набора шкафов:

- шкаф ввода низшего напряжения (ШНВ),

- шкафа отходящих линий (ШНЛ),

- шкафа секционного (ШНС) - только для двухтрансформаторных КТП ВЦ,

- шинопровода - для двухрядных КТП ВЦ.

По желанию заказчика шкафы РУНН устанавливаются автоматические выключатели выдвижного или стационарного исполнения импортного или отечественного производства. Оперативное управление автоматическими выключателями выведено на дверь шкафа. Для учета электроэнергии в КТП ВЦ устанавливаются счетчики активной и реактивной энергии. В зависимости от желания заказчика и требований компоновки счетчики устанавливаются в шкафу учета, размещенном на корпусе ШНВ, или в приборном отсеке шкафа ШНВ.

В двухтрансформаторной подстанции предусмотрено устройство автоматического включения резерва (АВР), обеспечивающее отключение вводного выключателя НН и включение секционного выключателя при исчезновении напряжения на вводе.

Заказ КТП осуществляется посредствам опросного листа, в котором заказчик указывает необходимый состав оборудования (пример опросного листа см. приложение 1).

3.3 Расчёт заземляющего устройства ТП 6/0,4 кВ

3.3.1 Расчёт сопротивления зазаемления

3.3.1.1 Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем.

Заземляющие устройства должны удовлетворять требованиям обеспечения безопасности людей и защиты электроустановок, а также обеспечения эксплуатационных режимов работы. Все металлические части электрооборудования и электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, заземляют. Каждый элемент установки, подлежащий заземлению, присоединяют к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного заземляющего проводника.

Сопротивление заземляющего устройства согласно ПУЭ не должно превышать 4 Ом, а в электроустановках с суммарной мощностью параллельно работающих генераторов и трансформаторов 100кВА и ниже оно не должно быть больше 10 Ом.

Расчет заземляющих устройств сводится главным образом к расчету собственно заземлителя, т.к. заземляющие проводники в большинстве случаев принимаются по условиям механической прочности и устойчивости к коррозии. Исключение составляют лишь установки с выносным заземляющим устройством. В этих случаях рассчитывают последовательно сопротивление соединительной линии и сопротивление заземлителя, чтобы суммарное сопротивление не превышало расчетного.

Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства R_з. Если заземляющее устройство является общим для нескольких электроустановок, то расчетным сопротивлением заземляющего устройства является наименьше из требуемых.

Сопротивление заземляющего устройства для электроустановок напряжением до 1 Кв не должно быть больше 4 Ом, поэтому за расчётное сопротивление принимаем Rз = 4 Ом

3.3.1.2 Заземляющие устройства

Предварительно с учётом отведённой территории цеха намечаем расположение заземлителей - по контуру цеха, расстояние между вертикальными электродами 4 м.

В качестве вертикальных заземлителей выбираем пруток диаметром 10 мм и длиной 2,5 м. Верхние концы электродов расположены на глубине 0,7 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды стержневого типа из такой же стали, что и вертикальные электроды.

3.3.1.3. Сопротивление искусственного заземления при отсутствии естественного принимаем равным допустимомоу сопротивлению заземляющего устройства:

3.3.2 Расчет удельного сопротивления грунта

3.3.2.1 Определения удельного сопротивления грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой.

где с_р -- расчетное удельное сопротивление грунта, Ом•м;

с_уд -- удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности, Ом•м;

с_уд = 200 Ом•м для супеска [6];

К_с - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта;

К_с=1,4 -- для вертикальных электродов [6];

К_с=2,0 -- для горизонтальных электродов [6];

Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов

с_р.в=1,4•200=280 Ом•м;

Расчетное сопротивление грунта для горизонтальных электродов

с_р.г=2•200=400 Ом•м;



3.3.2.2 Сопротивление растекания одного вертикального электрода [9]

,

где r_в -- сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом;

l -- длина заземлителя, м;

d -- диаметр электрода, м;

t -- глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м

Ом

Определяется необходимое количество стержней.

,

где n_в -- количество вертикальных стержней;

Ки -- коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящих от расстояния между ними а, их длины l и количества [9]

Ки=0,64

Определяется сопротивление растеканию горизонтальных заземлителей [9]

где l - длина полосы, м

r_г= Ом

Определятся необходимое сопротивление вертикальных заземлителей

Ом

3.3.2.3 Уточнение количества стержней при Ки=0,61

Окончательно принимаем к установке 38 вертикальных электродов, расположенных по контуру цеха и соединённых по верхнему краю горизонтальными электродами, выполненными из того же материала.(см рис. 6)



Рисунок 6



4. Расчет электрического освещения цеха

4.1 Выбор освещённости и типа светильников

4.1.1 Общая характеристика объекта

В инструментальном цехе предусмотрено совмещенное освещение: естественное боковое и искусственное, которое обеспечивают необходимые условие для нормального режима работ, также предусмотрено аварийное освещение, в случаях внезапного отключения рабочего освещения на рабочих местах, для продолжения производственной работы или эвакуации людей. [1] .

4.1.2 Выбор системы освещения

При проектировании применяются две системы искусственного освещения:

- общего, когда светильники освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием и рабочими местами, так и вспомогательную;

- комбинированного, которое представляет собой совокупность общего и местного освещения.

Выбираем систему комбинированного освещения: общее и местное стационарное для освещения только рабочих поверхностей.

4.1.3 Выбор видов освещения

Электрическое освещение может быть двух видов: рабочее и аварийное. В нашем случае применяются оба вида. Рабочее освещение создает на рабочих поверхностях нормированную освещенность.

Питание светильников местного освещения напряжением 36В производится от стационарных понижающих трансформаторов.

Аварийное освещение обеспечивает при внезапном отключении рабочего минимальную освещенность на рабочих местах для продолжения производственной работы или эвакуации людей.

Так как питание рабочего и аварийного освещения должно производится от разных трансформаторов, присоединенных к независимым источникам [2], следовательно аварийное освещение запитывается от близлежайшей соседней ТП.

Аварийное освещение для продолжения работы при аварийном режиме должно создавать на рабочих местах 10% рабочего освещения [1].

4.1.4 Выбор освещенности

Выбор минимальной освещенности производим в зависимости от размера объекта, размещения, контраста объекта с фоном и отражающих свойств фона (рабочей поверхности). В инструментальном цехе разряд зрительных работ IIIв (табл. 4-1 [11]), это соответствует минимальной освещенности 300Лк для общего освещения и 30Лк для аварийного освещения.

4.1.5 Выбор коэффициента запаса

В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность снижается из-за загрязнения ламп, уменьшения светового потока источников света в процессе горения и т.д. Поэтому при расчете мощности источника света, которая должна гарантировать нормированное значение освещенности на рабочих местах в течение всего времени эксплуатации осветительной установки, вводится коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности. Для инструментального цеха коэффициент запаса принимается 1,5 (табл. 4-9 [11]).

4.1.6 Выбор источника света и типа светильника

Определяющее значение при выборе источников света для рабочего освещения имеют вопросы цветопередачи экономичности, а также высота помещения и климатические условия. В связи с этим в качестве источника света для рабочего освещения инструментального цеха выбираем люминесцентные лампы высокого давления типа ДРЛ.

Условия среды освещаемого помещения, требуемое распределение светового потока и тип кривой силы света определяют конструктивное исполнение светильника. С учётом рекомендаций (табл. 3-1 [11}) выбираем частично пылезащищенный светильник РСП05-400-732 подвесной с ПРА с сеткой IP53 с кривой силы света Д рассчитанный на работу с одной лампой ДРЛ 400Вт E40

4.1.7 Размещение светильников

При системе общего освещения светильники можно размещать над рабочей освещаемой поверхностью либо равномерно, либо локализовано. В нашем случае светильники располагаем равномерно по вершинам прямоугольных полей.

4.2 Расчёт мощности освещения

Выполним по методу коэффициента использования.

Согласно методу количество светильников определяется по формуле

Минимальная освещённость принята равной

Е=300 Лк

Освещаемая площадь равна

S=1170 мІ

Световой поток одной лампы равен

Ф=19000 Лм

Коэффициент запаса принят равным

K=1,5

Коэффициент z, характеризующий неравномерность освещения, для ламп накаливания и ДРЛ равен 1,15.

Для определения коэффициента использования

- находим индекс помещения

A-ширина помещения;

B-его длина;

Расчётная высота помещения определяется по выражению:

где H=7м - высота помещения;

=0,5м - высота установки подвеса светильника;

=0,8м - высота рабочей поверхности над полом.

м

- предположительно оцениваем коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка - =70%, стен - =50%, расчетной поверхности =30%.

Коэффициент использования равен (табл. 5-12)

= 74%

Фн=80%

Фв=0%

т. к кривая силы света в нижней полусфере по форме наиболее близка к кривой Д, то

Принимаем 45 светильников

4.3 Расчёт электрической осветительной сети. Выбор аппаратов управления и защиты.

4.3.1 Светильники располагаем в 5 рядов:

1 ряд-5шт

2-10

3-10

4-10

5-10

Расстояние между светильниками в ряду L=4 м, между рядами - 6 м

Распределение по фазам:

I фаза -3, II фаза -3, III фаза - 4 светильников

Определяем фазный ток:

I_ф = (Р х n) / (U_ф х cos) , А

где, Р = 400 Вт- мощность одного светильника.

n - количество светильников в одной фазе.

U_ф = 220 В - фазное напряжение.

cos = 0,6 - коэффициент мощности.



I_ф = (400 4) / (220 0,6) = 12,1 (А)

Выбираем провод АПВ (1х2,5)

4.3.2 Для непроизводственных помещений цеха уровень освещённости примем равным:

- КТП - 100Лк

- склад, инструментальная - 75Лк

- административное помещение, заточная - 300Лк

- бытовка, комната отдыха - 150Лк

В качестве источника света для рабочего освещения этих помещений выбираем люминесцентные лампы низкого давления, светильник ЛПО12-2х40-506 ЭПРА потолочный призматик IP20 (Лидский завод электроизделий) под лампы ЛБ40-4 (Ф=3000)

Количество светильников по помещениям:

- КТП:

- склад:

- инструментальная

- бытовка, комната отдыха, по:

- административное помещение, заточная, по:

Итого 26 светильников.

4.3.3 Расчет групповой сети освещения, проверка по потере напряжения

Определяем мощность всех ламп

- люминесцентных

где 1,08 - для ламп с электронным ПРА

К_с=0,8 - для административно-бытовых зданий промышленных предприятий.

- ДРЛ

К_с=1 - для мелких производственных зданий

- всего

Р_{р. о.} = Р_лл + Р_дрл =1,8+17,6=19,4 кВт

Определяем ток щита освещения.

Р_{см о.} = К_u х Р_см, кВт

К_и=0,9 - коэффициент использования

Р_{см о.} = 0,9 х 19,4= 17,5 кВт

Q_{см о.} = Р_{см о.} х tg

Q_{см о.} = 17,5 х 1,33 = 23,3 кВар

Находим полную мощность и ток.

S_{р. о.} = , кВ А;

S_{р. о.} = кВ А

I_{р. о.} = S_р..о. / ( · 0,38), А

I_{р. о.} =29,1 / (· 0,38) = 44,2А

Выбираем кабель от шкафа до ТП АВВГ (3x25+2x16)

Выбираем щит освещения марки ЩО31-43.

Аппараты защиты и управления:

- на вводе А3114 с расцепителем на 60 А, 1 шт.

- на группах АЕ-1031-11 с расцепителем на 16 А, 12 шт.

Проверим выбранные сечения проводников на соответствие аппаратам защиты:

- кабель АВВГ(3x25+2x16),

К_п Кt I_Д >K_з• I_нр

1·1·80>1·60

80>60

- провод АПВ(3х2,5+2x2,5),

К_п Кt I_Д >K_з• I_нр

1·1·24>1·16

24>16

Находим потерю напряжения в проводе.

U = М / (С · s)

Момент нагрузки:

М = n·Р·=4·0,4·120=192кВт м

Р = 0,4 - мощность одного светильника., (кВт)

=120 - приведённая длина до центра нагрузки, (м)

С=44 (табл. 12-9[11])

s=2,5 - сечение провода.



U₂ = 192 / (44 ·2,5) = 1,75%

1,75% < 5%

Для включения и отключения сети освещения в номинальном режиме рядом со входом в помещение установим выключатели:

- производственное помещение - пакетные трёхполюсные выключатели ПВМ3-25;

- непроизводственные помещения - выключатели Рондо С16-067 (б) на номинальный ток 6А.

4.4 Расчет аварийного освещения

1. Освещённость, даваемую аварийнам освещением, принимаем 10% рабочего освещения, т.е 30 Лк. Аварийного освещения выполним светильниками ПВЛМ-2х80 под люминесцентную лампу ЛБР 2 х 80 в количестве 18 шт.

2. Расположим светильники в 3 ряда: 1 ряд - 6 шт; 2 - 6; 3 - 6. Распределим их по фазам: ф1 - 2x3 шт; ф2 - 2x3; ф3 - 2x3.

3. Определим мощность на каждой группе и определим ток питающего провода

Р_А = n·Р;

где n = 3 - кол-во светильников в группе,

Р = 160 Вт мощность одного светильника,

Р_А = 3·160 = 480 Вт

Определим ток фазы.

I_А=,

Выбран провод для групповой линии АПВ (1х2,5мм²);

4. Выбор ЩО и питающего кабеля

Определяем мощность всех ламп

Р = N х Р_{одн. свет} (кВт)

Р = 18 х 160 = 2,88 (кВт)

Q = Р х tg

Q = 2,88 х 0,48 = 1,38 кВар

Находим полную мощность.

S = , кВ А;

S = кВ А

Определяем ток щита освещения.

I = S / ( 0,38), А

I =3,2 / ( 0,38) = 4,86А

Выбираем кабель от шкафа до ТП АВВГ (3x16+2x10)

Выбираем щит освещения марки ЩО31-21.

Аппараты защиты и управления:

- на вводе А3114 с расцепителем на 15 А, 1 шт.

- на группах АЕ-1031-11 с расцепителем на 6 А, 6 шт.

Проверим выбранные сечения проводников на соответствие аппаратам защиты:

- кабель АВВГ(3x16+2x10),

К_п Кt I_Д >K_з• I_нр

1·1·60>1·15

60>15

- провод АПВ(1х2,5),

К_п Кt I_Д >K_з• I_нр

1·1·24>1·6

24>6



5. Специальный вопрос проекта. Использование ветрогенераторов на промышленных предприятиях

5.1 Применение ветрогенераторов

В состав ветроэлектрической установки (ВЭУ) входят:

- ветрогенератор - устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую для её дальнейшего использования;

- инвертор - устройство преобразующее постоянное напряжение генератора в переменное напряжение 220В или 380 В, для возможности использования ВЭУ с любым бытовым или промышленным оборудованием;

- аккумуляторные батареи необходимые для накапливания электроэнергии в периоды безветрия;

- кабель для передачи электроэнергии потребителям.

При этом аккумуляторы составляют около 50% стоимости ВЭУ. Но на промышленном предприятии, подключённом к сети централизованного электроснабжения (ЦЭС) можно обойтись и без них, что значительно удешевит ВЭС.

При таком варианте подключения вся мощность, вырабатываемая ветрогенератором поступает, проходя через инвертер, напрямую в сеть потребителя (сеть потребителя при этом является главенствующей)

Из ЦЭС добирается остальная необходимая мощность.

Во время, когда основной потребитель не нуждается в электроэнергии, излишек электричества поступает в ЦЭС и распределяется между ближайшими потребителями.

Если стоит безветренная погода и ветрогенератор не работает, то потребитель переходит на полное электроснабжение от ЦЭС.

Достоинства использования ВЭУ по данной схеме:

- экологическая чистота.;

- функционируют без потребления топлива;

- нет необходимости приобретать аккумуляторные батареи

- отсутствуют перебои в энергоснабжении из-за непостоянства энергетических ресурсов вследствие подключения потребителя к системе ЦЭС.

- ветровые ресурсы по сравнению с солнечными распределены достаточно равномерно в течение года и в течение дня.

Недостатки:

- более высокая удельная стоимость за 1кВт установленной мощности (после прохождения срока окупаемости недостаток устраняется и ВЭС приносит чистый доход).