Технологический процесс Гомельского литейного завода "Центролит" и требования к системе электроснабжения

, (3.20)

где - номинальное напряжение электродвигателя, кВ; - номинальная мощность электродвигателя, кВт, по таблице 3.1; - номинальный коэффициент мощности электродвигателя, по таблице 3.1; - коэффициент полезного действия электродвигателя, по таблице 3.1.

А.

Определим пусковой ток электродвигателя:

, (3.21)

где - кратность пускового тока по таблице 3.1.

А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51 - 63 с номинальным током расцепителя 40 А, по условию (3.13):

А.

Ток срабатывания (отсечка) по (3.14):

А.

Проверка срабатывания по (3.15):

А.

Данный автомат удовлетворяет условиям выбора.

Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ - 3100 с номинальным током 40 А, проверяем по условию (3.16):

А.

Данный пускатель удовлетворяет условию выбора.

Произведем выбор силового ящика с предохранителями ПН2 для приемника №15 по плану.

По (3.17) определим номинальный ток электроприемника:

А.

Определим пусковой ток электродвигателя по (3.21):

А.

Выбираем ящик серии ЯБПВ - 2 У3 с номинальным током 200 А и предохранителями ПН2 - 250 на номинальный ток 250 А, проверяем предохранители по условиям (3.10) и (3.11):

А.

А.

Условия выбора выполняются.

Дальнейший выбор защитной и пускорегулирующей аппаратуры аналогичен, результаты выбора представим в таблице 3.9.

Таблица 3.9 - Выбор защитной и пусковой аппаратуры.

Обозна- чение на плане	Коли - чество	Расчетные величины	Автоматические выключатели	Магнитные пускатели	Силовые ящики с предохранителями
		Iр, А	Iп, А	КнIп, А	Iп/	Тип	Iном.р, А	Iср.р.э, А	Тип	Iном.пуск, А	Тип	Iном. руб, А	Iв, А
1	1	35,49	248,43	310,54		ВА51 - 63	40	560	ПМЛ- 3100	40
Я8601-48	1	169	1024		409,6						Я86 01-48	630	430
3	1	11,36	79,52	99,4		ВА51 - 25	12,5	175	ПМЛ- 1160	16
4	3	41,26	288,82	361,03		ВА51 - 63	50	577,64	ПМЛ-4100	63
5	3	35,49	248,43	310,54		ВА51 - 63	40	560	ПМЛ-3100	40
6	1	15,96	119,70	149,63		ВА51 - 25	16	224	ПМЛ-1160	16
7	3	29,61	192,47	240,59		ВА51 - 63	31,5	441	ПМЛ-3500	40
8	1	8,51	59,57	74,46		ВА51 - 25	10	140	ПМЛ- 1501	10
9	1	6,78	47,66	59,33		ВА51 - 25	8	112	ПМЛ-1501	10
10	2	63,30	158,25	197,81		ВА51 - 160	80	800	ПМЛ-4160	80
11	1	6,78	47,66	59,33		ВА51 - 25	8	112	ПМЛ-1100	10
12	1	15,96	119,7		47,88						ЯВ3-31	100	100
13	1	24,17	181,28	226,60		ВА51 - 25	25	350	ПМЛ-2100	25
14	1	5,29	31,74	39,67		ВА51 - 25	6,3	88,2	ПМЛ-1100	10
15	2	82,57	578,0		231,2						ЯБПВ - 2	200	250
16	2	6,78	47,66	59,33		ВА51 - 25	8	112	ПМЛ-1100	10
17	1	168,80	168,80	211,00		ВА51 - 250	200	2400	ПМЛ-7100	250
18	1	11,36	79,52	99,4		ВА51 - 25	12,5	175	ПМЛ-1160	16
19	1	11,36	79,52	99,4		ВА51 - 25	12,5	175	ПМЛ-1160	16
20	1	24,17	181,28	226,60		ВА51 - 25	25	350	ПМЛ-2100	25
21	4	56,28	339,96	492,45		ВА51 - 63	63	882	ПМЛ-4100	63
22	2	100,38	702,66	878,33		ВА51 - 160	125	1250	ПМЛ- 5100	125
23	3	29,61	192,47	240,58		ВА51 - 63	31,5	441	ПМЛ- 3100	40
24	1	41,26	288,82	361,03		ВА51 - 63	50	700	ПМЛ- 4100	63
25	1	337,00	337,00		134,8						Я86 01-46	400	350
26	1	8,51	59,57	74,46		ВА51 - 25	10	140	ПМЛ- 1501	10
27	1	11,36	79,52	99,4		ВА51 - 25	12,5	175	ПМЛ-1160	16
28	1	24,17	181,28	226,60		ВА51 - 25	25	350	ПМЛ-2100	25
ЯВ3-32	1	72	493		197,2						ЯВ3-32	200	200
30	1	6,78	47,66	59,33		ВА51 - 25	8	112	ПМЛ-1100	10	47,66	59,33
31	1	168,80	168,80	211,00		ВА51 - 250	200	2400	ПМЛ-7100	250
32	1	15,96	119,7	149,63		ВА51 - 25	16	224	ПМЛ-1160	16

3.1.3 Выбор устройств распределения электроэнергии, защитных аппаратов, сечений кабелей питающих линий

Распределительные устройства предназначены для приема и распределения электроэнергии в силовых и осветительных сетях. Применяются в виде распределительных щитов и распределительных силовых пунктов. Выбор производится по количеству отходящих линий, расчетному току, типу и номинальным токам устанавливаемых в них аппаратов защиты.

В проекте в качестве силовых пунктов выбираем ПР 85 03МР У3 навесного исполнения со степенью защиты IР54, т.к. помещение цеха относится к категории пыльных. Вводное распределительное устройство формируем на базе панелей ЩО - 91МР У3 со степенью защиты IР54. Автоматические выключатели выбираем согласно условия селективности.

Результаты выбора силовых пунктов представим в таблице 3.10, распределительного устройство в таблице 3.11.

Таблица 3.10 - Выбор распределительных силовых пунктов.

Наименование силового пункта	Расчетные величины	Вводной автоматический выключатель	Тип распределительного устройства	Количество и тип автоматических выключателей групп распределения, Iном.р, А
	Iр, А	Iп, А	КнIп, А	Тип	Iном.р, А	Iср.р.э, А
СП1	170	755	943,75	ВА51 - 250	200	2400	ПР 85 03МР-1061	1х ВА51 - 63/31,5; 4х ВА51 - 160/80; 2х ВА51 - 160/160; 1х ВА51 - 63/63.
СП2	83	640	800	ВА51 - 160	125	1250	ПР 85 03МР-1061	3х ВА51 - 63/40; 1х ВА51 - 160/100; 1х ВА51 - 25/12,5; 1х ВА51 - 25/16; 1х ВА51 - 63/31,5; 1х ВА51 - 160/100.
СП3	184	606	757,5	ВА51 - 250	250	3000	ПР 85 03МР-1062	1х ВА51 - 160/80; 1х ВА51 - 25/16; 1х ВА51 - 25/16; 1х ВА51 - 250/200; 2х ВА51 - 25/10; 1х ВА51 - 63/40.
СП4	83	640	800	ВА51 - 160	125	1250	ПР 85 03МР-1061	1х ВА51 - 160/100; 1х ВА51 - 25/8; 1х ВА51 - 63/31,5; 2х ВА51 - 63/40; 1х ВА51 - 160/100.
СП5	169	220	275	ВА51 - 250	250	3000	ПР 85 03МР-1084	1х ВА51 - 25/20; 1х ВА51 - 25/12,5; 1х ВА51 - 25/10; 1х ВА51 - 250/200;
СП6	36	279	348,75	ВА51 - 160	63	800	ПР 85 03МР-1062	3х ВА51 - 63/50 1х ВА51 - 25/16; 2х ВА51 - 25/10; 1х ВА51 - 25/20;
СП7	144	999	1248,25	ВА51 - 250	250	3000	ПР 85 03МР-1058	3х ВА51 - 63/63; 1х ВА51 - 25/16; 1х ВА51 - 63/50; 1х ВА51 - 250/200.

Таблица 3.11 - Выбор вводного распределительного устройства.

Тип распределительного устройства	Наименование группы электроприемников	Iр/Iп, А	Тип коммутационного аппарата, Iном, А	Тип защитного аппарата , Iном /Iном.р, А
Линейная панель ЩО91МР-2У3 (т1)	Я8601-48	337/337	РазъединительРЕ19-39-630	ВА51 - 400/400
	СП2	83/640		ВА51 - 250/160
	СП1	170/755	РазъединительРЕ19-39-630	ВА51 - 250/250
Линейная панель ЩО91МР-4У3 (т2)	СП3	184/606	РазъединительРЕ19-37-400	ВА51 - 400/320
	СП5	169/220	РазъединительРЕ19-37-400	ВА51 - 400/320
Линейная панель ЩО91МР-2У3 (т2)	СП4	83/640	РазъединительРЕ19-35-250	ВА51 - 250/160
	СП6	36/279		ВА51 - 250/80
	СП7	144/999	РазъединительРЕ19-37-400	ВА51 - 400/320
Линейная панель ЩО91МР-5У3 (т2)	ЩО1	65,12		ВА51-160/100
	ЩО2	58,82		ВА51-160/80
	ЩО3	67,82		ВА51-160/100
	ЩО4	96,28		ВА51-160/125
	ЩАО1	5,45		ВА51-25/12,5
	ЩАО2	5,45		ВА51-25/12,5
Вводная панель ЩО91МР-25У3	В аварийном режиме питание всей нагрузки цеха	947/1801	РазъединительРЕ19-41-1000	ВА53-1600 Iн.р/ Iн.а - 0,63;0,8
Вводная панель ЩО91МР-25У3	В аварийном режиме питание всей нагрузки цеха	947/1801	РазъединительРЕ19-41-1000	ВА53-1600 Iн.р/ Iн.а - 0,63;0,8
Секционная панель ЩО91МР-31У3	Вводные панели ЩО91МР-25У3	947/1801	РазъединительРЕ19-41-1000

Для питания электроприемников в группах используем провода марки АПВ проложенные в полу в пластмассовых трубах, для электроприемников у которых ток защитного аппарата больше 200А используем провода марки ПВ. Питание распределительных пунктов выполним кабелями серии АВВГ проведенными по элементам строительных конструкций открыто в лотках.

Произведем выбор ответвления для электроприемника №1 по плану:

А

Согласно (3.17) выбираем из [4, П13.] провод марки АПВ сечением 10 мм2 с , А

По [3, таблица П14 и П15] коэффициенты и равны 1, тогда

, из чего следует, что

, А

Согласуем выбранное сечение с током защитного аппарата по условию (3.19):

Для автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой = 1 [4, таблица 2.7], тогда

А

Увеличиваем сечение, принимаем провод АПВ 16 мм2 с А.

Выбранное сечение удовлетворяет условиям выбора, окончательно принимаем провод АПВ 16 мм2.

Выбор остальных ответвлений и сечений кабелей питающих линий производим аналогично, результаты выбора представим в таблицах 3.12 и 3.13.

При выборе кабелей питающих СП коэффициент защиты принимаем для сетей требующих защиты от перегрузки =1

Таблица 3.12 - Результаты выбора ответвлений к электроприемникам.

Ответвление к электроприемнику	Количество	Iр, А	Кз	Iз, А	Марка и сечение провода, (кабеля), мм2	Iдоп, А	Способ прокладки
1	1	35,49	1	50	АПВ 3(1х16)+2(1х10)	55	В трубе П30
Я8601-48	1	169	1	200	АПВ3(1х120)+2(1х50)	200	В трубе П60
3	1	11,36	1	16	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
4	3	41,26	1	63	АПВ 3(1х25)+2(1х10)	70	В трубе П30
5	3	35,49	1	50	АПВ 3(1х16)+2(1х10)	55	В трубе П30
6	1	15,96	1	20	АПВ 3(1х4)+2(1х2,5)	23	В трубе П15
7	3	29,61	1	40	АПВ 3(1х16)+2(1х10)	55	В трубе П30
8	1	8,51	1	12,5	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
9	1	6,78	1	10	КГ 5(1х1,5)	20	На тросе
10	2	63,3	1	100	АПВ 3(1х50)+2(1х25)	120	В трубе П40
11	1	6,78	1	10	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
12	1	15,96	1	20	КГ 5(1х1,5)	20	На тросе
13	1	24,17	1	31,5	АПВ 3(1х10)+2(1х6)	39	В трубе П20
14	1	5,29	1	8	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
15	2	82,57	1	100	АПВ 3(1х50)+2(1х25)	120	В трубе П40
16	2	6,78	1	10	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
17	1	168,80	1	200	АПВ3(1х120)+2(1х50)	200	В трубе П60
18	1	11,02	1	16	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
19	1	11,36	1	16	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
20	1	24,17	1	31,5	АПВ 3(1х10)+2(1х6)	39	В трубе П20
21	4	56,28	1	80	АПВ 3(1х35)+2(1х16)	85	В трубе П30
22	2	100,38	1	160	АПВ 3(1х95)+2(1х50)	175	В трубе П60
23	3	29,61	1	40	АПВ 3(1х16)+2(1х10)	55	В трубе П30
24	1	41,26	1	63	АПВ 3(1х25)+2(1х10)	70	В трубе П30
25	1	337	1	350	2хАВВГ 3х120+2х50	400	Открытый в лотке
26	1	8,51	1	12,5	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
27	1	11,36	1	16	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
28	1	24,17	1	31,5	АПВ 3(1х10)+2(1х6)	39	В трубе П20
ЯВ3-32	1	72	1	80	АПВ 3(1х35)+2(1х16)	85	В трубе П30
30	1	6,78	1	10	АПВ 5(1х2,5)	19	В трубе П15
31	1	168,80	1	250	АПВ3(1х120)+2(1х50)	200	В трубе П60
32	1	15,96	1	20	АПВ 3(1х4)+2(1х2,5)	23	В трубе П15

Таблица 3.12 - Результаты выбора кабелей питающих линий.

Участок сети	Iр, А	Кз	Iз, А	Марка и сечение кабеля, мм2	Iдоп, А	Способ прокладки
ВРУ - Я8601-46	337	1	400	2хАВВГ (3х150+2х70)	470	Открытый в лотке
ВРУ - СП1	170	1	250	АВВГ 3х185+2х95	270	Открытый в лотке
ВРУ - СП2	83	1	160	АВВГ 3х95+2х50	170	Открытый в лотке
ВРУ - СП3	184	1	320	АГ 3х150+2х75	340	Открытый в лотке
ВРУ - СП4	83	1	160	АВВГ 3х95+2х50	170	Открытый в лотке
ВРУ - СП5	169	1	320	АГ 3х150+2х70	340	Открытый в лотке
ВРУ - СП6	36	1	80	АВВГ 3х35+2х16	90	Открытый в лотке
ВРУ - СП7	144	1	320	АГ 3х150+2х70	340	Открытый в лотке

3.1.4 Выбор числа и мощности трансформароров, компенсация реактивной мощности

Для внутрицеховых ТП рекомендуется преимущественно устанавливать сухие трансформаторы. В данном проекте предпочтение отдадим трансформаторам ТСЗГЛФ Минского электротехнического завода им. Козлова. Приведем описание данных трансформаторов:

Трансформаторы силовые сухие трехфазные с геафолевой литой изоляцией ТСЗГЛФ (с вводами ВН, выведенными на фланец, расположенный на торцевой поверхности кожуха) напряжением до 10 кВ предназначены для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии номинальной частоты 50 Гц.

Трансформаторы предназначены для работы в помещениях, в условиях умеренного климата (от плюс 40 до минус 45 °С). Относительная влажность воздуха 75 % при 15 °С. Высота установки над уровнем моря не более 1000 м.

Трансформаторы комплектуются обмотками фирмы "Siemens". Класс нагревостойкости изоляции F.

Для изоляции обмоток используется эпоксидный компаунд с кварцевым наполнителем (геафоль). Дополнительно обмотки усилены стеклотканью, что исключает возникновение трещин в эпоксидном компаунде даже при перегрузке трансформаторов. Геафоль не оказывает вредного влияния на окружающую среду, не выделяет токсичных газов даже при воздействии дуговых разрядов. Благодаря такой изоляции обмотки не требуют технического обслуживания.

Трансформаторы могут работать в сетях, подверженных грозовым и коммутационным перенапряжениям, имеют низкий уровень шума, имеют высокую устойчивость к токам короткого замыкания. Обеспечивают полную экологическую и пожарную безопасность. Обеспечивают экономию распределительных шин и кабелей низкого напряжения, уменьшают в них потери электроэнергии.

Регулирование напряжения до ±5 % ступенями по 2,5 % осуществляется на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) путем перестановки перемычек.

Степень защиты трансформатора ТСЗГЛФ - IP21.

Т.к. в цехе имеются потребители II категории надежности электроснабжения, то ТП должна быть двух трансформаторной [4, страница 205]. При этом мощность трансформатора выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей.

Мощность трансформатора определим по формуле:

, кВА, (3.22)

где - расчетная активная нагрузка до 1 кВ данной группы трансформаторов; - коэффициент загрузки трансформаторов, определяемый в зависимости от категории электроприемников по надежности электроснабжения [2, таблица 6.1], в данном случае принимаем 0,7; - минимальное число трансформаторов, в данном случае 2.

Наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть, определяется по выражению:

, кВАр, (3.23)

где 1,05 - перегрузочный коэффициент для сухих трансформаторов.

Суммарная мощность БНК:

, кВАр, (3.24)

Мощность БНК на каждый трансформатор группы:

(3.25)

где - расчетная реактивная нагрузка до 1 кВ рассматриваемой группы трансформаторов.

Если , то следует принять .

Определим мощность цеховых трансформаторов по формуле (3.22)

, кВА

Принимаем трансформатор ТСЗГЛФ-400/10-У3 со следующими характеристиками:

Uв.н. = 6 кВ; Uн.н. = 0,4 кВ; Sн = 400 кВА; Iх.х = 2,5%; Uк.з. = 5,5%;

Рх.х. = 1,2 кВт; Рк.з. = 3,9 кВт.

Рассчитаем значение реактивной мощности которое может быть передано через трансформаторы в сеть по выражению (3.23):

, кВАр.

Суммарная мощность БНК по (3.24):

, кВАр.

Мощность БНК на каждый трансформатор группы:

, кВАр

Принимаем к установке 2хУК2-0,415-40 Т3 с Q = 40 кВАр, тогда

, кВАр.

3.2 Выбор электрооборудования стороны высокого напряжения Гомельского литейного завода « Центролит »

Для выбора электрооборудования стороны высокого напряжения и проверки устойчивости элементов схемы при электродинамическом и термическом действии токов короткого замыкания проведем их расчет. Схема для расчета представлена на рисунке 3.2.1.

Рисунок 3.2.1 - Расчетная схема для определения токов короткого замыкания.

Расчетным видом короткого замыкания является трехфазное, т.к. оно соответствует наибольшим значениям сверхпереходного и ударного токов.

Определение токов производим для одной линии питающей трансформатор Т1 с ячейки 4 РП II секции 1 кабелем ААБ 3х70 мм2 280 м. . Секция 1 РП II запитана с секции II ЗРУ 6 кВ подстанции «Центролит» кабелем ААБ 3х240 мм2 длиной 1250 м. .

Для расчетов токов короткого замыкания, на подстанции «Центролит» ,Гомельского республиканского унитарного предприятия электроэнергетики «Гомельэнерго», из таблицы токов для проверки аппаратуры за 2007 год взят ток короткого замыкания на шинах ЗРУ 6 кВ кА при кВ.

Сопротивление системы выразим из следующей формулы:

 кА. (3.23)

Тогда, выразив получим:

Ом. (3.24)

Сопротивление кабельной линии :

Для кабеля ААБ 3х240: Ом/км; Ом/км.

Для кабеля ААБ 3х70: Ом/км; Ом/км

Сопротивления линии выразим по формулам:

, Ом , (3.25)

Ом, (3.26)

где - длина линии, км.; - количество параллельно проложенных кабелей, в данном случае принимаем .

Суммарное сопротивление :

Ом. (3.27)

Ударный ток короткого замыкания:

кА, (3.28)

где ударный коэффициент, принимается по [3. таблица 2.3], в данном случае .

Определим сопротивление системы по (3.24):

Ом.

Найдем по формулам (3.25) и (3.26) сопротивления линий:

Ом,

Ом,

Ом,

Ом.

Для нахождения тока определим по выражению (3.27) суммарное сопротивление :

Ом.

Тогда по формуле (3.23) определим ток :

кА.

Для нахождения тока определим по выражению (3.27) суммарное сопротивление :

Ом.

Определим ток :

кА.

Ударный ток короткого замыкания в точке К3:

кА.

Тепловой импульс от тока К3 определяется следующим образом:

, (3.29)

где - постоянная времени цепи КЗ, принимаем по [3, таблица 2.3], в конкретном случае ;, - время действия основной релейной защиты, примем с, - полное время отключения выключателя, с для вакуумного выключателя ВВ/ТЕL.

Тогда, по (3.29) тепловой импульс от тока К3:

Минимальное, термически стойкое сечение кабеля определим по формуле:

, (3.30)

где С - коэффициент, приведенный в [3, таблица 2.2], для кабелей до 10 кВ с бумажной изоляцией и жилами из алюминия С = 90.

Кабель ААБ 3х70 удовлетворяет данному условию.

На основе проведенных расчетов выбираем высоковольтное оборудование в ячейках 4 и 22 РП II. Ячейку комплектуем на базе камеры КСО 298 МР 8.1ВВ-630 с вакуумным выключателем, шинным и линейным разъединителем.

Выбор выключателя приведен в таблице 3.13

Максимальный рабочий ток определим для аварийного режима, когда в работе остается одна линия электроснабжения цеха:

А, (3.31)

Где - коэффициент трансформации.

Тогда по формуле (3.31):

А

Таблица 3.13 - Выбор высоковольтного вакуумного выключателя.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
кВ	кВ
А	А
кА	кА
кА	кА

Выбираем вакуумный выключатель серии ВВ/ТЕL-10-12,5/630 У2.

Выбор разъединителей представим в таблице 3.14.

Таблица 3.14 - Выбор разъединителей.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
кВ	кВ
А	А
кА	кА

Выбираем разъединители типа РВ-10/630

Выбор трансформаторов тока представим в таблице 3.15.

Таблица 3.15 - Выбор трансформаторов тока.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
кВ	кВ
А	А
кА	кА

Принимаем трансформатор тока ТПЛ-10.

Выбранное оборудование отображено на листе 2 в графической части проекта.

4. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ ЦЕХА ПЛАВКИ И СПЕЦИАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ЛИТЬЯ

Выбор источников света

При выборе источника света для производственного помещения предпочтение отдадим газоразрядным лампам высокого давления, имеющим высокую световую отдачу, достаточно большой срок службы, а также хорошие уровни цветопередачи. Для бытовых отапливаемых помещений произведем выбор газоразрядных источников света низкого давления, а для не отапливаемого помещения трансформаторной подстанции и складских помещений лампы накаливания. Выбора типа источника света по каждому помещению цеха покажем в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Типы источника света в помещениях цеха

№ п/п	Наименование помещения	Тип источника света
1	Производственные участки	ДРИ
2	Мастерская механика	ЛБ
3	Мастерская слесарей сантехников	ЛБ
4	Токарный участок	ЛДЦ
5	Участок ремонта индукторов	ЛДЦ
6	Склад инструментов	ЛН
7	Склад материалов	ЛН
8	Комната мастера смены	ЛБ
9	Помещение трансформаторной подстанции	ЛН

Введем следующее обозначение помещений:

П1 - участок ремонта индукторов;

П2 - мастерская механика, токарный участок:

П2.1 - токарный участок;

П2.2 - мастерская механика;

П3 - мастерская слесарей сантехников, комната мастера смены, склад инструментов, склад материалов:

П3.1 - комната мастера смены;

П3.2 - склад инструментов;

П3.3 - склад материалов;

П3.4 - мастерская слесарей сантехников;

П4 - помещение трансформаторной подстанции.

П5 - производственные участки.

Выбор нормируемой освещенности помещений.

Нормируемое значение освещенности Ен должно быть обеспечено в течение всего срока службы осветительной установки (ОУ). Но, во время периода эксплуатации, происходит постоянное уменьшение световой отдачи ОУ, из этого следует, что начальная освещенность несколько завышается, а именно умножается на коэффициент запаса Кз. Значение Кз регламентируется нормами для конкретных условий. Значение нормируемой освещенности и коэффициента запаса выбираем по [7, П6], результаты заносим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Нормируемая освещенность и коэффициент запаса.

№ п/п	Наименование помещения	Нормируемая освещенность Ен, лк	Коэффициент запаса Кз
1	Производственные участки	200	1,8
2	Мастерская механика	200	1,4
3	Мастерская слесарей сантехников	200	1,4
4	Токарный участок	300	1,4
5	Участок ремонта индукторов	300	1,4
6	Склад инструментов	50
7	Склад материалов	50
8	Комната мастера смены	200	1,4
9	Помещение трансформаторной подстанции	75	1,3

Выбор типа светильников, высоты их подвеса и расположения.

Основными факторами определяющими выбор светильников являются:

а) условия окружающей среды (наличие пыли, влаги, химической агрессивности, пожароопасных и взрывоопасных зон);

б) строительная характеристика помещения (размеры помещения, в том числе его высота, наличие ферм, размеры строительного модуля, отражающие свойства стен, потолка, пола и рабочих поверхностей);

в) требования к качеству освещения.

Произведем выбор типов светильников для каждого помещения по [6, таблица 6.4 - 6.5.]:

Для производственных участков относящихся к категории пыльных и Ен = 200 лк принимаем светильники РСП08 с рекомендуемой высотой установки 8 - 15 м и предназначенных для освещения металлургических промышленных помещений. В мастерские и комнату мастера смены с нормальными условиями среды и Ен = 150 лк выбираем светильники ЛПО 06. Для складских помещений и помещения трансформаторной подстанции с низкой нормируемой освещенностью принимаем светильники с лампами накаливания НСП11, высота подвеса которых 3 - 6 м. Условия среды данных помещений нормальные.

Результаты выбора сведем в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Выбор типа светильников.

№ п/п	Наименование помещения	Тип светильника	Количество ламп, шт, мощность, Вт	Степень защиты	КПД %	Способ установки
1	Производственные участки	РСП08	400	IР20	75	С
2	Мастерская механика	ЛПО 06	2х40	IР20	70	С
3	Мастерская слесарей сантехников	ЛПО 06	2х20	IР20	70	С
4	Токарный участок	ЛПО 06	2х40	IР20	70	С
5	Участок ремонта индукторов	ЛПО 06	2х40	IР20	70	С
6	Склад инструментов	НСП11	200	IР20	75	С
7	Склад материалов	НСП11	200	IР20	75	С
8	Комната мастера смены	ЛПО 06	2х40	IР20	70	С
9	Помещение трансформаторной подстанции	НСП11	200	IР20	75	С

Высота подвеса светильников над освещаемой поверхностью () - расчетная высота подвеса светильников (рисунок 4.1) в значительной степени определяет характеристику и технико - экономические показатели проектируемой осветительной установки.

От ее величины зависит установленная мощность источников света, размещение светильников на плане, а также качественные показатели освещения, выбор светильников по светораспределению, экономическим соображением.

Рисунок 4.1 - Размещение светильника по высоте помещения.

- высота помещения; - высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью; - высота свеса светильника; - высота рабочей поверхности, при отсутствии конкретной величины принимается равной 0,8 м.

В общем случае высота подвеса светильника определяется по выражению:

(4.1)

Произведем выбор высоты подвеса светильников для каждого помещения:

а) Производственные участки имеют высоту потолка 12 м, примем 0,5 м [6, стр. 103], тогда высота подвеса по (4.1):

м

б) Мастерские, токарный участок, складские помещения комната мастера смены и участок ремонта индукторов имеют высоту потолка 3 м, примем 0,2 м, тогда высота подвеса по (4.1):

м

в) Помещение трансформаторной подстанции имеют высоту 3,2 м, высота подвеса по (4.1):

м

При общем равномерном освещении светильники рекомендуется располагать по вершинам квадратных, прямоугольных (с отношением большей стороны прямоугольника к меньшей не более 1,5) или ромбических (с острым углом при вершине ромба близким к 60) полей.

Расстояние между соседними светильниками или их рядами зависит от расчетной высоты подвеса светильников :

, м (4.2)

где - наивыгоднейшее расстояние между светильниками принимаем из [7, таблица П.8, П.9]; - расчетная высота подвеса светильников.

Выбор расположения светильников в помещениях кроме производственных участков покажем в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Выбор расположения светильников.

№ п/п	Наименование помещения	, м		, м	Расстояние от края светильников до стен , м
1	Мастерская механика	2	1,4	2,8	1,2
2	Мастерская слесарей сантехников	2	1,4	2,8	1,2
3	Токарный участок	2	1,4	2,8	1,2
4	Участок ремонта индукторов	2	1,4	2,8	1,2
5	Склад инструментов	2	1,0	2	0,45
6	Склад материалов	2	1,0	2	0,45
7	Комната мастера смены	2	1,4	2,8	1,2
8	Помещение трансформаторной подстанции	2,1	1,0	2,1	1,0

нагрузка литье электроснабжение цех

Для производственных участков с шириной пролета 24 м и шагом колонн 12 м принимаем схему размещения светильников по [7, рисунок 2.4 №20]. Характеристики схемы следующие: светильники расположены в 4 ряда, крайние ряды по 2 светильника, расстояние от края светильников до стен 3 м, расстояние между рядами 6 м между светильниками 12 м.

Светотехнический расчет освещения.

Светотехнические расчеты позволяют выполнить следующее:

а) определить количество и единичную мощность источников света осветительной установки, обеспечивающей требуемую освещенность в помещении;

б) для существующей (спроектированной) установки рассчитать освещенность в любой точке поверхности освещаемого помещения;

в) определить качественные показатели осветительной установки.

Для расчета применим метод коэффициента использования светового потока.

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, падающего на горизонтальную поверхность, к суммарному потоку всех ламп, размещенных в данном помещении.

, (4.3)

где - световой поток, падающий от светильников непосредственно на освещаемую поверхность, лм; - отраженный световой поток, лм; - световой поток лампы, лм; - результирующий световой поток, лм; - количество ламп в освещаемом помещении.

Световой поток светильника, лампы, или ряда светильников необходимый для создания заданной минимальной освещенности определяется по формуле:

, (4.4)

где - заданная минимальная (нормируемая) освещенность, лк; - коэффициент запаса принимается по [7, таблица П6], - площадь помещений, м2; - отношение (коэффициент неравномерности освещения, принимается 1,15 для ЛН и ДРЛ, 1,1 - для ЛЛ); - количество светильников, ламп или рядов светильников (как правило принимается до расчета по сетке размещения светильников ); - коэффициент использования светового потока, о.е.

Количество светильников: , шт.

, (4.5)

где - КПД светильника о.е.; - КПД помещения - унифицированное значение коэффициента использования, принятое по [7, таблица П.11].

Для определения необходимо найти индекс помещения:

, (4.6)

где и - соответственно длина и ширина помещения, м.

Проведем расчет данным методом помещения производственных участков:

(4.7)

Значения коэффициентов отражения из [7, таблица П.11]:; ; .

Тогда, по (4.5) КПД:

Площадь освещаемого помещения определим с учетом вычетов неосвещаемых участков строительных конструкций внутри цеха:

, м2

Световой поток светильников по (4.4):

, лм

По [7, таблица П.4] принимаем лампу ДРИ 400 Вт.

Находится в пределах допустимых отклонений: - 10…+20%

Значения коэффициентов отражения для остальных помещений:

Для мастерских, участка ремонта индукторов, токарного участка и комнаты мастера смены ; ; ; для складских помещений и помещения трансформаторной подстанции ; ; .

Освещение данных участков рассчитаем методом удельной мощности.

Удельная мощность освещения представляет собой отношение суммарной мощности всех источников света к площади освещаемого ими помещения -, принимаем по [5, таблица 5,30 и 5,41].

Мастерская механика:

, Вт/м2

Определяем установленную мощность источника света в помещении по формуле:

, (4.8)

где - площадь освещаемого помещения, м2.

, м2

, Вт

Определяем мощность светильника:

, (4.9)

где - количество светильников, шт.

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,5] 10 светильников ЛПО 06-2х40

Мастерская слесарей сантехников:

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,5] 4 светильника ЛПО 06-2х20.

Токарный участок:

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,5] 4 светильника ЛПО 06-2х40.

Участок ремонта индукторов:

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,5] 2 светильника ЛПО 06-2х40.

Склад инструментов:

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,4] 1 светильник НСП11-200-231.

Склад материалов

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,4] 2 светильника НСП11-200-231.

Комната мастера смены:

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,5] 1 светильник ЛПО 06-2х40.

Помещение трансформаторной подстанции:

Площадь помещения: , м2

Установленную мощность источника света по (4.8):

, Вт

Мощность светильника:

, Вт

Принимаем по [6, таблица 6,4] 4 светильника НСП11-200-231.

Светильники располагаем рядами, схема размещения по каждому помещению отображена в графической части проекта.

Проверим минимальную (нормируемую) освещенность для выбранной схемы освещения производственных участков по точечному методу.

Порядок расчета следующий:

а) на фрагменте плана помещения (на рисунке 4.2) с известным расположением светильников намечаем одну контрольную точку, в которой ожидается наименьшая освещенность - точка А;

б) определяем расстояния от контрольной точки до ближайших светильников, расстояния d1,d2,…,d8;

Рисунок 4.2 - Фрагмент плана помещения с расположением светильников и контрольной точки А.

Расстояния от контрольной точки до светильников:

d1, d2 - 7 м;

d3, d4 - 14 м;

d5, d6 - 20 м;

d7, d8 - 26 м.

в) Расчет освещенности осуществим по [6, страница 122] в следующем порядке:

1) определяем тангенс угла падения светового луча в расчетную точку:

, (4.10)

по найденному значению определяем угол и ;

2) по КСС принятого светильника с условной лампой со световым потоком 1000 лм для найденного угла определяем силу света по [6, таблица 8.11] и рассчитываем значение освещенности , создаваемой светильником:

; (4.11)

3) искомая освещенность от светильника со световым потоком :

, (4.12)

4) Искомая освещенность:

(4.13)

где - коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий освещенность, создаваемую от неучтенных светильников, стен и потолка (принимается равным 1,1 - 1,2).

Определим освещенность от светильников на расстоянии d1 от контрольной точки А:

1) ; .

2) , лк

3) , лк.

Расчет освещенности от остальных светильников аналогичен, приведем определение суммарной освещенности:

, лк

Данный показатель показывает, что расчеты по методу коэффициента использования светового потока выполнены верно.

Произведем выбор источников света, типа светильников и их размещения, светотехнический расчет эвакуационного освещения.

Эвакуационное освещение предназначено для эвакуации людей при аварийном отключении рабочего освещения, должно обеспечивать освещенность 0,5 лк. Эвакуационное освещение выполняем для производственных участков при числе эвакуируемых более 50 человек. В качестве источников света применим лампы накаливания. Дополнительные светильники установим по центральной части пролета чередуя через одну ферму. Принимаем количество светильников равным 17. Расчет произведем точечным методом.

На рисунке 4.3 изображен фрагмент плана помещения с расположением светильников эвакуационного освещения и контрольной точки А имеющей наименьшее значение освещенности.



Рисунок 4.3 - Фрагмент плана помещения с расположением светильников эвакуационного освещения и контрольной точки А.

Расстояния от контрольной точки до светильников: d1, d2 - 20,3 м.

Определяем тангенс угла падения светового луча в расчетную точку по (4.10):

По КСС принятого светильника с условной лампой со световым потоком 1000 лм для найденного угла определяем силу света по [6, таблица 8.11] и рассчитываем значение освещенности , создаваемой светильником по (4.11):

, лк

По (4.13) определим суммарную освещенность от двух источников:

, лк

При заданной нормируемой освещенности 0,5 лк расчетное значение светового потока лампы выразим из формулы (4.12):

, лк

Тогда:

, лм

Принимаем по [6, таблица 5.1] лампу Г230-240-300 со световым потоком 4800 лм. Светильник - НСП20-500-191.

Фактическая освещенность в точке А по (4.12):

, лк

Освещенность находится в пределах допустимых отклонений:

-10 …+ 20%

Разработка схемы питания осветительной установки.

Питание электрического освещения осуществляется совместно с силовыми электроприемниками от общих силовых трехфазных трансформаторов напряжением 380/220 В.

Сети электрического освещения подразделяются на питающие, распределительные и групповые.

Питающая сеть - от шин подстанции на стороне 0,4 кВ до ВРУ;

Распределительная сеть - от ВРУ до щитков освещения;

Групповая сеть - от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников.

В соответствии с [1] питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления ТN - S (пятипроводная система электроснабжения с функцией нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводника обеспечивающимися раздельными проводниками.

Определим расположение щитков освещения и подключение к ним осветительных групп помещений:

ЩО1: производственные участки; мастерская механика; мастерская слесарей сантехников; токарный участок; склад инструментов; склад материалов; комната мастера смены.

ЩО3: производственные участки. помещение трансформаторной подстанции.

ЩО2: производственные участки; участок ремонта индукторов.

ЩАО1: аварийное освещение.

ЩАО2: аварийное освещение.

Щитки освещения запитываем от ВРУ.

Определение месторасположения щитков освещения и трассы электрической сети.

ЩО1 располагаем возле выхода из цеха на стене, от него по группам 1; 2; 3; 4 запитываем линии освещения 1; 2; 3; 4 производственных участков, по группе 5 линию освещения помещения 4.

ЩО2 устанавливаем на стене помещения 2, по группе 1; 2; 3; 4 запитываем линии освещения 5; 6; 7; 8 производственных участков, по группе 5 линию освещения помещения 2, по группе 6 линию освещения помещения 3.

ЩО3 устанавливаем на колонне строительной конструкции, по группе 1; 2; 3; 4 запитываем линии освещения 17; 18; 19; 20 производственных участков, по группе 5 линию освещения помещения 4.

ЩО4 устанавливаем на колонне строительной конструкции, по группе 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 запитываем линии освещения 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16 производственных участков.

ЩАО1 устанавливаем на стене помещения 1, по группе 1; 2 запитываем линии 1; 2 эвакуационного освещения.

ЩАО2 устанавливаем на стене помещения 3, по группе 1; 2; 3 запитываем линии 3; 4; 5 эвакуационного освещения.

ЩО выбираем с трехфазными, а ЩАО однофазными выключателями.

Определение установленной и расчетной мощностей осветительных установок.

Установленная мощность состоит из мощности ламп выбранных для освещения помещений. При подсчете ламп следует суммировать отдельно мощность ламп накаливания, люминесцентных ламп низкого давления, дуговых ртутных ламп высокого давления.

Для получения расчетной мощности вводится поправочный коэффициент спроса .

Расчетная нагрузка ламп накаливания:

. (4.14)

Тогда по (4.14):

, Вт

- для зданий, состоящих из малых отдельных помещений.

Расчетная нагрузка люминесцентных ламп:

, (4.15)

где значение 1,08 принимается для ламп с электронными ПРА; 1,2 - при стартерных схемах включения; 1,3 - в схемах быстрого зажигания с накальным трансформатором.

, Вт

- для мелких производственных зданий.

Расчетная нагрузка ламп ДРИ:

(4.16)

примем равным 1 - в связи с круглосуточной работой всех производственных участков, тогда по (4.16):

, Вт

Расчетная нагрузка ламп эвакуационного освещения с лампами накаливания по (4.14):

, Вт

Определим нагрузку по группам щитков освещения.

ЩО1:

ЩО2:

ЩО3:

ЩО4:

ЩАО1:

ЩАО2:

Суммарная мощность освещения:

принимаем равным 1 для эвакуационного освещения и групповых линий производственных участков [7, страница 57]. Для вспомогательных помещений (кроме складских и трансформаторной подстанции) принят равным 1 по причине того, что помещения не имеют оконных проемов, отсутствует естественное освещение, а работа производства непрерывная и в помещении практически постоянно присутствуют люди.

Выбор типа щитков освещения, марки проводников и способов прокладки электрической сети.

При выборе щитков освещения учитываем условия среды в помещениях, способ установки щитка, количество и тип установленных в них аппаратов защиты.

Помещение цеха пыльное, щитки устанавливаются на стенах помещений, выбираем щитки марки ПР11 с IР54.

ЩО1: ПР11-3064-54У3, комплектуем выключателями отходящих линий трехполюсными - 4 шт, однополюсными - 1 шт.

ЩО2: ПР11-3064-54У3, комплектуем выключателями отходящих линий трехполюсными - 4 шт, однополюсными - 2 шт.

ЩО3 ПР11-3064-54У3, комплектуем выключателями отходящих линий трехполюсными - 4 шт, однополюсными - 1 шт.

ЩО4: ПР11-3068-54У3, выключатели отходящих линий трехполюсные, количество - 8 шт.

ЩАО1: ПР11-3045-54У1 выключатели отходящих линий однополюсные, количество - 2 шт.

ЩАО2: ПР11-3045-54У1, выключатели отходящих линий однополюсные, количество - 3 шт.

Согласно требований [8] электрическую сеть выполняем кабелем АВВГ с количеством жил однофазной нагрузки - 3, трехфазной - 5.

Для всех помещений применим способ прокладки электропроводки на тросе (кабели закрепляются и подвешиваются на тросе).

Расчет сечения проводников.

Расчет электрической сети освещения заключается в определении сечения кабелей на всех участках осветительной сети и расчета ее защиты. Рассчитанное сечение жил кабелей должно удовлетворять условиям механической прочности, допустимому нагреву, обуславливать потерю напряжения, не превышающую допустимых значений.

Согласно стандарта МЭК 364 « Электрические установки зданий » для однофазных, а также трехфазных сетей при питании по ним однофазных нагрузок сечение нулевого рабочего проводника N - проводника во всех случаях должно быть равно сечению фазных проводников, если те имеют сечение до 16 мм2 по меди или 25 мм2 по алюминию. При больших сечениях фазных проводников он должен иметь сечение, составляющее не менее 50% сечения фазных проводников.

Сечение защитного РЕ - проводника должно равняться:

- сечению фазных проводников при сечении их до 16 мм2;

- 16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2;

- не менее 50% сечения фазных проводников при больших сечениях проводников.

По механической прочности расчет проводов и кабелей внутренних электрических сетей не производится. Установленные минимальные сечения жил проводников по механической прочности принимаем по [7, таблица П.17]. Для кабеля АВВГ оно составляет 2,5 мм2.

Сечение и тип кабеля от трансформаторной подстанции до ВРУ указан в таблице 3.12 проекта. Т.к. ВРУ размещено возле помещения трансформаторной подстанции и длина кабеля незначительна - 3 м, то потерями напряжения в нем пренебрегаем.

Определим допустимую потерю напряжения в осветительной сети, т.е. потерю напряжения в линии от источника питания (шин 0,4 кВ ТП) до самой удаленной лампы в ряду по формуле:

, (4.17)

где - напряжение холостого хода на вторичной стороне трансформатора, %; - наименьшее напряжение, допускаемое на зажимах источника света, % (принимается равным 95% из [9]); -потери напряжения в силовом трансформаторе, приведенные к вторичному номинальному напряжению и зависящие от мощности трансформатора, его коэффициента загрузки и коэффициента мощности нагрузки , %.

определяем из [7, таблица 3.2].

Исходными данными для определения являются коэффициент загрузки трансформатора равный 0,95 и коэффициент мощности нагрузки равный 0,87, тогда интерполируя получаем:

, %

, %

Для определения сечения проводников в осветительной сети составляем расчетную схему представленную на рисунке 4,3.

Расчет сечения сети будем вести по формуле для наименьшего расхода проводникового материала:

, (4.18)

где - сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов в линии, что и на данном участке; - сумма моментов, питаемых через данный участок линии с иным числом проводов, чем на данном рассчитываемом участке; - коэффициент приведения моментов [7, таблица 3,5]; С - коэффициент, зависящий от материала проводника и напряжения сети [7, таблица 3,4].

Моменты нагрузки определяются по следующим формулам:

- для простого случая момент определяется как произведение расчетной нагрузки ламп на длину участка сети:

. (4.19)

- для сложной сети с неравномерно распределенной нагрузкой:

. (4.20)

- для сети с равномерно распределенной нагрузкой:

(4.21)

Определим момент нагрузки от ВРУ до ЩО1 по (4.19):

, кВтм

Моменты нагрузки по ЩО1:

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

кВтм

Суммарный приведенный момент нагрузки по ЩО1:

Определим момент нагрузки от ВРУ до ЩО2:

, кВтм

Моменты нагрузки по ЩО2:

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

Суммарный приведенный момент нагрузки по ЩО2:

Определим момент нагрузки от ВРУ до ЩО3:

, кВтм

Моменты нагрузки по ЩО3:

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

Суммарный приведенный момент нагрузки по ЩО3:

Определим момент нагрузки от ВРУ до ЩО4:

, кВтм

Моменты нагрузки по ЩО4:

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

, кВтм

Суммарный приведенный момент нагрузки по ЩО4:

Определим момент нагрузки от ВРУ до ЩАО1:

, кВтм

Моменты нагрузки по ЩАО1:

, кВтм

, кВтм

Суммарный приведенный момент нагрузки по ЩАО1:

Определим момент нагрузки от ВРУ до ЩАО2:

, кВтм

Моменты нагрузки по ЩАО2:

, кВтм

, кВтм

, кВтм

Суммарный приведенный момент нагрузки по ЩАО2:

Определим сечение жил кабеля от ВРУ до ЩО1 по (4.18):

, мм2

Расчетный ток участка от ВРУ до ЩО1:

, А

Коэффициент мощности следует принимать [7, страница 63]

1,0 - для ламп накаливания;

0,92 - для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления;

0,5 - для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ , ДРИ).

Выбираем сечение жил кабеля по допустимому току:

, (4.22)

где - допустимый ток стандартного сечения проводника, А [7, таблица П18]; - поправочный коэффициент, принимаем по [7, таблица П18] равным 1.

, А

Принимаем кабель АВВГ 4х25+1х16 мм2 с , А.

Согласуем выбранный кабель с защитным аппаратом вВРУ:

, А

Принимаем кабель АВВГ 3х35+2х16 мм2 с , А.

Потеря напряжения на данном участке:

. (4.23)

,%

Располагаемые потери напряжения для последующих участков:

,%

Выбираем сечение жил кабеля по группам ЩО1.

Группа 1:

Сечение жил кабеля:

, мм2

Расчетный ток участка:

, А

Выбираем сечение жил кабеля по допустимому току:

, А

Принимаем кабель АВВГ 5х4 мм2 с , А.

Потеря напряжения на данном участке:

,%

Группа 2:

Сечение жил кабеля:

, мм2

Расчетный ток участка:

, А

Выбираем сечение жил кабеля по допустимому току:

, А

Принимаем кабель АВВГ 5х2,5 мм2 с , А.

Потеря напряжения на данном участке:

,%

Группа 3:

Сечение жил кабеля:

, мм2

Расчетный ток участка:

, А

Выбираем сечение жил кабеля по допустимому току:

, А

Принимаем кабель АВВГ 5х2,5 мм2 с , А.

Потеря напряжения на данном участке:

,%

Группа 4:

Сечение жил кабеля:

, мм2

Расчетный ток участка:

, А

Выбираем сечение жил кабеля по допустимому току:

, А

Принимаем кабель АВВГ 5х4 мм2 с , А.

Потеря напряжения на данном участке:

,%

Группа П1:

Сечение жил кабеля:

, мм2

Расчетный ток участка:

, А

Выбираем сечение жил кабеля по допустимому току:

, А

Принимаем кабель АВВГ 5х2,5 мм2 с , А.

Потеря напряжения на данном участке:

,%

Дальнейший расчет аналогичен, результаты приведены в графической части проекта на листе 5 в принципиальной электрической схеме осветительной установки.

Защита осветительной сети.

Осветительные сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, а в ряде случаев также от перегрузки.

Защитные аппараты выбираются по следующим условиям:

1) , (4.24)

где - ток плавкой вставки или расцепителя автоматического выключателя, А; - расчетный ток рассматриваемого участка сети, А.

2) , (4.25)

где - коэффициент защиты, определяется по [7, таблица3.6].

Произведем выбор аппаратов (автоматических выключателей) защиты для ЩО1:

Выбор вводного выключателя:

,А

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ2053М с , А

Проверяем по условиям выбора:

, А

Условия выбора выполняются, окончательно принимаем данный автоматический выключатель.

Выбор автоматических выключателей защиты отходящих линий:

Группа 1:

, А

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ2046Б с , А

Проверяем по условиям выбора:

1) , А

2) , А

Условия выбора выполняются, окончательно принимаем данный автоматический выключатель.

Группа 4 имеет одинаковый расчетный ток с группой 1, поэтому производим выбор аналогичного аппарата защиты.

Группа 2:

, А

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ2046Б с , А

Проверяем по условиям выбора:

1) , А

2) ,А

Условия выбора выполняются, окончательно принимаем данный автоматический выключатель.

Группа 3 имеет одинаковый расчетный ток с группой 2, поэтому производим выбор аналогичного аппарата защиты.

Группа П1:

, А

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ2046Б с , А

Проверяем по условиям выбора:

1) , А

2) , А

Условия выбора выполняются, окончательно принимаем данный автоматический выключатель.

Выбор аппаратов защиты для остальных щитков освещения аналогичен, результаты приведены в графической части проекта на листе 5 в принципиальной электрической схеме осветительной установки.

5. ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

В спроектированной цеховой трансформаторной подстанции используются компенсирующие установки для компенсации реактивной мощности. Во работы цеха происходит периодическое изменение потребления электрической мощности электроприемниками: включение и отключение установок; практически не использование оборудования в период времени плавки металла в электропечах и включение его после окончания плавки для выполнения технологических процессов с расплавленным металлом; обеденные перерывы, когда мощность снижается до нескольких сотен ватт используемых на освещение бытовых помещений, вывод оборудования в ремонт на выходные дни и т.д.

В ситуации, когда снижается нагрузка цеха на подстанции может возникнуть перекомпенсация реактивной мощности, потребление из электросети реактивной мощности емкостного характера. В этом случае необходимо отключить компенсирующие установки или часть статических конденсаторов для При возрастании нагрузки может произойти недокомпенсация реактивной мощности и загрузка ею трансформатора и питающей его электросети, необходимо произвести подключение конденсаторов.

Данная задача возложена на обслуживающий электротехнический персонал цеха, но четкое выполнение ее не возможно по причине часто изменяющейся нагрузки цеха, загруженности персонала ремонтом и обслуживанием оборудования.

Для оптимального решения данной задачи предлагается использовать автоматический регулятор коэффициента мощности « Prophi » .

Микропроцессорный (с быстрым шестнадцатибитным процессором) автоматический регулятор коэффициента мощности « Prophi » используется для коррекции коэффициента мощности в области низких (0,4 кВ) напряжений. Его особенностями являются интеллектуальный контроль и ЖКД с индикацией высших гармоник тока и напряжения, а также множество дополнительных полезных функций.

По фазовому сдвигу между составляющими тока и напряжения регулятор рассчитывает коэффициент мощности cos и сравнивает его с заданным значением. При наличии отклонения cos от заданного значения выдаётся сигнал на включение либо отключение секций конденсаторов. Производится автоматический плавный и точный дискретный подбор реактивной мощности, необходимой для компенсации. Многоступенчатое управление пускателями (реле) конденсаторов оптимизировано, так что заданный cos достигается минимальным числом команд на переключение реле. Максимальное количество подключаемых конденсаторных батарей -12.

Текущие настройки и пиковые значения измеренных параметров регулятор сохраняет в энергонезависимой (EEPROM) памяти, что важно при внезапном или плановом отключении питания.

В регуляторе предусмотрены следующие специальные функции:

- Автоматическое определение числа установленных конденсаторных батарей и номиналов мощности каждой батареи;

- Автоматическое определение угла (так называемый угол коррекции) между фазными напряжениями и током (после подключения регулятора через трансформатор тока);

- Отключение конденсаторов при превышении гармониками предельного уровня (уровень задается пользователем из стандартного ряда значений);

- Защита паролем;

- Регулировка контрастности индикатора (контрастность соответствует разным углам обзора, соответствующим различным позициям монтажа регулятора);

- Восстановление параметров, предустановленных производителем (функция Reset);

- Мониторинг фиксированных (неотключаемых) батарей конденсаторов;

- Регулируемое время разряда конденсаторных батарей;

- Подключение через трансформатор напряжения (ТН) (напряжение первичной обмотки 100В...400В), программируемый диапазон напряжений ТН

- Подключение внешнего вентилятора и выбор порогов температуры внутри регулятора для управления вентилятором;

- Отключение конденсаторных батарей при превышении заданного порога температур

- Учет возможности режима малых токов токового трансформатора (контроль за уровнем активной мощности);

- Для регулятора с 12 реле-выходами дополнительное дистанционное переключение на заданный (второй) коэффициент мощности cos (например, для ночного режима работы).

В регуляторе предусмотрен также специальный аварийный контакт, используемый для подачи сигнала (напряжения) аварии на выход регулятора. Сигнал подается в следующих аварийных случаях:

1. Пониженное напряжение.

2. Перегрузка по напряжению.

3. Пониженный ток.

4. Перегрузка по току.

5. Остаточная недокомпенсация.

6. Превышение допустимого порога гармоник.

7. Перегрев.

Основная область применения регулятора - в конденсаторных установках компенсации реактивной мощности.

Перечислим основные технические данные регулятора:

1. Максимальное измеряемое и питающее напряжение 400 В.

2. Количество управляемых реле 3, 6, 12 в зависимости от конфигурации регулятора.

3.Частота напряжения сети 45…65 Гц.

4. Измерительный токовый вход до 5А через трансформатор тока.

5. Максимальное управляющее напряжение реле 250 В переменного тока, мощность переключения 1000 Вт.

6. Собственная потребляемая мощность 7 ВА.

7. Максимальная перегрузка по току 180 А, допустима в течение 2 с.

8. Точность измерений напряжения и тока 0,5% от диапазона измерений, cos 1,0% измеряемой величины, мощности 1,0% от диапазона измерений, частоты 0,5% измеряемой величины.

9. Расчетный срок эксплуатации зависит от количества коммутаций: механических , электрических .

Внешний вид регулятора приведен на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Внешний вид автоматического регулятора коэффициента мощности « Prophi » .

Принятые обозначения и функции кнопок:

Кнопка №1. При единичном нажатии происходит переключение между меню и подменю, либо выбор элемента. После удержания кнопки в течение 2 секунд - переключение в автоматический режим (из других режимов), в результате выводится текущий cos.

Кнопка №2. Активизация цифры или элемента.

Кнопка №3. Изменение значения цифр.

Основной режим работы регулятора автоматический. В этом режиме на дисплее отображаются следующие параметры:

1. все основные параметры сети: U, I, f, Q, P, S, cos;

2. все (нечетные) гармоники тока и напряжения с 1 по 19;

3. температура внутри регулятора;

4. пиковые (наибольшие и наименьшие) значения всех параметров (включая уровень гармоник и температуру) за промежуток времени;

5. среднее значение коэффициента мощности cos и среднее значение реактивной мощности Q за заданный промежуток времени, а также пиковые (наибольшие и наименьшие) значения среднего cos;

6. для каждой конденсаторной батареи (секции): текущая реактивная мощность, ток через батарею (реактивный), общее число операций переключения и общее время, в течение которого батарея была подключена к регулятору;

7. ошибки, возникающие в случае аварийного режима работы регулятора. При возникновении таких ошибок регулятор автоматически переключается в режим их индикации

Ручной Режим. Кнопкой №3 подключается конденсаторная батарея, а кнопкой №2 отключается. Интервал времени между переключениями конденсатора программируется отдельно - в режиме Расширенного Программирования

Режим Программирования (Стандартный). Используется для установки следующих параметров регулирования: cos, коэффициентка трансформации трансформатора тока, номинала первой конденсаторной батареи, отношение номиналов остальных батарей к первой , количество батарей (секций).

Режим Расширенного Программирования. Используется для задания дополнительных (реже используемых) параметров и специальных режимов работы регулятора.