Электроснабжение группы цехов завода по переработке медной руды

Тиристорными возбудителями комплектуется большинство выпускаемых крупных синхронных электродвигателей. Они выполняют обычно следующие функции:

пуск синхронного двигателя с включенным в цепь обмотки возбуждения пусковым резистором,

бесконтакное отключение пускового резистора после окончания пуска синхронного двигателя и защиту его от перегрева,

автоматическую подачу возбуждения в нужный момент пуска синхронного электродвигателя,

автоматическое и ручное регулирование тока возбуждения

необходимую форсировку возбуждения при глубоких посадках напряжения на статоре и резких набросах нагрузки на валу синхронного двигателя,

быстрое гашение поля синхронного двигателя при необходимости снижения тока возбуждения и отключениях электродвигателя,

защиту ротора синхронного двигателя от длительной перегрузки по току и коротких замыканий.

Если пуск синхронного электродвигателя производится на пониженное напряжение, то при «легком» пуске возбуждение подается до включения обмотки статора на полное напряжение, а при «тяжелом» пуске подача возбуждения происходит при полном напряжении в цепи статора. Возможно подключение обмотки возбуждения двигателя к якорю возбудителя последовательно с разрядным сопротивлением.

Процесс подачи возбуждения синхронному двигателю автоматизируется двумя способами: в функции скорости и в функции тока.

На схеме, приведенной на рисунке, подача возбуждения синхронному двигателю осуществляется с помощью электромагнитного реле постоянного тока КТ (реле времени с гильзой). Катушка реле включается на разрядное сопротивление Rразр через диод VD. При подключении обмотки статора к сети в обмотке возбуждения двигателя наводится ЭДС. По катушке реле КТ проходит выпрямленный ток, амплитуда и частота импульсов которого зависят от скольжения.

Рис. 5.2. Подача возбуждения синхронному двигателю в функции скорости

При пуске скольжение S = 1. По мере разгона двигателя оно уменьшается и интервалы между выпрямленными полуволнами тока возрастают; магнитный поток постепенно снижается по кривой Ф(t).

При скорости, близкой к синхронной, магнитный поток реле успевает достигнуть значения потока отпадания реле Фот в момент, когда через реле КТ ток не проходит. Реле теряет питание и своим контактом создает цепь питания контактора КМ (на схеме цепь питания контактора КМ не показана).

Рассмотрим контроль подачи возбуждения в функции тока с помощью реле тока. При пусковом токе срабатывает реле тока КА и размыкает свой контакт в цепи контактора КМ2.

Рис. 5.3. График изменения тока и магнитного потока в реле времени КТ



Рис. 5.4. Контроль подачи возбуждения синхронному двигателю в функции тока

При скорости, близкой к синхронной, реле КА отпадает и замыкает свой контакт в цепи контактора КМ2. Контактор КМ2 срабатывает, замыкает свой контакт в цепи возбуждения машины и шунтирует резистор Rразр.

Произведем проверку условий прямого пуска СД, исходя из рассчитанных сопротивлений СД при расчете токов к.з.

При резких пусках: хдв ? 4 хс. При частых пусках: хдв ? 9 хс.

Подставляя численные значения, при резких пусках получаем

хдв / хс ? 9 или

5,22 / 0,33 = 15,8 ? 9.

6. Конструктивное исполнение системы электроснабжения

Существующая схема электроснабжения включает в себя следующие элементы:

1. Кабельные линии 6 кВ: трехжильный кабель марки ААШв.

Вводной высоковольтный выключатель типа ВВТЭ-М-10-12,5/630 защищает питающую шину 6 кВ ГПП.

2. На трансформаторных подстанциях установлены двухобмоточные трансформаторы типа ТМ-1000/6.

С учетом необходимости, а также наличия оборудования схема заполнения РУ 6-10 кВ может иметь различные варианты по числу ячеек, виду оборудования.

Предлагаемая схема электрических соединений шин 6 кВ ГПП представлена на однолинейной схеме. Схема электрических соединений на стороне 6 кВ выполнена с одной секционированной системой шин.

Комплектное распределительное устройство (далее - КРУ), состоящее из шкафов бронированного типа (с разделением на отсеки) и шинных мостов к ним, предназначенных для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц на номинальное напряжение до 10 кВ в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью и могут использоваться для комплектования закрытых распределительных устройств электростанций, трансформаторных подстанций и распределительных пунктов.

В ЗРУ - 6 кВ предлагается установить вакуумные выключатели серии ВВТЭ. Вакуумные выключатели предназначены для работы в распределительных устройствах (КРУ) и камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО).

Такая конструкция дает ряд преимуществ над традиционными выключателями:

- высокий механический ресурс;

- малое потребление по цепям включения и отключения;

- малые габариты и вес;

- низкая трудоемкость производства и как следствие умеренная цена.

7. Расчет заземления и грозозащиты подстанции

7.1 Выбор конструкции и расчет параметров защитного заземления

Для электроустановок с эффективно заземленной нейтралью напряжением 110 кВ заземлитель рассчитывается по допустимому напряжению прикосновения (шага).

Площадь подстанции составляет м². Заземлитель предполагается выполнить из горизонтальных полосовых электродов сечением 420 мм и вертикальных электродов длиной = 5 м, диаметром = 12 мм, глубина заложения электродов = 0,7 м. Удельное сопротивление земли составляет Ом/м, = 100 Ом/м. Полное время отключения выключателя = 0,055с. Время действия релейной защиты =0,1 с.

Ток, стекающий с заземлителей подстанции при однофазном КЗ в пределах подстанции, А,

где - ток однофазного КЗ в месте повреждения, А;

- результирующее индуктивное сопротивление нулевой последовательности до места КЗ, Ом;

- сопротивлении нулевой последовательности трансформаторов, Ом, можно принять=34,7, .

Ток, стекающий с заземлителей подстанции при внешнем однофазном КЗ, А



В дальнейших расчетах принимается большее значение =2465 А.

Расчёт заземлителей производится по допустимому напряжению шага.

Время отключения короткого замыкания , с, определяется по выражению

Согласно допустимое напряжение прикосновения при составляет 445 В. Коэффициент прикосновения, , определяется по формуле

где функция, принимаемая для отношения равной 0,75 [8];

длина вертикального электрода, м;

длина горизонтального электрода, м;

расстояние между вертикальными электродами, м;

коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растекания тока от ступеней,



сопротивление тела человека, Ом.

Напряжение на заземлителе при однофазном коротком замыкании , В,

Данное значение меньше допустимого, равного 10 кВ.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства , Ом,

Действительный план заземляющего устройства преобразуется в расчетную модель со стороной действительный план и расчётная модель заземления подстанции представлены на рисунке 5.1.

Число ячеек на стороне квадрата

Принимается m = 4.

Длина полос в расчетной модели , м,

Длина стороны ячейки , м,

Число вертикальных заземлителей по периметру контура при = k 1:

Общая длина вертикальных заземлителей , м,

Относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов , м,

Коэффициент А

Эквивалентное удельное сопротивление двухслойной земли , Ом/м,

где показатель степени, рассчитываемый по формуле,

Общее сопротивление сложного заземлителя , Ом,

Напряжение прикосновения, В,

Что больше допустимого значения 400 В.

Необходимо принять меры для снижения . Применяется подсыпка слоем гравия толщиной 0,2 м в рабочих местах. Подсыпка гравием не влияет на растекание тока с заземляющего устройства, так как глубина заложения заземлителей 0,7 м больше толщины слоя гравия, поэтому соотношение и величина М остаются неизменными.

Удельное сопротивление верхнего слоя в этом случае .=3000 Ом·м, тогда

Из расчета видно, что подсыпка гравием обеспечивает снижение напряжения прикосновения.

7.2 Расчёт молниезащиты

Для защиты подстанции от прямых попаданий молнии устанавливаются два стержневых молниеотвода, один из которых находится на анкерной опоре отходящей линии электропередачи. Наиболее высокая точка подстанции расположена на высоте 7 м (ОРУ).

Активная высота молниеотвода , м, определяется по выражению

где высота молниеотвода, 30 м.

Зона защиты , м, одного молниеотвода



где для м.

Наибольшая высота зоны защиты , м,

где расстояние между молниеотводами, м, а = 52,8.

Ширина зоны защиты , м, на уровнях

8. Проектирование цехового электроснабжения

8.1 Характеристика цеха и технические показатели электроприемников

Отделение кузнечно-прессовочного цеха имеет размеры 96Ч56 общей площадью 5376 м². Технологическое оборудование, потребляющее электроэнергию, размещено с учётом соблюдения норм и правил эксплуатации. Размещение в цехе электрооборудования является компактным и удобным с точки зрения условий работы рабочего персонала.

Отделение кузнечно-прессовочного цеха предназначено для подготовки металла к обработке. Оно имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ-21001 и РТ-503. электротермические установки, кузнечно-прессовые машины, мостовые краны и др.

По производственному назначению: все электроприемники относятся к двигателям силовых общепромышленных установок и производственных механизмов. Все электроприёмники цеха рассчитаны на трёхфазный переменный ток, напряжение питания 380 В и частоту питающей сети 50 Гц.

Суммарная установленная мощность электроприемников отделения кузнечно-прессовочного цеха составляет 660,3 кВт. По категории надежности электроприемники таких предприятий относят к II, III категориям.

1. Схема плана отделения кузнечно-прессовочного цеха (электроснабжение которой рассматривается подробно), с указанием месторасположения технологического оборудования.

2. Ведомость электрической нагрузки отделения кузнечно-прессовочного цеха (табл. 8.1).

Таблица 8.1 Электрические нагрузки отделения кузнечно-прессовочного цеха

№	Наименование электроприемника	Рпасп, кВт	ПВ, %	cos ф	Ки	Кз
1	Вентилятор вытяжной	50	100	0,85	0,6	0,9
2	Вентилятор приточный	70	100	0,85	0,6	0,9
3	Электротермическая установка	18	100	0,9	0,7	0,9
4	Электротермическая установка	18	100	0,9	0,7	0,9
5	Электротермическая установка	18	100	0,9	0,7	0,9
6	Кран мостовой	10	25	0,5	0,15	0,75
7	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
8	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
9	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
10	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
11	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
12	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
13	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
14	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
15	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
16	Станок обдирочный РТ-503	25	100	0,6	0,15	0,9
17	Кран мостовой	10	25	0,5	0,15	0,75
18	Кривошипный КШМ	12	100	0,5	0,15	0,9
19	Кривошипный КШМ	12	100	0,5	0,15	0,9
20	Кривошипный КШМ	12	100	0,5	0,15	0,9
21	Фракционный КШМ	5,5	100	0,5	0,15	0,9
22	Фракционный КШМ	5,5	100	0,5	0,15	0,9
23	Фракционный КШМ	5,5	100	0,5	0,15	0,9
24	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
25	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
26	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
27	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
28	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
29	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
30	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
31	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
32	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
33	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
34	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
35	Станок обдирочный РТ-21001	19	100	0,6	0,15	0,9
36	Кран мостовой	10	25	0,5	0,15	0,75

8.2 Разработка вариантов схем цехового электроснабжения

В соответствии с [1] производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на следующие классы: помещения с нормальной средой, жаркой, влажной, сырой, особо сырой, пыльной, химически активной, с пожароопасными и взрывоопасными зонами. При проектировании системы электроснабжения необходимо правильно установить характер среды, которая окажет решающее влияние на степень защиты применяемого оборудования.

Характерной особенностью схем внутрицехового распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения. На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения. Для получения наиболее экономически выгодной проектируемой схемы электроснабжения, дальнейший расчет произведем по двум вариантам:

8.3 Определение расчетных электрических нагрузок и токов для выбора параметров защитных аппаратов и токоведущих элементов цеховой сети

Расчет электрической нагрузки на первом уровне производится для каждого электроприемника в отдельности.

1) По исходным данным определяется номинальная активная мощность приемника электроэнергии.

Для установок работающих в длительном режиме:

Рном = Рпасп , так как ПВ = 100%

2) Рассчитывается активная и реактивная нагрузка, создаваемая одним приемником:

где КЗ - коэффициент загрузки по активной мощности электроприемника.

Полная мощность находится из выражения:

Пример. Расчет номинальной мощности, активной и реактивной мощностей первого уровня и полной мощности ЭП №17.

По формулам определяем:

При отсутствии исходных данных принимаем кратность пускового тока КП = 5.



Для остальных электроприемников расчеты аналогичны (табл. 8.2).

Таблица 8.2. Расчет электрических нагрузок на первом уровне

Наименование ЭП	Рном, кВт	Рр1, кВт	Qр1, кВар	Sр, кВА	I р, А	I пуск, А
Вентилятор вытяжной	50	50	22,32	42,36	64,35	321,75
Вентилятор приточный	70	70	33,48	63,54	96,52	482,6
Электротермическая установка	18	18	6,48	14,97	22,79	-
Электротермическая установка	18	18	6,48	14,97	22,79	-
Электротермическая установка	18	18	6,48	14,97	22,79	-
Кран мостовой	5,0	5,0	8,66	10,0	28,5	142,5
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Станок обдирочный РТ-503	25	25	25,14	31,45	47,86	239,3
Кран мостовой	5,0	5,0	8,66	10,0	28,5	142,5
Кривошипный КШМ	12	12	15,57	17,98	27,35	136,75
Кривошипный КШМ	12	12	15,57	17,98	27,35	136,75
Кривошипный КШМ	12	12	15,57	17,98	27,35	136,75
Фракционный КШМ	5,5	5,5	7,01	8,1	12,31	61,55
Фракционный КШМ	5,5	5,5	7,01	8,1	12,31	61,55
Фракционный КШМ	5,5	5,5	7,01	8,1	12,31	61,55
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Станок обдирочный РТ-21001	19	19	20,35	25,46	38,74	193,7
Кран мостовой	5,0	5,0	8,66	10,0	28,5	142,5

Расчет нагрузки на втором уровне электроснабжения производится для групп электроприемников объединенных на силовых пунктах и шинопроводах. Расчетную нагрузку на втором уровне, создаваемую группой электроприемников, определяют по методу расчетных коэффициентов в соответствии с РТМ 36.18.32.4-92.

Таблица 8.3. Первый вариант

Таблица 8.4. Второй вариант

8.4 Расчет параметров элементов электроснабжения для вариантов схем электроснабжения цеха

Распределительные пункты и шинопроводы выбираем исходя из количества присоединений и рабочего тока самого пункта или шинопровода [2].

Таблица 8.5. Выбор распределительных пунктов (вариант 1)

Наименование	Максимальный расчетный ток, А	Тип СП	Допустимый ток, А
СП-1	279,8	ПР-11-3047	400
СП-2	97,83	ПР-11-3047	100
СП-3	106,9	ПР-11-3047	160
СП-4	56,52	ПР-11-3047	63
СП-5	41,2	ПР-11-3048	63
СП-6	37,77	ПР-11-3047	63

Таблица 8.6. Выбор шинопроводов (вариант 2)

Наименование	Максимальный расчетный ток, А	Тип шинопровода	Допустимый ток, А
ШРА-1	245,0	ШРА-250-32-1У3	250
ШРА-2	130,8	ШРА-250-32-1У3	250

Выбор автоматических выключателей производим по следующим усло

Для присоединения и резервирования распределительных пунктов и шинопроводов используем автоматы типа «Электрон», так как им приходится пропускать большие токи нагрузки и отключать токи близких КЗ.

Результаты выбора автоматов и кабелей для отдельных электроприемников - в табл. 8.7.

Таблица 8.7. Выбор сечений кабельных линий и коммутационно-защитных аппаратов

№ ЭП	Ip, A	Iном.а, А	Кн*Ip, А	Iном.то	Тип автомата	Кз*Iном.то, А	Iпр, А	F, мм2	Марка кабеля
1	64,35	160	70,785	80	ВА-5125	52,8	60	10	ВВГ 4х10
2	96,52	160	106,172	160	ВА-5125	105,6	120	2х10	2ВВГ 4х10
3	22,79	160	25,069	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
4	22,79	160	25,069	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
5	22,79	160	25,069	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
6	28,5	160	31,35	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
7	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
8	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
9	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
10	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
11	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
12	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
13	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
14	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
15	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
16	47,86	160	52,646	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
17	28,5	160	31,35	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
18	27,35	160	30,085	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
19	27,35	160	30,085	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
20	27,35	160	30,085	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10
21	12,31	160	13,541	16	ВА-5125	10,56	60	10	ВВГ 4х10
22	12,31	160	13,541	16	ВА-5125	10,56	60	10	ВВГ 4х10
23	12,31	160	13,541	16	ВА-5125	10,56	60	10	ВВГ 4х10
24	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
25	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
26	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
27	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
28	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
29	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
30	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
31	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
32	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
33	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
34	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
35	38,74	160	42,614	63	ВА-5125	41,58	60	10	ВВГ 4х10
36	28,5	160	31,35	40	ВА-5125	26,4	60	10	ВВГ 4х10

Сечение провода определяем по формулам:

где Кз = 0,8 - поправочный коэффициент защиты;

Iз - ток срабатывания защиты, А;

Iном.тр. - номинальный ток срабатывания токовой отсечки, А.

Выбор сечений проводов и кабельных линий приведен в табл.9.9.

8.5 Светотехнический и электротехнический расчет осветительной сети

Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.

При проектировании осветительных установок большое значение имеет правильное определение требуемой освещённости объекта. Для этой цели разработаны нормы промышленного освещения. Освещение по своему назначению и использованию делится на рабочее, аварийное и эвакуационное.

Размещение светильников определяется следующими размерами:

hС - расстояние светильника от перекрытия,

hП=H-hС - высота светильника над полом,

hР - высота расчетной поверхности над полом,

h=hП-hР - расчетная высота,

L - расстояние между соседними светильниками или рядами ламп,

L - расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности при их обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условие экономичности.

Рис. 8.1

Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте л=L/h.

Для рабочего освещения нужно применить лампы типа ДРЛ, для аварийного - лампы люминесцентные.

Размеры цеха: Высота расчётной поверхности расстояние от перекрытия до светильника

Расстояние от светильников до рабочей поверхности (расчётная высота):

- расстояние между светильниками к расчётной высоте. Принимаем для светильников типа РСП 05 [10].

В ряду можно разместить светильников, тогда расстояние от крайних светильников до стены . Принимаем число рядов , тогда , . В итоге общее число светильников в цехе (рис.9.5).

Отношение

Рис. 8.2. Расчет рабочего освещения

Задачей расчета осветительной установки является определение числа и мощности источника света или определение фактической освещенности, создаваемой спроектированной установкой.

Расчет освещения выполняется методом коэффициента использования светового потока, т.к. нет крупных затеняющих предметов. При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности, определяется по формуле:

Ф=(ЕН*КЗАП*F*z)/(N* з),

где КЗАП - коэффициент запаса,

F - площадь освещаемой поверхности, м2,

z=ЕСР/ЕН - коэффициент минимальной освещенности ( для ламп ДРЛ z=1,15),

N - число светильников,

З - коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц.

По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения на -10% +20%

Индекс помещения определяется по [2] при условии, что L/B 3,5

По [2] принимаем сП = 0,7; сСТ = 0,5; сР = 0,1.

сП,сСТ,сР- коэффициенты отражения поверхностей (потолка, стен, рабочей поверхности) необходимы для выбора з.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения:

 - коэффициент использования светового потока.

Световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещённости определяется по формуле:

где = 150 лк - норма освещённости,

- коэффициент запаса,

- площадь освещаемой поверхности,

- коэффициент минимальной освещённости ( - средняя освещённость), N - число светильников.

По Ф в [2] подбираем лампу типа ДРЛ мощностью 400 Вт со световым потоком ФНОМ = 19000 лм.

Отклонение светового потока определяется по формуле:

различие между ФНОМ и Фр 2,8 % , что допустимо.

Выбираем светильники марки РСП 05-400 для ламп ДРЛ.

Аварийная освещенность рабочей поверхности должна составлять не менее 5% нормы и не менее 2 лк внутри зданий. Исходя из этих требований, пересчитаем количество ламп, необходимых для аварийного освещения.

Высота подвеса аварийного освещения составляет 6 метров. По этому параметру согласно [4] устанавливаются лампы типа ЛБ и соответственно лс=1,5; светильники типа ЛСП 02.

Расчет освещения будем производить методом коэффициента использования.

1. Расчетная высота:

h=H-hР-hС=10-0,8-3,2 = 6 м.

2. Для принятого светильника, имеющего значение лэ=Lа/ h=1,5.

LА= лЭ*h = 1,5*6 = 9 м.

3. При LА = 9 м в ряду можно разместить 10 светильников, тогда

2l = 96 - 10*9 = 6; l = 3 м.

4. Принимаем число светильников 3, тогда LВ= 6 м;

2l= 56 - 8*6 = 8; l = 4 м.

LА/LВ=9/6=1,5.

5. Число светильников в цехе N = 80.

Индекс помещения определяется по [2] при условии, что L/B 3,5

По [2] принимаем сП=0,5; сСТ=0,5; сР=0,1.

Из [2] находим з = 0,63.

По [2] принимаем ЕН = 15 лк, КЗАП = 1,3.

По Ф в [2] подбираем лампу типа ЛБ-40 мощностью 40 Вт со световым потоком ФНОМ = 3000 лм;

Отклонение от допустимого значения

различие между ФНОМ и Фр - 11,5% , что допустимо.

Выбираем светильники марки ЛСП 02 для ламп ЛБ-40.

В качестве питания аварийного освещения будем принимать блок аварийного переключения освещения (БАПО).

По результатам расчетов данного пункта спроектировано рабочее освещение цеха, аварийное освещение и определены потери напряжения в рабочей и аварийной осветительной сети. Выбор ламп и светильников, а также их расположение произведен с максимальным приближением к экономически наиболее эффективному соотношению расстояния между светильниками.

Для светильников общего освещения применяется напряжение 220 В. Электроснабжение рабочего и аварийного освещения выполняется самостоятельными линиями от главного щита освещения и главного щита аварийного освещения, подключенных к шинам низкого напряжения подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передаётся питающими линиями на групповые осветительные щитки. Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями.

Для взрывоопасных помещений ПУЭ требуют применять от групповых щитков до светильников трехпроводные однофазные линии с обязательным заземлением светильника третьим проводником. Использование трехфазной четырехпроводной групповой линии возможно только для освещения РТП.

Распределение светильников по фазам по длине групповой линии выполняется для снижения потерь мощности и напряжения в проводе, уменьшения стробоскопического эффекта и снижения ущерба при исчезновении напряжения в одной из фаз. Нагрузку можно считать равномерной, если моменты нагрузок отличаются незначительно.

Задачей данного раздела является оптимальное распределение светильников по фазам, выбор осветительного щита и питающего кабеля. Лампы распределяются относительно фаз таким образом, чтобы суммарная нагрузка фаз была равномерной. Нагрузку можно считать равномерной, если моменты нагрузок отличаются незначительно.

Проведем расчет для рабочего освещения [2].

где Рi - мощность лампы ,кВт

li - расстояние от ИП до лампы, м.

?Ма ? ?Мв ? ?Мс

Такое размещение позволяет выравнивать нагрузку по фазам.

Выбор сечения проводников осветительной сети.

Выбор сечения осуществляется с учетом рекомендаций:

1. Должна обеспечиваться достаточная механическая прочность.

2. Прохождение тока нагрузки не должно вызвать перегрев проводников Iдоп ? Iраб.

3. У источника света должен поддерживаться необходимый уровень напряжения. Рассмотрим цех (36х24) м2, в котором установлено 12 светильников (3 ряда по 4 светильника). Распределение нагрузки по каждой из 3-х линий показано на рис.5.4).

Расположение ламп по фазам: А-В-С-С-В-А-А-В-С-С-В-А

Р = 700 Вт.

?Ма= Pl1 + P(l1+l) + P(l1+2l) + P(l1+3l) = P(4l1+6l).

?Мв= P(l1+l) + Pl1 + P(l1+3l) + P(l1+2l) = P(4l1+6l).

?Мс = P(l1+2l) + P(l1+3l) + Pl1 + P(l1+l) = P(4l1+6l).

Значение результирующего момента по каждой фазе:

?М = 700*(4*2+6*8) = 39,2 кВт*м.

Рассчитаем потери напряжения в фазах для каждой группы:

Выбираем минимально допустимое по механической прочности сечение жилы медного провода марки ВВГ S =2,5 мм². Определяем значение коэффициента Кс по [2] таб. 10.7. Kc=12.

Рассчитаем токи в фазах, А:

где Р - расчетная нагрузка, кВт, cos() = 0,57 - для ламп типа ДРЛ.

Проверка по допустимому нагреву участков осветительной сети:

Аварийное освещение.

Расположение ламп по фазам: А-В-С-В-С-А-С-А-В.

Для аварийного освещения имеем 3 ряда по 3 светильника.

Аналогично: Р = 500 Вт.

?Ма= Pl1 + P(l1+2l) + P(l1+l) = 3P(l1+l).

?Мв= P(l1+l) + Pl1 + P(l1+2l) = 3P(l1+l).

?Мс = P(l1+2l) + P(l1+l) + Pl1 = 3P(l1+l).

Значение результирующего момента по каждой фазе:

?М = 3*500*(2,5 + 9) = 17,25 кВт*м.

Рассчитаем потери напряжения в фазах для каждой группы по формуле (9.16).

Выбираем минимально допустимое по механической прочности сечение

жилы медного провода марки ВВГ s=2,5 мм2. Определяем значение

коэффициента Кс по [1] таб. 10.7. Kc=12.

Рассчитаем токи в фазах

Проверка по допустимому нагреву участков осветительной сети:

Момент нагрузки для однофазной линии в помещении определяем по формуле [2], кВтМм:

mф=Pро?·(lло+lот/2),

где Ppo? - осветительная нагрузка на фазе, Вт; lло - расстояние от ЩО до первой лампы, м; lот - расстояние между первой и последней лампой, м.

Момент нагрузки для головного кабеля определяется как произведение мощности Рро на длину линии lл [2], кВт•м:

М= Рро·lл.

Сечение проводов головного участка сети [2], мм²:

где - ?М сумма моментов данного и всех последующих по направлению энергии участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке, кВт•м;

?б·m - сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и имеющих иное число проводов в линии, на этом участке, кВтМм;

б - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на участке и в ответвлении, б=1,39 для однофазной ответвления с нулем;

ДUр=3,3 - располагаемые потери напряжения в осветительной сети [5], %;

К=44 - коэффициент зависящий от схемы и материала проводника (табл. 10.7 [2]).

Определяем располагаемые потери напряжения в конце каждого участка [2], %:

где ДUуч2 - располагаемые потери напряжения в конце данного участка линии освещения, %; ДUуч1 - располагаемые потери напряжения в начале данного участка линии освещения, %; ДUд - действительные потери напряжения на данного участке линии освещения, %.

Таблица 8.8. Определение потерь напряжения в осветительной сети

	mф, кВт•м	Рро?, Вт	М, кВтМм	Sлр, мм2	Sлп, мм2	ДUд, %	ДUуч1, %	ДUуч2, %
А	0,65	400	20	0,56	2,5	0,57	1,68	1,10
В	0,85
С	0,65

8.6 Расчет потерь активной и реактивной мощности и напряжения в цеховой распределительной сети

Таблица 8.9. Расчет потерь мощности и напряжения (1 вариант)

№ ЭП	cos (ф)	sin (ф)	L, м	Iраб, А	F, ммІ	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	ДU, %	ДР, кВт	ДU,В	ДQ,квар	U (кB)
1	0,65	0,76	7	64,35	10	1,84	0,075	0,11	0,004	0,418	0	0,38
2	0,65	0,76	9	96,52	10	1,84	0,075	0,14	0,006	0,532	0	0,38
3	0,6	0,8	7,5	22,79	4	12,46	0,095	0,23	0,143	0,874	0,006	0,38
4	0,6	0,8	7,5	22,79	4	12,46	0,095	0,23	0,143	0,874	0,006	0,38
5	0,6	0,8	10,5	22,79	4	12,46	0,095	0,25	0,113	0,95	0,005	0,38
6	0,6	0,8	5,5	28,5	4	12,46	0,095	0,13	0,059	0,494	0,002	0,38
7	0,5	0,87	8	47,86	10	1,84	0,075	0,41	0,093	1,558	0,001	0,38
8	0,5	0,87	9,5	47,86	10	1,84	0,075	0,04	0,001	0,152	0	0,38
9	0,5	0,87	7,5	47,86	10	1,84	0,075	0,03	0,001	0,114	0	0,38
10	0,5	0,87	7,5	47,86	10	1,84	0,075	0,2	0,143	0,76	0,006	0,38
11	0,6	0,8	8	47,86	10	1,84	0,075	0,06	0,001	0,228	0	0,38
12	0,6	0,8	8	47,86	10	1,84	0,075	0,06	0,001	0,228	0	0,38
13	0,6	0,8	10	47,86	10	1,84	0,075	0,08	0,002	0,304	0	0,38
14	0,6	0,8	9	47,86	10	1,84	0,075	0,07	0,002	0,266	0	0,38
15	0,6	0,8	9	47,86	10	1,84	0,075	0,07	0,002	0,266	0	0,38
16	0,6	0,8	8	47,86	10	1,84	0,075	0,06	0,001	0,228	0	0,38
17	0,6	0,8	7	28,5	4	12,46	0,095	0,27	0,032	1,026	0	0,38
18	0,95	0,31	6	27,35	4	12,46	0,095	0,65	0,091	2,47	0,001	0,38
19	0,95	0,31	6	27,35	4	12,46	0,095	0,65	0,091	2,47	0,001	0,38
20	0,6	0,8	6	27,35	4	12,46	0,095	0,17	0,015	0,646	0	0,38
21	0,6	0,8	6	12,31	4	12,46	0,095	0,17	0,015	0,646	0	0,38
22	0,6	0,8	8	12,31	4	12,46	0,095	0,3	0,036	1,14	0	0,38
23	0,97	0,24	8	12,31	4	12,46	0,095	0,28	0,134	1,064	0,008	0,38
24	0,6	0,8	10	38,74	4	12,46	0,095	0,38	0,046	1,444	0	0,38
25	0,6	0,8	9	38,74	4	12,46	0,095	0,34	0,041	1,292	0	0,38
26	0,6	0,8	9	38,74	4	12,46	0,095	0,07	0,002	0,266	0	0,38
27	0,5	0,87	8	38,74	4	12,46	0,095	0,25	0,035	0,95	0	0,38
28	0,5	0,87	7	38,74	4	12,46	0,095	0,22	0,031	0,836	0	0,38
29	0,95	0,31	7	38,74	4	12,46	0,095	1,09	0,217	4,142	0,002	0,38
30	0,95	0,31	9	38,74	4	12,46	0,095	0,98	0,137	3,724	0,001	0,38
31	0,6	0,8	9	38,74	4	12,46	0,095	0,07	0,002	0,266	0	0,38
32	0,6	0,8	8	38,74	4	12,46	0,095	0,06	0,001	0,228	0	0,38
33	0,6	0,8	8	38,74	4	12,46	0,095	0,06	0,001	0,228	0	0,38
34	0,6	0,8	10	38,74	4	12,46	0,095	0,08	0,002	0,304	0	0,38
35	0,6	0,8	7	38,74	4	0,92	0,088	0	0	0	0	0,38
36	0,5	0,87	9	28,5	4	1,84	0,073	0,04	0,005	0,152	0	0,38

Таблица 8.10. Расчет потерь мощности и напряжения (2 вариант)

№ ЭП	cos (ф)	sin (ф)	L, м	Iраб, А	F, ммІ	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	ДU, %	ДР, кВт	ДU,В	ДQ,квар	U (кB)
1	0,65	0,76	8,5	64,35	10	1,84	0,075	0,13	0,005	0,494	0	0,38
2	0,65	0,76	10,5	96,52	10	1,84	0,075	0,16	0,007	0,608	0	0,38
3	0,6	0,8	9	22,79	4	12,46	0,095	0,28	0,172	1,064	0,007	0,38
4	0,6	0,8	9	22,79	4	12,46	0,095	0,28	0,172	1,064	0,007	0,38
5	0,6	0,8	12	22,79	4	12,46	0,095	0,28	0,129	1,064	0,005	0,38
6	0,6	0,8	7	28,5	4	12,46	0,095	0,16	0,075	0,608	0,003	0,38
7	0,5	0,87	9,5	47,86	10	1,84	0,075	0,48	0,111	1,824	0,001	0,38
8	0,5	0,87	11	47,86	10	1,84	0,075	0,05	0,001	0,19	0	0,38
9	0,5	0,87	9	47,86	10	1,84	0,075	0,04	0,001	0,152	0	0,38
10	0,5	0,87	9	47,86	10	1,84	0,075	0,24	0,172	0,912	0,007	0,38
11	0,6	0,8	9,5	47,86	10	1,84	0,075	0,07	0,002	0,266	0	0,38
12	0,6	0,8	9,5	47,86	10	1,84	0,075	0,07	0,002	0,266	0	0,38
13	0,6	0,8	11,5	47,86	10	1,84	0,075	0,09	0,002	0,342	0	0,38
14	0,6	0,8	10,5	47,86	10	1,84	0,075	0,08	0,002	0,304	0	0,38
15	0,6	0,8	10,5	47,86	10	1,84	0,075	0,08	0,002	0,304	0	0,38
16	0,6	0,8	9,5	47,86	10	1,84	0,075	0,07	0,002	0,266	0	0,38
17	0,6	0,8	8,5	28,5	4	12,46	0,095	0,32	0,039	1,216	0	0,38
18	0,95	0,31	7,5	27,35	4	12,46	0,095	0,82	0,114	3,116	0,001	0,38
19	0,95	0,31	7,5	27,35	4	12,46	0,095	0,82	0,114	3,116	0,001	0,38
20	0,6	0,8	7,5	27,35	4	12,46	0,095	0,21	0,018	0,798	0	0,38
21	0,6	0,8	7,5	12,31	4	12,46	0,095	0,21	0,018	0,798	0	0,38
22	0,6	0,8	9,5	12,31	4	12,46	0,095	0,36	0,043	1,368	0	0,38
23	0,97	0,24	9,5	12,31	4	12,46	0,095	0,34	0,159	1,292	0,01	0,38
24	0,6	0,8	11,5	38,74	4	12,46	0,095	0,44	0,052	1,672	0	0,38
25	0,6	0,8	10,5	38,74	4	12,46	0,095	0,4	0,048	1,52	0	0,38
26	0,6	0,8	10,5	38,74	4	12,46	0,095	0,08	0,002	0,304	0	0,38
27	0,5	0,87	9,5	38,74	4	12,46	0,095	0,3	0,042	1,14	0	0,38
28	0,5	0,87	8,5	38,74	4	12,46	0,095	0,26	0,037	0,988	0	0,38
29	0,95	0,31	8,5	38,74	4	12,46	0,095	1,32	0,263	5,016	0,002	0,38
30	0,95	0,31	10,5	38,74	4	12,46	0,095	1,14	0,159	4,332	0,001	0,38
31	0,6	0,8	10,5	38,74	4	12,46	0,095	0,08	0,002	0,304	0	0,38
32	0,6	0,8	9,5	38,74	4	12,46	0,095	0,07	0,002	0,266	0	0,38
33	0,6	0,8	9,5	38,74	4	12,46	0,095	0,07	0,002	0,266	0	0,38
34	0,6	0,8	11,5	38,74	4	12,46	0,095	0,09	0,002	0,342	0	0,38
35	0,6	0,8	8,5	38,74	4	0,92	0,088	0,01	0	0,038	0	0,38
36	0,5	0,87	10,5	28,5	4	1,84	0,073	0,05	0,006	0,19	0	0,38

Таблица 8.11. Расчет потерь в кабелях, питающих РП

cos (ф)	sin (ф)	L, м	Iраб, А	Iдоп, А	F, ммІ	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	U, %	Р, кВт	U,В	Q,квар
0,58	0,81	25	279,8	280	70	0,091	0,053	0,12	0,068	0,456	0,026
0,84	0,54	30	97,83	120	35	0,153	0,06	0,21	0,124	0,798	0,049
0,53	0,85	20	106,9	120	35	0,153	0,06	0,01	0,001	0,038	0
0,57	0,82	25	56,52	80	35	0,153	0,06	0,03	0,004	0,114	0,001
0,97	0,24	35	41,20	80	35	0,120	0,055	0,6	1,071	2,28	0,491
0,58	0,81	25	37,77	80	35	0,153	0,06	0,03	0,003	0,114	0,001

Для шинопроводов с нагрузкой в конце шинопровода (магистральные) подставляется полная длина шинопровода, а для шинопроводов с нагрузкой распределенной равномерно по длине (распределительные), подставляется половина длины участка с равномерно распределенной нагрузкой.

Результаты расчетов потерь в шинопроводах представлены в табл. 8.4.

Таблица 8.12. Расчет потерь в шинопроводах

Шинопровод	cos (ф)	sin (ф)	L, м	Рм, кВт	Iраб, А	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	?U, %	?Р, кВт	Тип	?U,В
2 вариант
ШРА-1	0,8	0,6	36	219,9	125,5	0,2	0,1	0,37	0,222	ШРА-250-32-1У3	0,14
ШРА-2	0,92	0,39	10	159,3	54,36	0,2	0,1	0,29	0,176	ШРА-250-32-1У3	0,11

8.7 Технико-экономическое сравнение вариантов схемы цеховой сети

Для технико-экономического сравнения вариантов необходимо рассчитать капитальные затраты на сооружение цеховой электрической сети и затраты на ее эксплуатацию.

Экономическим критерием эффективности варианта является минимум приведенных затрат:

З = ЕН•К+И

где ЕН = 1/Тинв = 1/9;

К - единовременные капитальные затраты;

И - ежегодные эксплуатационные издержки; ущерб от перерывов электроснабжения не считаем, так как неизвестна зависимость ущерба от качества электроэнергии.

Эксплуатационные издержки определяются:

И = ИЦ + И?А

Стоимость потерь электроэнергии определяется по формуле:

И?А = •?А,

где = 2,1 руб./кВт•ч - стоимость потерь 1кВт•ч электроэнергии.

При расчетах используем укрупненные показатели.

Капитальные затраты на сооружение первого и второго вариантов складываются из затрат на:

1. Распределительные пункты и шинопроводы;

2. Кабели, питающие отдельные электроприемники и РП;

3. Коммутационно - защитные аппараты на 0,4 кВ.

где Кi - стоимость шинопровода, руб;

Li - длина шинопровода, м;

Lc - длина секции шинопровода (1 м).

Расчет для I и II вариантов сведем в табл. 8.13.

Таблица 8.13. Расчет стоимости шинопроводов

Наименование	I,А	Тип	Iдоп,А	L,м	Цена, руб/сек	Ст-ть, руб.
Вариант 2
ШРА-1	125,5	ШРА-250-32-1У3	250	36	2200	29200
ШРА-2	54,36	ШРА-250-32-1У3	250	36	9500	45000
ИТОГО	74200

Стоимость кабельных линий определяется:

Ккл = УКклi•Li

где Кклi - стоимость 1 м кабеля.

Li - длина кабеля.

Расчет стоимости капиталовложений:

КВАР1 = ККЛ + КРП + КАВТОМАТ = 5,9+34+85,7 = 126 тыс. руб.

КВАР2 = ККЛ + КРП +КШИН + КАВТОМАТ = 7+20,5+74,2+89,9 = 192 тыс. руб.

?А = ?Р •ф

где ф - время максимальных потерь, ч/год

ф = (0,124 + Тм /10000)І •8760,

где Тм - время использования max нагрузки, ч/год.

Потери энергии в цеховой распределительной сети определяются исходя из следующих условий: цеха работают в две смены, следовательно, для данного объекта:

Тм = 5000 ч/год.

ф = (0,124 + 5000 /10000)І •8760 = 3980 ч/год.

Результирующие издержки:

И1 = 0,09*125600 + 14835*2,1 = 42457,5 руб/год.

И2 = 0,09*291600 + 18702*2,1 = 55518,2 руб/год.

Определяем приведенные затраты:

З1 = 1/7*125600 + 42457,5 = 60400 руб/год.

З2 = 1/7*291600 + 55518,2 = 67175 руб/год.

Расхождение между затратами составляет 10,1 % > 5%, следовательно, варианты неравноценны и выбираем вариант №1 с наименьшими затратами.

По [1] при расчете токов КЗ в сетях рекомендуется учитывать сопротивление следующим образом: 0,02 Ом - для первичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей; 0,025 Ом - для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП.

Определяем сопротивление трансформатора ТМ-1000/6:



Вычисляем сопротивления в именованных единицах через сопротивления в о.е.:

Суммарное активное сопротивление, кроме сопротивлений элементов системы электроснабжения высшего напряжения и цехового трансформатора, должно учитывать переходные сопротивления контактов.

Для правильного выбора параметров релейной защиты и автоматики в системе электроснабжения наряду с токами трехфазных КЗ необходимо знать токи несимметричных КЗ - однофазных КЗ, для проверки чувствительности автоматов НН к таким КЗ.

Ток однофазного замыкания на землю в сети 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью, равен утроенному току нулевой последовательности и определяется по формуле:

где r1У= r2У, x1У= x2У - суммарные активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности, равные соответствующим сопротивлениям обратной последовательности,

r0У, x0У - суммарные активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности,

В общем случае:

где сопротивления можно принять [2]:

r0Т= r1Т, x0Т=x1Т (для трансформатора с обмотками ?/Yн-11 ) [9];

для шин и аппаратов - x0?2x1;

для трехжильных кабелей - x0?4x1;

Ток однофазного КЗ в точке 3 на шине НН, кА:

Расчет тока однофазного КЗ в точке к4 шины РУ-0,4:

Суммарные сопротивления до точки к3: мОм,

без учета Rпер: мОм.

Сопротивления элементов линейного автомата от секции 0,4 кВ, мОм:

Токи однофазного КЗ в точках к4:

В качестве примера расчета тока однофазного КЗ на шинах СП-1-0,4 кВ рассмотрим расчёт для точки К5 - на вводе КЛ в СП-1.

Суммарные сопротивления до точки к4: мОм,

без учета Rпер: мОм.

Суммарное активное сопротивление до точки К5:

Суммарное реактивное сопротивление для точки к5:

Ток однофазного КЗ в точке к5:

Расчет токов однофазных КЗ на остальных СП аналогичен, результаты представим в табл. 9.19, где произведем проверку чувствительности автоматических выключателей на линиях к однофазным КЗ по условию чувствительности:

(для автоматов с обратнозависимой характеристикой). Данное условие выполняется.

На цеховых трансформаторных подстанциях устанавливают трансформаторы, которые имеют устройства ПБВ с пределом регулирования 2Ч2,5%.

Величина отклонения напряжения рассчитывается по формуле:

где ?U - потери напряжения в элементах сети;

UН - номинальное напряжение сети;

UС - напряжение системы.

Эпюры анализа качества напряжения для характерных электроприемников представлены ниже.

Расчет будем производить:

1. Для самого мощного электроприемника (ЭП- № 2; Рном = 60,0 кВт);

2. Для самого удаленного (ЭП- № 34; Рном = 17 кВт).

Оценка качества напряжения для самого мощного электроприемника.

Максимальный режим.

- номинальное напряжение источника питания.

- напряжение источника питания в максимальном режиме.

Напряжение в конце кабельной линии №1:

Отклонение напряжения относительно номинального:

Потеря напряжения в трансформаторе:

Коэффициент загрузки трансформатора:

Напряжение в конце кабеля, у СП-1:

Отклонение напряжения в конце кабеля относительно номинального:

Сечение кабеля на этом участке равно

Напряжение в месте присоединения кабеля питающего ЭП №2:

Мощность на четвертом уровне электроснабжения:

Мощность передаваемая по кабельной линии №1:

Напряжение в конце кабельной линии №1:

Потеря напряжения в кабеле, соединяющем РУ-0,4 и СП-1:

Сечение кабеля на этом участке равно

Напряжение в месте присоединения кабеля питающего ЭП-№2:

Отклонение напряжения в конце кабеля относительно номинального:

Напряжение в конце кабельной линии №1:

Отклонение напряжения относительно номинального:

Проверка перегрузочной способности трансформаторов пусковыми токами

Так как мощность трансформатора больше мощности электродвигателя более чем в три раза и длина линии менее 300 м (имеется ввиду линия, питающая отдельный низковольтный электроприемник), то проверку на устойчивость при пуске производить не требуется.

Конструктивное исполнение цеховой сети.

Цеховую электрическую сеть выполняем кабельными линиями, проложенными в специальных каналах. В полу цеха сооружается канал из железобетона или кирпича, который перекрывается железобетонными плитами или стальными рифлеными листами. Кабели внутри канала укладываются на сборные конструкции, установленные на боковых стенах. Преимущество такой прокладки кабелей заключается в защите их от механических повреждений, удобстве осмотра и ревизии, а недостаток - в значительных капитальных затратах. Цеховые трансформаторные подстанции - комплектные. Для удобства обслуживания и из технических соображений располагается рядом с объектом и находится в специально выделенном помещении, при этом не нарушается технологический режим.

На трансформаторных подстанциях установлены двухобмоточные трансформаторы типа ТМ-1000/6. На вводах используется вводные распределительные устройства. На отходящих линиях установлены автоматические выключатели. Электрическая сеть всех зданий состоит из распределительной сети (сеть от ВРУ до РП), выполненной четырехжильными кабельными линиями напряжением 380 В марки ВВГ, и групповой сети (сеть от РП до электроприемников), выполненной трехжильными кабельными линиями напряжением 380 В. Все электроприемники и светильники собраны соответственно на щитки силовые и осветительные соответственно типа ПР-11-3047 и ЩО-31-15.



Рисунок 8.1

Заключение

электрический энергия трансформатор заземление

Результатом данного курсового проекта является система электроснабжения группы цехов завода по переработке медной руды. Система электроснабжения проектировалась с учетом современным требованиям к системам, таким как надежность, экономичность, безопасность для человека и окружающей среды.

Было обосновано питающее напряжение, рассчитаны электрические нагрузки по уровням электроснабжения. Из двух схем электроснабжения на основании технико-экономического сравнения, разработана радиальная схема на распределительных пунктах на стороне НН и радиальная схема электроснабжения трансформаторных подстанций на стороне ВН.

Проведены светотехнический и электротехнический расчеты освещения. В проекте предусмотрено также аварийное освещение.

Выбранное электротехническое оборудование проверено на действие токов короткого замыкания, высоковольтное - на термическую стойкость.

Анализ качества напряжения у характерных электроприемников, проведенный для различных режимов работы, показал, что отклонения напряжения лежат в допустимых пределах.

Библиографический список

1. Правила устройства электроустановок / Министерство топлива и энергетики РФ - 7-е изд., перераб. и доп. С изменениями - М. Главгосэнергонадзор России, 2002. - 606 с.: ил.

2. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учебное пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1987. - 386 с.: ил.

3. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. т 2. Электрооборудование/Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. 592 с.: ил.

4. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.: ил.

5. Кнорринг Г.М. Справочник по проектированию электрического освещения. Л. - Энергия, 1968.

6. Электротехнический справочник: в 3-х т. Т. 2. Э 45 Электротехнические устройства. /Под. общ. ред. Проф. МЭИ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского, Л.А. Жукова и др. - 6-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. - 640 с.: ил.

7. Рожкова Л.В., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1987. - 648 с.: ил.

8. Долин П.А. Справочник по технике безопасности. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 800 с.: ил.

9. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования /Под. ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 464 с.: ил. - (Электроустановки промышленных предприятий/Под. общ. ред. Ю.Н. Тищенко и др.).

10. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учеб. для вузов по спец. «Электропривод и автоматизация промышленных установок» - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986. - 421 с.

11. Расчет электрических нагрузок в системах электроснабжения: Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектирования для студентов специальности 100400 «Электроснабжение (по отраслям)» всех форм обучения / сост. Н.В. Дулесова. - Красноярск, КГТУ, 2002. - 28 с.

12. Молниезащита зданий и сооружений: Методические указания к выполнению лабораторной работе № 3 для студентов специальности 100400-«Электроснабжение» / Сост. Л.Л. Латушкина; Красноярск: КГТУ, 2002. - 40с.

13. Фёдоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: учебник для вузов .- 3-е изд., перераб, и доп.-М.: Энергия, 1979,- 408 с., ил.

14. Расчёт токов короткого замыкания в сети внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий: Методические указания к курсовой работе для студентов специальности 100400 - «Электроснабжение»/Сост. Л.Л. Латушкина, Красноярск: КГТУ, 2004, 34 с.

15. Жохов Б.Д. Анализ причин завышения расчетных нагрузок и возможность их коррекции// Промышленная энергетика. 1989. № 7. С. 7-9.

16. РТМ 36.18.32.4-92. Указания по расчету электрических нагрузок; дата введ. 01.01.1993. - М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 2007. - 27 с.

17. Пособие к «Указаниям по расчету электрических нагрузок». - М.: Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт Тяжпромэлектро-проект, 1993 (2-я редакция).

Размещено на Allbest.ru