Система електропостачання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Розрахунково - проектна частина. Вихідні дані для проектування

1.1 Характеристика споживачів електроенергії

1.2 Розрахунок електричних навантажень

1.3 Вибір кількості та потужності трансформаторів

1.4 Вибір перерізу проводів і кабелів низької напруги

1.5 Розрахунок і вибір компенсуючи пристроїв

1.6 Вибір перерізу проводів повітряних і кабельних ліній високої напруги

1.7 Розрахунок струмів короткого замикання

1.8 Вибір і перевірка апаратів електрообладнання трансформаторних підстанцій

1.9 Складання схеми внутрішньо-цехового електропостачання і розрахунок низьковольтних мереж з врахуванням захисту

1.10 Автоматизація в системах електропостачання промислових підприємств

1.11 Розрахунок захисного заземлення

2. Організаційна частина

2.1 Заходи по економії електроенергії

2.2 Техніка безпеки при виконанні електромонтажних робіт

Висновок

Список використаної літератури



Вступ

Електроенергетика є базовою галуззю економіки, що повністю забезпечує електроенергією як внутрішні потреби народного господарства і населення, так і експорт в країни СНД і далеке зарубіжжя, а також 45% сумарної потреби промисловості і населення в тепловій енергії.

Системою електропостачання називають сукупність пристроїв для виробництва, передачі і розподілу електроенергії.

Системи електропостачання промислових підприємств створюються для забезпечення споживання електроенергією промислових приймачів, до яких відносяться електродвигуни різних машин і механізмів, електролізні установки, апарати і машини для електричного зварювання, освітлювальні установки та ін.

В даний час більшість споживачів отримує електроенергію від енергосистем. електроенергія струм замикання заземлення

У міру розвитку електроспоживання ускладнюються системи електропостачання промислових підприємств. У них включаються мережі високих напруг, розподільчі мережі, а в ряді випадків і мережі промислових ТЕЦ. На шляху від джерела живлення до електроприймачів на сучасних промислових підприємствах електрична енергія, як правило, трансформується один або кілька разів. Залежно від місця розташування в схемі електропостачання трансформаторні підстанції називають головними знижувальних підстанцій або цеховими трансформаторними підстанціями.

Цехові мережі розподілу електроенергії повинні:

· Забезпечувати необхідну надійність електропостачання приймачів електроенергії в залежності від їх категорії;- Бути зручними і безпечними в експлуатації;

· Мати оптимальні техніко-економічні показники (мінімум наведених витрат);

· Мати конструктивне виконання, що забезпечує застосування індустріальних і швидкісних методів монтажу

Для прийому і розподілу електроенергії до груп споживачів трифазного змінного струму промислової частоти напругою 380 В застосовують силові розподільні шафи і пункти.

Головною проблемою в найближчому майбутньому з'явиться створення раціональних систем електропостачання промислових підприємств, яке пов'язане з наступним:

· Вибором і застосуванням раціонального числа трансформацій (оптимальний варіант числа трансформацій - дві-три);

· Вибором і застосуванням раціональних напруг (у системах електропостачання промислових підприємств дає значну економію у втратах електроенергії);

· Правильним вибором місця розміщення цехових і головних розподільних (знижувальних) підстанцій (забезпечує мінімальні річні приведені витрати);

· Подальшим вдосконаленням методики визначення електричних навантажень (сприяє вирішенню загальної задачі оптимізації побудови систем внутрішньозаводського електропостачання);

· Раціональним вибором числа і потужності трансформаторів, а також схем електропостачання та їх параметрів, що веде до скорочення втрат електроенергії та підвищення надійності;

· Принципово новою постановкою для вирішення таких завдань, як,наприклад, симетрування (вирівнювання) електричних навантажень



1. Розрахунково - проектна частина. Вихідні дані для проектування

1.1 Характеристика споживачів електроенергії

До загальнопромисловим установок відносяться вентилятори, насоси, компресори, повітродувки і т.п. в них застосовуються асинхронні і синхронні двигуни трифазного змінного струму частотою 50 Гц, на напругах від 127 В до 10 кВ, а там, де потрібне регулювання продуктивності, - двигуни постійного струму. Діапазон їх потужностей різний - від кількох кіловата (електродвигуни засувок, затворів, насосів подачі мастила тощо) до десятків мегават (повітродувки доменних печей, кисневі турбокомпресори). Характер навантаження рівний, поштовхи їй спостерігаються тільки при пуску. Основним агрегатам (насоси, вентилятори і т.п.) властивий тривалий режим. Електродвигуни засувок, затворів і т.п. працюють в короткочасному режимі. Їх коефіцієнт потужності знаходиться в межах 0,8-0,85. Синхронні двигуни працюють в режимі перезбудження.

Дана група електроприймачів відноситься, як правило, до першої категорії надійності, а на ряді виробництв, особливо хімічної промисловості, - до «особливої» групі тієї ж категорії. Деякі вентиляційні і компресорні відносяться до другої категорії надійності.

На промислових підприємствах переважає електропривод виробничих механізмів. Залежно від технологічних особливостей механізму або агрегату використовуються всі види двигунів змінного і постійного струму потужністю від кількох кіловата до декількох мегават, на номінальні напруги до 10 кВ. Регульований електропривод технологічних механізмів і двигуни верстатів з підвищеною швидкістю обертання одержують живлення від перетворювальних установок. Режими їх роботи різні і визначаються режимом механізму. Режим роботи деяких агрегатів (прокатних станів) характеризується частими поштовхами навантаження різної тривалості і частоти. Коефіцієнт потужності знаходиться в широких межах (0,5-0,85). Синхронні двигуни системи ДГД працюють в режимі перезбудження. Як правило, електропривод технологічних механізмів відноситься до другої категорії надійності. Виняток становлять ті механізми і установки, які за своїми показниками відносяться до першої категорії надійності (технологічне обладнання підприємств нафтохімічної промисловості, деякі унікальні металообробні верстати і т. п.).

Перетворюючі установки на промислових підприємствах служать для живлення електроприймачів механізмів і установок, які через особливості технологічних режимів повинні працювати або на постійному, або на змінному струмі з частотою, відмінною від 50 Гц. Споживачами постійного струму є: електропривод механізмів з широким регулюванням швидкості і реверсуванням, електрофільтри, електролізні установки, внутрішньозаводський електротранспорт. Підвищена або знижена частота змінного струму необхідна для приводу на асинхронних короткозамкнених двигунах з плавним зміною швидкості, нерегульованого високошвидкісного приводу змінного струму, електротермії.

Перетворювачами струму служать двигуни-генератори, ртутні і напівпровідникові випрямлячі, що живляться від трифазних мереж змінного струму промислової частоти на напругах до 110 кВ. Показники і характер роботи перетворювальних установок залежать від підключеного до них технологічного устаткування. Коефіцієнт потужності залежить від типу перетворювача і його призначення, він змінюється в пресправах 0,7 - 0,9.

До електротехнологічним установок відносяться електронагрівальні і електролізні установки, установки електрохімічного, електроїськрової та ультразвукової обробки металів, електромагнітні установки (сепаратори, муфти), електрозварювальне обладнання.

Електронагрівальні установки об'єднують електричні печі і електротермічні установки, які за способом перетворення електроенергії в теплову розділяються на печі опору, індукційні печі і установки, дугові електричні печі, печі конденсаторного нагріву.

Печі опору отримують живлення від трифазних мереж змінного струму частотою 50 Гц, в основному на напрузі 380/220 В або на більш високій напрузі через знижуючі трансформатори. Випускаються печі в одно-і трифазному виконанні, потужністю до декількох тисяч кіловат. Характер навантаження їх рівний, проте, однофазні печі для трифазних мереж являють несиметричне навантаження. Коефіцієнт потужності для печей прямої дії 0,7-0,9, для печей непрямого дії - 1,0.

Індукційні плавильні печі випускаються зі сталевим сердечником і без нього, потужністю до 4500 кВА. живлення індукційних печей і установок гартування і нагріву здійснюється від трифазних мереж змінного струму частотою 50 Гц, на напруженні 380/220 В і вище залежно від потужності.

Індукційні плавильні печі без сердечника і установки гарту і нагріву струмами високої частоти одержують живлення змінним струмом частотою до 40 МГц від перетворювальних установок, які, у свою чергу, живляться від мереж змінного струму промислової частоти.

Печі зі сталевими сердечниками випускаються в одно-, двох-і трифазному виконанні. Коефіцієнт потужності їх коливається в межах 0,2-0,8 (у індукційних установок підвищеної частоти - від 0,06 до 0,25).Всі перераховані печі і установки індукційного нагріву відносяться до приймачів другої категорії надійності.

Дугові електричні печі за способом нагріву розділяються на печі прямого, непрямого і змішаного нагріву. Дугові печі отримують живлення від мереж

змінного струму промислової частоти на напругах до 110 кВ через спеціальні понижуючі пічні трансформатори. Потужності сучасних дугових електропечей досягають 100-125 MB.A.

У період розплавлення шихти виникають часті експлуатаційні короткі замикання в процесі плавки і безструнної паузи при випуску сталі і нової завантаженні печі, в результаті чого в живильних мережах спостерігаються відштовхувальні навантаження. Напруги від однофазних печей несиметрична. Коефіцієнт напруги 0,85-0,95. Відносно надійності електропостачання дугові печі відносяться до приймачів першої категорії.

Вакуумні електричні печі для виплавки високоякісних сталей і спеціальних сплавів відносяться до приймачів особливої ??групи першої категорії, оскільки перерва в живленні вакуумних насосів приводить до дорогого браку.

Електротехнологічні установки, що працюють на постійному або змінному струмі частотою, відмінною від 50 Гц, живляться від перетворювальних установок, характеристики яких визначаються режимом електротехнологічної установки. Наприклад, потужності електролізних установок для отримання алюмінію залежать від їх продуктивності і досягають 150-180 MBА. Живлення перетворювальних установок електролізу здійснюється трифазним змінним струмом частотою 50 Гц на напругах до 110 кВ (залежно від потужності). Навантаження їх рівномірна, симетрична. Коефіцієнт потужності становить 0,8-0,9. Електролізні установки відносяться до приймачів першої категорії надійності.

Електрозварювальне обладнання живиться напругою 380 або 220 В змінного струму промислової частоти. Потужності електрозварювального устаткування в залежності від його типу можуть бути від 100 ВА до 10 MBА. Дугова електрозварювання на змінному струмі виконується за допомогою одно-або трифазних зварювальних трансформаторів або машинних перетворювачів. На постійному струмі застосовуються зварювальні двигун-генератори. Для контактного зварювання використовуються одно-або трифазні зварювальні установки.

Електрозварювальне обладнання працює в повторно-короткочасному режимі. Однофазні зварювальні приймачі (трансформатори та установки) дають нерівномірне навантаження по фазах трифазної мережі живлення. Коефіцієнт їх потужності коливається в межах 0,3-0,7. Зварювальні установки по ступеню надійності відносяться до другої категорії.

Потужність електроприводів підйомно-транспортних пристроїв визначається умовами виробництва і коливається від декількох до сотень кіловат. Для їх живлення використовується змінний струм 380 і 660 В до постійний струм 220 і 440 В. Режим роботи повторно-короткочасний. Навантаження на стороні змінного трифазного струму - симетрична. Коефіцієнт потужності змінюється відповідно завантаженні в межах від 0,3 до 0,8. По надійності електропостачання підйомно-транспортне обладнання відноситься до першої або другої категорії (залежно від призначення і місця роботи).

Електричні освітлювальні установки є в основному однофазними приймачами. Лампи світильників мають потужності від десятків ватів до

декількох кіловатів і живляться на напругах до 380 В. Світильники загального освітлення (з лампами розжарювання або газорозрядними) живляться переважно від мереж 220 або 380 В. Світильники місцевого освітлення з лампами розжарювання на 12 і 36 В живляться через понижуючі однофазні трансформатори. Рівномірне завантаження фаз трифазної мережі досягається шляхом угруповання світильників по фазах. Характер навантаження - тривалий. Коефіцієнт потужності для світильників з лампами розжарювання - 1,0; з газорозрядними лампами - 0,96.

Електроосвітлювальні установки відносяться до другої категорії надійності. У тих випадках, коли відключення освітлення загрожує безпеці людей або неприпустимо за умовами технологічного процесу, передбачаються системи аварійного освітлення. Лампи ДРЛ, для яких характерне тривале запалювання, в таких системах не застосовуються.

Категорії електроприймачів та забезпечення надійності електропостачання

За умовою завдання споживачі в основному відносяться до другої і третьої категорії споживачів.

У відповідності з ПУЕ:

Електроприймачі I категорії - електроприймачі, перерва електропостачання яких може спричинити за собою: небезпека для життя людей, значної шкоди народному господарству; пошкодження дорогого основного обладнання, масовий брак продукції, розлад складного технологічного процесу, порушення функціонування особливо важливих елементів комунального господарства.

Електроприймачі II категорії - електроприймачі, перерва електропостачання яких призводить до масового невипущенння продукції, масовим простоїв робочих, механізмів і промислового транспорту, порушення нормальної діяльності значної кількості міських і сільських жителів.

Електроприймачі III категорії - всі інші електроприймачі, що не підходять під визначення I і II категорій.

Електроприймачі II категорії рекомендується забезпечувати електроенергією від двох незалежних взаємно резервують джерел живлення.

Для електроприймачів II категорії при порушенні електропостачання від одного з джерел живлення допустимі перерви електропостачання на час, необхідний для включення резервного живлення діями чергового персоналу або виїзної оперативної бригади.

Допускається живлення електроприймачів II категорії за однієї ПЛ, у тому числі з кабельною вставкою, якщо забезпечена можливість проведення аварійного ремонту цієї лінії за час не більше 1 доби. Кабельні вставки цієї лінії повинні виконуватися двома кабелями, кожен з яких вибирається за найбільшим тривалому струму ВЛ. Допускається живлення електроприймачів II категорії по одній кабельній лінії, що складається не менше ніж з двох кабелів, приєднаних до одного спільного апарату.

Практика експлуатації СЕС промислових підприємств показує, що найбільш надійними є системи електропостачання, що містять мінімальну кількість комутаційних апаратів, змонтовані з високою якістю, при своєчасності виконання профілактичного ремонту та заміни застарілого обладнання. На надійність СЕС впливають відповідність пропускної здатності елементів мережі навантажень споживачів; використання перевантажувальної здатності мережі, схеми з'єднання елементів мережі; наявність чутливих, швидкодіючих захистів; наявність або відсутність в енергосистемі дефіциту потужності і запасних резервних елементів.

Слід зазначити, що розвиток електричних мереж у міру зростання навантажень супроводжується підвищенням надійності енергопостачання та поліпшенням використання всіх елементів мережі в нормальних умовах.

Для забезпечення необхідної надійності живлення всіх ЕП підприємства при після аварійних режимах ПУЕ допускають можливість відключення невідповідальних споживачів у цих режимах.

Виходячи з вищезгаданого вибираємо живлення від одно трансформаторної підстанції.

1.2 Розрахунок електричних навантажень

Для заданого в завданні електрообладнання вибираємо коефіцієнт використання, коефіцієнт потужності, коефіцієнт попиту і tg. Всі параметри для заданого обладнання зводимо в таблицю 1.

Таблиця 1

Найменування установки	Рн,кВт	Ки	Кс	cos	tg	n
Токарно-револьверний багатоцільовий верстат	10	0,2	0,25	0,65	0,96	2
Кран-балка	5,2	0,35	0,5	0,5	0,66	3
Токарний верстат з ЧПК	8	0,14	0,16	0,5	0,66	2
Свердлільно-фрезерний верстат	6,4	0,14	0,16	0,5	0,66	4
Кондиціонер	4,8	0,8	0,75	0,8	0,66	1
Токарний верстат з ЧПК підвищеної точності	9,2	0,14	0,16	0,5	0,66	4
Координатно- Свердлільно горизонтальний верстат	12,5	0,14	0,16	0,5	0,66	3
стругальний верстат	15	0,14	0,16	0,5	0,66	1
шліфувальний верстат	7,5	0,14	0,16	0,5	0,66	1
наждачний верстат	3	0,14	0,16	0,5	0,66	1
Токарський багатоцільовий прутково-патронний модуль	18	0,2	0,25	0,65	0,96	2
Токарний вертикальний напівавтомат з ЧПУ	35	0,2	0,25	0,65	0,96	3
Координатно-Свердлільно веріткальний верстат	11	0,2	0,25	0,65	0,96	3

Так як все обладнання за умовою завдання відноситься до другої категорії, по електропостачання буде проводитися від одного трансформатора.

Розіб'ємо все обладнання на кілька груп:

Від РП1 живляться обладнання № 8,14,19,20; від ШРА1 живляться установки № 22-30; від ШРА2 живляться установки № 9-21 і РП1; від ШРА3 живляться установки № 1-7.

Наведемо навантаження 3-х фазного ПКР до тривалого режиму:

Р_н=Р_п*=5,2*=4 кВт кран-балка

Р_н=Р_п*=15*=5,8 кВт стругальний верстат

Р_н=Р_п*=1,5*=0,58 кВт шліфувальний верстат

Р_н=Р_п*=3*=1,16 кВт наждачний верстат

Розрахуємо навантаження на кожну з фаз.

Кондиціонер:

кВт

=7,2 кВт

Як видно з розрахунку максимально завантажена фаза В, мінімально фаза С і А. Визначимо величину нерівномірності розподілу навантажень по фазах за формулою:

де Р_ф.нб-найбільш завантажена фаза;

Р_ф.нм-найменш завантажена фаза.

=33,3%

Так як Н>15% і включення на фазну напругу умовна 3-фазна потужність буде знаходитися за формулою

Р_у⁽³⁾=3*Р_ф.нб=3*9,6=28,8 кВт

Наждачний верстат:

кВт

=1,74 кВт

;=33,3%

Так як Н>15% і включення на фазну напругу умовна 3-фазна потужність буде знаходитися за формулою

Р_у⁽³⁾=3*Р_ф.нб=3*2,32=7 кВт

Виходячи з вищенаведеного складемо таблицю навантаження.

Таблиця 2

Секціія	Наведена навантаження, кВт
РП1
Кондиціонер 28,8 кВт Стругальний верстат 5,8 кВт Шліфувальний верстат 0,58 кВт Наждачний верстат 7 кВт	28,8 5,8 0,58 7
ШРА1
Токарно-револьверний багатоцільовий верстат 2 Ч 10 кВт Кран-балка 4 кВт Токарний верстат з ЧПК 2 Ч 8 кВт Сверільно-фрезерний верстат 2 Ч 6,4 кВт	20 4 16 12,8
ШРА2
Токарний верстат з ЧПК підвищеної точності 4 Ч 9,2 кВт Координатно-Сверільні горизонтальний верстат 3 Ч 12,5 кВт Сверільні-фрезерний верстат 2 Ч 18 кВтКран-балка 4 кВт	18,8 37,5 12,8 4
ШРА3
Токарський багатоцільовий прутково-патронний модуль 2 Ч 18 кВт Токарний вертикальний напівавтомат з ЧПУ 3 Ч 35 кВт Координатно-Сверільні веріткальній верстат 3 Ч 11 кВтКран-балка 4 кВт	36 105 33 4
додаткове навантаження	550

1.3 Вибір кількості та потужності трансформаторів

Схема внутрішньо цехової мережі визначається технологічним процесом виробництва, плануванням приміщень цеху, взаємним розташуванням ТП і ЕП і вводів, живленням розрахунковою потужністю, вимогами безперебійності електропостачання, техніко-економічними міркуваннями, умовами навколишнього середовища. Схема повинна бути проста, безпечна і зручна в експлуатації, економічна, задовольняти характеристиці навколишнього середовища, забезпечувати застосування індустріальних методів монтажу.

Для внутрішньо цехового розподілу електроенергії слід уникати застосування багатоступеневих схем. Не слід допускати схем розподілу з недовантаженим обладнанням (трансформатори, магістралі, кабелі). Живлення електроприймачів II і III категорій з надійності електропостачання рекомендується здійснювати від однотрансформаторних КТП. Вибір двотрансформаторних КТП повинен бути обгрунтований. Найбільш доцільні і економічні магістральні схеми. Широке застосування отримали схеми блоків трансформатор-магістраль без розподільних пристроїв на підстанціях з застосуванням комплектних шинопроводів. На мал. 4 наведено приклад схеми внутрішньозаводського електропостачання, де в мережі живлення застосовані магістральні шинопроводи серії ШМА, в розподільній мережі - розподільні шинопроводи серії ШРА.

Рекомендується застосовувати схеми з мінімальною кількістю проміжних, цехових розподільних пунктів. На підстанціях зі схемою блок-трансформатор - магістраль безпосередньо до трансформатора допускається приєднувати невелике розподільний пристрій лише в тих випадках, коли це необхідно для безперебійного живлення освітлення та деяких електроприймачів при відключенні головної магістралі.

Магістральні схеми з шинопроводами забезпечують високий ступінь надійності електропостачання. Їх основними перевагами є універсальність і гнучкість, що дозволяють проводити зміни технології виробництва і перестановки виробничо-технологічного обладнання в цехах без істотної зміни електричних мереж.

Вибір перетинів магістралей в цехах з рівномірно розподіленим навантаженням електроприймачів може бути виконаний за питомою щільності навантаження цеху.

Це дозволяє виконати електричну частину проекту без вичерпних вихідних даних і не позначається на схемі електропостачання при можливих надалі зміни в розміщенні технологічного устаткування.

При схемі блок-трансформатор - магістраль на КТП встановлюється лише один вихідний автоматичний вимикач, а при двотрансформаторних підстанціях передбачається перемичка з автоматичним вимикачем для взаємного резервування.



Мал.4. Приклад магістральної схеми розподілу електроенергії в мережах до 1 кВ при однотрансформаторних підстанціях.

У живильних мережах основне застосування знаходять магістралі на струми 1600 і 2500 А. Магістралі на струми до 1000 А і на 4000 А застосовуються рідше. Головні живлять магістралі, як правило, виконуються у вигляді закритих комплектних шинопроводів типу ШМА.

Втрати напруги в магістралях повинні бути не більше 5%. Виходячи з цього довжина шинопроводів ШМА при номінальній їх навантаженні і коефіцієнті потужності 0,7-0,8 не повинна перевищувати 220 м на струм 1600 А, 180 м на ток 2500 А і 130 м на ток 4000 А. У разі живлення від шинопроводів силових і освітлювальних навантажень граничні довжини шинопроводів повинні бути знижені приблизно в 2 рази. Протяжність магістралей можна значно збільшити при паралельній роботі трансформаторів на стороні 0,4-0,69 кВ, при цьому на стороні низької напруги підвищиться потужність короткого замикання, що важливо при наявності низьковольтних електроприймачів, що негативно впливають на якість електроенергії (зварювання, вентильні перетворювачі та ін .).

Поряд з розглянутими схемами блок-трансформатор - магістраль застосовуються схеми з декількома (двома-трьома) магістралями, приєднаними до одного цехового трансформатора. У цих випадках на цехової КТП встановлюються один ввідний автоматичний вимикач і кілька (за кількістю магістралей) лінійних. Такі схеми застосовуються у великих цехах з трансформаторами потужністю 2500 і 1600 кВ * А і великим числом електроприймачів. При цій схемі аварії на одній магістралі зона простою менше, ніж при блокової схемою.

Застосовується також змішана схема за наявності на цехової підстанції однієї - двох магістралей і кількох ліній, що відходять, як правило, невеликої потужності.

Розподільні цехові мережі можуть бути виконані по магістральних або радіальним схемами.

Магістральні схеми доцільно виконувати за допомогою розподільних комплектних шинопроводів серії ШРА на струми до 600 А.

Розподільні шинопроводи застосовуються в першу чергу для живлення електроприймачів цехів з мінливих технологією, періодично оновлюється парк верстатів і т.п. при рядном розташуванні обладнання. Проводку до механізму від шинопроводу виконують звичайно відкритим способом. Розподільні шинопроводи рекомендується застосовувати з відгалужувальними коробками, обладнаними запобіжниками.

Розподільні шинопроводи приєднують до головних магістралях (рис. 2.4) або збірних шин цехової підстанції. Для зручності експлуатації розподільні шинопроводи встановлюються, як правило, на висоті 2,5 -3 м від підлоги цеху.

Радіальні схеми внутрішньо цехових живильних мереж застосовують, коли неможливе виконання магістральних схем за умовами територіального розміщення електричних навантажень, а також за умовами середовища.

При радіальних схемах на цехових підстанціях передбачаються розподільні пристрої до 1 кВ (комплектні розподільчі пристрої, збірки, щити і т.д.), від яких відходить значне число ліній, які живлять розподільні пункти або електроприймачі великої і середньої потужності (рис. 5). Схема вимагає установки на підстанціях великого числа комутаційних апаратів і значної витрати кабелів. Схема позбавлена ??гнучкості, притаманної магістральним схемами. Навіть невеликі зміни в розташуванні технологічного обладнання та потужності електроприймачів можуть викликати необхідність переробки існуючої мережі. Тому область застосування радіальних цехових мереж обмежена. Вони рекомендуються в цехах з вибухонебезпечним середовищем або в виробництвах з хімічно активної чи пожежонебезпечним середовищем. Радіальні розподільні мережі виконуються в основному із застосуванням розподільних пунктів або щитів і шаф станцій управління.

Мал. 5. Приклад радіальної схеми розподілу електроенергіїв мережах до 1 кВ.

Вибираємо змішану схему електропостачання: від головної живильної магістралі ШМА йде відгалуження на ШРА1, ШРА2, ШРА3; РП1 живиться від ШРА2. Від РП1 харчуються обладнання № 8,14,19,20; від ШРА1 харчуються установки № 22-30; від ШРА2 харчуються установки № 9-21; від ШРА3 харчуються установки № 1-7

Згідно з додатком 1 отримали, що максимальне навантаження на трансформатор становить 1544,02 кВА. Виходячи з цієї цифри і вибираємо трансформатор ТМ3-250/10. Виходячи з того, що споживачі належать до II категорії надійності, то трансформаторна підстанція виконує на базі одного трансформатора без резервного перемикання на іншу живильну лінію. У сучасних умовах проектування необхідно враховувати, що перевага віддається комплектному устаткуванню. На підприємствах промисловості широко застосовують комплектні трансформаторні підстанції, які виготовляють для внутрішнього (КТП) і зовнішньої (КТПН) установок. Так як усередині відділення вільного місця для установки підстанції недостатньо, то доцільніше застосування КТПН. В результаті вибираємо ТМ3-250/10.

Розрахуємо коефіцієнти запасу:

Кз===0,62

Параметри трансформатора:

Рхх=3750 кВт,

Рк=24000 кВт,

uк=6%

iхх=0,8%

1.4 Вибір перерізу проводів і кабелів низької напруги

Правила встановлення електрообладнання рекомендують для визначення розрахункового економічного перерізу S метод економічної щільності струму.

S=Iм.р./jэк,

де S - економічний перетин дроту, мм²;

Iм.р. максимальний розрахунковий струм в лінії при нормальному режимі роботи, А;

jэк економічна щільність струму, А/мм², приймаємо для алюмінієвого проводу 1,9

Iм.р.=

Таблиця 3

Розраховуємо струми для всього обладнання:

Таблиця 4

Крім того необхідно підібрати кабелі що з'єднують розподільні пункти РП1 з шинопроводом. У додатку 1 розрахована загальне навантаження на РП1 S = 40,62 кВА, знаходимо граничний допустимий струм на РП1.

Iм.р._рп1= ==61,7 А

Sек._РП1=61,7/1,9=32,4 мм²

Вибираємо провід для РП1 перетином S = 25 мм2, максимально-допустимим струмом I = 70 А.

Вибираємо перетин шинопровода. Потужність складає 206,02 кВА

Iм.р._ШМА= ==334,8 А

Sек_ШМА=334,8/1,9=176,19 мм²

Вибираємо алюмінієвий прямокутний шинопровід, розміри шини 30х4 S = 120 мм2, допустимий струм 365 А. Приєднання до РУНН через алюмінієві дроти перетином 120 мм 2, Iдоп = 365 А.

Вибираємо перетин Радіальних шинопроводів ШРА1, ШРА2 і ШРА3. Потужність ШРА1 становить 22,30 кВА, ШРА2 - 85,56 кВА, ШРА3 - 113,5 кВА

Iм.р._ШРА1==33,88 А

Sек_ШРА1=33,88/1,9=17,8 мм²

Iм.р. _ШРА2==130А

Sек_ШРА2=130/1,9=68,42 мм²

Iм.р. _ШРА3==172,4 А

Sек_ШРА3=172,4/1,9=90,76 мм²

Вибираємо для ШРА1, ШРА2 і ШРА3 Круглі алюмінієві шини d = 8 мм 2, Iдоп = 180 А.



1.5 Розрахунок і вибір компенсуючи пристроїв

Одним з важливих питань, що вирішуються при проектуванні та експлуатації систем електропостачання промислових підприємств, є питання про компенсацію реактивної потужності.

Передача реактивної потужності з енергосистеми до споживача нераціональна з тієї причини, що при передачі реактивної потужності виникають додаткові втрати активної потужності і енергії у всіх елементах системи електропостачання, обумовлені їх завантаженням реактивної потужністю.

Компенсація реактивної потужності є одним з основних напрямків щодо зниження втрат електроенергії.

До мереж напругою до 1 кВ на промислових підприємствах підключається велика частина споживачів реактивної потужності. Коефіцієнт потужності навантаження ПН зазвичай не перевищує 0,8. Мережі напругою 380 В електрично більш віддалені від джерел живлення, тому передача реактивної потужності в мережу ПН потребує збільшення перерізу проводів та кабелів, підвищення потужності силових трансформаторів і супроводжується втратами активної і реактивної потужностей. Витрати, обумовлені перерахованими факторами, можна зменшити або навіть усунути, якщо здійснити КРМ безпосередньо в мережі ПН.

Джерелами реактивної потужності в мережі НН є синхронні двигуни напругою 380 В і конденсаторні батареї. Відсутня частина (некомпенсована реактивне навантаження ПН) покривається перетіканням реактивної потужності з мережі ВН.

Розрахунок пропускної здатності трансформаторівРозрахунок пропускної здатності трансформаторів виробляємо за формулою:

ф-ла 2.244 стр. 397 [3]

де N - кількість трансформаторів;

k_з - коефіцієнт завантаження;

Р_р- розрахункова активне навантаження,

Розрахунок потужності конденсаторної батареї, яку необхідно встановити на стороні 0,4 кВ для того, щоб виробити відсутню кількість реактивної потужності, здійснюється за формулою:

ф-ла 2.245 стр.397 [3]

де Q_кку - потужність конденсаторної установки;

Q_расч.ц. - розрахункове значення реактивної потужності цеху;

Q_тр. - значення реактивної потужності, що пропускається трансформатором.

Сумарна реактивна навантаження цеху Q_ц=529,16, тоді:

Так як Q_кку< 0, то установка конденсаторних батарей на стороні 0,4 кВ не потребується.

1.6 Вибір перерізу проводів повітряних і кабельних ліній високої напруги

Вибір напруги основується на порівнянні техніко - економічних показників різних варіантів.

Напругу 10 кВ необхідно використовувати для внутрішньозаводського розподілу електроенергія:

а).на підприємствах з потужними двигунами, які живляться від мережі 10 кВ;

б). на підприємствах невеликої і середньої потужності при відсутності або незначному числі двигунів на 10 кВ.

Напругу 10 кВ застосовують при наявності електрообладнання на 6 кВ і техніко - економічним показникам при виборі величини напруги. Приймають два варіанти напруги для живлення цеху кабелем 6 і 10 кВ від головної підстанції підприємства довжиною L км.

Визначають розрахунковий струм кабельних ліній 6 і10 кВ:

;

де, - розрахункова повна потужність цеху на шинах напругою більше 1000 В.

Uн - номінальна напруга.

По розрахунковому струмові по табл. 26 Л-5 вибирають переріз три жильного алюмінієвого кабелю з паперовою ізоляцією в свинцевій або алюмінієвій оболонці типу ААБ на напругу 6 і10 кВ з умови:

Перевіряють розрахунок кабельної лінії напругою 10 кВ на втрату напруги з врахуванням індуктивних опорів.

1.7 Розрахунок струмів короткого замикання

Відповідно до рекомендацій ПУЕ за розрахунком струмів короткого замикання зробимо розрахунок струмів КЗ для найбільш навантажених і віддалених ЕП, на лініях ТП-ШМА-ШРА2-РП1-8, ТП ШМА-ШРА3-22, ТП-ШМА-ШРА3-24

Розрахунок струмів однофазного КЗ:

Для трансформатора потужністю 250 кВА значення опорів:

Rт⁽¹⁾=1,92 м Ом

Хт⁽¹⁾=10,38 м Ом

Zт⁽¹⁾=10,56 м Ом

Перехідні опори: приєднання до ШМА Rст=15 м Ом

приєднання до ШРА2,3 Rст=20 м Ом

1. Розрахуємо струми КЗ в системі ТП-ШМА-ШРА2-РП1-8

Rн1=Rт +Rпшма+Rст1=1,92+4,8+15=21,72 м Ом

Хн1=Хт+Хпшма=10,38+5,44=15,82 м Ом

Zн1=26,9 мОм

Rн2=Rн1+ Rпшра+Rст2=21,72+11,88=33,6 м Ом

Хн2=Хн1+Хпшра=15,82+11,88=27,7 м Ом

Zн2=43,5 м Ом

Rн3=Rн2+ Rкл1+Rст3=33,6+10+25=68,6 м Ом

Хн3=Хн2+Хкл1=27,7+0,72=28,42 м Ом

Zн3=74,3 м Ом

Rн4=Rн3+ Rкл2 =68,6+19,5=88,1 м Ом

Хн4=Хн3+Хкл2=28,42+0,95=29,37 м Ом

Zн4=92,8 м Ом

I_к1⁽¹⁾=Uкф/(Zн1+Zт/3)=230(26,9+10,56/3)=7,56 кА

I_к2⁽¹⁾=Uкф/(Zн2+Zт/3)=220(43,5+10,56/3)=4,89 кА

I_к3⁽¹⁾=Uкф/(Zн3+Zт/3)=220(74,3+10,56/3)=2,95 кА

I_к4⁽¹⁾=Uкф/(Zн4+Zт/3)=220(92,8+10,56/3)=2,28 кА

1. Токи КЗ в системе ТП-ШМА- ШРА3-22

Rн1=Rт +Rпшма+Rст1=1,92+8,4+15=25,32 м Ом

Хн1=Хт+Хпшма=10,38+9,5=19,88мОм

Zн1=32,2 м Ом

Rн2=Rн1+ Rпшра+Rст2=32,2+8,36+20=60,56 м Ом

Хн2=Хн1+Хпшра=19,88+8,36=28,24 м Ом

Zн2=66,82 м Ом

Rн3=Rн2+ Rкл=60,56+6,24=66,8 м Ом

Хн3=Хн2+Хкл=28,24+0,22=28,44 м Ом

Zн3=72,6 м Ом

I_к1⁽¹⁾=Uкф/(Zн1+Zт/3)=230(32,2+10,56/3)=6,44 кА

I_к2⁽¹⁾=Uкф/(Zн2+Zт/3)=220(66,82+10,56/3)=3,12 кА

I_к3⁽¹⁾=Uкф/(Zн3+Zт/3)=220(72,6+10,56/3)=2,89 кА

2. Токи КЗ в системе ТП-ШМА- ШРА3-24

Rн1=Rт +Rпшма+Rст1=1,92+8,4+15=25,32м Ом

Хн1=Хт+Хпшма=10,38+9,5=19,88м Ом

Zн1=32,2 м Ом

Rн2=Rн1+ Rст2=3225,32+20=45,32м Ом

Хн2=Хн1 =19,88 м Ом

Zн2=49,5м Ом

Rн3=Rн2+ Rкл=45,32+3,9=49,22м Ом

Хн3=Хн2+Хкл=19,88+0,2=20м Ом

Zн3=53,13 м Ом

I_к1⁽¹⁾=Uкф/(Zн1+Zт/3)=230(32,2+10,56/3)=6,44 кА

I_к2⁽¹⁾=Uкф/(Zн2+Zт/3)=220(49,5+10,56/3)=4,15 кА

I_к3⁽¹⁾=Uкф/(Zн3+Zт/3)=220(20+10,56/3)=3,8 кА

Схема заміщення

1.8 Вибір і перевірка апаратів електрообладнання трансформаторних підстанцій

Струмоведучі частини (шини, кабелі)і всі види апаратів (вимикачі, розєднувачі, запобіжники, вимірювальні трансформатори)для електроустановок, повинні вибиратись у відповідності з обчисленими максимальними розрахунковими величинами (струмами, напругами, потужностями, відключення)для нормального режиму і режиму короткого замикання. Для правильного вибору порівнюють вказані розрахункові величини з допустимими значеннями для струмоведучих частин і високовольтного обладнання.

1.9 Складання схеми внутрішньо-цехового електропостачання і розрахунок низьковольтних мереж з врахуванням захисту

Систем електропостачання підприємства складається з джерел живлення і ліній електропередачі, здійснюють подачу електроенергії до підприємства, знижувальних, розподільних і перетворювальних підстанцій, і пов'язують їх кабелів і повітряних ліній, а також струмопроводів, що забезпечують на необхідному напрузі підвід електроенергії до її споживачам.

Вимоги, що пред'являються до електропостачання підприємств в основному залежать від споживаної ними потужності і характеру електричних навантажень, особливостей технології виробництва, кліматичних умов, забрудненості навколишнього середовища та інших факторів.

Цехові мережі розподілу електроенергії повинні:

* забезпечувати необхідну надійність електропостачання приймачів електроенергії в залежності від їх категорії;

* бути зручними і безпечними в експлуатації;

* мати оптимальні техніко-економічні показники;

* мати конструктивне виконання, що забезпечує застосування індустріальних і швидкісних методів монтажу.

До всього електроустаткування і живильної мережі пред'являються такі вимоги:

* надійна і безперебійна робота всього електрообладнання КТП і всього цеху, електричних мереж і систем в цілому,

* забезпечення необхідної якості відпускається споживачам електроенергії.

* якісна робота всіх електроприймачів в цеху.

Основними джерелами електропостачання промислових підприємств є енергосистеми. Для підвищення ефективності системи електропостачання та економії електроенергії при її проектуванні слід прагнути до скорочення числа ступенів трансформації, підвищенню напруги живильної мережі, впровадження підстанцій без вимикачів з мінімальною кількістю обладнання, застосування магістральних ліній і струмопроводів. Якщо при взаємному розташуванні виробництв і споживаної ними потужності оптимальне число знижувальних підстанцій 35 ... 220/6 ... 10 кВ виявляється більше одиниці, то по території підприємства слід прокласти повітряну лінію (ПЛ) або кабельну вставку з відгалуженнями до підстанцій глибокого вводу (ПГВ), які розташовують у центрах навантажень груп цехів, територіально відокремлених на даному підприємстві. При цьому розподільні пристрої напруги 6 ... 10 кВ ПГВ використовують як розподільних пунктів (РП) цехів.

Напруга кожної ланки системи електропостачання потрібно вибирати з урахуванням напруги суміжних ланок.

Вибір напруги живильної мережі проводять на підставі техніко-економічних порівнянь варіантів у випадках, коли:

- можливість отримання енергії від джерела живлення при двох і більше напружених;

- підприємство з великою споживаною потужністю потребує споруді або значному розширенні існуючих районних підстанцій, електростанцій або спорудження власної електростанції;

- мається зв'язок електростанцій підприємств з районними мережами.

Перевагу віддають варіанту з більш високою напругою, навіть при економічних перевагах варіанту з нижчим з порівнюваних напруг у межах до 5 ... 10% за наведеними витратами.

На перших щаблях розподілу енергії для харчування великих підприємств застосовують напруги 110, 220 і 330 кВ.

Напруга 10 кВ застосовують для часткового внутрішньозаводського розподілу електроенергії при:

- наявності великих електроприймачів на напрузі 10 кВ;наявності віддалених навантажень та інших умов, що вимагають для живлення споживачів підвищеної напруги;

- схемою глибокого вводу для живлення групи підстанцій 10/0, 4 ... 0,66 кВ малої і середньої потужності.

Виходячи з цього і за умовою завдання по повітряній лінії живлення напругою 10 кВ.

Все обладнання систему має бути надійно захищене від струмів короткого замикання. Захист може бути виконана у вигляді запобіжника з плавкою вставкою або автоматичного вимикача. Розрахуємо струми кожної установки і проведемо вибір автоматичних вимикачів виходячи з умови, що Iн.а Iн.р,

Iд=

За розрахунками, наведеними в таблиці 5, виробляємо вибір апаратури захисту і магнітних пускачів:

Токарно-револьверний багатоцільовий верстат - ПМЕ-212 Iн=25А

Кран-балка - ПМЕ-112 Iн=10А

Токарний верстат з ЧПК - ПМЕ-112 Iн = 10А

Сверільні-фрезерний верстат - ПМЕ-112 Iн = 10А

Токарний верстат з ЧПК підвищеної точності - ПМЕ-112 Iн = 10А

Координатно-Сверільний горизонтальний верстат - ПМЕ-212 Iн = 25А

Стругальний верстат - ПМЕ-112 Iн = 10А

Шліфувальний верстат - ПМЕ-112 Iн = 10А

Токарський багатоцільовий прутково-патронний модуль - ПМЕ-212 Iн = 25А

Токарний вертикальний напівавтомат з ЧПУ - ПМЕ-411 Iн = 63А

Координатно-Сверільний вертикальний верстат - ПМЕ-212 Iн = 25А

Автоматичні вимикачі вибираються з умови Iн.а Iуст

Приймемо для трифазного навантаження захист за допомогою автоматичних вимикачів. т.к. вони спрацюють при однофазному к.з.

Для однофазного навантаження захист виконується за допомогою запобіжника з плавкою вставкою:

Кондиціонер ПР2; Iн=60 А; Iоткл=5,5 кА;

Нождачний верстат ПР2; Iн=15 А; Iоткл=1,2 кА;

Крім того всі з'єднання ШРА, РП з ШМА також повинні бути захищені від короткого замикання за допомогою автоматичних вимикачів.

При розрахунку навантаження ми розраховували максимальний струм на ШРА1, ШРА2, ШРА3, РП1.

IмРП1=61,7 А

IмШРА1=33,88 А

IмШРА2=130 А

IмШРА3=172,4 А

Таким чином вибираємо для:

РП1 АЕ-2046 Iн.а=63 А; Iн.р=63 А; Iотк.=6 кА

ШРА1 А-3163 Iн.а=50 А; Iн.р=50 А; Iотк.=2 кА

ШРА2 А-3714Б Iн.а=160 А; Iн.р=160 А; Iотк.=18 кА

ШРА3 А-31134 Iн.а=200 А; Iн.р=200 А; Iотк.=19 кА

Для приєднання ШМА до трансформатора також необхідно вибрати автоматичний вимикач, виходячи з умови, що Iм=335 А

Вибираємо Автоматичний вимикач серії А-3734Б Iном=350 А,Iуст=350 А, Iотк.=19 кА

Враховуючи розраховані струми КЗ вибираємо повітряні вимикачі для наступних ЕП за умовою Iн.а Iуст:

Токарно-револьверний багатоцільовий верстат - АЕ 2050М Iн=16А

Кран-балка - АЕ 2050М Iн=16А

Токарний верстат з ЧПК - АЕ 2050М Iн = 16А

Сверільно-фрезерний верстат - АЕ 2050М Iн = 16А

Токарний верстат з ЧПК підвищеної точності - АЕ 2050М Iн = 16А

Координатно-Сверільний горизонтальний верстат - АЕ 2050М Iн = 16А

Стругальний верстат - АЕ 2050М Iн = 16А

Шліфувальний верстат - АЕ 2050М Iн = 16А

Токарський багатоцільовий прутково-патронний модуль - АЕ 2050М Iн = 31А

Токарний вертикальний напівавтомат з ЧПУ - АЕ 2050М Iн = 63А

Координатно-Сверільний вертикальний верстат - АЕ 2050М Iн = 16А

Таблиця.1.9

1.10 Автоматизація в системах електропостачання промислових підприємств

Автоматизовані системи управління електропостачанням

Комплекс технічних засобів АСУ дозволяє забезпечити виконання вимірювань контрольованих величин, контроль стану елементів мережі, виконання оцінних і оптимізаційних розрахунків. Інформація з датчиків об'єкту управління через пристрої телемеханіки (УТМ) поступає на групу ЕОМ. Частина інформації приймається по телефонах, вводиться вручну з дисплея оператора. Після обробки вона видається на дисплей операторів центрального диспетчерського пункту (ЦДП) і на його головний пульт управління (гпу). Інша частина інформації збирається вручну або виходить з первинних документів, поступає в ЕОМ через пристрої підготовки даних. В цих пристроях здійснюється перенесення інформації з первинного документа на носії.

Видавана ЕОМ інформація приймається (перевіряється і візується), сортується за призначенням і після розмноження передається для користування персоналу енергосистем (вторинні документи). Одночасно з допомогою ЕОМ організовується архів на машинних носіях.

Використовування АСУ для визначення фактичних норм елекроспоживання.

Аналіз виконання встановлених норм доцільно проводити щомісячно.

Це пов'язано з періодичністю планування і обліку, а також для нормування електроспоживання.

Комплект технічних засобів автоматичного контролю призначений для побудови (технічних засобів) автоматизованого контролю за допомогою моделей, з'єднаних інформаційною мережею.

2. Аналіз задачі автоматизованого управління електропостачанням на підприємстві

У даний час в цілях економії засобів, що йдуть на покриття витрати за споживану електроенергію на підприємстві необхідний облік електроенергії. Здійснюється розрахунковий (комерційний) і технічний облік спожитої електроенергії. Система обліку залежить від схеми електропостачання підприємства, характеру електроприймачів і схеми комутації.

Облік активної енергії повинен забезпечувати визначення кількості активної енергії, одержаної від електрозабезпечуючої організації для виробництва внутрізаводського міжцехового розрахунку і контролю питомих норм витрати електроенергії на одиницю продукції.

Облік реактивної електроенергії повинен забезпечувати можливість визначення кількості реактивної електроенергії, одержаної підприємством від електрозабезпечуючої організації або переданої їй тільки в тому випадку, якщо цим даним проводиться розрахунок або контроль дотримання заданого режиму роботи компенсуючих установок.

У системі комерційного і технічного обліку електроспоживання, а також в системі оперативного управління використовується автоматизована система комерційного обліку і контролю енергоспоживання (АСУЕ).

АСУЕ призначена для обліку спожитої електроенергії підприємством, розрахунку параметрів електроспоживання, оперативного їх контролю (відключення параметрів від їх оптимальних, планових або імітованих значень), видача рекомендацій для оперативного управління електроспоживання підприємства в години максимуму навантажень енергосистеми.

АСУЕ застосовують на електростанціях і в системі електропостачання підприємств з великою споживчою потужністю. Основною гідністю обчислювальних машин перед системами з релейним управлінням і захистом є великий об'єм виконуваної ними інформації в поєднанні з швидкодією. Це особливо важливо для аналізу аварій які виникли і вибору вимикачів, що відключаються.

3 САПР в системах електропостачання

Автоматизация проектування невід'ємна составна науково технічного прогрессу. Проектування промислових об'ектів без автоматизації потребуе великих витрат людиногодин проектуючого персоналу. Проекти найбільш складних об'єктів, до яких перш за все відносятся великі інтегральні схеми (ВІС) та обчисювальні системи, складаються з обов'язковим використанням автоматизованого проектування.

Процес автоматизованого проектування зводиться до рішення послідовності задач прийнятною в режимі взаємодії людини і ЕОМ.

Комплекс правил і вказівок, що забезпечують єдину систему проектних дій, незалежно від конкретної специфіки постановки задачі проектування, тобто конкретних чисельних і якісних характеристик, певної вимоги даного виробничого процесу, постачання електричною енергією.

4 Програма вибору потужності трансформатора

Початкові дані:

добовий графік навантаження,виконаний в табличному вигляді;

стандартний ряд потужності трансформаторів 110/10 кВт, промисловістю, що випускається;

Формули, які використовуються у програмі:

Потужність трансформаторів визначаємо по формулі:

МВА

де Sр - розрахункове навантаження , МВА;

Кз - коефіцієнт завантаження трансформатора в нормальному режимі.

де m - число ступенів графіка навантаження до і після Н';

Коефіцієнт перевантаження Кп1' еквівалентного графіка навантаження знаходиться аналогічно. Замість Si береться навантаження більше Sн.т.

1.11 Розрахунок захисного заземлення. підстанції та вибір заземлюючих пристроїв електроустановок

Опір заземлювального пристрою (ЗУ) за ПУЕ, до якого приєднані нейтралі трансформаторів або генераторів, в будь-який час року не повинно перевищувати 4 Ом при лінійному напрузі 380 В. Для ефективності заземлювального пристрою його необхідно розрахувати.

,

де К_сез- коефіцієнт сезонності, що враховує промерзання і просихання грунту, для кліматичної зони Чернівецька область знаходиться в другій кліматичній зоні:

- для вертикальних заземлювачів К_сез=1,7;

- для горизонтальних заземлювачів К_сез=4,0.

Вибираємо питомий опір грунту, за завданням грунт в районі будівлі - супісок. для супісок с_гр=300 Ом*м

В якості вертикальних заземлювачів приймаємо сталевий кутник 75x75x8

Наближено опір одиночного вертикального заземлювача визначається:

; rв=0,3*510=153 Ом*м

Визначаємо розрахункову кількість вертикальних електродів без урахування екранування:

де R_ЗУ -розрахунковий опір заземлюючого пристрою, R_ЗУ=4 Ом.

=38,25

Приймаємо N'_B.P=39 шт.

з урахуванням екранування:

а) а=3м -відстань між вертикальними електродами;

б) L_B=3м - довжина вертикального електрода.

По відношенню a/L_B и N'_B.P визначаємо значення коефіцієнта використання електродів з_в=0,4

;

Приймаємо N_B=98 шт.

Визначаємо загальну довжину горизонтального дроту по (2.33):

; Lп=3*(98-1)=291 м

Визначаємо сточеним значення опорів вертикальних і горизонтальних електродів.

Приймаємо з_в=0,2, з_г=0,1.

Rв===5,2 Ом

=30,14 Ом

Визначаємо загальний опір заземлюючого пристрою (враховуємо, що вертикальні і горизонтальні заземлювачі з'єднані паралельно):

;

так як Rз.у<Rз.у.доп, то даний заземлювальний пристрій буде ефективним, тобто буде забезпечувати необхідні норми безпеки при КЗ



2. Організаційна частина

2.1 Заходи по економії електроенергії

По першій категорії вирішальне значення для раціонального використання електроенергії має правильне нормування і систематичний контроль за її витратою.

В промисловості і в сільському господарстві витрата енергії залежить від деяких змінних факторів, тому норми її повинні бути диференційовані і максимально враховувати особливості технології, рівень електромеханізації, зональні особливості. В зв'язку з тим, що рівень електромеханізації постійно підвищується, норми витрати електроенергії потрібно періодично переглядати, враховуючи фактичне електроспоживання і перспективи електрифікації.

Раціональне використання електроенергії важко організувати без ретельного обліку її витрати, який ще недостатній. Періодична реєстрація показів лічильників на об'єктах дає змогу правильно вжити заходів по усуненню нераціональних втрат електроенергії.

Але тільки обліком і нормуванням відпуску електроенергії неможливо суттєво зменшити споживання.

Потрібно звернути увагу на споживачів електроенергії.

Так з усіх видів приймачів найбільш поширеним є асинхронний електродвигун для приводу різних механізмів. Як показали дослідження, частка електроенергії, яку споживають електродвигуни, становить близько 73%. Тому поліпшення використання асинхронних електродвигунів і режимів їх роботи може дати значну економію електроенергії. Показниками ефективності їх використання є ступінь завантаження і трудомісткість роботи. Відомо, що асинхронні електродвигуни мають найвищі коефіцієнти ККД та потужності при завантаженні на 70-90% від номінальної потужності. Під час роботи з таким навантаженням вони витрачають найменшу кількість електроенергії на виробництво одиниці продукції.

Разом з тим небагато машин забезпечують таке постійне завантаження електродвигунів. У результаті цього і невеликої тривалості роботи протягом року, більшість електродвигунів мають коефіцієнт використання активної потужності від 0,11 до 0,14, тобто використовуються тільки на 20%.

Щоб підвищити економність використання електродвигуна треба дотримуватись таких вимог:

* якщо двигун працює не більше 700 годин на рік, завантаження його повинно бути близько до номінального;

* при тривалості роботи більше 2000 годин на рік, завантаження повинно бути близько 70% від номінального.

Для зменшення невиробничих втрат електроенергії не можна, щоб двигун працював довгий час на холостому ходу. Так як при цьому він споживає з мережі до 30% номінальної потужності. Якщо з'єднати його з вхолосту працюючим агрегатом, то споживана потужність збільшиться до 50-70%.'

Найбільш економічний режим використання двигунів досягається за рахунок автоматизації керування і завантаження машин. Тоді робота двигуна на холостому ходу практично виключена.

Застосування електроенергії в теплових процесах порівняно з іншими енергоносіями дозволяє значно зменшити затрати праці. підвищити її культуру і продуктивність, а також якість продукції шляхом удосконалення технології за рахунок автоматичного регулювання технологічних процесів та зменшення забруднення навколишнього середовища.

...