Вибір елементів електропостачальної мережі ливарного цеху

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вихідні дані для проведення розрахунків

1.1 План і дані електроприймачів ливарного цеху

Вихідні дані:

План розташування обладнання представлений на рисунку 1.1:

Рисунок 1.1 - План розташування обладнання

Дані про електроприймачі ливарного цеху представлені в таблиці 1.1:

Таблиця 1.1 - Дані про електроприймачі ливарного цеху

Номер на плані	Електроприймач	Номінальна потужність, кВт
1,2	Електротермічна піч	19
3-6	Електрозагартівна піч	8
7,8	Індукційна піч	70
9,10	-||-	40
11-14	Електротермічна піч	19
15	Сушильна шафа	8
16,17	Кран-балка,ТВ=25%	18
18-24	Плавильна піч	62
25-27	Ливарна машина	14
28-30	-||-	24
31	Галтувальний барабан	14
32-34	Очисний барабан	12
35-38	Шліфувальний верстат	12
39-42	Вентилятор	10

1.2 Електроприймачі району міста

Електричне навантаження районів міст складається з ЕН житлових будинків і будівель громадського призначення. Дані житлових будинків, що живляться від ТП 4, наведено в таблиці 1.2.

Квартири щодо оснащеності побутовими електроприладами та їх розрахункових навантажень згідно [1] відносяться до першого виду - квартири в будинках масового будівництва, споруджувані із загальною площею від 35 до 95 м² та заявленою потужністю електроприладів до 30 кВт.

До силових ЕП відносяться ліфти з асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором.

Квартири 9-ти поверхових будинків оснащено газовими плитами, а 16-ти поверхових - електроплитами.

Дані громадських будинків, що живляться від ТП 4, наведено в таблиці 1.3.

електроприймач ливарний потужність трансформатор



Таблиця 1.2 - Дані житлових будинків

Номер варіанта	16-ти поверхові будівлі	9-ти поверхові будівлі
	Кількість будинків	Кількість секцій	Кількість квартир	Кількість будинків	Кількість секцій	Кількість квартир
15	5	2	5 x 64	3 4	1 2	3х36 4х74

Таблиця 1.3 - Дані громадських будинків

Номер варіанта	Школа на 2000 уч.	Дитячий садок на 1000 дітей	Поліклініка на 2000 відвідувачів на зміну	Лікарня на 1200 ліжко-місць	Продмаг на 300 м2 торг. зали	Кінотеатр на 1000 місць	Адмін. заклад на 1000 м2	Хімчистка на 100 кг речей
15		+						+

1.3 Характеристика мережі 35 кВ

Визначити річні втрати електричної енергії у лінії 35 кВ і трансформаторах підстанції 35/10 кВ номінальною потужністю , використовуючи метод середніх навантажень.

Скласти баланс річних витрат електричної енергії, зробити висновки відносно похибки, пов'язаної з використанням різних розрахункових методів визначення технічних втрат електричної енергії.

Параметри повітряної лінії 35 кВ (переріз F, мм² та довжина L, км), номінальна потужність та параметри трансформаторів 35/10 кВ наведені у табл. 1.4. Від підстанції 35/10 кВ живляться дві групи споживачів: S₁ та S₂. Споживачі S₁ працюють n₁ діб згідно графіка та n₂ діб за графіком . Відповідно, споживачі S₂ працюють n₁ діб згідно графіка та n₂ діб за графіком . Решта часу (365- n₁- n₂ діб) трансформатори та лінія відключені.

Чотирьохступеневі (тривалість кожної ступені 6 годин) добові графіки навантаження у відносних одиницях та максимальне навантаження кожного споживача наведені у табл. 1.5, табл. 1.6.

Річний відпуск електричної енергії та максимальне річне навантаження ліній і наведені у табл. 1.7

Таблиця 1.4 - Параметри ліній та трансформаторів.

Варіант	Лінія 35 кВ	Трансформатори 35/10 кВ
15	120	25	10	14,5	65	7,5	0,8

Таблиця 1.5 - Навантаження споживачів

Параметри	15
, діб	200
	0,2
	1,0
	0,9
	0,4
, діб	140
	0,3
	0,8
	0,7
	0,5
, МВт	13,0
, Мвар	5,0
, МВтгод	64116
, Мваргод	24660

Таблиця 1.6 - Навантаження споживачів

Параметри	15
, діб	200
	0,5
	1,0
	0,8
	0,6
, діб	140
	0,4
	0,7
	0,9
	0,5
, МВт	12,0
, Мвар	3,5
, МВтгод	66960
, Мваргод	27900

Таблиця 1.7 - Відпуск електроенергії в мережу

Варіанти Параметрів	15
МВтгод	70833
МВт	13,87
Мваргод	37956
Мвар	7,94
МВт год	70833
МВт	13,87
Мваргод	37956
Мвар	7,94



2. Умови проектування

2.1 Коротка характеристика цеху та району міста

Ливарний цех заводу являється самостійним підрозділом в технічному процесі підприємства. Режим роботи цеху - тризмінний. 6800 годин -кількість робочих годин за рік. По степені надійності електропостачання електроприймачі (ЕП) ливарного цеху відносяться до споживачів ІІ - категорії. В склад цеху входять виробничі відділи, допоміжні відділи, склади, службове і побутове приміщення. По охороні праці працюючих в ливарному цеху передбачають: пристрій проточно-витяжної вентиляції; пристрій місцевих підсосів і обладнання, виділяючий шкідливі гази і пил.

Електричне навантаження районів міст складається з ЕН житлових будинків і будівель громадського призначення. Квартири щодо оснащеності побутовими електроприладами та їх розрахункових навантажень відносяться до першого виду - квартири в будинках масового будівництва, споруджувані із загальною площею від 35 до 95 м² та заявленою потужністю електроприладів до 30 кВт. До силових ЕП відносяться ліфти з асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором. Квартири 9-ти поверхових будинків оснащено газовими плитами, а 16-ти поверхових - електроплитами.

2.2 Характеристика електроприймачів

Дані по електроприймачам наведені в таблиці 1.1. Електроприймачі цеху можна розбити на дві групи:

1. Головні - печі (електротермічна, електрозагартівна, індукційна, плавильна, ливарна), сушильна шафа, галтувальний барабан, очисний барабан, шліфувальний верстат.

2. Допоміжні - вентилятор, кран балка.

Всі електроприймачі працюють на трьохфазному змінному струмі промислової частоти 50 Гц і напрузі 380 В.

2.3 Характеристика джерела живлення

Джерелом живлення є РП-10кВ ГПП розташований в прилеглому цеху і віддалений на відстані 100 м. Внутрішньо цехова мережа виконана за радіальною схемою. ТП цеха живиться від РП високовольтним кабелем РП-10 кВ має дві секції збірних шин, котрі можливо розглядати як незалежні джерела живлення.



3. Електрична частина

3.1 Розрахунок електропостачальної системи цеху

3.1.1 Розрахунок електричних навантажень методом розрахункових коефіцієнтів

Загальні відомості

Метод розрахункових коефіцієнтів, котрий базується на методі упорядкованих діаграм, дає можливість більш точно враховувати формування середніх значень електричних навантажень на високих ступенях електропостачання і тим самим усунути збільшення розрахункових навантажень.

Визначення величин обчислюємо за формулами:

;

.

Замість максимальних навантажень визначаються безпосередньо розрахункові значення ЕН за формулами:

;

;

Розрахунковий коефіцієнт потужності K_р знаходять в залежності від значень ефективного числа електроприймачів () та коефіцієнта використання ().

Розрахунок навантажень проводимо в табличній формі. Данні приведені в таблиці 3.1.

Розраховуємо номінальну потужність групи ЕП:

,

де - номінальна потужність одного ЕП, кВт:

n - кількість ЕП, шт.

Тоді для електротермічної печі маємо:

кВт.

Для кожного ЕП по таблиці 15 [7] вибираємо коефіцієнти використання та коефіцієнти потужності , результати зводимо в таблицю 3.1.

Знаючи та можемо розрахувати проміжне активне навантаження , що визначається:

.

Тоді для електротермічної печі маємо:

Знаходимо проміжне реактивне навантаження :

.

Тоді для електротермічної печі маємо:

квар.

Ведемо розрахунок для СП1.

Груповий коефіцієнт використання ЕП вузла або цеху підраховується за виразом:

Ефективна кількість ЕП визначається за виразом

,

де - сумарна номінальна потужність всіх споживачів

.

Приймаємо шт.

По таблиці 2.1 [1] знаходимо значення коефіцієнту розрахункового навантаження (), в залежності від значень ефективного числа електроприймачів () та коефіцієнта використання (), отримаємо:

при , .

Обчислимо розрахункову активну та реактивну потужності:

Маємо:

Обчислимо повну розрахункову потужність:

;

Для інших СП цеху розрахунки проводяться аналогічно. Дані розрахунків наведено в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1. - - Визначення розрахункових електричних навантажень силових ЕП напругою 0,38 кВ методом розрахункових коефіцієнтів

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.1.2 Розрахунок навантаження освітлювальних установок

Визначення розрахункових навантажень освітлювальних установок, як правило, передують розрахунки електричного освітлення проектованого цеху, яке поділяють на робоче та аварійне.

Для розрахунку освітлення в ливарному цеху використаємо метод коефіцієнта використання. Для цього використаємо рисунок 3.1 на якому представлені розміри цеху.

Рисунок 3.1 - Розміри цеху

Потрібний потік ламп в кожнім світильнику знаходиться з формули:

,



де - коефіцієнт запасу;

- мінімальна освітленість, ;

- площа, приміщення, що освітлюється, ;

- коефіцієнт нерівномірності освітленості;

- коефіцієнт використання світлового потоку - відношення світлового потоку, який падає на робочу поверхню, до світлового потоку світильників.

Коефіцієнт використання з залежить від типу світильника, коефіцієнтів відбиття стін , стелі , робочої поверхні , та від показника приміщення , який враховує співвідношення розмірів приміщення. Приймаємо:

Згідно [1] , [2] та вище приведених формул, визначаємо:

Коефіцієнт запасу .

Мінімальна освітленість лк.

Коефіцієнт нерівномірності .

Площа приміщення:

;

м².

Визначимо показник, який враховує співвідношення розмірів приміщення (індекс приміщення):

;

h=H-h_p-h_c,

де Н = 16м - висота приміщення цеху;

h_p = 0,8м - висота розрахункової поверхні над підлогою згідно норм[2];

h_c = 0,2м - відстань світильників від перекриття.

h = 16 - 0.8 - 0.2 =15м.

Тоді:

;

Визначимо світловий потік однієї лампи, необхідний для забезпечення заданої мінімальної освітленості, лм:

,

де Е_min - нормоване значення освітленості, лк;

F - площа приміщення, яке освітлюється, м²;

n - кількість установлених світильників;

K_з - коефіцієнт запасу;

z - коефіцієнт мінімальної освітленості.

Нормоване значення освітленості при загальному освітлені для ливарного цеху дорівнює 200 лк (по таблиці 56.20 [3]). По таблиці 56.28 [3] вибираємо рекомендоване відношення l / Н_р = 0,8 - 1,2 (де l - відстань між світильниками), коефіцієнт мінімальної освітленості вибираємо по таблиці 56.30 [3], маємо z = 1,15. По таблиці 56.23 [3] для ливарного цеху вибираємо значення коефіцієнту запасу К_з = 1,8.

Вибираємо лампи ДРЛ-700(12)-3.

Напруга В;

Потужність Вт;

Світовий потік 41000 Лм;

Час горіння 20000 год;

Тип цоколя: Е40.

Тоді світловий потік:

лм.

Кількість світильників :

Використовуємо ПРА 1K700ДРЛ44-002УХЛ1

Потужність ламп Вт,

Струм А,

не менше 0,85,

Тоді не менше 0.62.

Визначаємо активну потужність освітлювального навантаження при коефіцієнті попиту:

;

кВт.

Визначаємо реактивну потужність освітлювального навантаження:

;



квар.

Розрахунок аварійного освітлення:

Світильники аварійного освітлення розмістимо рівномірно по всій площі приміщення, значення освітленості при аварійному освітлені для ливарного цеху рекомендується брати 5 % від норми робочого освітлення, але не менш як 5 та не більше 30 лк. Для освітлення використаємо лампи розжарення Б 215-225

;

кВт.

Розрахуємо повне освітлювальне навантаження:

;

;

кВт;

кВА.

3.1.3 Розрахунок сумарного електричного навантаження всього цеху

Для розрахунку сумарного розрахункового навантаження по всьому цеху використаємо дані методу розрахункових коефіцієнтів.

Визначимо сумарне активне навантаження по всьому цеху:

;



кВт.

Визначимо сумарне реактивне навантаження по всьому цеху:

;

квар.

Визначимо сумарне повне навантаження по всьому цеху:

;

кВА.

Втрати потужності в трансформаторі обчислимо за допомогою приблизних формул:

;

.

Одержимо:

кВт;

квар.

Зведемо отримані значення в таблицю 3.2.

Таблиця 3.2 - Розрахункові навантаження по цеху

Вид електричного навантаження	Розрахункові електричні навантаження
	Р, кВт	Q, квар	S, кВА
Силове навантаження	619,6	384,712	729,32
Освітлювальне навантаження	179,928	128,52	221,114
Втрати в трансформаторі	19,001	95,008	96,889
Всього	818,529	608,24	1019,777

3.1.4 Визначення центру навантажень цеху

Визначимо центр навантажень цеха. Розрахунки наведемо в табл. 3.3.

X_ун= м;

Y_ун= м.

При даному розташуванні КТП будемо заважати технологічному процесу, при цьому виносимо її за прибудову цеха в спеціально пристроєну до зовнішньої сторони цеха.

Будуємо картограму навантажень цього цеху. Для побудови необхідно знайти радіус кола та кут, що пропорційний освітлювальному навантаженню.

де Р_МУ - сумарне максимальне навантаження цеху, кВт;

Р_МО - максимальне освітлювальне навантаження;

k - коефіцієнт пропорційності, підбирається в залежності від масштабу.

см;



Таблиця 3.3- Розрахунок центра навантажень цеха

Номер на плані	Номінальна потужність кВт	Xi	Yi	PнXi	PнYi
1	19	9	83	171	1577
2	19	9	68	171	1292
3	8	9	52	72	416
4	8	9	40	72	320
5	8	9	28	72	224
6	8	9	16	72	128
7	70	31,5	75	2205	5250
8	70	51	75	3570	5250
9	40	31,5	34	1260	1360
10	40	51	34	2040	1360
11	19	31,5	96,5	598,5	1833,5
12	19	51	96,5	969	1833,5
13	19	31,5	14	598,5	266
14	19	51	14	969	266
15	8	41	22	328	176
16	18	70	85	1260	1530
17	18	70	25	1260	450
18	62	83	94	5146	5828
19	62	108	94	6696	5828
20	62	130	94	8060	5828
21	62	83	16	5146	992
23	62	108	16	6696	992
24	62	130	16	8060	992
25	14	96	94	1344	1316
26	14	116	94	1624	1316
27	14	142	94	1988	1316
28	24	96	16	2304	384
29	24	116	16	2784	384
30	24	142	16	3408	384
31	14	105	31	1470	434
32	12	86	40	1032	480
33	12	100	40	1200	480
34	12	131	40	1572	480
35	12	151	94	1812	1128
36	12	151	70	1812	840
37	12	151	40	1812	480
38	12	151	16	1812	192
39	10	35	113,5	350	1135
40	10	122,5	113,5	1225	1135
41	10	35	-3,5	350	-35
42	10	122,5	-3,5	1225	-35
Всього	1034			84616	55806

3.1.5 Вибір економічної потужності та числа цехових трансформаторів

Приймаємо до уваги, що трансформаторна підстанція даного цеха буде здійснювати питання споживачів сусіднього цеху максимальна потужність яких:

; кВт;

; квар.

Тоді загальне навантаження буде складати:

; кВт;

_; квар;

кВА.

Вибираємо варіанти для порівняння виходячи з питомої густини навантаження:

де F₁ та F₂ - площі 1та 2 цехів;

Найбільш економічним, згідно [1] є трансформатори з S_н=1000 кВА.

Виходячи з характеристики цеха в якості варіантів для порівняння приймаємо:

1-двотрансформаторна підстанція з трансформатором S_н=1000 кВА;

2- однотрансформаторна підстанція з трансформатором S_н=1600 кВА;

Мінімальну кількість цехових трансформаторів однакової потужності , що призначені для живлення технологічно зв'язаних навантажень, знаходять за виразом:

де - коефіцієнт завантаження (згідно табл.2.9 [1]);

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

- дробовий доданок до найближчого цілого числа.

Економічно оптимальне число трансформаторів:

n _{тр е}=n_{тр min}+m;

m=f(n_{тр min}, К_з, n_тр) згідно [1]

В обох випадках m=0, тому n _{тр е}=n _{тр min}=2.

Вибираємо трансформатор:

І - ТМ -1000/10 : S_н=1000 кВА ; U₁/U₂=10/0,4 кВ

ДР_х.х=1,9 кВт ; ДР_к.з=12,2 кВт

U_к.з=5,5 % ; I_н.х=1,7 %.

Ціна трансформатора -86600 грн.

IІ -ТМ -1600/10 : S_н=1600 кВА ; U₁/U₂=10/0,4 кВ

ДР_х.х.=3.3 кВт ; ДР_к.з.=16.5 кВт

U_к.з.=5,5 % ; I_х.х.=1,3 %.

Ціна трансформатора -126600 грн.

За рахунок та з'являється некомпенсована потужність Q_max.т , яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,38 кВ визначають її за виразом:

Q_max.т=,

де k_з.ф - фактичний коефіцієнт завантаження:

;

;

;

Q _max.т1= квар;

Q _max.т2= квар.

Потужність батареї статичних конденсаторів напругою до 1000 В



Q_нк1 = Q_м - Q_{маx.т ;}

Q_нк11=846,366 - 875,388 = -29,022 квар;

Q_нк12=843,89- 875,388 = -31,498 квар.

Знак мінус говорить про те, що на першому етапі розрахунку КБ не встановлюються, в цьому випадку Q_нк1 = 0.

Знаходимо додаткову потужність низької напруги КБ за виразом

Q_нк2 = Q_м - Q_нк1 - гn_тре - S_т.ном ,

де г- розрахунковий коефіцієнт, який визначається в функції показників К₁ та К₂, схеми та напруги розподільчої мережі.

Показник К₁ характеризує відношення питомих витрат на низько- та високовольтні конденсатори і в практичних розрахунках для енергетичної системи України.

Показник К₂ - враховує віддаленість ТП від ГПП та потужність трансформаторів рис. 2.7[1].

К₁=11 -трьохзмінне підприємство;

К₂=3 ; г=0,53-1 варіант;

К₂=5 ; г=0,53-2 варіант.

Q_нк21=846,366-0 -0,53•2-1000=-154,694 квар;

Q_нк22=846,366-0-0,53•1-1600=-754,694 квар.

Оскільки Q_нк2<0, то додаткову кількість батарей встановлювати не треба.

Знаходимо втрати потужності в трансформаторі:

ДР_т=ДР_х+К_з²ДР_кз ,

де К_з=S_м/S_{ном тр}- коефіцієнт завантаження

;

;

ДР_т1=2•(1,9+1,605²•12,2)=66,655 кВт;

ДР_т2=(3,3+1,003²•16,5)=19,9 кВт.

Знаходимо річне число годин використання максимуму втрат:

ф_max=(0,124+Т_м/10000)²•8760=(0,124+6800/10000)²•8760=5662,604 год.

Знаходимо річну вартість 1 кВт активних втрат та втрат н.х.

m=(а/Тм+b•10^-3)•ф_max;

m=(1,50/6800+0,156•10^-3)•5662,604=1,25 грн/кВт•год,

де а=1,50 грн/кВт•год. ; b=0,156 грн./ кВт•год.- ставка двоставкового тарифа по Київенерго :

m₀=(а/Тм+b•10^-3)•Т_в

m₀=(1,50/6800+0,156•10^-3)•8760=1,93 грн/кВт год.

Визначимо витрати по варіантам

И=ДР_хm₀+ДР_кm;

И₁=2•1,9•1,93+2•12,2•1,25=37,83 грн/рік;

И₂=2•3,3•1,93+2•16,5•1,25=53,98 грн/рік.

Приведені затрати

З=2Е_нК+И, де Е_н=0,15;

З₁=2•0,15•21600+37,83 =6517,83 грн;

З₂=2•0,15•27850+53,98=8408,98 грн.

Вибираємо перший варіант, як найбільш економічний.

Перевірка трансформатора на перенавантаження

,

де К_н.доп=1,605-допустимий коефіцієнт перезавантаження, вибирається виходячи з попереднього графіка роботи трансформатора

;

1000 > 999,6 кВА.

Умова виконується, тому приймаємо до встановлення двотрансформаторну підстанцію з трансформатором типу ТМ-1000/10.

3.1.6 Вибір конструкції КТП

У ливарному цеху використовується КТП Київського заводу трансформаторних підстанцій напругою 10/0.4 кВ.

КТП внутрішнього встановлення складається з трьох основних елементів та водного пристрою на 10 кВ, силового трансформатора, розподільчого пристрою на 0.4 кВ. Ввідний пристрій високої напруги тип ВВ-2-закрита шафа з вбудованим в нього вимикачами навантаження тип ВНП-17 та запобіжника тип ПК.

Вимикач навантаження пристосований для відключення трансформатора з сторони ВН при холостому ході або при номінальному навантаженні. При короткому замиканні трансформатор вимикається запобіжником. Для вимикання однієї із ліній в шафі є мінні підкладки.

В силовому трансформаторі тип ТМ маємо природне масляне охолодження та герметичний блок підвищеної міцності. Напруга регулюється при відключеному трансформаторі. Трансформатор обладнаний електроконтактами, вакуумметром для контролю за внутрішнім тиском. Трансформатор має також термоаналізатори, а рівень масла контролюється маслопоказником. Розподільчий пристрій складається з металевих шаф з вмонтованою апаратурою та проводами. Вимірювальні прилади та реле розміщуються в відсіках приладів та на дверях шаф.

3.1.7 Вибір схеми електропостачання цеха

Схема електропостачання цеха містить розподільчу мережу 10 кВ від ГПП до ТП та цехову електричну мережу напругою 0,4 кВ. Для розподільчої мережі 10 кВ вибираємо магістральну схему електропостачання згідно [1]. Цехову електричну мережу також виконуємо магістральною.При цій схемі одна або кілька ліній, які відходять від РПр низької напруги ТП, живлять розосереджене навантаження у вигляді розподільчих шинопроводів і силових

шаф та великих ЕП. Приймаємо дану схему, оскільки маємо відносно рівномірне розташування силового та освітлювального навантаження по площині цеха. Схема забезпечить надійність, універсальність і високу гнучкість.

3.1.8 Вибір конструктивного виконання внутрішньої схеми мережі електропостачання цеху

Цехова електрична мережа напругою 0,4 кВ у відповідності з прийнятою схемою електропостачання та умови навколишнього середовища виконується кабельними лініями від ТП до СШ та проводами в трубах від СШ до електроприймачів.

Магістральну мережу виконуємо по типу розводки, яка складається з кабелів з алюмініївними жилами та проводом прокладеним в пазах кроком - відстань між сусідніми магістралями; який змінюється в залежності від розташування устаткування у межах 2; 6 м. Уздовж магістралі встановлені коробки приєднань на 3-6 ЕП з глухими (болтовими) з'єднаннями та запобіжники. Тролей для живлення кран-балки виконують комплектним шинопроводом.

Для пересувних ЕП використовують гнучкі переносні кабелі. З'єднання та відгалуження коробок електропроводок мають ступінь захисту ІРБ. В схемі електропостачання цеха передбачена апаратура керування та захисту, яка призначена для включення та відключення споживачів електроенергії та мереж, реверсування та електричного гальмування електропривода, захисту від короткого замикання , перевантажень, зниження напруги, забезпечення самозапуска двигунів від перенавантажень здійснюється магнітними пускачами типа АЕ за допомогою теплових реле з біметалевою пластиною.

Кожна ділянка, що відходить має захист від КЗ, виконану запобіжниками та автоматами. Ввід виконується через вимикач типа АВМ-15 з установкою струму спрацювання 1000 А.

3.1.9 Розрахунок цехової електричної мережі

Вибір кабельної лінії від РП до ТП здійснюємо за розрахунковим струмом, знайденим за формулою:

;

Приймаємо кабельну лінію марки ААБЛ 3х16, ; ; .

Розрахунок та вибір силових розподільчих шаф проводимо в табличній формі (табл. 3.3). Покажемо розрахунок та вибір СШ1. Кількість та потужність приєднаних до СШ1 електроприймачів представлено на плані розміщення електрообладнання та розводка електричної мережі (лист робочого креслення №1).

З таблиці 2.1 візьмемо повну розрахункову потужність і розрахунковий струм для вибору кабельної лінії.

По даному розрахунковому струму вибираємо кабель марки АВВГ 4Ч150 з I_доп=254 А, живлячий СШ1 від ТП.

СШ типа ШРС1-55У3 з I_доп=280 А. Дані заносимо до табл. 3.3.

Вибираємо перерізи проводів живлячих електроприймачі. Провідники вибираємо по критеріям економічності, допустимого нагріву, механічної міцності, умови захищеності вибраного перерізу від перенавантаження струмами КЗ.

Визначимо розрахунковий струм кожного ЕП та діаметр труби

I_рi=;

Вибираємо кабель марки АВВГ 4Ч6 з I_доп=34 А; приймаємо d=25 мм

Дані розрахунків по кожному ЕП, а також силовій шафі заносимо в табл. 3.4.

Таблиця 3.3 - Вибір силових шаф

Номер СШ	Номер устат-куваня	Рн, кВт	Рпр, кВт	Qпр, квар	Кв	nеф	Кр.а	Кр.р	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВА	Iр, А	Тип шафи, Iдоп
1	1,2 7 10 11 40	19 70 40 19 10	26,6 56 32 13,3 6	13,3 33,6 19,2 6,65 4,5	0,756 0,756	4	1,035	1,1	138,587	84,975	162,564	246,99	ШРС1-55У3 Ідоп=254 А
Всього		177	133,9	77,25
2	8 12 16 18 25	70 19 18 62 14	56 13,3 0,9 40,3 40,2	33,6 6,65 1,559 24,18 3,15	0,627 0,8	4	1,124	1,1	128,923	76,053	149,684	227,421	ШРС1-55У3 Ідоп=254 А
Всього		183	114,7	69,139
3	19,20 26,27 35 41	62 14 12 10	80,6 8,4 2,4 6	48,36 6,3 2,76 4,5	0,56	4	1,438	1,1	140,061	68,112	155,744	236,629	ШРС1-55У3 Ідоп=254 А
Всього		174	97,4	61,92
4	24 29,30 34 36-38 42	62 24 12 12 10	40,3 14,4 3 7,2 6	24,18 10,8 3,45 8,28 4,5	0,422	4	1,287	1,1	91,248	56,331	107,235	162,927	ШРС1-51У3 Ідоп=190 А
Всього		168	70,9	51,21
5	21,23 28 31 33	62 24 14 12	80,6 7,2 9,8 3	48,36 5,4 7,35 3,45	0,578	2	1,389	1,1	139,733	71,016	156,744	238,148	ШРС1-55У3 Ідоп=254 А
Всього		174	100,6	64,56
6	3-6 9 13,14 15 17 32 39	8 40 19 8 18 12 10	28,8 32 26,6 4,8 0,9 3 6	14,4 19,2 13,3 4,224 1,559 3,45 4,5	0,646	5	1,057	1,1	107,92	66,696	126,866	192,753	ШРС1-55У3 Ідоп=219 А
Всього		158	102,1	60,63
ЩО	освітлення								179,928	128,52	221,114	335,948	ОШВ-12 Ідоп=343А

Таблиця 3.4 - Вибір перерізу проводів та жил кабеля

№ з/п	Електро-приймачі	Розрахунковий струм	Марка кабеля	Діаметр труби, dТР	Допустимий струм, IДОП, А
1	1, 2	32,075	АВВГ 4Ч6	25	34
2	3-6	13,505	АВВГ 4Ч2,5	20	19
3	7,8	122,246	АВВГ 4Ч50	50	126
4	9,10	69,855	АВВГ 4Ч25	41	82
5	11-14	32,075	АВВГ 4Ч6	25	34
6	15	16,206	АВВГ 4Ч2,5	20	19
7	16,17	54,696	АВВГ 4Ч16	41	62
8	18-24	108,275	АВВГ 4Ч50	50	126
9	25-27	26,588	АВВГ 4Ч4	20	27
10	28-30	45,58	АВВГ 4Ч16	25	62
11	31	26,588	АВВГ 4Ч6	20	34
12	32-34	28,049	АВВГ 4Ч6	20	34
13	35-38	28,049	АВВГ 4Ч6	20	34
14	39-42	23,375	АВВГ 4Ч4	20	27
15	СШ1	246,99	АВВГ 4х150	150	254
16	СШ2	227,421	АВВГ 4х150	150	254
17	СШ3	236,629	АВВГ 4х150	150	254
18	СШ4	162,927	АВВГ 4х95	41	190
19	СШ5	238,148	АВВГ 4х150	150	254
20	СШ6	192,753	АВВГ 4х120	95	219
22	ЩО	335,948	АВВГ 4х240	185	343

3.1.10 Вибір робочого відгалуження розподільчих трансформаторів ТП1

Цехова електрична мережа потребує перевірки по допустимому відхиленню напруги. Відхилення напруги з інтегральною ймовірністю 0,95 на затискачах силових ЕП повинна бути +5%. Відхилення напруги в будь-якій точці мережі визначається за наступним виразом:



де додаток напруги, створений трансформатором і конденсаторними батареями;

Втрата напруги в елементах мережі.

Розрахунок по відхиленню напруги виконуються в режимах максимальних і мінімальних навантажень. В режимі максимальних навантажень перевіряємо відхилення напруги у найбільш віддаленого споживача , в режимі мінімальних навантажень - у найближчого споживача . В режимі мінімальних навантажень приймаємо навантаження, яке дорівнює 20-30% від максимального навантаження.

Для режиму максимальних навантажень відхилення напруги визначається за формулою:

де величина додатку напруги, на регульованих виводах трансформатора;

величина додатку напруги, створена конденсаторними батареями;

, індекс «відгалужень» втрата напруги, відповідно в трансформаторі, кабелі, і на відгалужені від ЕП.

Визначимо ці величини:

де потужність конденсаторних батарей;

опір системи;

номінальна напруга на зажимах трансформатора.

де S - навантаження цеху;

потужність трансформатора, від якого живиться даний ЕП.

Визначимо втрати напруги у високовольтній КЛ, яка з'єднує РП 10 кВ ГПП з ТП, %:

,

де допустимий струм КЛ,

довжина КЛ,

питомий активний і реактивний опори КЛ, .

Визначимо витрати напруги в низьковольтній мережі, %:

де перехідні опори, відповідно активний та індуктивний, низьковольтного відгалуження;

допустимий струм КЛ,

Відхилення напруги в режимі мінімальних навантажень:

де - мінімальний коефіцієнт завантаження, рівний 0,3.

Для виконання умови допустимого відхилення навантажень вибираємо відгалуження -2,5%.

Тоді одержимо:



3.2 Електропостачання району міста

3.2.2 Розрахунок електричних навантажень житлових будинків

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку визначається за формулою:

,

де - максимальна активна потужність квартир, кВт;

- максимальна активна потужність силових споживачів, кВт;

- коефіцієнт одночасності.

Максимальна активна потужність квартир визначається з використанням нормативної потужності однієї квартири для багатоповерхової забудівлі, значення якої наведені в [1] в залежності від числа квартир і способу приготування їжі по формулі:

,

де - питома активна потужність квартир, кВт/кв;

- число квартир в будинку.

Розрахункова активна потужність силових електроприймачів, включаючи ліфти, визначається по числу ліфтових установок в будинку з врахуванням коефіцієнту попиту, що визначається по [1] в залежності від числа установок:

,



де - коефіцієнт попиту;

- номінальна активна потужність електродвигуна і-ої ліфтової установки;

m - кількість ліфтових установок.

В 9-ти поверхових будинках використовується по одному ліфту на секцію за сумарною номінальною потужністю електродвигунів ; в будинках з 16 поверхами - по 2 ліфта на секцію (вантажний і пасажирський) з номінальною потужністю електродвигунів .

1) Розглянемо розрахунок навантаження 16-ти поверхового двохсекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

2) Розглянемо розрахунок навантаження 9-ти поверхового односекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

3) Розглянемо розрахунок навантаження 9-ти поверхового двосекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:



Таблиця 3.5 Розрахунки житлових будинків

№ з/п	Тип житлового будинку	, шт.	, кВт	, кВт	, кВт	, квар
1	16 пов.	2 с.	64		24	152.8	51.512
2	9 пов.	1 с.	36	50,22	5,4	55,08	20,25
3	9 пов.	2 с.	74	80,734	9,6	89,374	33,522

3.2.3 Розрахунок навантажень громадських будинків

Розрахунок максимальних активних потужностей громадських будинків здійснюється з використанням нормативної питомої активної потужності для конкретного типу будинків, що наведені в [1]. Таким чином:

,

де - питоме навантаження на розрахункову одиницю (кВт);

- кількість розрахункових одиниць.

Розрахунок максимальних активних потужностей громадських будинків :

,

де - тангенс кута між струмом і напругою, визначається для окремого споживача згідно [5].

1.) Розрахунок активних і реактивних потужностей для громадських будівель в післяаварійному режимі.

Визначимо розрахункову активну потужність для дитячого садка на 1000 дітей з газовими плитами:

Визначимо розрахункову реактивну потужність для дитячого садка на 1000 дітей з газовими плитами:

Визначимо розрахункову активну потужність для хімчистки на

100 кг речей:

Визначимо розрахункову реактивну потужність для хімчистки на

100 кг речей:

2.) Розрахунок активних і реактивних потужностей для громадських будівель в нормальному режимі.

Визначимо розрахункову активну потужність для дитячого садка на 1000 дітей з газовими плитами:

Визначимо розрахункову реактивну потужність для дитячого садка на 1000 дітей з газовими плитами:



Визначимо розрахункову активну потужність для хімчистки на

100 кг речей:

Визначимо розрахункову реактивну потужність для хімчистки на

100 кг речей:

3.2.4 Розрахунок навантажень житлового району, зведених до шин ТП

При визначенні сумарного розрахункового навантаження житлового району, зважають на суміщення максимумів навантаження окремих будинків, враховуючи не тільки величину навантаження кожного і-ого споживача, а також його характер за допомогою коефіцієнту суміщення максимумів навантажень.

Таким чином, розрахункове активне навантаження на шинах ТП:

,

де - найбільше з максимальних навантажень і-тих будинків, кВт;

- максимальне навантаження і-го будинку, кВт.

Максимальне реактивне навантаження на шинах ТП визначається аналогічно:

.

Слід відзначити, що розрахунок максимального реактивного навантаження ТП здійснюється незалежно, т.ч. будинки, максимальне активне навантаження яких для даного ТП є найбільшим, можуть мати не найбільше реактивне навантаження.

Сумарне максимальне навантаження групи будинків з однотипним способом приготування їжі вважається як навантаження одного об'єкту.

Розраховуємо максимальне навантаження для післяаварійного режиму роботи.

1.) Сумарне максимальне навантаження 16-ти поверхових житлових

будинків з електроплитами :

Кількість квартир:

де - кількість квартир і-го будинку, кВт;

- кількість будинків з однотипним способом приготування їжі, кВт.

Кількість секцій:

де - кількість секцій і-го будинку, кВт;

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами:

Сумарна максимальна активна потужність 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами:

Сумарна максимальна реактивна потужність 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами визначається по формулі:

2.) Сумарне максимальне навантаження 9-ти поверхових житлових

будинків з газовими плитами:

Кількість квартир:

де - кількість квартир і-го будинку, кВт;

- кількість будинків з однотипним способом приготування їжі, кВт.

Кількість секцій:

де - кількість секцій і-го будинку, кВт.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів

Сумарна максимальна активна потужність 9-ти поверхових житлових будинків з газовими плитами:

Сумарна максимальна реактивна потужність 9-ти поверхових житлових будинків з газовими плитами визначається по формулі:

3.) Розрахунко...