Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Характеристика технологического процесса и электрооборудования цеха

2. Определение расчетной нагрузки цеха

2.1 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых ЭП

2.2 Определение расчетной мощности осветительной нагрузки

2.3 Определение расчетной нагрузки цеха

3. Выбор трансформаторов цеховых подстанций

3.1 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых подстанций

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

3.2 Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов

4. Определение центров расчетных нагрузок, составление картограммы нагрузок, выбор места расположения ТП

4.1 Определение центров расчетных нагрузок

4.2 Составление картограммы нагрузок

4.3 Выбор места расположения цеховой трансформаторной подстанции

5. Выбор схем электроснабжения цеха. Уточнение мест размещения компенсирующих устройств

5.1 Выбор схем электроснабжения цеха

6. Электрический расчет основных нормальных и аварийных режимов выбранного варианта схемы электроснабжения

6.1 Определение расчетных нагрузок для выбора РП и шинопровода

6.2 Электрический расчет режима для выбранного варианта схемы

6.2.1 Расчет отклонений напряжения в режиме максимальных нагрузок

6.2.2 Расчет отклонений напряжения в режиме минимальных нагрузок

6.2.3 Расчет отклонений напряжения в послеаварийном режиме

7. Расчет токов короткого замыкания

7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением выше 1000 В

7.2 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением ниже 1000 В

7.3 Расчет токов подпитки от асинхронных двигателей на шинах распределительных пунктов и шинопровода.

7.4 Расчет токов однофазного короткого замыкания

8. Расчёт защитных устройств элементов цеховых сетей

9. Обоснование конструктивного решения

10. Список литературы

11. Приложение



1. Характеристика технологического процесса и электрооборудования цеха

Ремонтно-механический цех относится к вспомогательным цехам завода. Он обслуживает все цеха основного и вспомогательного производства завода, производит текущий и капитальный ремонт и изготовляет запасные части к оборудованию.

Электроприемники цеха не связаны между собой технологическим процессом, их работа происходит независимо друг от друга, остановка одного из них не вызывает остановки других приемников.

Среда в цехе нормальная. По степени надежности электроснабжения электропотребители относятся к III категории.

Номинальное напряжение у приемников электроэнергии 0,38 кВ. Для питания электроприемников применяется 3-фазный переменный ток промышленной частоты. Все электроприемники стационарные. Номинальная мощность электроприемников находится в диапазоне от 1,125 до 20 кВт.

В цехе имеются преобразовательные агрегаты и другие приемники с нелинейной вольт-амперной характеристикой, также некоторые приемники работают при выпрямленном напряжении и токе. Некоторые электроприемники, такие, как сварочные аппараты, создают резкие набросы мощности из-за тока рабочего короткого замыкания.

Кран-балка - грузоподъемное устройство, предназначенное для горизонтального перемещения достаточно тяжелых грузов. Для мощных кранов приводом является асинхронный двигатель с фазным ротором, для маломощных - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Токарные станки предназначены для обработки поверхностей вращающихся заготовок резцами и другими применимыми инструментами. Электропривод (в сочетании с коробкой скоростей) - одно- и многоскоростные АД входящие в систему тиристорный преобразователь-двигатель.

Сверлильные станки предназначены для сверления отверстий в торцах станин электрических машин, в подшипниковых щитах и т.п. В качестве привода используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором в сочетании с коробкой скоростей.

Строгальные станки предназначены для обработки горизонтальных и вертикальных плоских поверхностей. Процесс обработки циклический.

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, прорезки канавок и т.п.

Заточный и точильный станки предназначены для заточки и доводки основных видов режущих инструментов из инструментальной стали, твёрдого сплава и минералокерамики абразивными, алмазными и эльборовыми кругами.

Долбежные станки, трубогибочные станки, станки для отрезки труб, пресс-ножницы, пневматические ковочные молоты предназначены для деформации металлических изделий ударом падающих частей либо медленным давлением. В качестве электропривода используются АД с частотным импульсным управлением.

Испытательный стенд используется для контроля и испытания обрабатываемых деталей.

Электродвигатели вентиляторов работают, как правило, в продолжительном режиме, питание силовой сети осуществляется на напряжение 380В [2].

Электрические печи - устройства с камерой, огражденной от окружающей среды, предназначенные для термической обработки материалов и изделий тепловым воздействием тока, протекающим по проводникам, установленным на внутренних стенках камеры печи.

К однофазным приемникам относятся сушильные шкафы, сварочные аппараты, электрические печи, преобразовательные агрегаты, которые подключаются на фазное напряжение 220 В.

Кран-балки и сварочные аппараты работают в повторно-кратковременном режиме, остальные приемники работают в продолжительном режиме.

электроснабжение подстанция трансформатор нагрузка



2. Определение расчетной нагрузки цеха

2.1 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых ЭП

Данные по трехфазным электроприемникам представлены в таблице 1

Таблица 1

№ п/п	Наименование электроприемников эл. энергии	Кол-во единиц	Pном, кВт	КИ	cosц
1	Долбежный станок	2	10	0,14	0,5
2	Радиально-сверлильный станок	1	2,8
3	Зубофрезерный станок	4	3
4	Токарный станок	4	2,8
5	Токарный станок	1	11,125
6	Токарный станок	2	10
7	Строгальный станок	2	7
8	Фрезерный станок	2	7
9	Сверлильный станок	2	4,5
10	Строгальный станок	1	11
11	Вертикально-сверлильный станок	2	4,625
12	Заточный станок	4	1,125
13	Точильный станок	2	4,5
14	Сверлильный станок	5	1,7
15	Зубофрезерный станок	3	3
16	Вертикально-сверлильный станок	2	7,125
17	Точильный станок (точило)	2	4,5
18	Точильный станок (точило)	2	4,5
19	Станок для отрезки труб	2	12,95
20	Вертикально-сверлильный станок	2	7,125	0,14	0,5
21	Точильный станок	2	4,5
22	Пресс-ножницы	1	10
23	Вертикально-сверлильный станок	2	7,125
24	Точильный станок	3	4,5
25	Точильный станок (точило)	2	3,4
	Итого	57	291,325
26	Круглошлифовальный станок	2	9,585	0,35	0,65
	Итого	2	19,17
27	Кран-балка (ПВ=40%)	1	11,8	0,1	0,5
28	Кран-балка (ПВ=40%)	1	10
29	Кран-балка (ПВ=40%)	1	10
	Итого	3	31,8
30	Вентилятор	2	10	0,8	0,8
31	Вентилятор	2	7
32	Вентилятор	2	4,5
33	Вентиляторы	2	10
34	Вентилятор	2	7
35	Вентилятор	2	4,5
	Итого	12	86
36	Испытательный стенд	2	20	0,12	0,4
	Итого	2	40
37	Трубогибочный станок	2	7	0,24	0,65
38	Пневматический ковочный молот	2	20
	Итого	4	54

Данные по однофазным электроприемникам представлены в таблице 2

Таблица 2

№ п/п	Наименование электроприемников эл. энергии	Кол-во единиц	Pном, кВт	КИ	cosц
1	Сушильный шкаф	2	6	0,8	0,95
	Итого	2	12
2	Преобразовательный агрегат	2	14	0,7	0,65
	Итого	2	28
3	Электрические печи	3	25	0,5	0,85
4	Электрические печи	2	20
	Итого	5	115
5	Сварочный аппарат (ПВ=65%)	4	28	0,3	0,7
	Итого	4	112

Три сварочных аппарата мощностью 28кВт и электрические печи мощностью 25кВт целесообразно равномерно распределить по всем трем фазам. Распределение по фазам остальных однофазных приемников показано в таблице 3



Таблица 3

UA	UB	UC
кВт	кВт	кВт
28+6=34кВт	20+14+6=40кВт	20+14=34кВт

Групповая номинальная мощность трехфазных приемников по цеху:

Неравномерность распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети:

,

где P_max - мощность максимально загруженной фазы,

Р_min - мощность минимально загруженной фазы.

Если однофазные электроприемники распределены по фазам трехфазной сети с неравномерностью не выше 15%, они могут быть представлены в расчете как эквивалентная группа трехфазных приемников с той же суммарной мощностью.

Групповая номинальная мощность по цеху:

Групповая средняя мощность по цеху:

Коэффициент использования:

Эффективное число электроприемников:

,

где p_max - номинальная мощность наибольшего по мощности электроприемника.

N_э=57.

По таблицам в справочной литературе определяем коэффициент расчетной мощности в зависимости от Ки и Nэ [3].

Коэффициент расчетной мощности:

Средневзвешенное значение группового :



Расчетная мощность по цеху:

2.2 Определение расчетной мощности осветительной нагрузки

Также необходимо определить расчётную мощность осветительной нагрузки.

В ремонтно-механическом цехе имеются грузоподъемные механизмы, такие как кран-балки, поэтому высота помещения цеха принимается равной 10 метрам. При большой высоте помещений наиболее целесообразны точечные источники света. При этом снижается негативный эффект от перекрывания светового потока объектами или выхода из строя одного светильника. Также, при большой высоте помещения наиболее целесообразно использовать лампы ДРИ. Т.к. среда в цехе задана нормальная, то необходимо применять светильники со степенью защиты не менее IP20, поэтому для освещения данных цехов были выбраны светильники ГСП17 с креплением подвесами на крюк. Высота свеса светильника h_св=0,5м. Т.к. данный светильник имеет независимый электромагнитный ПРА, то отдельно был выбран ЭмПРА BHPS IP30 (ELTAM) с соs = 0,95 (tg=0,33).

В остальных помещениях высота принимается равной 4 метрам. В таких помещениях лучше применять люминесцентные лампы. Из-за небольшой высоты помещений, высота свеса светильника ЛСП02 принимается минимальная h_св=70мм. Электронный ПРА данных светильников позволяет получить соs = 0,96 (tg=0,29) [4].

Расчетная активная нагрузка питающей осветительной сети равна:

,

где - коэффициент спроса, для производственных зданий, состоящих из многих отдельных помещений = 0,85, для складских зданий, состоящих из многих отдельных помещений, электрических подстанций = 0,6 [5];

- коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА), для ДРИ - 1,1, для ЛЛ с ЭПРА - 1,16 [5];

Р_УСТ- установленная мощность осветительных установок (ОУ), Вт.

Р_УД- удельная установленная мощность ОУ, Вт/м² ;

- площадь помещения, м².

Высота подвеса светильников над расчетной рабочей поверхностью определяется по формуле:

где H - высота здания, м;

- высота свеса светильника;

- высота рабочей поверхности, если не задана, то принимается высота условной рабочей поверхности равной 0,8 м.

Значение удельной установленной мощности принимается в соответствии с таблицей 7 Свода правил в зависимости от норм освещенности и индекса помещения [7]. Нормируемые значения освещенности указаны в таблице 1 Свода Правил в зависимости от разряда зрительной работы [7]. Разряд зрительной работы определяется в зависимости от производственной операции или оборудования. Для главных коридоров принимается VIIIа. В соответствии с этим, нормируемая освещенность помещения принимается равной 200 лк. В остальных помещениях работа производится больше половины рабочего дня, поэтому для них необходимо увеличить нормируемую освещенность на одну ступень. Таким образом, для принятого разряда зрительных работ данных помещений - IIIб нормируемая освещенность принимается равной 400 лк.

Результаты расчета Hp, i и руд приведены в таблице 4.

Таблица 4

Номер помещения	Разряд зрительных работ	Ен, лк	Hр, м	Индекс помещения	Площадь помещения, м	руд, Вт/м2	р1, кВт	р2, кВт	р3, кВт
1	IIб	400	8,7	1,14	598,17	13,5	7,55	-	-
2	IIб	400	3,13	1,23	67,92	13,2	-	0,88	-
3	IIб	400	8,7	0,73	161,31	14,3	2,16	-	-
4	IIб	400	3,13	1,37	80,65	12,1	-	0,96	-
5	VIIIа	200	3,13	1,59	101,88	6,5	-	-	0,46
6	VIIIа	200	3,13	0,87	42,45	11	-	-	0,32
7	VIIIа	200	3,13	1,54	383,62	6,6	-	2,50	-
8	IIб	400	3,13	1,92	146,63	11,2	-	1,62	-
9	IIб	400	3,13	1,96	151,36	11,1	-	1,66	-
10	IIб	400	3,13	1,99	156,09	11	-	1,69	-
11	IIб	400	3,13	1,99	156,09	11	-	1,69	-
12	IIб	400	8,7	1,30	708,06	12,8	8,47	-	-
13	VIIIа	200	3,13	1,96	337,17	6	-	-	1,41

Расчетная активная нагрузка питающей осветительной сети:

р₁ - мощность для светильников с лампами ДРИ, К_С=0,85, К_ПРА=1,1, tgц=0,33;

р₂ - мощность для светильников с ЛЛ, К_С=0,85, К_ПРА=1,16, tgц=0,29;

р₃ - мощность для светильников с ЛЛ, К_С=0,6, К_ПРА=1,16, tgц=0,29.



2.3 Определение расчетной нагрузки цеха

Расчетная активная и реактивная мощности, необходимые для выбора числа и мощности трансформаторов цеховой подстанции, определяются по выражениям:

где - расчетная нагрузка от силовых электроприемников;

- расчетная нагрузка, создаваемая осветительными установками.

Р_РЦ = 180,25+31,38=211,63кВт

Q_РЦ = 198,28+9,83=208,11квар

3. Выбор трансформаторов цеховых подстанций

3.1 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых подстанций

В цеховых трансформаторных подстанциях применяются трехфазные силовые трансформаторы, которые подразделяются на сухие, масляные и трансформаторы с заполнением негорючим твердым диэлектриком. Т.к. стоимость масляных трансформаторов по сравнению с остальными в 2-2,5 раза меньше, то целесообразно в ремонтно-механическом цехе с нормальной средой установить именно данный вид трансформаторов, а именно ТМГ [8]. Главной отличительной особенностью трансформаторов типа ТМГ является разъемная герметизированная конструкция бака, позволяющая исключать контакт внутреннего объема трансформатора с окружающей средой. Эти трансформаторы полностью, до крышки, заполнены трансформаторным маслом, и температурные колебания его объема компенсируются за счет изменения объема бака с гофрированными стенками. Трансформаторы заполняют дегазированным маслом под глубоким вакуумом. Кроме того, в производстве трансформаторов типа ТМГ применен ряд технических решений, увеличивающих их надежность и снижающих эксплуатационные затраты [9].

Согласно ПУЭ [1] для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Исходя из данного условия на данной подстанции может устанавливаться как один трансформатор, так и два, если это экономически обоснованно. Следовательно необходимо рассмотреть четыре варианта:

а) Число трансформаторов - 1, полная компенсация реактивной мощности;

б) Число трансформаторов - 1, без компенсации реактивной мощности;

в) Число трансформаторов - 2, полная компенсация реактивной мощности;

г) Число трансформаторов - 2, без компенсации реактивной мощности.

Определяется минимальная и максимальная мощность трансформатора, исходя из условий полной компенсации реактивной мощности или отсутствии компенсации:

где N - число трансформаторов на подстанции;

- коэффициент загрузки.

При наличии нагрузок третий категории для однотрансформаторной подстанции берется коэффициент загрузки = 0,95 [18].

Выбор наиболее оптимального варианта осуществляется на основе технико-экономического сравнения.

Вариант 1

Число трансформаторов N = 1. Коэффициент загрузки трансформаторов = 0,95. Применяется полная компенсация реактивной мощности.

.

Ближайшее стандартное значение S_Тном=250кВА.

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через трансформатор в сеть напряжением до 1000 В:

Мощность низковольтной конденсаторной установки:

Была выбрана конденсаторная батарея КРМ - 0,4 - 112,5 - 12,5 [10].

Необходимо рассмотреть послеаварийный режим - отключение конденсаторной батареи. При отключении конденсаторной батареи, мощность, проходящая через трансформатор равна полной расчетной мощности нагрузок цеха:

Вариант допустим, так как перегрузка трансформатора в послеаварийном режиме входит в допустимые значения = 1,4 [20].

Вариант 2

Число трансформаторов N =1. Коэффициент загрузки трансформаторов = 0,95. Компенсация реактивной мощности отсутствует.

Ближайшее стандартное значение S_Тном=400кВА

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через трансформатор в сеть напряжением до 1000 В:

Мощность низковольтной конденсаторной установки:

; принимаем Q_нкб1=0

Вариант 3

Число трансформаторов N = 2. Коэффициент загрузки трансформаторов = 0,7. Применяется полная компенсация реактивной мощности.

.

Ближайшее стандартное значение S_Тном=160кВА.

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через трансформатор в сеть напряжением до 1000 В:

Мощность низковольтной конденсаторной установки:

Т.к. рассматривается двухтрансформаторная подстанция, то были выбраны две конденсаторные батареи КРМ - 0,4 - 75 - 25 [10].

Необходимо рассмотреть послеаварийный режим - отключение конденсаторной батареи:



;

Вариант допустим, так как перегрузка трансформатора в послеаварийном режиме нет.

Рассматривается послеаварийный режим (отключение одного трансформатора):

;

;

Аварийная перегрузка не выходит за допустимые пределы, вариант допустим.

Вариант 4

Число трансформаторов N =2. Коэффициент загрузки трансформаторов = 0,7. Компенсация реактивной мощности отсутствует.

Ближайшее стандартное значение S_Тном=250кВА

Наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана через трансформатор в сеть напряжением до 1000 В:

Мощность низковольтной конденсаторной установки:

; принимаем Q_нкб1=0.

Рассматривается послеаварийный режим (отключение одного трансформатора):

Вариант допустим, так как перегрузка трансформатора в послеаварийном режиме входит в допустимые значения = 1,4.

Так как все варианты допустимы по условиям перегрузки, то необходимо провести технико-экономическое сравнение всех четырех вариантов.

3.2 Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов

Выбор наиболее оптимального варианта осуществляется на основе технико-экономического сравнения.

При технико-экономическом расчете необходимо учитывать не только потери активной мощности в самих трансформаторах, но и потери активной мощности, возникающие в системе электроснабжения по всей цепочке питания от генераторов электростанций до рассматриваемых трансформаторов из-за потребления трансформаторами реактивной мощности. Эти потери называют приведенными в отличие от потерь в самих трансформаторах, и они определяются по формуле:

,

где - приведенные активные потери мощности холостого хода трансформатора, учитывающие потери активной мощности в самом трансформаторе и в элементах всей системы электроснабжения в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором;

- приведенные потери активной мощности короткого замыкания;

- потери мощности х.х. трансформатора;

- потери мощности к.з.;

- коэффициент загрузки трансформатора;

- реактивная мощность х.х трансформатора;

- реактивная мощность к.з., потребляемая трансформатором при номинальной нагрузке;

- ток х.х. трансформатора, в процентах;

- напряжение к.з. трансформатора, в процентах.

- коэффициент изменения потерь, численно равен удельному снижению потерь активной мощности при уменьшении передаваемой реактивной мощности по всем элементам цепи начиная от источника до рассматриваемого трансформатора. Численное значение его зависит от напряжения и схемы питания.

При питании цеховых подстанций от шин 10 кВ ГПП: кВт/кВар [17].

Параметры трансформаторов приведены в таблице 5

Таблица 5. Параметры трансформаторов [11].

Тип трансформатора	ТМГ-160	ТМГ-250	ТМГ-400
SТНОМ, кВА	160	250	400
UВН, кВ	10	10	10
UНН, кВ	0,4	0,4	0,4
uк %	4,7	4,5	4,5
I o,%	2,4	2,3	2,1
Р0,кВт	0,44	0,55	0,8
РК, кВт	2,65	3,1	5,5
СТ, руб.	109352	143865	188100

Работа на предприятии принимается двухсменная с и [12].

Вариант №1 (S_Тном=250кВА).

Приведенные потери в трансформаторе:

;

.

Потери электроэнергии в трансформаторе:

;

- время наибольших потерь в трансформаторе;

.

Потери электроэнергии в конденсаторных установках:

где - количество конденсаторных батарей (КБ);

Вт/кВар - удельные потери для низковольтных КБ;

- реактивная мощность КБ;

- годовое число часов работы цеха.

Потери электроэнергии в линиях:

где - ток, приходящийся на 1 фазу;

- удельное сопротивление 1 км кабеля;

- длина кабеля, км (по заданию км);

- число кабельных линий.

Определяется экономическое сечение (F_Э) и марка кабеля:

Так как , то экономическая плотность тока [1];

;

.

В связи с частыми перемещениями автотранспорта и персонала завода по территории цеха и завода в целом, установка воздушных линий электропередач и опор на данном участке не целесообразно, поэтому были выбраны кабельные линии. Исходя из условия механической прочности кабеля при напряжении U_НОМ =10 кВ, прокладываемого в земле, минимальное сечение кабеля составляет 16 мм² [1]. Питание к трансформатору будет осуществляться кабелем марки ААБл-10 с сечением 16 кв. мм. с Ом/км, проложенным в траншее[13]. Длительно допустимый ток для данного кабеля: [1].

Потери электроэнергии в линии:

.

Отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание [12]:

- трансформатора = ;

- конденсаторной установки = ;

- кабельной линии .

Стоимость оборудования:

- трансформатора: ;

- конденсаторная установка: [10];

- кабельная линия: [13].

Стоимость 1 кВт потерянной энергии b = 2,5 руб/кВт • ч

Приведенные затраты:

- на трансформатор:

,

где - коэффициент, учитывающий стоимость складского резерва.

- на конденсаторную установку:

- на кабельную линию:



Так же, необходимо учесть ущерб от возможного перерыва

электроснабжения потребителя:

,

где - удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии, ;

- относительная вероятная длительность аварийного режима,

принимается равной расчётной активной мощности.

Относительная вероятная длительность аварийного режима при условии, что элементы сети выводятся в ремонт одновременно:

,

где - параметр потока отказа элемента сети;

- средняя продолжительность отключений.

Параметры потока отказов и средняя продолжительность отключений для различных элементов сети представлены в таблице 6 [14].

Таблица 6

Элемент системы	Параметр потока отказов, 1/год	Средняя продолжительность отключений, ч
Трансформатор
Выключатель
Линия (на 1 км)

Общие приведенные затраты по 1 варианту:

Вариант №2. (S_Тном=400кВА)

Приведенные потери в трансформаторе:

Потери электроэнергии в трансформаторе:

.

Потери электроэнергии в линиях:

.

Определяется экономическое сечение (F_Э) и марка кабеля:

;

.

Питание к трансформатору будет осуществляться кабелем марки ААБл-10 с сечением 16 кв.мм. с R₀=1,91 Ом/км, проложенным в траншее [13]. Длительно допустимый ток для данного кабеля: I_доп = 75 А [1].

Потери электроэнергии в линии:

Стоимость оборудования:

- трансформатора: ;

- кабельной линии: [13].

Приведенные затраты:

- на трансформатор:

- на кабельную линию:

Ущерб от возможного перерыва электроснабжения потребителя в данном варианте аналогичен первому варианту, поэтому

Общие приведенные затраты по 2 варианту:



Вариант №3 (S_Тном=160кВА).

Приведенные потери в трансформаторе:

;

.

Потери электроэнергии в трансформаторах:

;

Потери электроэнергии в конденсаторных установках:

Потери электроэнергии в линиях:

Определяется экономическое сечение (F_Э) и марка кабеля:

Так как , то экономическая плотность тока [1];

;

.



Питание к трансформаторам будет осуществляться кабелем марки ААБл-10 с сечением 16 кв. мм. с Ом/км, проложенным в траншее[13]. Длительно допустимый ток для данного кабеля: [1].

Потери электроэнергии в линии:

.

Стоимость оборудования:

- трансформатора: ;

- конденсаторная установка: [10];

- кабельная линия: [13].

Стоимость 1 кВтч потерянной энергии b = 2,5 руб/кВт • ч

Приведенные затраты:

- на трансформаторы:

- на конденсаторные установки:

- на кабельные линии:

Так как электроснабжение цеха производится по двум трансформаторам, то считается, что перерывы электроснабжения отсутствуют и

Общие приведенные затраты по 3 варианту:

Вариант №4. (S_Тном=250кВА)

Приведенные потери в трансформаторе:

;

.

Потери электроэнергии в трансформаторе:

.

Потери электроэнергии в линиях:

.

Определяется экономическое сечение (F_Э) и марка кабеля:

;

.

Питание к трансформатору будет осуществляться кабелем марки ААБл-10 с сечением 16 кв.мм. с R₀=1,91 Ом/км, проложенным в траншее [13]. Длительно допустимый ток для данного кабеля: I_доп = 75 А [1].

Потери электроэнергии в линии:

Стоимость оборудования:

- трансформатора: ;

- кабельной линии: [13].

Приведенные затраты:

- на трансформатор:

- на кабельную линию:

Ущерб от возможного перерыва электроснабжения потребителя данного варианта, аналогично третьему варианту принимается

Общие приведенные затраты по 4 варианту:

Исходя из технико-экономического расчета, получили следующие результаты:

Таблица 7

№ варианта	1	2	3	4
Приведенные затраты, тыс.руб	146,65	164,06	172,93	192,43

Определяются равноэкономичные варианты:



Т.к. ДЗ₂₁ > 10%, следовательно, первый вариант с одним трансформатором и конденсаторной установкой экономичнее. Кроме того, благодаря большим мощности трансформатора и пропускной способности кабеля возможно развитие мощностей предприятия.



4. Определение центров расчетных нагрузок, составление картограммы нагрузок, выбор места расположения ТП

4.1 Определение центров расчетных нагрузок

Центр расчетных нагрузок (ЦЭН) - это условный центр потребления электрической нагрузки цехом. Координаты центра расчетных нагрузок (Хо, Уо) можно определить по следующим выражениям:

; ,

где i = 1,2 ... n - номер электроприемника;

- координаты i- того электроприемника.

Координаты приемников и их расчетные и номинальные мощности указаны в таблице 8.

Таблица 8

№ приемника	Хi, м.	Уi, м.	Рном.i, кВт
1	2	3	4	5	6
1-1	2,63	46,27	10	26,34	462,73
1-2	2,63	38,68	10	26,34	386,76
2	4,92	46,62	2,8	13,77	130,53
3-1	8,08	46,27	3	24,23	138,82
3-2	16,51	38,33	3	49,52	114,99
3-3	22,83	46,27	3	68,49	138,82
3-4	24,94	46,27	3	74,81	138,82
4-1	11,59	46,27	2,8	32,45	129,57
4-2	13,70	37,64	2,8	38,35	105,39
4-3	40,04	37,99	2,8	112,11	106,36
4-4	46,01	37,99	2,8	128,83	106,36
5-1	13,70	46,27	9,585	131,29	443,53
5-2	16,16	46,27	9,585	154,86	443,53
6	18,26	46,27	11,125	203,18	514,79
7-1	27,04	46,27	10	270,44	462,73
7-2	29,15	46,27	10	291,51	462,73
8-1	36,18	46,96	7	253,23	328,75
8-2	38,63	46,96	7	270,44	328,75
9	11,59	41,44	11,8	136,76	488,98
10-1	18,26	37,99	7	127,84	265,90
10-2	20,37	37,99	7	142,60	265,90
11-1	22,48	37,99	4,5	101,15	170,94
11-2	37,93	37,99	4,5	170,69	170,94
12	34,42	37,99	11	378,61	417,84
13-1	31,26	37,99	4,625	144,57	175,68
13-2	41,44	46,96	4,625	191,68	217,21
14-1	30,20	31,42	1,125	33,98	35,35
14-2	34,07	31,42	1,125	38,33	35,35
14-3	30,20	27,97	1,125	33,98	31,47
14-4	30,56	24,86	1,125	34,38	27,97
15-1	34,07	25,21	4,5	153,31	113,44
15-2	34,07	28,32	4,5	153,31	127,42
16-1	5,27	38,68	1,7	8,96	65,75
16-2	8,78	37,64	1,7	14,93	63,99
16-3	8,78	39,37	1,7	14,93	66,92
16-4	20,37	46,27	1,7	34,63	78,66
16-5	33,01	46,62	1,7	56,12	79,25
17-1	-1,05	44,89	10	-10,54	448,92
17-2	37,93	50,76	10	379,32	507,63
18-1	52,68	31,08	3	158,05	93,24
18-2	63,22	24,52	3	189,66	73,55
18-3	63,22	20,03	3	189,66	60,09
19	57,95	23,83	10	579,51	238,27
20-1	52,68	25,90	7,125	375,37	184,53
20-2	52,68	20,72	7,125	375,37	147,63
21-1	62,87	32,12	4,5	282,91	144,52
21-2	62,87	28,32	4,5	282,91	127,42
22	14,05	28,66	10	140,49	286,62
23-1	15,45	32,46	4,5	69,54	146,07
23-2	43,90	46,62	4,5	197,56	209,78
24-1	8,78	24,86	7	61,46	174,04
24-2	18,97	24,86	7	132,76	174,04
25-1	9,83	32,46	20	196,68	649,21
25-2	18,26	31,77	20	365,27	635,40
26-1	11,24	25,21	6	67,43	151,25
26-2	13,70	25,21	6	82,19	151,25
27-1	4,21	29,70	14	59,00	415,77
27-2	4,21	32,46	14	59,00	454,45
28-1	-1,05	24,52	4,5	-4,74	110,33
28-2	-1,05	31,42	4,5	-4,74	141,41
29-1	46,36	7,60	7	324,53	53,18
29-2	46,36	11,74	7	324,53	82,19
30-1	39,69	3,45	20	793,76	69,06
30-2	43,20	3,45	20	864,00	69,06
30-3	46,36	3,45	20	927,22	69,06
31-1	39,69	7,94	12,95	513,96	102,85
31-2	39,69	12,78	12,95	513,96	165,46
32-1	34,42	6,22	7,125	245,24	44,29
32-2	34,42	12,43	7,125	245,24	88,58
33-1	28,10	9,67	4,5	126,44	43,51
33-2	28,10	12,78	4,5	126,44	57,50
34-1	27,75	3,11	10	277,46	31,08
34-2	34,07	3,11	10	340,68	31,08
35	30,56	3,45	10	305,56	34,53
36-1	17,56	3,11	7,125	125,12	22,14
36-2	19,67	3,11	7,125	140,14	22,14
37-1	15,10	7,25	4,5	67,96	32,63
37-2	15,10	10,36	4,5	67,96	46,62
37-3	15,10	12,78	4,5	67,96	57,50
38-1	15,10	3,11	7	105,72	21,76
38-2	22,13	3,11	7	154,89	21,76
39-1	20,37	12,78	28	570,38	357,76
39-2	22,83	5,18	28	639,22	145,04
39-3	22,83	8,63	28	639,22	241,73
39-4	22,83	11,40	28	639,22	319,08
40-1	2,81	8,98	3,4	9,55	30,53
40-2	2,81	12,43	3,4	9,55	42,27
41-1	3,16	3,11	4,5	14,22	13,99
41-2	9,13	3,11	4,5	41,09	13,99
42-1	2,81	5,87	25	70,24	146,76
42-2	6,32	5,87	25	158,05	146,76
42-3	9,83	5,87	25	245,85	146,76
43-1	9,13	8,98	20	182,63	179,57
43-2	9,13	11,74	20	182,63	234,82
Итого:	809,295	18425,70	16753,39

В результате расчета были получены следующие координаты центра расчетных нагрузок:

4.2 Составление картограммы нагрузок

Картограмма расчетных нагрузок представляет собой размещенную на генплане цеха окружность, площадь которой в выбранном масштабе равна расчётной нагрузке цеха. В качестве центра круга выбирают центр электрических нагрузок приемников электроэнергии, а радиус круга связывают с расчетной мощностью приемников; значение его находят из условия равенства расчетной мощности и площади круга:

где R - радиус круга;

m - масштаб для определения площади круга.

Масштаб принимается равным m = 0,235 кВт/м

Тогда радиус круга:

Угол кругового сегмента, площадь которого будет соответствовать расчетной мощности освещения, находится из соотношения:

Картограмма нагрузок представлена на рисунке 1.

4.3 Выбор...