1.3 Вибір комутаційно-захисної апаратури та провідників цехової мережі
При виборі автоматичних вимикачів повинні виконуватись такі умови:
(1.5)
(1.6)
де
- номінальний струм розчіплювача,
-
струм спрацювання відсічки,
-
коефіцієнт відстроювання, що визначається
з умов надійності відстроювання захисту
від перевантажень і його неспрацювання
(повернення) при (після) пуску або
самозапуску, розрахунковий струм
окремого електроприймачі, ШР чи РП в
цілому при
,
- коефіцієнт надійності відстроювання
струмової відсічки,
- пусковий струм.
Виберемо автоматичний вимикач для лінії від ТП до індукційної печі.
Розрахунковий струм для цієї лінії:
(А).
Розрахуємо номінальний струм розчіплювача та струм спрацювання відсічки для лінії ТП - індукційна піч:
(А);
(А).
Значення і - з таблиці 5.1[1, с.78].
За розрахованими значеннями струмів вибираємо автоматичний вимикач ВА 51-37 з тепловим і електромагнітними розчіплювачами з номінальним струмом вимикача 400 А, номінальним струмом розчіплювача 400 А.
Аналогічно проводимо вибір автоматичних вимикачів серії ВА 51 з тепловими і електромагнітними розчіплювачами для решти ліній, що підходять безпосередньо до електроприймачів. Технічні дані таких вимикачів приведені в таблиці Б.3 додатку Б [1, с.136].
Виберемо вимикач для лінії ТП – РП1:
Розрахунковий струм для цієї лінії:
(А).
Піковий струм визначаємо за формулою:
,
(1.7)
де
,
- номінальний і піковий струми найбільш
потужних електроприймачів,
- коефіцієнт використання найбільш
потужного ел. Приймача
(А).
Вибираємо для встановлення автоматичні вимикачі серії ВА з напівпровідниковим розчіплювачем (селективні). Розрахуємо номінальний струм розчіплювача та струм спрацювання відсічки для лінії РП-1- вторинний РП:
(А),
(А).
За розрахованими значеннями струмів вибираємо селективний автоматичний вимикач ВА 55-37 з напівпровідниковим розчіплювачем з номінальним струмом вимикача 160 А, номінальним струмом розчіплювача 100,8 А і кратністю спрацювання відсічки 5.
Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.2.
Таблиця 1.2 – Розрахунок комутаційно-захисної апаратури цеху
Лінія |
Sм, кВА |
Iм, А |
Iп, А |
Тип захисного апарата |
Iном.в, А |
Iн.розч (розр), А |
Iн.розч, А |
IсВ(розр), А |
IсВ, А |
РП1-ЕП1 |
35,00 |
53,18 |
265,88 |
ВА 51-31 |
100 |
53,18 |
63 |
558,36 |
630 |
РП1-ЕП2 |
4,71 |
7,15 |
35,75 |
ВА 51-25 |
25 |
7,15 |
8 |
75,07 |
80 |
РП1-ЕП3 |
6,59 |
10,01 |
50,05 |
ВА 51-25 |
25 |
10,01 |
12,5 |
105,10 |
125 |
РП1-ЕП4 |
5,53 |
8,40 |
42,01 |
ВА 51-25 |
25 |
8,40 |
10 |
88,21 |
100 |
РП1-ЕП5 |
6,8 |
10,33 |
51,66 |
ВА 51-25 |
25 |
10,33 |
12,5 |
108,48 |
125 |
РП1-ЕП6 |
5,29 |
8,04 |
40,22 |
ВА 51-25 |
25 |
8,04 |
10 |
84,46 |
100 |
РП1-ЕП7 |
5,5 |
8,36 |
41,78 |
ВА 51-25 |
25 |
8,36 |
10 |
87,74 |
100 |
РП1-ЕП21 |
12,40 |
18,84 |
94,20 |
ВА 51-25 |
25 |
18,84 |
20 |
197,82 |
200 |
РП1-ЕП22 |
36,27 |
55,10 |
275,51 |
ВА 51-31 |
100 |
55,10 |
63 |
578,57 |
630 |
РП1-ЕП23 |
16,67 |
25,32 |
126,61 |
ВА 51-31 |
100 |
25,32 |
31 |
265,88 |
310 |
РП1-ЕП24 |
3,75 |
5,70 |
28,49 |
ВА 51-25 |
25 |
5,70 |
8 |
59,82 |
80 |
ТП-РП1 |
59,21 |
89,96 |
329,27 |
ВА 55-37 |
160 |
98,95 |
100,8 |
493,9 |
504 |
РП2-ЕП15-16 |
17,65 |
26,81 |
134,06 |
ВА 51-31 |
100 |
26,81 |
31 |
281,53 |
310 |
РП2-ЕП17 |
45,75 |
69,51 |
347,55 |
ВА 51-31 |
100 |
69,51 |
80 |
729,85 |
800 |
РП2-ЕП18 |
10,00 |
15,19 |
75,97 |
ВА 51-25 |
25 |
15,19 |
20 |
159,53 |
200 |
РП2-ЕП25 |
5,18 |
7,86 |
39,32 |
ВА 51-25 |
25 |
7,86 |
10 |
82,58 |
100 |
ТП-РП2 |
59,52 |
90,43 |
362,51 |
ВА 55-37 |
160 |
99,47 |
100,8 |
543,7 |
705,6 |
РП3-ЕП10 |
29,41 |
44,69 |
223,43 |
ВА 51-31 |
100 |
44,69 |
50 |
469,21 |
500 |
РП3-ЕП11 |
20,00 |
30,39 |
151,93 |
ВА 51-31 |
100 |
30,39 |
40 |
319,06 |
400 |
РП3-ЕП20 |
4,67 |
7,09 |
35,45 |
ВА 51-25 |
25 |
7,09 |
10 |
74,45 |
100 |
ТП-РП3 |
46,54 |
70,71 |
285,33 |
ВА 55-37 |
160 |
77,78 |
100,8 |
428 |
504 |
ТП-ЕП8-9, 12-14 |
236,36 |
359,12 |
359,12 |
ВА 51-37 |
400 |
359,12 |
400 |
754,15 |
4000 |
Внутрішньоцехову мережу виконуємо проводами АПВ та кабелем АВВГ, прокладеними в трубах.
Переріз проводу вибираємо з умови:
(1.8)
Допустимі втрати напруги складають 5% і визначаються за формулою:
(1.9)
Для прикладу розрахуємо переріз проводу, що живить ЕП-1
(А).
Обираємо провід АПВ 4х16 з допустимим струмом 55 (А).
Перевіримо вибрані перерізи за допустимими втратами напруги. Втрати напруги в лінії РП1- ЕП1:
Визначимо процентне значення втрат напруги за формулою:
Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.3.
Таблиця 1.3 – Вибір провідників цехової мережі
-
Лінія
Iм, А
Iн.розч, А
Тип провідника
Спосіб прокладки
S, мм2
Ідоп, А
l,м
ΔU,%
РП1-ЕП1
53,18
63
АПВ
в підлозі в трубі
4х16
55
7
0,14
РП1-ЕП2
7,15
8
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
4,5
0,12
РП1-ЕП3
10,01
12,5
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
4
0,15
РП1-ЕП4
8,40
10
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
6,5
0,17
РП1-ЕП5
10,33
12,5
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
8
0,11
РП1-ЕП6
8,04
10
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
7,5
0,21
РП1-ЕП7
8,36
10
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
8
0,16
РП1-ЕП21
18,84
20
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
1,5
0,22
РП1-ЕП22
55,10
63
АПВ
в підлозі в трубі
4х25
65
12
0,19
РП1-ЕП23
25,32
31
АПВ
в підлозі в трубі
4х10
38
4,5
0,29
РП1-ЕП24
5,70
8
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
7
0,13
ТП-РП1
89,96
100,8
ААБ
в траншеї
4х25
115
3
0,14
РП2-ЕП15-16
26,81
31
АПВ
в підлозі в трубі
4х10
38
3,5
0,18
РП2-ЕП17
69,51
80
АПВ
в підлозі в трубі
4х35
75
3
0,04
РП2-ЕП18
15,19
20
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
4
0,2
РП2-ЕП25
7,86
10
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
2,5
0,09
ТП-РП2
90,43
100,8
ААБ
в траншеї
3х25
115
15
0,12
РП3-ЕП10
44,69
50
АПВ
в підлозі в трубі
4х16
55
4
0,15
РП3-ЕП11
30,39
40
АПВ
в підлозі в трубі
4х10
38
3,5
0,16
РП3-ЕП20
7,09
10
АПВ
в підлозі в трубі
4х2,5
19
2
0,05
ТП-РП3
70,71
100,8
ААБ
в траншеї
3х16
90
13
0,1
ТП-ЕП8-9, 12-14
359,12
400
ААБ
в траншеї
3х185
385
10
0,31
2. Розрахунок електропостачання підприємства
2.1 Розрахунок навантажень підприємства
Розрахункові активна та реактивна потужності силового обладнання і розрахункова потужність освітлення цеху визначаємо за методом коефіцієнта попиту.
Приклад розрахунку вказаних величин проведемо для ливарного цеху слідуючим чином:
(кВт);
(кВАр);
(кВт),
де Кn – коефіцієнт попиту [2, таблиця 24-3],
Кпра – коефіцієнт втрат потужності в пускорегулювальній апаратурі відповідно [1, с.15]. Обираємо у всіх приміщеннях люмінісцентні стартерні лампи, для яких Кпра = 1,2.
(кВт);
(кВАр).
Всі розрахунки навантаження цехів проводяться аналогічно. Розрахункові максимальні навантаження підприємства визначаємо:
- сумарне активне навантаження:
(кВт),
- сумарне реактивне навантаження:
(кВАр),
- сумарне повне навантаження цеху:
(кВА).
Розрахуємо навантаження всього підприємства з урахуванням коефіцієнта одночасності:
,
де РМ.k, QМ.k - розрахункові максимальні навантаження ТП або цехів;
N - число ТП або цехів;
РМ.Ц, QМ.Ц - розрахункове максимальне навантаження загальноцехових ЕП високої напруги 10 кВ, які приєднані безпосередньо до ГПП чи РП 10 кВ.
КО - коефіцієнт одночасності максимумів навантаження при 0,5<КВ<0,8 і 9-25 приєднань 10 кВ на збірних шинах РП та ГПП - [1, таб. 1.4];
РМ.З, QМ.З - розрахункові максимальні навантаження загальнозаводських ЕП і цехових трансформаторних підстанцій, приєднаних безпосередньо до ГПП.
(кВт);
(квар);
(кВА).
Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.1
Таблиця 2.1 – Розрахунок підприємства
Споживач |
Силове навантаження |
Освітлювальне навантаження |
Всього |
||||||||||||||
Рн,кВт |
Кп |
cosφ |
tgφ |
Pм.с., кВт |
Qм.с. к Вт |
F, м² |
Рпит.о., кВт/м² |
Кп.о. |
Кпра |
соsφо |
Рм.о., кВТ |
Qм.о., квар |
Рм, кВт |
Qм, кВАр |
Sм, кВА |
||
Складальний цех |
5400 |
0,4 |
0,80 |
1,02 |
2160 |
2203,20 |
26638 |
0,015 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
455,51 |
464,62 |
2615,51 |
2667,82 |
3736,06 |
|
Механічний цех |
3500 |
0,4 |
0,70 |
0,75 |
1400 |
1050,00 |
9964 |
0,016 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
181,74 |
136,31 |
1581,74 |
1186,31 |
1977,18 |
|
Заготівельний цех |
1250 |
0,6 |
0,80 |
1,02 |
750 |
765,00 |
5133 |
0,016 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
93,63 |
95,50 |
843,63 |
860,50 |
1205,06 |
|
Адміністративно-побутовий корпус |
114 |
0,6 |
0,90 |
0,75 |
68,4 |
51,30 |
6314 |
0,016 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
96,98 |
72,74 |
165,38 |
124,04 |
206,73 |
|
Будівля ЦТНС |
10 |
0,8 |
0,80 |
0,48 |
8 |
3,84 |
1437 |
0,013 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
17,93 |
8,61 |
25,93 |
12,45 |
28,77 |
|
Ковальсько-пресова дільниця |
1300 |
0,4 |
0,80 |
0,75 |
520 |
390,00 |
862 |
0,012 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
9,93 |
7,45 |
529,93 |
397,45 |
662,41 |
|
Інструментальний цех |
450 |
0,8 |
0,70 |
0,75 |
360 |
270,00 |
2998 |
0,015 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
51,27 |
38,45 |
411,27 |
308,45 |
514,08 |
|
Гальванічна дільниця |
60 |
0,6 |
0,55 |
1,02 |
36 |
36,72 |
2666 |
0,013 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
39,51 |
40,30 |
75,51 |
77,02 |
107,86 |
|
Експериментальний цех |
120 |
0,41 |
0,80 |
1,52 |
49,2 |
74,78 |
2263 |
0,012 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
30,96 |
47,06 |
80,16 |
121,84 |
145,84 |
|
Котельня |
15 |
0,8 |
0,70 |
0,75 |
12 |
9,00 |
650 |
0,013 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
8,11 |
6,08 |
20,11 |
15,08 |
25,14 |
|
Цех товарів народного споживання |
720 |
0,4 |
0,90 |
1,02 |
288 |
293,76 |
2772 |
0,015 |
0,95 |
1,2 |
0,9 |
47,40 |
48,35 |
335,40 |
342,11 |
479,10 |
|
Насосна станція |
9 |
0,6 |
0,76 |
0,48 |
5,4 |
2,59 |
16 |
0,01 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
0,15 |
0,07 |
5,55 |
2,67 |
6,16 |
|
Відділ головного механіка |
320 |
0,8 |
0,90 |
0,86 |
256 |
220,16 |
1077 |
0,014 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
14,47 |
12,45 |
270,47 |
232,61 |
356,74 |
|
Ливарний цех |
906 |
0,6 |
0,80 |
0,48 |
543,6 |
260,93 |
3168 |
0,015 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
45,62 |
21,90 |
589,22 |
282,83 |
653,58 |
|
Нафтова ловушка |
3 |
0,6 |
0,76 |
0,75 |
1,8 |
1,35 |
116 |
0,01 |
0,6 |
1,2 |
0,9 |
0,84 |
0,63 |
2,64 |
1,98 |
3,29 |
|
Транспортна дільниця |
13 |
0,5 |
0,80 |
0,86 |
6,5 |
5,59 |
540 |
0,015 |
0,8 |
1,2 |
0,9 |
7,78 |
6,69 |
14,28 |
12,28 |
18,83 |
|
Компресорна станція |
160 |
0,7 |
0,90 |
0,75 |
112 |
84,00 |
635 |
0,012 |
0,6 |
1,2 |
0,9 |
5,49 |
4,11 |
117,49 |
88,11 |
146,86 |
|
Газорозподільний пункт |
24 |
0,8 |
1,00 |
0,48 |
19,2 |
9,22 |
96 |
0,01 |
0,6 |
1,2 |
0,9 |
0,69 |
0,33 |
19,89 |
9,55 |
22,06 |
|
Всього |
14374 |
0,60 |
|
|
6596,1 |
5731,44 |
67345 |
|
|
|
|
1108,01 |
1011,64 |
6933,70 |
6068,77 |
9214,45 |
|
2.3 Вибір і розміщення цехових ТП
Визначимо сумарну повну розрахункову потужність всіх цехів, електричне обладнання яких живиться на напрузі 0,4 кВ:
Визначимо загальну площу всіх цехів:
Визначимо економічний ступінь потужності трансформаторів в залежності від густини навантаження:
При такій питомій потужності доцільно використовувати трансформатори потужністю 630 або 1000 кВА.
Розглянемо
2 варіанти спорудження однотрансформаторних
підстанцій з
та
:
1)
-
коефіцієнт завантаження трансформаторів
однотрансформаторної підстанції.
Отже необхідно встановити 18 трансформаторів.
2)
- коефіцієнт завантаження трансформаторів однотрансформаторної підстанції.
Отже необхідно встановити 11 трансформаторів.
Розподілимо трансформаторні підстанції між цехами і визначимо їх фактичний коефіцієнт завантаження. Дані розрахунку приведені в таблиці 2.2.
Варіант 1, Sтр=630кВА |
Варіант 2, Sтр=1000кВА |
||||||
Цех |
Sм, кВА |
N |
Кз |
Цех |
Sм, кВА |
N |
Кз |
1,4 |
3942,79 |
7 |
0,895 |
1,2,4,5 |
5848,74 |
8 |
0,73 |
2,3,5 |
3211 |
6 |
0,85 |
3,6 |
1867,47 |
3 |
0,63 |
6,7,8 |
1284,36 |
3 |
0,7 |
7,8,9,10,11,12,13 |
1634,92 |
2 |
0,82 |
9,10,11,12 |
656,24 |
2 |
0,52 |
14,15,16,17,18 |
844,63 |
1 |
0,85 |
13,14,15,16,17,18 |
1201,37 |
2 |
0,95 |
||||
Таблиця 2.2 – Розподіл трансформаторних підстанцій між цехами
Обираємо другий варіант, так як в ньому коефіцієнти завантаження більші, а потрібна кількість трансформаторів менша.
Розрахуємо місце установки ЦТП для цехів 1,2,4,5:
Трансформаторні підстанції, розміщені по розрахованим координатам, доцільно розмістити по периметру в складальному цеху, оскільки він має найбільше навантаження та розміщений найближче до отриманих координат.
Розраховані координати розміщення інших цехових ТП зведемо в таблицю 2.3
Таблиця 2.3 – Координати розміщення цехових ТП
-
Цех
Розраховані
Х
У
1,2,4,5
98,01
45,23
3,6
142,2
36,135
7,8,9,10,11,12,13
208,61
55,945
14,15,16,17,18
16,34
80,463
Більш доцільним буде замість шести однотрансформаторних підстанцій для живлення цехів № 1, 2, 4, 5 спорудити чотири двотрансформаторних підстанції і розмістити їх в приміщенні цеху № 1.
Розрахуємо втрати в трансформаторах:
(кВт);
(квар).
Розрахунки для інших ЦТП проводимо аналогічно. Результати зводимо в таблицю 2.4.
Таблиця 2.4 – Втрати в трансформаторах ЦТП
ТП № |
К-сть ТР |
Sн.тр, кВА |
kз |
∆РТП, кВт |
∆QТП, кВАр |
1-4 |
8 |
1000 |
0,73 |
61,3 |
112,3 |
5-6 |
3 |
1000 |
0,63 |
8,12 |
28 |
7 |
2 |
1000 |
0,82 |
7,61 |
28 |
8 |
1 |
1000 |
0,85 |
10,57 |
14 |
Всього |
14 |
|
|
87,6 |
182,3 |
Розрахуємо потужність заводу з врахуванням втрат в ЦТП
(кВт);
(квар).
Є можливість заживити завод на напрузі 35 кВ від підстанції, що знаходиться на відстані 2 км від заводу.
Визначимо реактивну потужність, що може бути спожита з енергосистеми в години великих навантажень:
(квар),
де а=0,25- для підстанцій напругою 35 кВ [1, с.17];
Визначимо необхідну потужність компенсувальних пристроїв:
(квар),
Розрахуємо повну потужність, що споживається підприємством з енергосистеми:
(кВА),