Диплом Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-24

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 22.11.2024

Андатпа

Бұл дипломдық жұмыста берілген тапсырмаға сәйкес « » тақырыбы бойынша жоба жасалды.

Цехтың және зауыттың электрлік және жарықтандыру жүктемелеріне есептеу жұмыстары жүргізілді. Электрмен жабдықтау сұлбасы жасалды, барлық техникалық жабдықтар тексеріп, оларға таңдау жүргізілді.

Келесі тараулар орындалды: өміртіршілік қауіпсіздігі, экономикалық және арнайы бөлімдер.

Аннотация

В дипломной работе, согласно заданию, разработан проект на тему: «Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината».

Был произведен расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха соответственно. Разработана схема электроснабжения, произведен выбор и проверка всего технического оборудования.

Выполнены разделы: безопасность жизнедеятельности, экономическая и специальные части.

1 Основная часть. Проектирование электроснабжения отделочной фабрики текстильного комбината

1.1 Технологический процесс производства

Основными цехами текстильного комбината являются: корпус сновальный, корпус «медио», корпус «утка», крутильный корпус, прядильные корпуса, красильные корпуса, деревообрабатывающий цех, компрессорная.

Электроцех, ремонтно-механический цех, котельная, склады готовой продукции и вспомогательных материалов, ЦЗЛ относятся к вспомогательным цехам.

Исходным материалом является хлопок, который поставляется с Центрального Казахстана и стран Средней Азии. Хлопок поступает на склад вспомогательных материалов, откуда в свою очередь поставляется в корпус сновальный, где из хлопка вытягивают и скручивают нити. Далее в корпусах «медио» и «утка» скручивают нити разной прочности и толщины для производства ткани. Следующей стадией производства является окраска нитей в красильных корпусах и отправка их в прядильные корпуса. Далее готовые ткани отправляют в компрессорные, где продукция прессуется в рулонах и отвозится на склад готовой продукции.

Так же на территории комбината находятся:

Механический цех, предназначенный для ремонта оборудования всех цехов комбината.

Электроцех с электроремонтным отделением.

Деревообрабатывающий цех, где производят катушки для нитей.

Центральная заводская лаборатория, в которой производят анализы всего технологического процесса производства тканей и нитей.

Заводоуправление, где размещается дирекция, техническая, административно-финансовая, снабженческая и хозяйственная части.

1.2 Исходные данные на проектирование

1. Схема генерального плана завода (лист 1).

2. Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трёхобмоточных трансформатора мощностью по 63 МВА, напряжением 115/37/6,3кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1200 МВА. Трансформаторы работают раздельно.

3. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода.

4. Расстояние до фабрики 6,6 км.

5. Завод работает в три смены.

Таблица 1.1 - Электрические нагрузки отделочной фабрики

№ по плану	Наименование	Кол-во эл. приемников n, шт	Установленная мощность, кВт
			одного эл. приемника Р_н	суммарнаяS Р_н
1	Склад суровья	15	1-12	80
2	Подготовительный отдел	20	1-30	210
3	Выварная	40	1-25	210
4	Отбельный цех	50	1-35	2000
5	Белосушильный цех	26	1-30	1500
6	Столовая	25	1-32	350
7	Красильный цех	33	1-40	2200
8	Насосная: СД 6кВ	4	630	2520
9	Химстанция красильного завода	13	1-25	245
10	Электроцех	45

1-32

400

Механический цех

5-60

350

Склад готовой продукции

1-15

Сушильный отдел

1-60

620

Химстанция печатного цеха

1-32

200

Печатный отдел

1-35

1500

Мыльно-Промывной отдел

1-20

200

Отдел подготовки ткани под печать

1-30

600

Отделочно мерильный цех

1-55

1300

1.3 Проектирование электроснабжения механического цеха

Таблица 1.2 - Электрические нагрузки в механическом цехе

№№ по плану

Наименование оборудования

Уст. мощн. кВт

Кол-во эл. приемников (шт)

Коэффициенты

К_И

Cosφ

1,2

Краны с ПВ-25%

18,3

0,1

0,5

3,4

Заточный

0,15

0,5

Вертикально-фрезерный

9,8

0,25

0,65

6,7,8,9

Плоскошлифовальный

13,4

0,25

0,65

10,11,12,13,14,15

Токарно-револьверные

10,85

0,25

0,65

16,17,18,19,20

Токарно-винторезные

18,62

0,25

0,65

21,22

Сверлильный

5,75

0,15

0,5

23,24

	Пресс	5,5	2	0,4	0,8
25,26,27	Зубофрезерный	8,5	3	0,15	0,5
28	Внутришлифовальный	13,1	1	0,65	0,65
29,30	Долбежный	15,4	2	0,25	0,65

1.3.1 Расчет электрических нагрузок механического цеха

По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии.

Для приемников повторно-кратковременного режима (ПКР) работы номинальную мощность определяют по паспортной мощности приведением ее к длительному режиму работы (ПВ=100%) в соответствии с формулой:

где Р_пас, кВ;

- паспортная продолжительность включения в долях единицы;

t_п, t_в– соответственно время паузы и включения, с.

Для крана с ПВ_пас= 25%.:

Расчет выполняем методом упорядоченных диаграмм на примере плоско-шлифовального станка с Р_ном = 13,4 кВт:

Номера по цеху с 6-9.

Количество станков – 4.

Суммарная номинальная мощность станков:

Коэффициент использования из таблицы 12.1 (Л-7): К_и = 0,12

Коэффициент мощности tgj = 1,16 и cosj = 0,65 (т.12.1. Л-7)

Среднесменная максимальная мощность:

Эффективное число электроприемников:

Питание в цехе осуществляется от следующих пунктов:

ШРА-I, ШР1,ШР2

Эффективное число электроприемников для ШРА-I:

где Р_ном._max– наибольшая из мощностей i-го электроприемника, кВт.

Находим усредненный расчетный коэффициент использования:

По К_ии n_эфнаходим в таблице К_р =1,45 (т.7.1, Л-17)

Расчетная активная мощность:

Расчетную реактивную мощность про методу упорядоченных диаграмм принимают равной:

при n_эф £ 10 : Q_р = 1,1Q_ср.м;

при n_эф > 10 : Q_р = Q_ср.м;

Так как n_эф > 10 , то Q_р = Q_ср.м= 44 кВар.

1.4 Расчет силовой и осветительных нагрузок фабрики

Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.

По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

Р_po=К_co×Р_уо, кВт;

Q_po=tg_о×Р_ро, квар,

где К_co– коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;

tg_о – коэффициент реактивной мощности, определяется по cosj ;

Р_уо – установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м² поверхности пола известной производственной площади:

Р_уо=_о×F, кВт,

где F - площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану завода, в м²;

_удельная расчетная мощность в кВт на 1м².

Для цеха №1 (по генплану)

Р_р.о = Р_у.оК_с= r_оFК_с = 0,01 × 960 × 0,6 = 5,76 кВт;

Q_р.о = tg_о×Р_ро =0,5×5,76 = 2,88кВт.

Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.4 «Расчет осветительной нагрузки».

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам фабрики производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 1.6 «Расчет силовой нагрузки отделочной фабрики текстильного комбината напряжением 0,4 кВ».

Т а б л и ц а 1.4 - Расчет осветительной нагрузки
№№ по плану	Наименование производственного помещения	Размеры помещения, длина (м) ´ ширина (м)	Площадь помещения, м²	Удельная осветительная нагрузка о, кВт/м²	Коэф. спроса, Кс	Устан. мощность освещения, Рyо, кВт	Расчетная мощность осветительной нагрузки		cosj / tgj
							Рро, кВт	Qро, квар
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

1	Склад суровья	24´40	960	0,01	0,6	9,60	5,76	2,88	0,9/0,5
2	Подготовительный отдел	29´24	696	0,014	0,8	9,74	7,80	3,90	0,9/0,5
3	Выварная	37´24	888	0,015	0,8	13,32	10,66	5,33	0,9/0,5
4	Отбельный цех	117´16	1872	0,015	0,8	28,08	22,46	11,23	0,9/0,5
5	Белосушильный цех	51´24	1224	0,015	0,8	18,36	14,69	7,34	0,9/0,5
6	Столовая	64´16	1024	0,02	0,9	20,48	18,43

9,22

0,9/0,5

Красильный цех

64´24

1536

0,016

0,8

24,58

19,66

9,83

0,9/0,5

Насосная

116´16

1856

0,013

0,7

24,13

16,89

8,44

0,9/0,5

Химстанция красильного цеха

44´24

1056

0,013

0,7

13,73

9,61

4,80

0,9/0,5

Электроцех

66´24

1584

0,017

0,8

26,93

21,54

10,77

0,9/0,5

Механический цех

28´40

1120

0,017

0,8

19,04

15,23

7,62

0,9/0,5

Склад готовой продукции

61´40

2440

0,01

0,6

24,40

14,64

7,32

0,9/0,5

Сушильный отдел

61´40

2440

0,015

0,8

36,60

29,28

14,64

0,9/0,5

Химстанция печатного цеха

104´11

1144

0,013

0,7

14,87

10,41

5,21

0,9/0,5

Печатный цех

104´29

3016

0,016

0,8

48,26

38,60

19,30

0,9/0,5

Мыльно-промывной отдел

70´40

2800

0,016

0,8

44,80

35,84

17,92

0,9/0,5

Отдел подготовки ткани под печать

47´14

658

0,014

0,8

9,21

7,37

3,68

0,9/0,5

Отделочно-мерильный цех

47´26

1222

0,016

0,8

19,55

15,64

7,82

0,9/0,5

Территория

370´170

35364

0,002

70,73

35,36

0,9/0,5

1.4.1 Картограмма электрических нагрузок фабрики

Картограмма электрических нагрузок представляет собой графическое измерение электрических нагрузок по цехам. Она отображается на генплане в виде кругов в масштабе отображённых электрических нагрузок. В центре этих окружностей совпадают с центрами электрических нагрузок цехов.

В зависимости от структуры энергопотребления, картограмма может быть нанесена на генплан отдельно для активной и реактивной мощности, и отдельно для низковольтной и высоковольтной нагрузки.

Низковольтная нагрузка должна наглядно показывать долю осветительной нагрузки цеха, в котором изображается в виде сектора круга соответствующего цеха.

Площадь окружности в выбранном масштабе

P_см= π r²× m;

r = √ P_см/ π× m;

m = P_см/ π r²,

где m – это масштаб для определения площади круга, который выбирается проектировщиками в зависимости от масштаба генплана и величины нагрузок предприятия.

Для изображения электрических нагрузок каждого цеха на картограмме в виде сектора круга необходимо определить угол сектора

α = P_{Р осв}/ P_см×360

Т а б л и ц а 1.5 - Картограмма электрических нагрузок

№ цеха п/п	r = √ P_см/ π* m	α = P_{Р осв}/ P_см*360
1	r₁ =4,6	α₁ = 77,6
2	r₂ =8,5	α₂ = 30,7
3	r₃ =9	α₃ = 38,1
4	r₄ =30	α₄ = 7,3
5	r₅ =24	α₅ = 7,3
6	r₆ =12	α₆ = 38,2
7	r₇ =32	α₇ = 5,5
8	r₈ =11	α₈ = 39,6
9	r₉ =27	α₉ = 3,7
10	r₁₀ =11	α₁₀ = 50,5
11	r₁₁ =9,9	α₁₁ = 44,8
12	r₁₂ =5,7	α₁₂ = 128,4
13	r₁₃ =16	α₁₃ = 34
14	r₁₄ =8,3	α₁₄ = 43
15	r₁₅ =26	α₁₅ = 16,4
16	r₁₆ =8	α₁₆ = 160,5
17	r₁₇ =13	α₁₇ = 12,4
18	r₁₈ =13	α₁₈ = 25,4

Таблица 1.6 - Расчет силовых нагрузок по цехам фабрики

№ по плану

Наименование цеха

Кол-во ЭП n

Установленная мощность

Ки

cosj

tgj

Средняя

мощность

nэ

Км

Расчетные нагрузки

I, А

Pmin, кВт

Pmax, кВт

Суммарная Рн, кВт

Рсм, кВт

Qсм, квар

Рр, кВт

Qр, квар

Sр, кВА

Склад суровья

а) силовая нагрузка

0,2

0,65

1,17

18,7

1,67

26,7

18,7

б) осветительная нагрузка

5,76

2,88

ИТОГО

32,5

21,6

39,0

59,3

Подготовительный отдел

а) силовая нагрузка

210

0,3

0,70

1,02

64,3

1,45

91,4

64,3

б) осветительная нагрузка

7,80

3,90

ИТОГО

99,1

68,2

120,3

183,0

Выварная

а) силовая нагрузка

210

0,35

0,80

0,75

73,5

55,1

1,37

100,7

55,1

б) осветительная нагрузка

10,66

5,33

ИТОГО

111,4

60,5

126,7

192,7

Отбельный цех

а) силовая нагрузка

2000

0,5

0,70

1,02

1000

1020,2

1,11

1110,0

1020,2

б) осветительная нагрузка

22,46

11,23

ИТОГО

1132,5

1031,4

1531,8

2330,1

Белосушыльный цех

а) силовая нагрузка

1500

0,4

0,75

0,88

600

529,2

1,21

726,0

529,2

б) осветительная нагрузка

14,69

7,34

ИТОГО

740,7

536,5

914,6

1391,2

Столовая

а) силовая нагрузка

350

0,4

0,90

0,48

140

67,8

1,24

173,6

67,8

б) осветительная нагрузка

18,43

9,22

ИТОГО

192,0

77,0

206,9

314,7

Красильный цех

а) силовая нагрузка

2200

0,5

0,70

1,02

1100

1122,2

1,16

1276,0

1122,2

б) осветительная нагрузка

19,66

9,83

ИТОГО

1295,7

1132,1

1720,5

2617,2

Насосная:СД 6 Кв

а) силовая нагрузка

630

2520

0,7

0,80

0,75

1764

1323,0

1,29

2275,6

1455,3

б) осветительная нагрузка

16,89

8,44

ИТОГО

2292,4

1463,7

2719,9

4137,4

Химстанция красильного завода

а) силовая нагрузка

245

0,3

0,70

1,02

73,5

75,0

1,45

106,6

75,0

б) осветительная нагрузка

9,61

4,80

ИТОГО

116,2

79,8

140,9

214,4

Электроцех

а) силовая нагрузка

400

0,3

0,70

1,02

120

122,4

1,28

153,6

122,4

б) осветительная нагрузка

21,54

10,77

ИТОГО

175,1

133,2

220,0

334,7

Механический цех

а) силовая нагрузка

350

0,2

0,65

1,17

81,8

1,75

122,5

81,8

б) осветительная нагрузка

15,23

7,62

ИТОГО

137,7

89,5

164,2

249,8

Скалад готовой продукции

а) силовая нагрузка

0,3

0,80

0,75

20,3

1,52

41,0

20,3

б) осветительная нагрузка

14,64

7,32

ИТОГО

55,7

27,6

62,1

94,5

Сушильный отдел

а) силовая нагрузка

620

0,4

0,75

0,88

248

218,7

1,24

307,5

218,7

б) осветительная нагрузка

29,28

14,64

ИТОГО

336,8

233,4

409,7

623,3

Химстанция печатного цеха

а) силовая нагрузка

200

0,3

0,70

1,02

61,2

1,45

87,0

61,2

б) осветительная нагрузка

10,41

5,21

ИТОГО

97,4

66,4

117,9

179,3

Печатный отдел

а) силовая нагрузка

1500

0,5

0,75

0,88

750

661,4

1,13

847,5

661,4

б) осветительная нагрузка

38,60

19,30

ИТОГО

886,1

680,7

1117,4

1699,7

Мыльно-промывной отдел

а) силовая нагрузка

200

0,3

0,70

1,02

61,2

1,34

80,4

61,2

б) осветительная нагрузка

35,84

17,92

ИТОГО

116,2

79,1

140,6

213,9

Отдел подготовки ткани под печать

а) силовая нагрузка

600

0,3

0,70

1,02

180

183,6

1,19

214,2

183,6

б) осветительная нагрузка

7,37

3,68

ИТОГО

221,6

187,3

290,1

441,3

Отделочно-мерильный цех

а) силовая нагрузка

1300

0,3

0,70

1,02

390

397,9

1,19

464,1

397,9

б) осветительная нагрузка

		15,64	7,82
	ИТОГО			479,7	405,7	628,3	955,7
19	Освещение территории			70,73	35,36	79,1
	Итого по заводу на шинах 0,4 кВ			6297,2	4945,3	8006,9	12179,6

1.5 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.

Данные для расчета:

Р_p0,4= 6297,2 кВт;

Q_p0,4= 4945,3 квар;

S_p0,4= 12179,6 кВА.

Отделочная фабрика текстильного комбината относится ко 2 категории потребителей, завод работает в три смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов К_зтр=0,8.

При плотности нагрузки напряжением 380 В до 0,5 кВА/м² принимаем трансформатор мощностью S_нт=1600 кВА.

Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле:

где Р_{р 0,4} – суммарная расчетная активная нагрузка;

к_з – коэффициент загрузки трансформатора;

S_нт – принятая номинальная мощность трансформатора;

DN – добавка до ближайшего целого числа

Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле:

N_т.э = N_min + m,

где m – дополнительное число трансформаторов;

N_т.э - определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З*_п/ст

З*_п/ст= 0,5; к_з = 0,8; N_min = 6; DN = 0,761.

Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =1, значит N_т.э =5+1=6 трансформаторов.

По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность Q₁, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:

Рисунок 1.1

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Q_нбк1:

Q_{нбк 1}+Q₁=Q_{р 0,4}, отсюда

Q_{нбк 1}= Q_{р 0,4} - Q₁=4945,3 – 4396,3 = 549 квар

Дополнительная мощность Q_нбк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле

Q_{нбк 2} =Q_{р 0,4} - Q_{нбк 1} - N_{т э} S_нт4945,3549 – 0,5 66403,7 квар

где 5 расчетный коэффициент;

=К1 К2 , сх. питания ТП).

К1=14; К2=40 - для трансформаторов мощностью Sнт6кВА согласно /таблице 2.1.,2.2., 13/.

Так как Q_нбк2<0, то принимаю Q_нбк2=0, отсюда следует, что

Q_нбк=Q_{нбк 1}+Q_{нбк 2} = 549 + 0 = 549 квар.

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор:

Выбираем конденсатор НБК типа УКБН-0,38-100-150У30.

На основании расчетов составляем таблица 1.7 – «Распределение нагрузок цехов по ТП».

Т а б л и ц а 1.7 - Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП
№ТП, Sн.тр, QНБК	№ цехов	РР0,4, кВт	QР0,4, квар	SР0,4, кВA	Кз	Ки
1	2	3	4	5	6
ТП1 (2х1600) Σ Sн =3200 кВА	1 2 3 4 5 осв.	32,5 99,1 111,35 1132,46 740,69 132,09	21,6 68,2 60,45 1031,44 536,49 71,37	39,00 120,32 126,70 1531,78 914,57 150,14
	Σ ТП1, кВт	2248,22	1789,51	2873,47		1,25633
ТП2 (2х1600) Σ Sн =3200 кВА	6 7 осв 9 10 11	192,0 1295,66 101,37 116,18 175,14 137,73	77,0 1132,05 8,44 50,68 133,20 89,46 -400,0	206,90 1720,55 101,72 126,76 220,04 164,23
QНБК = 4х100


	Σ ТП2, кВт	2018,12	1490,85	2509,07		1,353665
	Σ ТП1,2, кВт	4266,3	2880,4	5147,64	0,8
ТП3 (2х1600) Σ Sн = 3200 кВА	12 13 14 15 16 17 18 осв	55,68 336,80 97,41 886,1048 116,24 221,57 479,74 151,79	27,57 233,36 66,42 680,74 79,13 187,32 405,70 75,89 -200	62,13 409,74 117,90 1117,40 140,62 290,14 628,29
QНБК =2х100
	Σ ТП 3, кВт	2345,33	1756,13	2929,95		1,305498
	Σ ТП3 кВт	2345,33	1556,13	2814,63	0,8

1.6 Определение потерь в цеховых трансформаторах

Выбираем трансформатор ТСЗ-1600/6

U_вн=6 кВ, U_нн=0,4 кВ, DР_хх=4,2 кВт, DР_кз=16 кВт, U_кз% =5,5, I_хх%=1,5, соединение обмоток D/Y_о–11 (Л-5, Т.27.6)

Потери мощности в трансформаторах определяем по формулам

(7.1)

, (7.2)

где (7.3)

(7.4)

Подставляем в формулы (7.1-7.4) каталожные данные:

(7.5)

1. ТП, ТП2

2. ТП3

3. Суммарные потери в трансформаторах:

1.7 Расчет нагрузки синхронных двигателей

На отделочной фабрике установлены следующие СД 6 кВ:

Насосы СТД-630-23УХЛ4: Р_н=630 кВт, S_ном=595 кВА, h=95,8%, I_п/I_н=5,66, М_макс/М_н= 2,08

Расчётная мощность СД:

Р _р.сд.=Р_ном×Кз (кВт)

Р_р.сд.=Р_ном×Кз=630×0,85=535,5 кВт.

Максимальная реактивная мощность СД (по условию устойчивой работы):

, где

Р_ном – номинальная активная мощность двигателя;

К_п.р.м. – коэффициент перегрузки по реактивной мощности (определяется по справочным данным);

Кпд – коэффициент полезного действия.

Экономически целесообразно использовать:

(7.9)

где a_м – коэффициент допустимой перегрузки СД, зависит от загрузки СД по активной мощности (по номограмме рис. 9.4 (Л-1) для cosj_н=0,9 и К_сд=0,75; a_м =0,53.

Суммарная располагаемая реактивная мощность:

Входная реактивная мощность Q_э по формуле 7.8:

Из формулы (7.7) баланса реактивной мощности находим реактивную мощность ВБК:

Следовательно, требуется установка ВБК.

Полученную реактивную мощность используем для компенсации на шинах ГПП.

Для этого выбираем конденсаторные батареи типа УК-6-1500-2ЛУ3,

где Q_н=1500 квар, n=2, åQ_н=3000 квар.

При расчете нагрузок на шинах 6 кВ ГПП учитываем число присоединений, равное 21, и средневзвешенный коэффициент использования К_и=0,57. При этом коэффициент одновременности К_и=0,9.

Уточненный расчет электрических нагрузок по фабрике приведён в таблице 1.8.

Таблица 1.8 - Уточнённый расчёт нагрузок на шинах 6 Кв
Назначение присоединения	Кол-во прис шт	∑Р_ном, кВт	К_и	Р_ср.м, кВт	Q_ср.м, кВар	К_о,	Р_р, кВт	Q_р, кВар	S_р, кВА
ТП1,ТП2
Силовая	4	7545	0,66	4950	2877		4950,0	2877,5
Q_НБК								-400
Освещение							124,30	62,15
Потери в тр-х							58,20

	323,72
Итого				4950	2877		5074,30	2539,64	5674,4
ТП3
Силовая	2	4510	0,31	1395	1288		1464,8	1288,3
Q_НБК								-200,0
Освещение							239,40	119,70
Потери в тр-х							28,88	160,64
Итого				1395	1288		1704,15	1208,01	2088,9
Насосная 6кВ	4	2520	0,70	1764	1323		2275,56	1455,30
Итого				1764	1323		2275,56	1455,30	2701,1
Q ВБК	2							-3000,00
Итого	12	14575		8109	5489	0,9	9141,09	2687,30	9527,9

1.9 Технико-экономический расчёт вариантов внешнего электроснабжения

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 63 МВА, напряжением 115/37/6,3 кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1200 МВА. Трансформаторы работают раздельно. Расстояние от энергосистемы до завода 6,6 км.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:

1. I вариант – ЛЭП 115 кВ;

2. II вариант – КЛ 35 кВ.

Вариант 1

Рисунок 1.2 - Первый вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по первому варианту.

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

Учитываем наличие потребителей I и II категории установкой от ГПП двух силовых трансформаторов.

Номинальная мощность трансформатора:

, (8.1)

где n – количество трансформаторов на ГПП, шт;

К_з – коэффициент загрузки трансформатора;

S_р – расчетная мощность цементного завода, МВА;

где Q_э – выходная реактивная мощность от энергосистемы, кВт.

По формуле 8.1

Примем два трансформатора мощностью 10000 кВА:

Проверим перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме:

Коэффициент загрузки трансформаторов:

Принимаю два трансформатора ТДН-10000-115/6.

Паспортные данные: S_н = 10 МВА; U_ВН =115 кВ; U_НН=6,6 кВ;

P_хх = 18 кВт; P_кз = 58 кВт; U_кз = 10,5%; I_хх = 0,9%.

Определим потери мощности в трансформаторах ГПП:

Р_{тр гпп}=2×(Р_хх +Р_кз×К_з²)=2(18 + 58×0,6²)=77,76 кВт;

Определим потери электрической энергии в трансформаторах ГПП:

W_{т гпп}=2 ×(Р_хх × Т_вкл+ ×Р_кз ×К),

где Т_вкл – число часов включения, для двухсменной работы Т_вкл= 5000 ч;

число часов использования максимума потерь и зависит от числа часов использования максимума нагрузки.

где Т_М = 5000 ч – число часов использования максимума.

W_{т гпп}=2×18×5000+3410,9×58×0,6²)=322439,2 кВтч.

2. ЛЭП 110 кВ:

Определим мощность, проходящую по ЛЭП:

Определим сечение:

а) по экономической плотности тока (j_э):

j_эк=1,1 А/мм2 - плотность тока для воздушных линий;

принимаем стандартное ближайшее сечение F_э=25мм², I_доп= 80А

б) по условию потерь на «корону»: для ВЛ 110 кВ минимальное сечение 70 мм², то принимается провод марки АС 70, I_доп=265 А.

в) на нагрев рабочим током: I_{доп .пров.}> I_р, (265 А > 25,5 А)

г) по аварийному режиму: 1,3 ´ I_{доп .пров.}> I_ав., (1,3 ´ 265 > 51 А)

Окончательно принимаем провод марки АС-70, I доп=265 А

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 110 кВ:

W_{лэп 110}=N×3×I×R×10^-3×=2×3×25,5²×3,03×10^-3×341029,5х1000 кВт ч/год,

где R=r₀×L=0,46×6,6=3,03 Ом;

r₀=0,46 Ом/км - удельное активное сопротивление АС-70

Выбор коммутационной аппаратуры на напряжение U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 1.3) и рассчитаем ток короткого замыкания.

S_б=1000 МВА; S_кз=1200 МВА; U_б=115 кВ.

Рисунок 1.3

х_с= S_б /S_кз= 1000/1200 = 0,8 о.е.

где Х_о=0,4 Ом/км (Л 4) стр146

i_уд1=К_уд

i_уд2=К_уд

Мощность короткого замыкания:

S_к-1=×U_н×I_к-1=×115×6,2=1200 МВА;

S_к-2=×U_н×I_к-2=×115×5,2=968 МВА.

После расчета токов КЗ произведем выбор:

Выключатели В1, В2

Выбираем выключатель МКП-110-630-20У1:

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=126 кВ

I_н=630А

I_откл=20 кА

I_дин=52 кА

U_р=115 кВ

I_{автр сист}=51А

I_к1=6,2 кА

i_уд1=15,3 кА

U_н³U_р

I_н³ I_р_{тр сист}

I_откл³ I_к1

I_дин³ i_уд1

разъединители Р1, Р2

Выбираем разъединитель РНДЗ2-СК-110/1000У1:

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=126 кВ

I_н=1000А

I_{скв.ампл.}=80 кА

I_{пред.терм. ст.}=25 кА

U_р=115 кВ

I_ав=51 А

i_уд2=6,2 кА

I_к2=15,3 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

3) Заземлители ЗОН 1, 2 ЗОН 110М 1У1:

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=126 кВ

I_н=400А

I_{скв.ампл.}=16 кА

I_{пред.терм. ст.}=6,3 кА

U_р=115 кВ

I_ав=51 А

i_уд2=6,2 кА

I_к2=15,3 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

Выключатели В3, В4

Выбираем выключатель МКП-110-630-20У1:

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=126 кВ

I_н=630А

I_откл=20 кА

I_дин=52 кА

U_р=115 кВ

I_{автр сист}=51А

I_к1=4,8 кА

i_уд1=12,3 кА

U_н³U_р

I_н³ I_р_{тр сист}

I_откл³ I_к1

I_дин³ i_уд1

разъединители Р3, Р4

Выбираем разъединители РНДЗ2-СК-110/1000У1:

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=126 кВ

I_н=1000А

I_{скв.ампл.}=80 кА

I_{пред.терм. ст.}=25 кА

U_р=115 кВ

I_ав=51 А

i_уд2=4,8 кА

I_к2=12,3 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

6) Заземлители ЗОН 3-6 ЗОН 110М 1У1:

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=126 кВ

I_н=400А

I_{скв.ампл.}=16 кА

I_{пред.терм. ст.}=6,3 кА

U_р=115 кВ

I_ав=51 А

i_уд2=4,8кА

I_к2=12,3 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

ограничители перенапряжения

Выбираем ОПН-110ХЛ1 U_н=110 КВ; Iр=280 А

Определим капитальные затраты на выбранное оборудование:

Капитальные затраты на сооружение подстанции определяются составом оборудования:

где К_i – расчётные стоимости распредустройств ,трансформаторов и т.д.;

N_i – число единиц перечисленного оборудования;

К_пост – постоянная часть затрат по подстанции, малозависящая от мощности. Принимаю по табл. 28 (Л5);

А_р – коэффициент, учитывающий район сооружения. Принимаю 1 по табл 2 (Л5).

Затраты на трансформаторы ГПП:

К_тр.гпп=2×13,6=27,2 мил.тенге.

Затраты на ЛЭП-110 кВ:

К_ЛЭП-110=l×К_лэп=6,6×3,4=22,4 мил.тенге.

Затраты на выключатели В1-В4:

К_В1-В4=4×75=3 мил.тенге.

Постоянная часть затрат:

К_пост=22 мил.тенге.

Суммарные затраты:

К_п/ст = (27,2+22,4+3+22)×1 = 74,6 млн.тг.

Определение ежегодных издержек производства.

Суммарные издержки рассчитываются по формуле: SИ_I=И_а+И_пот+И_э, у.е.

Амортизационные отчисления И_а: И_а=Е_а^. К

Для ВЛ-110 кВ на железобетонных опорах Е_а=0,028

Для распредустройств и подстанций Е_а=0,063

Амортизационные отчисления на оборудование:

И_а.обор.=Е_а.обор×SК_обор.=Е_а.обор× (К_тр+К_в+К_ввод)=0,063×150,98=9,51 тыс. у.е.

Амортизационные отчисления на ЛЭП:

И_а.лэп=Е_а.лэп×К_лэп=0,028×89,1=2,49 тыс. у.е.

Издержки на эксплуатацию оборудования:

И_{экспл.обор.}=Е_{экспл.обор.} ×SК_обор.=0,03×150,98=4,52 тыс. у.е.

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

И_{экспл.лэп}=Е_{экспл.лэп}^. К_лэп=0,028×89,1=2,49 тыс. у.е.

Стоимость потерь электроэнергии Со=0,04 тг/кВт^. ч

Издержки на потери электроэнергии:

И_пот=С_о(DW_{тр. гпп}+DW_ЛЭп-110)=0,04(226580+21161)=9,9 тыс. у.е.

Суммарные издержки:

SИ_I= 9,51+2,49+4,52+2,49+9,9=28,91 тыс.у.е.

Приведенные затраты, являющиеся мерой стоимости, определяются по выражению:

З_I=Е^. К_I+И_I,

где Е=0,12 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

З_I=0,12×240,08+28,91=57,71 тыс. у.е

Вариант 2

Рисунок 1.4 - Второй вариант схемы электроснабжения.

Выбираем оборудование по второму варианту

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

Принимаем два трансформатора мощностью 63000 кВА.

Коэффициент загрузки Кз=0,6.

Паспортные данные: тип трансформатор ТДТН 63000/110, S_н = 63 МВА; U_ВН =115 кВ; U_сн=38,5; U_НН=6,6 кВ; P_хх = 53 кВт; P_кз = 290 кВт; U_вн-сн = 10,5%; U_вн-нн = 18%; U_сн-нн = 7%; I_хх = 0,55%.

Найдем g₁- коэффициент долевого участия проектируемого завода в мощности трансформаторов энергосистемы:

g₁===0,1

Потери электрической энергии в трансформаторах ГПП:

W_{т гпп}=2 ×(Рхх × Т_вкл+ ×Ркз ×К),

где Т_вкл – число часов включения, для трёхсменной работы Т_вкл= 5000 ч;

где Т_М – число часов использования максимума, для отделочной фабрики Т_М = 5000 ч.

W_{т гпп}=2×53×5000+290×3410×0,6²)=1242008 кВт×ч.

Долевым участием в потерях DР и DQ в трансформаторах энергосистемы пренебрегаем.

2. Выбираем трансформаторы КПП:

Принимаем два трансформатора мощностью 10000 кВА.

Коэффициент загрузки Кз=0,5.

Паспортные данные: тип трансформатора ТД-10000-35/6; S_н=1000 МВА; U_ВН=35 кВ; U_НН=6 кВ; P_хх=9,4 кВт; P_кз=46,5 кВт; U_кз=7,5%; I_хх = 0,9%.

Потери мощности в трансформаторах ГПП:

Ртр гпп=2× (Рхх +Ркз×К_з²)=2× (9,4 + 46,5 ×0,6²)=52,2 кВт;

Потери электрической энергии в трансформаторах КПП:

W_{т гпп}=2 ×(Рхх × Т_вкл+ ×Ркз ×К),

где Т_вкл – число часов включения, для трёхсменной работы Т_вкл= 5000 ч;

где Т_М – число часов использования максимума, для отделочной фабрики Т_М = 5000 ч.

W_{т гпп}=2×9,4×5000+46,5×3410×0,6²)=208166,8 кВтч.

3. Выбор кабельной линии 35 кВ

Питание завода осуществляется кабельными линиями напряжением 35 кВ. Прокладываем две параллельные линии в траншее с расстоянием между ними 100 мм. Расчетные токи в нормальном и аварийном режимах:

Выбираем сечение жил кабельных линий, учитывая допустимую перегрузку в аварийном режиме и снижение допустимого тока в нормальном режиме при прокладке кабелей в одной траншее. Принимаем время ликвидации аварии максимальным (6ч), а коэффициент загрузки линий в нормальном режиме 0,6. В соответствии с табл. 3.3 [1] допустимая перегрузка составляет 1,25. Коэффициент снижения токовой нагрузки К_с..н. принимаем по табл. 1.3. 26 [3] равным 0,9.

Допустимый ток кабельных линий:

По табл. 416 [4] принимаем сечение жил трехжильного кабеля равным 120 мм² (I_доп=185 А). Кабель марки АВВБ с алюминиевыми жилами. Стоимость 1 км линии при прокладке 115 тыс.тенге/км. Укладываем по два кабеля и SI_доп= 2I_доп= 370 А.

4. Выбор оборудования на U=35 кВ

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 1.5) и рассчитаем ток короткого замыкания.

S_б=1000 МВА; S_кз=1200 МВА; U_б=37 кВ.

х_с= S_б /S_кз= 1000/1200 = 0,8 о.е.

Определяем сопротивление силовых,

трёхобмоточных трансформаторов ГПП.

Рисунок 1.5

i_уд1=К_уд

i_уд2=К_уд

Мощность короткого замыкания:

S_к-1=×Uн×I_к-1=×37×6,2=396,86 МВА;

S_к-2=×Uн×I_к-2=×37×1,35=86,51 МВА.

Возвращаемся к определению термически стойкого сечения жил кабеля 35 кВ:

(8.4)

где t_n – приведенное время к.з., с;

С – термический коэффициент при нормальных условиях из табл. 2.46.

Выбранное сечение кабеля S = 120 мм² удовлетворяет.

Потери напряжения в линии:

(8.5)

где - удельные сопротивления кабелей с учетом их удвоения в траншее, т.е. , , Ом/км;

l – длина линии в км;

cosj = 0,976, sinj = 0,22.

Потери напряжения в аварийном режиме:

Коэффициент загрузки кабеля в нормальном режиме:

Потери мощности при действительной нагрузке:

Потери электроэнергии в линиях:

1) Выключатели В1, В2

Выключатели выбираем по аварийному току трансформаторов системы. Принимаем, что мощность по двум вторичным обмоткам трансформатора распределена по 50%, т.е 231,5=63 МВА.

Найдем ток, проходящий через выключатели В1и В2:

Iав_В1,В2== =984А

Выбираем выключатели В1,В2 типа МКП-35-1000 У1

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=35 кВ

I_н=1000А

I_откл=10 кА

I_дин=26 кА

U_р=35 кВ

I_{автр сист}=984А

I_к1=6,16 кА

i_уд1=15,5 кА

U_н³U_р

I_н³ I_р_{тр сист}

I_откл³ I_к1

I_дин³ i_уд1

g_2В1,В2===0,13;

2) Выключатель В3

Найдем ток, проходящий через выключатель В3: I_В3===492А

Выбираем выключатель типа МКП-35-630

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=35 кВ

I_н=630А

I_откл=10 кА

I_дин=26 кА

U_р=35 кВ

I_р_{тр сист}=492А

I_к1=6,16 кА

i_уд1=15,5 кА

U_н³U_р

I_н³ I_р_{тр сист}

I_откл³ I_к1

I_дин³ i_уд1

g_3В3===0,1

3) Разъединитель

Выбираем разъединители РЗ 1, РЗ2 типа РНДЗ-2-35/1000У1

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=35 кВ

I_н=1000А

I_{скв.ампл.}=63 кА

I_{пред.терм. ст.}=25 кА

U_р=35 кВ

I_ав=984 А

i_уд2=6,16 кА

I_к2=15,5 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

4) Выключатели В4-В7

Выключатели выбираем по аварийному току завода: I_{ав.фабр}=132 А

Выбираем выключатели типа МКП-35-630

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=35 кВ

I_н=630А

I_откл=10 кА

I_дин=26 кА

U_р=35 кВ

I_р_{тр сист}=132

I_к1=1 кА

i_уд1=2,52 кА

U_н³U_р

I_н³ I_р_{тр сист}

I_откл³ I_к1

I_дин³ i_уд1

5) Разъединители

Выбираем разъединители типа РНДЗ-2-35/630У1

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=35 кВ

I_н=630А

I_{скв.ампл.}=63 кА

I_{пред.терм. ст.}=25 кА

U_р=35 кВ

I_ав=132 А

i_уд2=1 кА

I_к2=2,52 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

6) Заземлители ЗР 35У3

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

U_н=40,5 кВ

I_н=400А

I_{скв.ампл.}=235 кА

I_{пред.терм. ст.}=6,3 кА

U_р=35 кВ

I_ав=43 А

i_уд2=1 кА

I_к2=2,52 кА

U_н³U_р

I_н³ I_ав

I_{скв.ампл.}³ i_уд2

I_{пред.терм. ст} ³ I_к2

7) ограничители перенаряжения ОПН

ОПНп-35/400/40,5-10 УХЛ1, U_н=35 кВ.

Расчет капитальных затрат на выбранное оборудование:

Затраты на трансформаторы ГПП:

К_тр.гпп=2×21=42 тыс. у.е.

Затраты на ЛЭП-35 кВ:

К_ЛЭП-35=l×К_лэп=6,6×10,7=70,62 тыс. у.е.

Затраты на выключатели В4-В7:

К_В4-В7=4×5,24=22,16 тыс. у.е.

Затраты на ввод:

К_ввод=2×4,21=8,42 тыс. у.е.

Затраты на трансформаторы системы:

К_{тр.сист}=g₁×2×К_тр=0,06×2×135=16,2 тыс. у.е.

Затраты на выключатели В1,В2:

К_В1,В2=g₂×2×К_В1,В2=0,13×2×5,24=1,36 тыс.у.е.

Затраты на выключатель В3:

К_В3=g₃×К_В3=0,1×5,24=0,52 тыс. у.е.

Суммарные затраты:

SК_II= К_В1_-_В₄+ К_ЛЭП-11₀+К_ввод+К_тр.гпп+К_тр.гпп+ К_В1_-_В₂+ К_В3=

= 42+70,62+22,16+8,42+16,2+1,36+0,52=161,28 тыс. у.е.

Суммарные издержки:

SИ_I=И_а+И_пот+И_э, у.е.

Амортизационные отчисления И_а: И_а=Е_а^. К

Для ВЛ-35 кВ на железобетонных опорах Е_а=0,028

Для распредустройств и подстанций Е_а=0,063

Амортизационные отчисления на оборудование:

И_а.обор.=Е_а.обор×SК_обор.=Е_а.обор× (К_тр+К_в+К_ввод)=0,063×90,66=5,71 тыс. у.е.

Амортизационные отчисления на ЛЭП:

И_а.лэп=Е_а.лэп×К_лэп=0,028×70,62=1,98 тыс. у.е.

Издержки на эксплуатацию оборудования:

И_{экспл.обор.}=Е_{экспл.обор.} ×SК_обор.=0,03×90,66=2,72 тыс. у.е.

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

И_{экспл.лэп}=Е_{экспл.лэп}^. К_лэп=0,028×70,62=1,98 тыс. у.е.

Стоимость потерь электроэнергии Со=0,04 у.е./кВт^. ч

Определим издержки на потери электроэнергии:

И_пот=С_о(DW_{тр. гпп}+DW_ЛЭП-35+DW_{тр.сист})=

=0,04(155719+203365+565367)=36,98тыс. у.е.

Определим суммарные издержки:

SИ_II= 5,71+1,98+2,72+1,98+36,98=49,37 тыс.у.е.

Приведенные затраты:

З_II=0,12×161,28+49,37=68,72 тыс. у.е.

Таблица 1.9 – Результаты ТЭР по двум вариантам электроснабжения

Варианты	Uн, кВ	К_S, тыс.у.е.	И_S, тыс.у.е.	З_S, тыс.у.е.
I	115	240,08	28,91	57,71
II	37	161,28	49,37	68,72

Вывод: проходит I вариант по минимальным приведенным годовым затратам.

1.10 Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U>1кВ

1.10.1 Расчет суммарного тока КЗ

Для выбора оборудования произведем расчет токов короткого замыкания Iкз с учетом подпитки от СД и составим схему замещения (рисунок 1.6)

Рисунок 1.6

Расчёт токов КЗ проведём в относительных единицах. В качестве базисных величин принимаем мощность и напряжение тогда базисный ток будет:

х_с= S_б /S_кз= 0,8 о.е.

Токи КЗ в точке К-1, К-2 рассчитаны выше, то остается рассчитать токи в точках К-3.

Х_лэп=Х_о× l× S_б/U_ср²=0,4×6,6×1000/115²= 0,19 о.е.

Х_{тр гпп}=U_в×S_б/100×S_{н тр}=6,3×1000/100×6,3=10 о.е.

Рассчитаем ток подпитки от СД.

В компрессорной установлено 4 синхронных двигателя типа СТД-630-23УХЛ4:

Р_н=630 кВт; S_ном=595 кВА; h=95,8 %; I_п/I_н=5,66, М_макс/М_н=2,08

Выберем кабель к СД:

а) по экономической плотности тока:

б) по минимальному сечению:

F_min=×I_кз×=12×8,3×=77 мм².

Принимаем кабель маркой ААШв-6-(3´95), I_доп=340>54,5 А.

Данные кабеля: r₀=0,447 Ом/км; х₀=0,08Ом/км.

Тогда ток от двигателей будет равен:

где Е_СД = Е^//_н×U_н/U_б=1,1×6/6,3=1,048 о.е.

Суммарный ток КЗ в точке К-3 на шинах 6 кВ с учетом подпитки от двигателей насосной будет равен:

S I_кз = I^/_к-3 + I_S_{кз СД} = 8,3 + 0,6 = 8,9 кА.

Ударный ток в точке К-3:

i_уд3=К_уд.

1.10.2 Выбор выключателей

Выбор вводных и секционных выключателей:

S_{р.завода} =10143,3кВА;

I_ав=2×I_р.зав.=2×465,33=930 А.

Выбираем вакуумный выключатель типа 3AH105

I_ном=1250 А; I_н.о.=125 кА

Секционный выключатель

Выбираем вакуумный выключатель типа 3AH105

I_ном=800 А; I_н.о.=50 кА; i_уд.=125 кА

Сравнение характеристик:

	Вводные выключатели		Секционный выключатель
	Расчетные	Паспортные	Расчетные	Паспортные
U_н , кВ	6	7,2	6	7,2
I_н , А	930	1250	465	800
I_отк , кА	8,9	50	8,9	50

Выбор выключателей отходящих линий:

Магистраль ГПП-ТП1-ТП2:

Выбираем вакуумный выключатель типа: 3AH105

Сравнение характеристик:

Паспортные данные

Расчетные данные

U_н=7,2 кВ

I_н = 800 A

I_откл=50 кА

I_скв=125 кА

I²×t=(50)²×3=7500 кА²×с

U=6 кВ

I_ав=430,2 А

I_кз=8,9 кА

I_уд=22,6 кА

B=(8,9)²×0,12=9,5 кА²×с

Электропривод

Магистраль ГПП-ТП3

Выбираем вакуумный выключатель типа: 3AH105

Сравнение характеристик:

Паспортные данные

Расчетные данные

U_н=7,2 кВ

I_н = 800 A

I_откл=50 кА

I_скв=125 кА

I²×t=(50)²×3=7500 кА²×с

U=6 кВ

I_ав=376

I_кз=8,9 кА

I_уд=22,6 кА

B=(8,9)²×0,12=9,5 кА²×с

Электропривод

3. Магистраль ГПП-СД:

Выбираем вакуумный выключатель типа: 3AH105

Сравнение характеристик:

Паспортные данные

Расчетные данные

U_н=7,2 кВ

I_н = 800 A

I_откл=50 кА

I_скв=125 кА

I²×t=(50)²×3=7500 кА²×с

U=6 кВ

I_ав=54,5

I_кз=8,9 кА

I_уд=22,6 кА

B=(8,9)²×0,12=9,5 кА²×с

Электропривод

4. Выключатель к ВБК: Q_ВБК=1500 квар; Iр=33 А

Выбираем вакуумный выключатель типа: 3AH105

Сравнение характеристик:

Паспортные данные

Расчетные данные

U_н=7,2 кВ

I_н = 800 A

I_откл=50 кА

I_скв=125 кА

I²×t=(50)²×3=7500 кА²×с

U=6 кВ

I_ав=33 А

I_кз=8,9 кА

I_уд=22,6 кА

B=(8,9)²×0,12=9,5 кА²×с

Электропривод

5. Выключатель к ТП1-ТП2:

Выбираем вакуумный выключатель типа: 3AH105

Сравнение характеристик:

Паспортные данные

Расчетные данные

U_н=7,2 кВ

I_н = 800 A

I_откл=50 кА

I_скв=125 кА

I²×t=(50)²×3=7500 кА²×с

U=6 кВ

I_ав=332 А

I_кз=8,9 кА

I_уд=22,6 кА

B=(8,9)²×0,12=9,5 кА²×с

Электропривод

1.10.3 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям:

1. по напряжению установки: U_{ном тт}U_{ном уст-ки};

2. по току: I_{ном тт}I_расч;

3. по электродинамической стойкости: К_дин;

4. по вторичной нагрузки: S_н2S_{нагр расч};

5. по термической стойкости: К_тс=;

6. по конструкции и классу точности.

Выбор трансформаторов тока на вводе и секционном выключателе.

Вторичная нагрузка на вводе:

Прибор

Тип

А, ВА

В,ВА

С, ВА

Э-350

0,5

САЗ-И681

2,5

Varh

СР4-И689

2,5

Д-355

0,5

Var

Д-345

0,5

Итого

6,5

5,5

6,5

Примем трансформатор тока ТЛ-6У3: Iн=1000 А; Uн=6 кВ; Sн =30ВА.

Сравнение характеристик:

Расчетные величины	По каталогу
Uн=6 кВ	U_н=6 кВ
I_ав=930	I_н=1000А
i_уд=22,6	I_дин=81 кА
S_{2 р}=10,5 ВА	S_{2 н}=30 ВА

Рассчитаем вторичную нагрузку трансформаторов тока.

Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

R₂=R_приб+R_пров+R_к-тов

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где S_приб. – мощность, потребляемая приборами;

I₂ – вторичный номинальный ток прибора.

Допустимое сопротивление проводов:

принимаем провод АКР ТВ; F=2,5мм²;

S₂=R₂× =0,416×5²=10,5 ВА,

где R₂=R_приб+R_пров+R_к-тов=0,26+0,056+0,1=0,416 Ом.

Выбираем трансформатор тока на секционном выключателе шин ГПП:

I_р=465А ТЛМ-6-У3: I_н=500 А; U_н=6 кВ.

Вторичная нагрузка на секционном выключателе:

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Aмперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Итого		0,5	0,5	0,5

Сравнение характеристик:

Расчетные величины	По каталогу
U_н=6 кВ	U_н=6 кВ
I_ав=465	I_н=500А
i_уд=22,6	I_дин=81 кА
S_{2 р}=4,4 ВА	S_{2 н}=10 ВА

0,4-0,02-0,1=0,28 Ом;

принимаем провод АКР ТВ; F=2,5 мм²;

S₂=R₂× =0,0,176×5²=4,4 ВА;

R₂= 0,02+0,056+0,1=0,176 Ом.

Выбираем трансформатор тока на линии ГПП-(ТП1-ТП2);

Вторичная нагрузка на линии:

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Wh	САЗ-И681	2,5	2,5	2,5
Varh	СР4-И689	2,5	2,5	2,5
Итого		5,5	5,5	5,5

0,4-0,22-0,1=0,08 Ом;

принимаем кабель АКРТВ; F=2,5мм²;

S₂=R₂×=0,376×5²=9,4 ВА;

R₂= 0,22+0,056+0,1=0,376 Ом.

Трансформатор тока на линии ГПП-(ТП1-ТП2): I_ав=430,2А; примем трансформатор тока ТПЛК-У3: I_н=500А; U_н=6кВ; S_н=10ВА.

Сравнение характеристик:

Расчетные величины	По каталогу
U_н=6 кВ	U_н=6 кВ
I_ав=430,2 А	I_н=500А
i_уд=14,4 кА	I_дин=81 кА
S_{2 р}=9,4 ВА	S_{2 н}=10 ВА

Трансформатор тока на линии ГПП-ТП3: I_ав=376 А; примем трансформатор тока ТПЛК-6У3: I_н=500 А; U_н=6 кВ; S_н =10ВА.

Вторичная нагрузка на линии:

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Wh	САЗ-И681	2,5	2,5	2,5
Varh	СР4-И689	2,5	2,5	2,5
Итого		5,5	5,5	5,5

0,4-0,22-0,1=0,08 Ом;

принимаем кабель АКРТВ; F=2,5мм²;

S₂=R₂×=0,376×5²=9,4 ВА;

R₂= 0,22+0,056+0,1=0,376 Ом.

Сравнение характеристик:

Расчетные величины	По каталогу
U_н=6 кВ	U_н=6 кВ
I_ав=376	I_н=500А
i_уд=22,6	I_дин=81 кА
S_{2 р}=9,4 ВА	S_{2 н}=10 ВА

Выбор трансформаторов тока на СД:

Вторичная нагрузка на линии:

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Aмперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Wh	САЗ-И681	2,5	2,5	2,5
Varh	СР4-И689	2,5	2,5	2,5
Varh	СР4-И689	2,5	2,5	2,5
Итого		8	8	8

0,4-0,32-0,1=0,14 Ом;

принимаем провод АКР ТВ; F=2,5 мм²;

S₂=R₂× =0,316×5²=7,9 ВА;

R₂= 0,16+0,056+0,1=0,316 Ом.

Трансформаторов тока на СД:

Iр= 54,5А;

Примем трансформатор тока типа ТПЛК-6У3: I_н=100 А; U_н=6 кВ; S_н =10 ВА.

Сравнение характеристик:

Расчетные величины	По каталогу
U_н=6 кВ	U_н=6 кВ
I_ав=54,5 А	I_н=100А
i_уд=22,6	I_дин=81 кА
S_{2 р}=4,4 ВА	S_{2 н}=10 ВА

Трансформаторы тока на линии ГПП-ВБК: I_р= 33 А;

Примем трансформатор тока типа ТПЛК-6 У3: I_н=50 А; U_н=10 кВ; S_н=10ВА.

Сравнение характеристик:

Расчетные величины	По каталогу
U_н=6 кВ	U_н=6 кВ
I_ав=33 А	I_н=50 А
i_уд=14,4 кА	I_дин=74,5 кА
S₂_р=9,4 ВА	S_{2 н}=10 ВА

1.10.4 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

1. по напряжению установки: U_номU_уст;

2. по вторичной нагрузки: S_ном2S_2расч;

3. по классу точности

4. по конструкции и схеме соединения

Вторичная нагрузка на линии:

Прибор	Тип	S_об-ки, ВА	Число об к	cos	sin	Число приборов	Р_общ, Вт	Q_, вар
V	Э-335	2	2	1	0	2	8	-
W	Д-335	1,5	2	1	0	1	3	-
Var	И-335	1,5	2	1	0	1	3	-
Wh	СА3-И681	3 Вт	2	0,38	0,925	5	30	95,6
Varh	СР4-И689	3 вар	2	0,38	0,925	6	36	101
Итого							80	196,6

Расчетная вторичная нагрузка:

Принимаем ТН типа НТМК-6У4:

Сравнение характеристик:

U_{н т}=6 кВ	U_{н т}=6 кВ
S_{н 2}=300 кВА	S_{р 2}=212 ВА
Схема соединения обмоток

1.10.5 Выбор силовых кабелей отходящих линий

Выбор кабелей производится по следующим условиям:

1. по экономической плотности тока:

2. по минимальному сечению F_min =a×I_кз×Öt_п;

3. по условию нагрева рабочим током I_{доп каб}I_р;

4. по аварийному режиму I_{доп ав}I_ав;

5. по потере напряжения DU_допDU_рас.

Выбираем кабель ГПП-ТП1-ТП2:

1. Подстанция ТП1-ТП2 двухтрансформаторная. Прокладываем в траншее два кабеля с расстоянием между ними 100 мм.

2. Расчетные токи в нормальном и аварийном режимах:

где

а) по экономической плотности тока:

F_э = I_р / j_эк = 116,7/1,4=164 мм². j_эк=1,4 - для Т_м= 5000ч.

Принимаем кабель марки ААШВ-6-(3185); I_доп=340 А;

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к I_кз:

принимаем окончательно кабель ААШВ-6-(3185); Iдоп=340 А;

(8.4)

где t_n – приведенное время к.з., с;

для алюминиевых жил из табл. 3.4 /1/

в) проверка по аварийному току:

I_{доп ав} =1,3×340=442 А 233,5 А;

г) проверка по рабочему режиму с учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,9 (2 кабеля в траншее): I_р/К_попр =116,7/ 0,9=105 А, (340 А>105А).

Условия выполняются, тогда окончательно принимаем кабель марки ААШВ-6-(3185), с I_доп=340А.

Все расчетные данные выбора остальных кабелей занесены в таблицу 1.10 «Кабельный журнал».

1.10 - Кабельный журнал

Наименование участка

S_р, кВА

Кол-во кабелей в траншее

Нагрузка

По экономической плотности тока, мм²

По допустимой нагрузке, мм²

По току короткого замыкания, мм²

Выбранный кабель

I_доп, A

I_р, A

I_ав, A

j_э

F_э

К_п

F_доп

Iк, A

ГПП-ТП1-ТП2

5147,64

157,4

314,9

	1,4	112	0,85	134	6,2	70	ААШв-6-(3185)	340
ГПП-ТП3	2814,63	3	86,08	172,2	1,4	61,5	0,85	73,2	6,2	70	ААШв-6-(395)	300
ТП1-ТП2	2873,47	2	131,8	263,6	1,4	94,2	0,9	119	6,2	70	ААШв-6-(370)	340
ГПП-СД	700	4	54,5	-	1,4	38,9	0,8	43,6	6,2	70	4ААШв-6-(370)	190
ГПП-ВБК	600	2	33	-	1,4	23,6	0,9	29,7	6,2	70	ААШв-6-(370)	190

1.10.6 Выбор шин ГПП

Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и экономической целесообразности. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.

Выбираем твердотянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения марки АТ-806; I_доп=1625 А (одна полоса на фазу):

I_ав=1469,2А

i_уд=22,6 кА

а) I_доп=1625 А I_ав=1469,2 А

б) проверка по термической стойкости к I_кз

Fmin=×Iкз×=12×8,3×=99,6 мм² < 480 мм² (806);

в) проверка по динамической стойкости кi_уд_кз _доп=700 кгс/см2:



W=0,167×b×h²=0,167×0,8×6²=4,8 см³

где L=80 см – расстояние между изоляторами;

а=60 см – расстояние между фазами;

b=0,8 см – толщина одной полосы;

h=6 см – ширина (высота) шины.

Из условия видно, что шины динамически устойчивы.

1.10.7 Выбор изоляторов

Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

а) по номинальному напряжению: U_ном ³ U_уст;

б) по допустимой нагрузке: F_доп F_расч.

где F_расч. – сила, действующая на изолятор;

F_доп – допустимая нагрузка на головку изолятора, F_доп = 0,6F_{разруш.};

F_разруш – разрушающая нагрузка на изгиб.

Выбираем изолятор типа ОНШ-10-500У1, F_разруш=500 кгс.

F_доп= 0,6×F_разруш= 0,6 ×500300кгс (> 47,8 кгс), условие выполняется.

1.11 Выбор автоматических выключателей на отходящие линии ЩО70 напряжением 0,4 кВ механического цеха

Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

а) номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

б) отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи к.з., проходящие по защищаемому элементу;

в) номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки и выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента

(13.2)

г) при допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать; это достигается выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя

(13.3)

где I_п – пиковый ток группы двигателей

(13.4)

где I_п.макс – наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников, определяемый по паспортным данным, А;

I_р – расчетный ток группы приемников, А;

R_и – коэффициент использования двигателя, имеющего I_п.макс ;

I_{ном.макс} – номинальный ток двигателя (приведенный к ПВ=1) с наибольшим пусковым током, А.

1. Линия от КПТ до ПР1

Расчетный ток I_р.ПР1 = 55 А;

Номинальный ток расцепителя

Ток срабатывания расцепителя

где

По таблице 6.10 выбираем автоматический выключатель GBL203 I_ном=250А; _I_ср.р.=245,43А

Проверяем кабель, питающий ПР1 по согласованию с защитой:

Условие не выполняется, принимаем кабель большего сечения: четырехжильный ААБ (3х50) + 1х35мм; I_доп=110А из табл. П3.7 [2].

Условие выполняется, окончательно выбираем кабель ААБ(3х50)+ 1х35мм, где К_защ= 0,22 по табл. 7.6 [1] для сетей, где защита от перегрузки не требуется, а автоматический выключатель имеет только максимальный мгновенно действующий расцепитель.

2. Линия от КТП к ПР2

Расчетный ток I_р.ПР2 = 67 А;

Номинальный ток расцепителя

Ток срабатывания расцепителя

где

По табл. 6.10 [2] выбираем автоматический выключатель GBL203 I_ном=250А; I_ср.р.=600А

Проверяем кабель, питающий ПР2:

Условие не выполняется, принимаюем кабель большего сечения: четырехжильный ААБ (3х95) + 1х50мм; Iдоп=165А из табл. П3.7

Условие выполняется, окончательно принимаем кабель ААБ(3х95)+ 1х50мм.

3. Линия от КТП до ШРА1

Расчетный ток I_р.ШРА1 = 113 А;

Номинальный ток расцепителя

Ток срабатывания расцепителя

Где

По табл. 6.10 [2] выбираем автоматический выключатель GBL203 I_ном=250А; I_ср.р.=400А

Проверяем кабель, питающий ШРА-1 по согласованию с защитой:

где К_защ= 0,22 по табл. 7.6для сетей, где защита от перегрузки не требуется, а автоматический выключатель имеет только максимальный мгновенно действующий расцепитель.

Принимаем кабель АВВГ 3*25+1*16 мм, I_доп=115А.

4. Линия КТП-ОЩВ1

Расчетная осветительная активная мощность цеха № 11

Р_р.о = 15,23кВт

Расчетный ток

или

Выбираем автомат типа ABE53b:

Номинальный ток расцепителя:

Ток срабатывания расцепителя:

Выбираем кабель, питающий ЩО по :

а) нагреву длительным расчетным током:

Выбираем кабель сечением S = 10 мм², I_доп = 60 А.

б) условию согласования с защитой:

в) Потере напряжения:

Выбираем сечение S = 16 мм², DU% = 2,8 %.

Выбор кабелей и автоматических выключателей 0,4 кВ.

Линия КТП3 – цех № 18 (на генплане):

Расчетный ток в линии: Iр=955,7

Допустимый ток в кабеле:

Номинальный ток расцепителя:

Ток срабатывания расцепителя:

Выбираем автоматический выключатель типа LBA-16-1600C Iном=1600А,Uном=690В, Icu=65 кА с электронным реле отключения OSR II.

Выбираем кабель по длительному расчетному току:

где К_сн = 0,85 по табл. 7.17 [2] при прокладке трех кабелей в траншее.

Выбираем три кабеля типа ААШвУ, сечением S = 185 мм², I_доп = 340 А по табл. П.3.7

Проверяем по согласованию с защитой:

I_доп=I_доп×n×К_с,

где n - количество кабелей

где К_защ = 0,66 по табл. 7.6

Проверяем по потере напряжения:

(8.5)

где - удельные сопротивления кабелей с учетом их удвоения в траншее, т.е. , , Ом/км;

l – длина линии в км;

cosj = 0,976, sinj = 0,22.

что соответствует требованию в пределах 5%.

Аналогично рассчитываем кабели и токи защиты автоматических выключателей других электроприемников, питаемых от КТП на напряжении 0,4/0,23 кВ и сводим в таблице 1.11

Таблица 1.11 - Выбор выключателей на U=0,4/0,23кВ
Наименование линии	I_р, А	Тип авт.выкл., I_ном, А	I_{ном.рас} по расчету, А	I_{ном.рас}А	I_ср.р по расч, А	I_ср.р, А
КТП1-цех №1	59,32	ABS103b Iном=100А	77,12	100	92,1	100
КТП1-цех №2	183	ABT-403b Iном=400А	237,93	400	284	300
КТП1-цех№3	192,7	ABT-403b Iном=400А	250,55	400	299	350

КТП1-цех №4

1165

LBA-20C Iном=2000A

1514,5

2000

1809

2000

КТП1-цех №4

1165

LBA-20C Iном=2000A

1514,5

2000

1809

2000

КТП1-цех №5

1391

LBA-25C Iном=2500A

1808,6

2000

2160

2500

КТП1-освещ.

120,3

GBN-250 Iном=250A

156,37

250

187

200

КТП2-цех №6

314,7

ABE-803b Iном=800А

409,15

500

489

500

КТП2-цех №7

1309

LBA-25C Iном=2500A

1701,2

2500

2032

2500

КТП2-цех №7

1309

LBA-25C Iном=2500A

1701,2

2500

2032

2500

КТП2-цех№8осв

28,72

ABS 103b Iном=100А

37,341

100

44,6

КТП2-цех№9

214,4

ABT-403b Iном=400А

278,72

400

333

350

КТП2-цех №10

334,7

ABE-803b Iном=800А

435,12

800

520

560

КТП2-цех №11

249,8

ABT-403b Iном=400А

324,77

500

388

400

КТП3-цех №12

94,51

GBN-250 Iном=250A

122,86

225

147

150

КТП3-цех №13

623,3

ABS-1003 Iном=1000А

810,26

1000

968

1000

КТП3-цех №14

179,3

ABT-403b Iном=400А

233,14

400

278

300

КТП3-цех №15

849,9

LBA-16 Iном=1600A

1104,8

1600

1319

1600

КТП3-цех №15

849,9

LBA-16 Iном=1600A

1104,8

1600

1319

1600

КТП3-цех №16

213,9

ABT-403b Iном=400А

278,07

400

332

350

КТП3-цех №17

441,3

ABE-803b Iном=800А

573,75

800

685

800

КТП3-цех №18

955,7

LBA-16 Iном=1600A

1242,4

1600

1484

1600

Таблица 1.12 - Выбор кабелей на U=0,4/0,23кВ
Наименование линии	I_р, А	Марка КЛ	Кол-во КЛ шт	Iд.д	ΣIд.д	К_с.н	Iр/Кс	Кзащ*Iр.р/Ксн	ΔU
КТП1-цех №1	59,32	ААШвУ 3*16+1	1	80	80	1	37,08	66	1,7
КТП1-цех №2	183	ААШвУ 3*95+1	1	215	215	1	114,4	198	0,7
КТП1-цех№3	192,7	ААШвУ 3*95+1	1	215	215	1	120,5	231	0,3
КТП1-цех №4	1165	ААШвУ 3*185+1	5	340	1700	0,78	933,5	1692,308	3,5
КТП1-цех №4	1165	ААШвУ 3*185+1	5	340	1700	0,78	933,5	1692,308	3,5
КТП1-цех №5	1391	ААШвУ 3*185+1	5	340	1700	0,78	1115	2115,385	3,5
КТП1-освещение	120,3	ААШвУ 3*50+1	1	145	145	1	75,18	132	2,1
КТП2-цех №6	314,7	ААШвУ 3*70+1	2	185	370	0,9	218,6	366,6667	3,8
КТП2-цех №7	1309	ААШвУ 3*185+1	5	340	1700	0,78	1049	2115,385	2,8
КТП2-цех №7	1309	ААШвУ 3*185+1	5	340	1700	0,78	1049	2115,385	2,8
КТП2-цех №8 осв	28,72	ААШвУ 3*10+1	1	60	60	1	17,95	33	3,3
КТП2-цех№9	214,4	ААШвУ 3*120+1	1	260	260	1	134	231	0,8
КТП2-цех №10	334,7	ААШвУ 3*95+1	2	215	430	0,9	232,4	410,6667	2,6
КТП2-цех №11	249,8	ААШвУ 3*150+1	1	300	300	1	156,1	264	2,1
КТП3-цех №12	94,51	ААШвУ 3*35+1	1	120	120	1	59,07	99	2,4
КТП3-цех №13	623,3	ААШвУ 3*150+1	3	300	900	0,85	458,3	776,4706	1,8
КТП3-цех №14	179,3	ААШвУ 3*95+1	1	215	215	1	112,1	198	0,7
КТП3-цех №15	849,9	ААШвУ 3*185+1	3	340	1020	0,85	624,9	1242,353	2,9
КТП3-цех №15	849,9	ААШвУ 3*185+1	3	340	1020	0,85	624,9	1242,353	2,9
КТП3-цех №16	213,9	ААШвУ 3*120+1	1	260	260	1	133,7	231	1,1
КТП3-цех №17	441,3	ААШвУ 3*150+1	2	300	600	0,9	306,5	586,6667	4,5
КТП3-цех №18	955,7	ААШвУ 3*185+1	3	340	1020	0,85	702,7	1242,353	4,2

Выбор автоматических выключателей на низкой стороне цеховых трансформаторных КТП.

Выбираем автоматический выключатель типа LBA-50С-5000C Iном=5000А,Uном=690В, Icu=65 кА с электронным реле отключения OSR II.

Расчетный ток КТП1 на низкой стороне:

Номинальный ток расцепителя:

где

Ток срабатывания расцепителя:

Для секционного выключателя

номинальный ток расцепителя:

;

Ток срабатывания расцепителя:

Выбираем автоматический выключатель типа LBA-25-2500C I_ном=2500А,U_ном=690В, I_cu=65 кА с электронным реле отключения OSR II.

Аналогично рассчитываем для других КТП и результаты сводим в таблице 1.13.

Выбор вводных и секционных выключателей 0,4 кВ КТП

Таблица 1.13

№ КТП

S_р, кВА

I_р, А

I_р.макс А

Тип авт. выклчателя

I_{ном.рас} по расчету А

I_{ном.рас} А

I_с.р.р по расчету А

I_с.р.р А

Секционный выключатель

I_н.рас, А

I_ср.р, А

Тип

КТП1

2803,05

2025,32856

4050,6571

LBA 50С

4455,72283

5000

2278,4946

2500

2460,7742

LBA 25


КТП2	2459,52	1777,11171	3554,2234	LBA 50С	3909,64577	5000	1999,2507	2000	2500	2159,19073	LBA 25
КТП3	2763,12	1996,47542	3992,9508	LBA 50С	4392,24593	5000	2246,0348	2500	2500	2425,71764	LBA 25

1.11.1 Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания составим схему питания наиболее удаленного электроприемника прессово-термического цеха (рисунок 1.7,а) для проверки его аппарата защиты на отключающую способность и схему замещения (рисунок 1.7,б)

а) б)

Рисунок 1.7

активное и реактивное сопротивление трансформатора;

активное и реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей;

переходное сопротивление контактных соединений (шинопровод кабель, кабель – кабель и т.д.);

активное и реактивное сопротивление шинопровода;

активное и реактивное сопротивление кабеля;

активное и реактивное сопротивление проводов.

Определим сопротивление системы:

r_с = 0.

Принимаем трансформатор ТСЗ-1600/6.

Каталожные данные трансформатора ТСЗ-1600/6: U_вн=6 кВ, U_нн= 0,4 кВ, DР_хх= 4,2 кВт, DР_кз= 16 кВт, U_кз% = 5,5,

I_хх%=1,5 соединение обмоток D/Y_о – 11. (Л-5, Т.27.6)

Полное сопротивление трансформатора 1600 кВА

Активное сопротивление трансформатора 1600 кВА:

Индуктивное сопротивление трансформатора 1600 кВА:

Сопротивление катушек (расцепителей) максимального тока Х_кв и переходных сопротивлений контактов автоматического выключателя:

R_А1+R_конт1+ R_пер1=0,25 мОм; Х_А1=0,08 мОм;

R_А2+R_конт2+ R_пер2=0,43 мОм; Х_А2=0,13 мОм;

R_А3=0,36 мОм; Х_А3=0,28 мОм;

Сопротивление шины от выводов трансформатора до сборных шин 0,4 кВ КТП:

R_каб=r₀× l =0,28×30=8,4 мОм; Х_каб=r₀× l =0,06×30=1,8 мОм;

R_пров=r₀× l =0,28×5=1,4 мОм; Х_пров=r₀× l =0,06×5=0,3 мОм;

Определим значения тока трех- и двухфазного к.з. в точке К3

R₃=R_т+R_А1=1,6+0,25=1,85 мОм

Х₃=Х_т+Х_А1=5,26+0,08=5,34 мОм

Трехфазный ток КЗ в точке К-3

постоянная времени

Ударный ток в точке К-3:

Двухфазный ток КЗ в точке К-3

Определим значения тока трех и двухфазного КЗ в точке К-2

R₂=R₃+R_А2+R_конт3+R_каб=1,85+0,43+8,4=10,68 мОм

Х₂=Х₃+Х_А2+Х_каб=5,34+0,13+1,8=7,27 мОм

Трехфазный ток КЗ в точке К-2

Ударный ток в точке К-2

Двухфазный ток КЗ в точке К-2

Определим значения тока трех и двухфазного КЗ в точке К-1

R₁=R₂+ R_пров+R_А1=10,68+1,4+0,36=12,44 мОм

Х₁=Х₂+ Х_пров+Х_А1=7,27+0,3+0,28=7,85 мОм

Трехфазный ток КЗ в точке К-1

Ударный ток в точке К-1

кА

Двухфазный ток КЗ в точке К-1

Расчёт однофазного короткого замыкания

Вместо принимаем полное сопротивление цепи фаза-нуль; полное сопротивление цепи фаза-нуль кабельной линии; полное сопротивление цепи фаза-нуль провода;

полное сопротивление фазы трансформатора

; ;

(при соединении обмоток трансформатора Δ/yە -11)

(при соединении обмоток трансформатора y/yﻩ - 12)

При однофазном к.з. в точке К3 и соединении обмоток трансформатора Δ/yە-11

При однофазном к.з. в точке К2 и соединении обмоток трансформатора Δ/yە-11

При однофазном к.з. в точке К1 и соединении обмоток трансформатора Δ/yە-11

При однофазном к.з. в точке К3 и соединении обмоток трансформатора y/yﻩ-12

При однофазном к.з. в точке К2 и соединении обмоток трансформатора y/yﻩ-12

При однофазном к.з. в точке К1 и соединении обмоток трансформатора y/yﻩ-12

Проверка оборудования по отключающей способности:

Предельный отключающий ток автомата GBL203 Iном=250А 35кА>18 кА

Предельно отключающий ток автоматического выключателя ABT 403b расцепителем на I_ном=400А 35кА>15,7кА

Выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности и чувствительности соответствует требованиям.

1.14 Релейная защита и автоматика

Релейная защита трансформатора ГПП

В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на землю. В электрических машинах и трансформаторах наряду с междуфазными КЗ и замыканиями на землю имеют место витковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия.

При протекании тока КЗ элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключение поврежденного элемента или сети.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите, следующие: надежное отключение всех видов повреждений, чувствительность защиты, избирательность (селективность) действия – отключение только поврежденных участков, простота схем, быстродействие, наличие сигнализации о повреждениях.

Устройства релейной защиты для силовых трансформаторов предусматривают от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы: многофазных замыканий в обмотках и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью; витковых замыканий в обмотках; токов в обмотках, обусловленных перегрузкой; понижения уровня масла.

1) Дифференциальная защита

Данная защита выполняется на реле РНТ-565 и защищает трансформатор от однофазных КЗ в обмотке и ошиновке трансформатора в зоне ограничения трансформаторами тока. При повреждении в трансформаторе дифференциальная защита дает импульс на отключение выключателей 10 кВ, 110 кВ ввода трансформатора.

2) Максимальная токовая защита (МТЗ)

Эта защита применяется в качестве защиты от внешних коротких замыканий и является резервной по отношению к дифференциальной защите. МТЗ выполняется на переменном оперативном токе в двухфазном исполнении на базе реле РТ-40. Защита выполнена в виде трех комплектов МТЗ с комбинированным пуском по напряжению.

3) Газовая защита

Газовая защита является чувствительной реагирующей на повреждение внутри трансформатора, особенно при витковых замыканиях в обмотках, на которые газовая защита реагирует при замыкании большого числа витков.

Газовая защита также реагирует на повреждения изоляции стянутых болтов и возникновение местных очагов нагрева стали сердечника. Газовая защита срабатывает при достижении скорости движения масла от бака к расширителю от 0,6-0,8 л/с. Она реагирует на появление газа в кожухе трансформатора и снижение уровня масла, защита выполняется на базе реле РТЗ-261, которое поставляется с трансформатором. При всех видах повреждений газы, образовавшиеся в результате разложения масла и изоляции проводов, направляются через реле, установленное на трубопроводе, соединяющем бак трансформатора с расширителем и вытесняют масло из камеры реле в расширитель. В результате этого уровень масла в газовом реле понижается, установленные в реле поплавки опускаются, а прикрепленные к ним колбочки с ртутными контактами поворачиваются. При этом действует предупреждающий сигнал.

При бурном газообразовании, сопровождающемся течением струи масла под давлением, поворачиваются поплавок и колбочка с контактами. Последние, замыкаясь, действует на отключение выключателя 10 кВ трансформатора и отключение выключателя 110 кВ.

4) Защита от перегрузок

На трансформаторах номинальной мощностью 400 кВА и более, подверженных перегрузкам, предусматривается максимальная токовая защита от токов перегрузки с действием на сигнал с выдержкой времени.

Защита выполняется на базе реле РТ-40 (КА5, КА6) с действием на сигнал, реле включается в цепь трансформатора тока со стороны низшего напряжения.

Исходные данные

Трансформатор ТДН-10 МВА; 115±16%/6,6 кВ; ток трехфазного короткого замыкания I_кз=6,16 кА.

Расчет дифференциальной токовой защиты для трансформаторов ГПП.

а) Определение первичных номинальных токов на сторонах силового трансформатора (I_ном1 и I_ном2):

, А,

А,

и коэффициенты трансформации трансформаторов тока:

, А,

А,

, А

Принимаем стандартные коэффициенты трансформации:

n_Т1=100/5=20, ТВТ-110 (опорные в фарфоровой покрышке);

n_Т2=600/5=120, ТЛМ-10 (с литой изоляцией).

б) Определим вторичные номинальные токи в плечах дифференциальной защиты:

, А,

А,

Так как основная сторона дифференциальной защиты принимается по большему значению (i_н1 и i_н2), то в данном случае i_н2> i_н1. Сторону напряжением 6 кВ принимаем за основную и все расчеты приводим к основной стороне.

в) Выбирается ток срабатывания защиты из условия отстройки:

1) от броска намагничивания

I_сз = К_отс × I_нт2, А,

где К_отс=1,3-1,4 – коэффициент отсечки для РТН-565

I_сз = 1,3×2082=2706,6 А;

2) от максимального тока небаланса

I_сз = К_отс×I_нб= К_отс× (), А,

где К_отс=1,3 – коэффициент отсечки для РНТ-565.

Составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью (ток намагничивания) трансформаторов тока, питающих дифференциальную защиту определяется по формуле:

= К_а·К_одн·e·I_кмакс, А,

= 1×1×0,1×6,16=616 А

где К_одн – коэффициент, учитывающий однотипность трансформаторов тока (К_одн=1);

e - коэффициент, учитывающий 10% погрешность трансформаторов тока (e=0,1);

К_а – коэффициент, учитывающий переходной режим (апериодическая составляющая), (К_а=1 для реле с БНТ);

I_кмакс – максимальное значение тока КЗ за трансформатором, приведенная к основной стороне трансформатора.

Составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора:

А,

где ±DN = ±16 – полный диапазон регулирования напряжения.

Составляющая тока небаланса, обусловленная неточностью установки на коммутаторе реле РНТ расчетного целого числа витков обмоток:

где W_1расч., W₁ – соответственное расчетное и установленное число витков обмоток реле РНТ для не основной стороны.

На первом этапе установки дифференциальной защиты I^///_нб не учитывается, т.е.

I_сз= К_отс × I_нб = К_отс·(), А,

I_сз= 1,3× (616+985,6)=2082 А.

За расчетную величину тока срабатывания защиты принимаем большее значение между:

I_сз (от намагничивания) = 985,6 А,

I_сз (от небаланса) = 2082 А

г) Производится предварительная проверка чувствительности защиты при повреждениях в зоне ее действия

К_ч=>2,

где I_кмин – минимальное значение тока КЗ (обычно двухфазное в зоне защиты)

К_ч===2,57>2

I_к.мин=0,87×I_кз, А,

I_к.мин=0,87×6160=5359,2 А.

Так как коэффициент чувствительности больше двух, то расчет можно продолжать.

д) Определяется ток срабатывания реле, отнесенный к стороне с большим током в плече (основной стороне)

I_ср=, А,

где К_Т, К_сх – берется для основной стороны.

I_ср== 17,35 А

е) Определяется расчетное число витков обмотки реле основной стороны

W_{осн.расч.}=, витков,

W_{осн.расч.}== 5,7 витка.

Полученное число витков обмотки округляем до ближайшего меньшего числа витков, которое можно установить на реле РНТ-565, т.е. W_{осн.расч}= 5 витков.

ж) Определяется число витков обмотки неосновной стороны

W _{неосн.расч}= × W_{осн.расч}, витков,

где i_н1 – вторичный номинальный ток основной стороны;

i_н2 – вторичный номинальный ток другого плеча защиты.

W _{неосн.расч}= =2,9 витков.

3) Определяется ток небаланса с учетом I.

I= ×, А,

I= ×6160=212,4 А

е) Повторно определяется первичный ток срабатывания защиты и вторичный ток срабатывания реле:

I_сз=1,3× (616+985,6+212,4)=2365,2 А

I_ср=×К_сх, А,

I_ср=×1= 19,7А.

Полученные значения удовлетворяют требованиям, предъявляемые к дифференциальной защите.

Дифференциальная защита трансформаторов выполняется на реле РНТ-565, имеющий быстронасыщающийся трансформатор и уравнительные обмотки с регулирующими резисторами, с помощью которых можно отстраивать действия защиты. Таким образом, обеспечивается повышенная чувствительность защиты.

Расчет максимальной токовой защиты для трансформатора ГПП МТЗ устанавливается с высшей стороны трансформатора и действует с выдержкой времени при КЗ.

Ток срабатывания МТЗ выбирается исходя из условия отстройки (несрабатывания) от перегрузки. Ток перегрузки обычно определяется из рассмотрения 2-х режимов:

1. отключение параллельно работающего трансформатора:

I_{нагр.макс}=0,8×I_ном.тр,

I_{нагр.макс}=0,8×50,3=40,2 А.

2. автоматическое подключение нагрузки при действии АВР

I_{нагр.макс}= I₁+ I₂=0,8·(I_ном.тр1+ I_ном.тр2),

I_{нагр.макс}=0,8× (100,6+100,6)=161 А.

Ток срабатывания защиты выбирается по формуле:

I_сз=× I_{раб..макс}, А,

где К_отс= 1,1-1,2 для реле РТ-40;

К_воз=0,85 – коэффициент возврата реле;

К_зап=2,5 – коэффициент самозапуска обобщенной нагрузки;

I_сз=× 161=520,9 А.

Коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ:

К>1,5,

где I_к.мин – минимальный ток двухфазного КЗ до трансформатора ГПП.

К=6,6>1,5

Выдержка времени выбирается из условия селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени t_п защит присоединений, питающихся от трансформатора

t_т=t_п+Dt, с,

где t_п=0,8 с – выдержка времени защиты, установленной на присоединениях питающихся от данного трансформатора,

Dt=0,5 с – ступень выдержки времени.

t_т=0,8+0,5=1,3 с.

Расчет защиты от перегрузки.

Защиту от перегрузки осуществляют одним реле РТ-80 с ограниченно зависимой характеристикой. Защита действует на сигнал с выдержкой времени. Ток срабатывания выбирают из условия возврата реле при номинальном токе трансформатора:

I_сз=× I_ном..тр, А,

I_сз=× 50,3= 66 А.

Время действия защиты от перегрузки выбирается на ступень больше МТЗ:

t_пер=t_мтз+Dt, с

t_пер=1,3+0,5=1,8 с.

Автоматика и сигнализация.

На подстанциях предусматривается следующая автоматика:

1) Автоматическое включение резерва (АВР). АВР питания или оборудования предусматривают во всех случаях, когда электроснабжение вызывает убытки, значительно превышающие стоимость установки устройства АВР. В случае повреждения одного из трансформаторов, происходит его отключение и автоматическое включение секционного выключателя, чем обеспечивается бесперебойное электроснабжение потребителей.

2) Автоматическое повторное включение (АВР) трансформаторов предусматривается для автоматического восстановления их нормальной работы после аварийных отключений, не связанных с внутренними повреждениями трансформатора. АПВ трансформаторов является обязательным на однотрансформаторных подстанциях с односторонним питанием. На Двухтрансформаторных подстанциях с односторонним питанием АПВ целесообразно устанавливать в том случае, если отключение одного трансформатора вызывает перегрузку другого и в связи с этим часть потребителей должна отключиться. АПВ позволяет без вмешательства обслуживающего персонала восстановить питание линии после кратковременных КЗ.

2. Специальная часть

2.1 Выбор уставок защиты электродвигателя с применением микропроцессорного устройства защиты MiCOM P220

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на двигателях напряжением выше 0,4–10 кВ, должны устанавливаться следующие устройства релейной защиты:

а) Защита от междуфазных коротких замыканий – отсечка или дифференциальная защита.

б) Защита от замыканий на землю и от двойных замыканий на землю - токовая защита нулевой последовательности.

в) Защита от перегрузки.

г) Для синхронных двигателей дополнительно требуется защита от асинхронного режима.

На шинах 6 кВ установлены 4 синхронных двигателя:

Насосы СТД-630-23УХЛ4: Р_н= 630 кВт, S_ном= 595 кВА, h=95,8 %,

I_п/I_н= 5,66, М_макс/М_н= 2,08

Необходимые для расчета данные сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Ток трехфазного КЗ на шинах - максимальный режим - минимальный режим	1,35 кА 1,28кА
Расчетное напряжение на шинах	6,3 кВ
Ток замыкания на землю внешней сети - максимальный режим - минимальный режим	10А 4А
Тип двигателя:	Асинхронный, c короткозамкнутым ротором	СТД-630-23УХЛ4
Номинальная мощность	630 кВт
Номинальное напряжение	6300 В
Номинальный ток	69 А
Кратность тока самозапуска	5,66
Номинальное количество оборотов	1492
КПД при номинальной нагрузке	95,8%


Cos j при номинальной нагрузке	0,86
Уровень компенсации Cos j	0,97
Способ подключения компенсирующей емкости	Параллельно двигателю
Мощность компенсирующей емкости	230 кВАр
Ток холостого хода	24А
Допустимое время заклинивания ротора в горячем состоянии двигателя	12 сек
Коэффициент трансформации фазных трансформаторов тока	100/5
Коэффициент трансформации трансформатора тока нулевой последовательности	100

2.1.1 Выбор токовой отсечки.

Ток срабатывания отсечки по условию отстройки от пускового тока двигателя производится по выражению:

I_сз = k_н×I_п.макс = 1,8×390,54 = 702,972А

k_н – коэффициент надежности, с учетом отстройки от броска тока намагничивания равен 1,8;

I_п.макс– пусковой ток двигателя в максимальном режиме;

I_п.макс = k_пуск×I_ном = 5,66×69 = 390,54 А.

Проверка чувствительности в минимальном режиме:

К_ч = I ⁽²⁾_кз/ I_сз= 1280×/(2×702,972) = 2,57.

Уставка, которую необходимо выполнить на реле:

I>> = I_сз/I_нТА = 702,972/100= 7,02

где I>> – уставка отсечки на реле;

I_нТА – номинальный первичный ток трансформатора тока.

Проверка чувствительности в минимальном режиме:

К_ч = I ⁽²⁾_кз /I_ср = 1280×/(2×702,972) = 2,57

Чувствительность отсечки соответствует нормам (не менее 2).

2.1.2 Выбор уставок защиты от замыканий на землю.

Защита от замыкания на землю должна работать на отключение при первичных емкостных токах 10А и более для двигателей, мощностью менее 2000кВт. В исходных данных отсутствуют токи замыкания на землю в сети 6кВ. Уставка защиты выбирается стандартным способом независимо от того, необходимо ли ее действие на отключение. Даже в случае, если такой необходимости нет, должна иметься защита от двойных замыканий на землю.

Произведем проверку отстройки защиты от броска емкостного тока двигателя при внешних замыканиях на землю. Бросок тока при перемежающейся дуге может быть равен 3-4 собственного емкостного тока двигателя. Таким образом, уставка защиты по условию отстройки от броска емкостного тока при внешних КЗ:

I_сз= K_н × 4 × I_{с дв}

где K_н = 1,2 – стандартный коэффициент надежности для реле фирмы ALSTOM;

I_c_дв - емкостной ток двигателя.

Поскольку емкостной ток замыкания на землю не задан, применяем упрощенную формулу расчета емкостного тока двигателя:

I_{с дв} = 0,0172; S_ном(МВА) = 0,0172 × 0,552 = 0,012 А.

S_ном = ×U_ном×I_ном = ×6,3×0,069 = 0,752 МВА.

Уставка защиты от замыкания на землю двигателя по выражению

I_ср = K_н × 4 × I_{с дв} = 1,2×4×0,012 = 0,06 А, первичных. вторичный ток при условно принятом коэффициенте трансформации ТНП = 100

Iо>> = 0,06/100 = 0,0006 можно принять минимальную уставку 0,002.

Можно принять и другое требование к выполнению уставки защиты двигателя от замыканий на землю – исходить из величины тока замыкания на землю, при которой требуется обязательное отключение двигателя (10А).

В защите протекает емкостной ток сети за вычетом тока двигателя и кабеля связи двигателя с ячейкой, величиной которого в данном случае пренебрегаем.

Таким образом, первичная уставка срабатывания защиты от замыкания на землю двигателя должна быть равна 10А первичных или 10/100=0,1 А вторичных.

Решение о принципе выбора уставки определяется требованиями завода- изготовителя двигателя или эксплуатирующей организацией.

2.1.3 Выполнение уставок на устройстве.

Мощность вторичной обмотки трансформатора тока ТНП типов ТЗЛ или ТЗР невелика. Поэтому ток срабатывания защиты от замыкания на землю должен быть проверен подачей первичного тока в провод, пропущенный через магнитопровод кабельного трансформатора тока. Предварительно на устройстве выполняется уставка, исходя из коэффициента трансформации трансформатора тока 100, которая и корректируется после подачи тока в первичную сторону ТТ при наладке. Таким образом, должен быть задан только первичный ток срабатывания защиты.

Учитывая отсутствие паспортных данных о токе замыкания на землю двигателя желательно произвести его замер при наладке и уточнить уставку.

Уставку по времени можно принять 0,1 сек.

При наличии защиты от замыканий на землю, защита от двойных замыканий на землю не требуется. Однако, учитывая низкую уставку по току защиты от замыкания на землю и большую кратность ТКЗ, целесообразно ее продублировать более грубой второй ступенью для работы при двойных замыканиях на землю – 50А и 0,0сек.

2.2 Защита от перегрузки

Для защиты от перегрузки должны быть выданы следующие уставки:

2.2.1Эквивалентный ток нагрузки состоит из тока прямой последовательности и оказывающий повышенное влияние на нагрев двигателя ток обратной последовательности

I_экввычисляется в соответствии с соотношением:

I_экв= (I_пр² + К_э^. I_обр²)^0,5

2.2.2 Тепловой уровень в защите вычисляется по выражению:

ΘI+1 = (I_экв/IΘ >.)2 . [1- exp(-0.1/T)] + Θi . exp(-0.1/T) ,

где К_э – коэффициент усиления влияния тока обратной последовательности для отечественных двигателей принимаем 6;

IΘ > – уставка тока тепловой перегрузки;

IΘ > = 1,1× I_н.дв./коэф.тт = 1,1×69/100 = 0,76

Т – тепловая постоянная времени нагрева двигателя ее, можно вычислить исходя из следующих соображений: в паспорте двигателя указывается допустимое время заклинивания ротора в горячем состоянии: 12 сек. Тогда постоянная времени пуска;

Т_е2 = t _доп ( К² – 1) = 12 ((5,6/ 1,1)²– 1) = 500сек или 8 минут.

В зависимости от режима работы двигателя, защита использует одну из трех следующих постоянных времени:

- постоянная времени перегрузки Т_е1, для перегрузок, когда учитывается отдача в окружающую среду, примем на 2 минуты больше – 10минут;

- постоянная времени охлаждения Т_охдля отключенного двигателя можно принять 4 Т_е2 или 32 мин.

2.2.3 При подключении компенсирующей мощности непосредственно к двигателю через трансформатор тока и защиту протекает суммарный ток батареи и двигателя, который можно вычислить следующим образом:

S_комп = Р/(Cosj × h) = 630/( 0,97 × 0,95) = 670 кВА;

I _защ = S_ком/(U ×) = 670/(6,3×) = 61,5 А.

Таким образом, с учетом наличия компенсации нужно принять номинальный ток 61,5 А.

IΘ > = 1,1× I_н.дв./коэф.тт = 1,1× 61,5/100 = 0,68

2.2.4 Дополнительные уставки, связанные с тепловой перегрузкой двигателей:

а) Ввести запрет отключения от тепловой перегрузки при пуске двигателя.

Уставка: Да.

б) Уставка сигнализации тепловой перегрузки, при действии защиты от перегрузки на отключение: Θсигн. = 0,95.

в) Уставка функции: запрет пуска Θ запрета пуска = 0,9.

г) Уставка функции: затяжной пуск.

Способ выполнения функции по факту включения выключателя и по току (52А =I).

Уставка по току пуска: I_start =2 IΘ = 2×0,76 =1,52.

Уставка по времени: t_start = 1,2; t_пуск =1,2×12= 14,4сек. Принимаем 15сек.

2.3 Функция: заклинивание ротора

Выполняется при наличии датчика вращения двигателя.

Заклинивание ротора двигателя может произойти при пуске двигателя или в процессе его работы.

Уставка по току пуска, по условию отстройки от реально возможной перегрузки двигателей:

I_stall =2 IΘ = 1,52 без учета емкостной компенсации;

I_stall =2 IΘ = 1,36

Уставка по времени пуска:

t_stall = 5сек.

2.4 Функция «несимметрия». Защита двигателя от перегрузки токами обратной последовательности.

Ступень Ii>. = 0.25 I_ном / 100= 0,17

Выдержка времени должна обеспечить отключение несимметричных коротких замыканий в прилегающей сети, для чего она должна быть на ступень больше чем защита питающего трансформатора.

tI_i> = t_мтз +Dt

Условно принимается 2 сек и уточняется по месту.

Ступень I_i>> не используется.

Выбранные уставки на реле сведены в таблицу 2.2

Таблица 2.2

Параметр

Величина

1группа уст.

Величина

2группа уст.

Примечание

Фазные ТТ

Номинальный первичный ток

Номинальный вторичный ток

100

Трансформатор тока НП

Номинальный первичный ток

Номинальный вторичный ток

100

Величина уточняется при наладке

Защита от КЗ

Ток срабатывания I>>

Выдержка времени

8,8

0,01

8,8

0,01

Защита от замыканий на землю

Ступень Iо> ток

Ступень Iо>> время

Ступень Iо> > ток

Ступень Iо> > время

0,1(10Аперв.)

0,1 сек.

0,5(50Аперв.)

0,01сек.

0,1(10Аперв.)

0,1 сек.

0,5(50Аперв.)

0,01сек.

Уставки уточняются на основании заводских требований к ЗЗ двигателя и измерений КТТ ТНП

Защита от перегрузки.

Ступень теплового тока IΘ

Постоянная времени

перегрузки Те1

Постоянная времени пуска Те2

Постоянная времени

охлаждения Тох

Коэффициент влияния тока обратной последовательности Кэ

Ступень тепловой сигнализации

Запрет пуска

Запрет отключения от тепловой перегрузки при пуске

0,68

10 мин.

0,8 Те1

3.2 Те1

0.95Θ

0.9 Θ

ДА

0,76

10 мин.

0,8 Те1

3.2 Те1

0.95Θ

0.9 Θ

ДА

Защита от затяжки пуска

Критерий определения пуска

Ток контроля пуска Istart

Время контроля пуска tstart

52+I

2 IΘ

52+I

2 IΘ

Защита от заклинивания ротора

Istall

Tstall

2 IΘ

Может быть введена при наличии на двигателе датчика вращения

Защита от несимметрии

1 ступень ток l2 li> время tli>

2 ступень не используется

0.17

2.0

Время согласовывается с уставкой защиты питающего тр-ра (уточняется по месту).

Функция потери нагрузки

Уставка минимального тока l<

Выдержка времени tI<

Выдержка времени запрета при

пуске tinhib

0.15

5.0

15.0

0.29

5.0

15.0

Уточняется при наладке по фактической величине минимального тока нагрузки и тока холостого хода.

Уставка по времени учета пусков Т reference

Количество пусков из горячего состояния

Количество пусков из холодного состояния

Время запрета пуска tinhib

30 мин

5 мин

30 мин

5 мин

3 Безопасность жизнедеятельности

3.1 Разработка нормативов предельно допустимых выбросов предприятия и расчет санитарно – защитной зоны

В процессе производства тканей и нитей широко используются окрасочные работы, переработка неметаллических материалов, лакокрасочные операции и т. п., что приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу.

Для снижения этих выбросов производят разработку нормативов предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ) для стационарных источников.

Предельно допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливаются для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника или от совокупности источников с учетом перспективы развития промышленного предприятия и рассеяния вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их предельно допустимую концентрацию (ПДК) для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.23.02-90). Значение ПДВ устанавливаются при разработки ведомственных предложений по ПДВ, водных томов «Охрана атмосферы города и предельно допустимый выброс», подразделов, касающихся защиты атмосферы от загрязнения, в разделе «Охрана окружающей среды» различных видов предпроектной и проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий (ППД). Они устанавливаются как для строящихся, так и для действующих предприятий.

Установление ПДВ производится с применением методов расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами и с учетом перспективы развития предприятия, физико-географических и климатических условий местности, расположение промышленных площадок и участков существующей и проектируемой жилой застройки и т.п. ПДВ (г/с) устанавливаются для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. ПДВ не должны превышать в любой 20-минутный период времени допустимых.

ПДВ устанавливается отдельно для каждого источника выброса не являющего мелким. Для мелких источников целесообразно установление единых ПДВ от их совокупностей, с предварительным объединением группы источников в более мощный.

ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммаций вредного действия нескольких веществ. При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации с_ф.

Установлению ПДВ для отдельного источника предшествует определение его зоны влияния. Зоны влияния источников рассчитываются по каждому вредному веществу отдельно.

Значение нормированных выбросов ПДВ определяется по формуле:

, г/с

где ПДК – максимально разовая ПДК вредного вещества, мг/м³;

с_ф – фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³;

Н – высота дымовой трубы, м;

А– коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n - коэффициент, учитывающий условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса;

h- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

V₁ – расход газо-воздушной смеси, м³/ с;

DТ – разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси (Тг) и температурой окружающего атмосферного воздуха (Тв), ⁰С.

Для предприятия в целом ПДВ_г находится по формуле:

ПДВ_г=S ПДВ_г_i_.

Так как в нашем случае предельно допустимые выбросы завода не превышают допустимых, то ПДВ принимаем равным нормативному значению.

В настоящее время существует порядок ведения государственного учета вредных воздействий на окружающую среду предприятиями и организациями. Выбросы машиностроительного завода приведены в таблице 10.1. В состав завода входят следующие цеха, выбрасывающие в окружающую среду вредные вещества:

а) Ремонтно-механический цех. При механической обработке металлов, пластмасс и других материалов на металлорежущих станках образуется большое количество пыли и стружки обрабатываемых материалов.

б) Красильный цех .При проведении технологического процесса на всех стадиях обработки материалов возможно появление опасных и вредных производственных факторов. Основными источниками загрязнения атмосферы пылью, окисью углерода, сернистым ангидридом и др. Углекислый газ, применяемый для химической сушки, выделяется в рабочей зоне.

в) Деревообрабатывающий цех. Выделяет в атмосферу пыль, древесную пыль.

г) Котельная. При нагреве в контролируемых атмосферах и некоторых других процессах выделяются вредные газы (окись углерода, окислы азота соединения фтора и хлора, углеводороды, диоксид серы и др.).

Вместе с газами, топливом в атмосферу уносится значительное количество пыли.

Таблица 10.1.1 - Вредные вещества, выделяемые текстильным комбинатом

Наименование вещества	Единица измерения	Кол-во выбросов	ПДК, мг/м³
			среднесуточная	Максимальноразовая
1	2	33	4	5
Деревообрабатывающий цех Пыль Древесная пыль	кг/ч кг/ч	0,04 0,03	0,15 0,15	0,5 0,5
Красильный цех Пыль Ацетон Бензол Акролеин Окись азота Окись углерода Углекислый газ Фенол Формальдегид Хлор Этиловый спирт	кг/ч кг/год кг/год кг/год кг/ч кг/ч кг/ч кг/год кг/год кг/год кг/год	50 5 2,5 10 0,1 600 400 3 10 50 3	0,15 0,35

0,1

0,03

0,06

0,003

0,03

0,5

0,35

1,5

0,03

0,6

0,01

0,035

0,1

Котельная

Пыль

Ацетон

Бензол

Акролеин

Окись азота

Окись углерода

Углекислый газ

Фенол

Формальдегид

Хлор

Этиловый спирт

кг/ч

кг/год

кг/ч

кг/год

190

4,5

0,2

1600

180

0,15

0,35

0,1

0,03

0,06

0,003

0,03

0,5

0,35

1,5

0,03

0,6

0,01

0,035

0,1

Ремонтно-механический цех

Сернистый газ

Окись углерода

Пыль

Окалины

Диоксид азота

кг/ч

0,25

0,5

0,2

0,06

1,5

0,05

0,15

0,04

0,5

0,04

0,085

Свинец

Окись углерода

Альдегиды

Окислы азота

Бензол

Бензин

г/сек

0,00012

0,73

0,01

0,04

0,01

0,02

0,01

0,015

0,04

0,1

1,5

0,01

0,015

0,085

1,5

Центральная заводская лаборатория

Окись углерода

Аммиак

Диоксид серы

Сероводород

Бензол

Синильная кислота

кг/ч

0,45

0,6

0,04

0,03

0,01

0,02

0,04

0,05

0,008

0,1

0,01

0,2

0,5

0,008

1,5

0,01

Электроцех

Органические растворители

Бензол

Толуол

Ксилолол

Синтетические моющие средства

Металлическая пыль

Ацетон

кг/ч

г/ч

0,2

0,04

0,09

0,03

0,02

2,5

1,5

0,1

0,6

0,2

0,01

0,15

0,35

1,5

0,6

0,2

0,04

0,5

0,35

Требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий СН 245-71» предусмотрено, что предприятия, являющиеся источниками выделения в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ, следует отделить от жилой застройки санитарно – защитными зонами. Размеры санитарно – защитной зоны до границы жилой застройки устанавливаются в зависимости от мощности предприятия, условий осуществления технологического процесса, характера и количества, выделяемых в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ. Для предприятий являющиеся источниками производственных загрязнении , в зависимости от мощности, условий осуществления технологического процесса в соответствии с санитарной классификацией промышленных предприятий устанавливаются следующие размеры санитарно – защитных зон для предприятий:

I класса – 1000 м (КОП >10⁶); II класса –500 м (КОП=10⁴¸10⁶); III класса –300 м (КОП =10³¸10⁴); IV класса – 100 м (КОП<10³),

где КОП – коэффициент опасности предприятия, определяемый по следующей формуле:

где К_i – коэффициент, зависящий от класса опасности вещества (КОВ) значения которого приведены в таблице 10.1.2.

Таблица 10.1.2.

КОВ	I	II	III	IV
К_i	1,6	1,3	1,0	0,9

В свою очередь КОВ зависит от максимально разовой предельно допустимой концентрации вещества (зависимость сведена в таблицу 10.1.3.)

Таблица 10.1.3

ПДК	I	II	III	IV
КОВ	менее 0,1	0,1¸1,0	1,1¸10	более 10

Сведем вредные выбросы предприятия в таблицу 10.1.4

Таблица 10.1.4. Расчет коэффициента опасности предприятия.

Наименование вещества

Количество выбросов в

КОВ

К_i

КОП

кг/ч

тонн/год

Пыль

Ацетон

Бензол

Акролеин

Окись азота

Диоксид азота

Окись углерода

Двуокись серы

Углекислый газ

Фенол

Формальдигид

Хлор

Этиловый спирт

Сернистый газ

Окалины

Аммиак

Сероводород

Древесная пыль

Органические растворители

Толуол

Ксилолол

Синтетические моющие средства

Кислоты

Щелочи

Свинец

Альдегиды

Бензин

240,246

0,0027

0,0876

0,0116

0,3

1,644

2203,578

0,04

2000

0,025

0,0069

0,0532

0,0025

0,25

0,06

0,03

0,2

0,09

0,03

0,02

0,03

0,012

0,0004

0,036

0,072

1037,863

0,012

0,378

0,05

1,296

7,102

9519,45

0,173

8640

0,011

0,029

0,229

0,011

1,08

0,259

2,542

0,129

0,864

0,389

0,129

0,086

0,129

0,052

0,002

0,155

0,311

III

1,3

1,6

1,3

1,6

1,3

1,6

1,3

1,6

1,3

1,6

1,3

1,6

1,3

1,6

20526,78

0,012

0,252

2,264

2,721

1188,882

1903,89

0,251

1728

1,164

0,74

3,764

0,002

2,721

19,86

27,95

85,5

0,171

0,172

0,569

0,565

3,4

59,833

0,052

0,076

6,459

0,622

КОП =32566,671

Так как для текстильного комбината значение КОП находится в интервале от 10⁴ до 10⁵, то принимаем предварительную величину СЗЗ равной 500 метров.

Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле

где l (м) – расчетный размер СЗЗ;

L₀ (м) – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации от других источников превышает ПДК);

Р (%) – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба;

Р₀ (%) – повтор направлений ветров одного румба по круговой розе ветров.

Санитарно-защитная зона не может рассматриваться как резервная территория предприятия и использоваться для расширения промышленной площадки. Вместе с тем на территории санитарно-защитной зоны допускается размещать производства более низкого класса вредности, чем основное производство, для которого установлена эта зона, а также пожарное депо, гаражи, склады, административные здания, научно-исследовательские лаборатории, стоянки транспорта и т. п.

Для максимального ослабления влияния на окружающее население производственных загрязнений атмосферного воздуха территории санитарно- защитной зоны должна быть благоустроена и озеленена. Озеленение производится газоустойчивыми породами деревьев и кустарников. Со стороны жилого массива ширина полосы древесно-кустарниковых насаждений должна быть не менее 50 м, а при ширине зоны до 100 м – не менее 20 м.

Санитарно- защитная зона для предприятия может быть увеличена при необходимости и надлежащем технико-экономическом и гигиеническом обосновании, но не более чем в 3 раза.

Размещение объектов на генеральном плане предприятия производится с учетом направления, продолжительности и силы ветра, чтобы при пожаре исключить перенос огня на соседние участки. Кроме того, при правильной ориентировке зданий по направлению ветра создаются благоприятные условия для защиты от вредных производственных выделений и шумов.

Сведения о направлении ветра в различные времена года получают на метеорологической станции в виде розы ветров, роза ветров Алматинской области и расчет СЗЗ приведены в таблице 10.1.5

Таблица 10.1.5- Расчет СЗЗ

Характеристики	Направления ветров
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость направлений,Р %	7	7	13	18	17	16	17	5
Повторяемость направлений ветров по круговой розе ветров, Р₀ %	12,5
Р/Р₀	0,56	0,56	1,04	1,44	1,36	1,28	1,36	0,4
L₀, м	500

Рисунок 10.1.2. Размер санитарно – защитной зоны Алматинского текстильного комбината

10.2 Разработка вопросов электробезопасности низковольтного электрооборудования (расчет зануления)

Основной мерой защиты от поражения электрическим током в сетях напряжением до 1000 В является зануление.

Цель зануления – быстро отключить электроустановку от сети при замыкании одной (или двух) фазы на корпус. Обеспечить безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период.

К частям подлежащим занулению, относятся корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, выключателей светильников и т.п.; приводы электрических аппаратов: вторичные обмотки измерительных трансформаторов, металлических конструкций распределительных устройств, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, контрольных и наладочных стендов, корпуса передвижных и переносных электроприемников, а также электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой защитный проводник возникал ток короткого замыкания превышающий не менее чем в три раза номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя, а для автоматического выключателя с номинальным током более 100А – не менее 1,25.

Расчет зануления.

Принципиальная схема зануления приведена на рисунке 10.4. На схеме видно что ток короткого замыкания I_кз в фазном проводе зависит от фазного напряжения сети U_ф и полное сопротивление цепи, складывающегося из полных сопротивлений обмотки трансформатора Z_т/3, фазного проводника Z_ф, нулевого защитного проводника Z_н, внешнего индуктивного сопротивления петли фаза – ноль X_п, активного сопротивления заземления нейтрали трансформатора R₀ ( рисунок 10.2.1).

Рисунок 10.2.1- Принципиальная схема сети переменного тока с занулением

А-аппарат защиты (предохранитель или автоматический выключатель);

Rо-заземление нейтрали; Rп-повторное заземление

Рисунок 10.2.2- Полная расчетная схема соединения зануления

Поскольку R₀, как правило , велико по сравнению с другими элементами цепи, параллельная ветвь , образованная им создает незначительное увеличение тока короткого замыкания , что позволяет пренебречь им . В то же время такое допущение ужесточает требования к занулению и значительно упрощает расчетную схему , представленную на рис.10.2.3

Рис. 10.2.3- Упрощенная схема зануления.

В этом случае выражение короткого замыкания I_кз(А) в комплексной форме будет :

I_кз = U_ф / ( Z_м / 3 + Z_ф + Z_н +jХ_n), ( 5.2.1.1 )

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

Zт – комплекс полного сопротивления обмоток трехфазного источника тока ( трансформатора ), Ом;

Zф = Rф + jХn - комплекс полного сопротивления фазного провода, Ом;

Zн = Rн + jХn – комплекс полного сопротивления нулевого защитного проводника, Ом;

Rф и Rн – активное сопротивление фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

Xф и Хн – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

Хп – внешнее индуктивное сопротивление контура (петли) фазный проводник – нулевой защитный проводник ( петля – фаза – нуль ), Ом;

Zп =Zф +Zн + jХn – комплекс полного сопротивления петли фаза – нуль, Ом;

С учетом последнего:

Iкз = Uф / ( Zм / 3 + Zn).

При расчете зануления принято применять допущения , при котором для вычисления действительного значения (модуля) тока короткого замыкания Iкз модули сопротивления обмоток трансформатора и петли фаза нуль Zт/3 и Zп складываются арифметически. Это допущение также ужесточает требования безопасности и поэтому считается допустимым, хотя и вносит некоторую неточность (5%).

Полное сопротивление петли фаза – нуль в действительной форме определяется из выражения :

Zn = Ö( Rф + Rн )2 + (Xф +Хн + Хп )2, Ом.

Формула для проверочного расчета определяется с учетом коэффициента кратности К тока короткого замыкания определяемого требованиями к занулению :

К × Iн £ Uф /( Zт/3 + Ö(Rф + Rн) 2 + (Хф + Хн + Хп )2)

Значение коэффициента К принимается равным К³3 в случае если электроустановка защищается предохранителями и автоматическими выключателями имеющими обратнозависимую характеристику от тока. В случае если электроустановка защищается автоматическим выключателем имеющим только электромагнитный расцепитель (отсечку), то для автоматов с Iн до 100 А, К = 1,4, а для автоматов с Iн > 100 А, К = 1,25.

Значение полного сопротивления маслянного трансформатора во многом определяется его мощностью, напряжением первичной обмотки, конструкцией трансформатора.

Расчет зануления участка механического цеха.

Исходные данные:

напряжение сети – 0,38 кВ;

мощность трансформатора – 1000 кВА;

мощность наиболее удаленного электроприемника (вентиляторы каллориферов дверей) 30кВт

длина кабеля от ТП до ШРА-3, L1 = 40 м;

длина шинопровода ШРА-3, L2 = 36 м;

длина провода от ШРА-3 до станка, L3 = 5 м.

Схема замещения приведена рисунке 10.2.4

Определение токов нагрузки и выбор аппаратов защиты:

I_нпв200 А; I_на=250 А.

Определение полных сопротивлений элементов цепи:

а) сопротивление трансформатора для группы соединения Д/У₀–11 Z_т=0,17 Ом (таблица 3.1. /5/).

б) сопротивление кабеля, при сечении фазной жилы 70 мм² и нулевой 50 мм² Z_пфо=1,09 Ом/км /5/.

Z_п= Z_пфо´ L₁=1,09´0,04 =0,0436 Ом;

в) сопротивление шинопровода ШРА73 при I_н=250 А, Z_пфо=0,59 Ом/км

Z_п= Z_пфо´ L₂=0,59´0,036= 0,021 Ом.

г) сопротивление провода при сечении фазной жилы 25 мм² и нулевой 25 мм² Z_пфо=2,96 Ом/км /5/

Z_п= Z_пфо´ L₃= 2,96´0,005 =0,0148 Ом

Определение тока КЗ :

Определение кратности тока

условие I_кз³I_н´К

где К_а=1,25; К_пв=3, то 4460 А >400´1,25=500 А и 2580А>3´200=600 А

Определение времени срабатывания аппарата защиты: плавкой вставки определяется по защитной характеристике плавкой вставки /5/, а для автомата принимается из справочника. В данном случае при токе КЗ 2580 А и номинальном токе плавкой вставки 200А время отключения аппарата защиты 0,1 секунд. Время отключения автоматического выключателя – 0,15 секунды.

Потенциал корпуса поврежденного оборудования:

U_к1=I_кз´Z_н1=4,46´0,0224=99 В, где Z_н1 – сопротивление нулевой жилы кабеля, Z_н1=R_н1, так как величина внутреннего индуктивного сопротивления Х_н1 алюминиевого проводника сравнительно мала (около 0,0156 Ом/км).

где r - удельное сопротивление алюминиевой жилы принимается равной 0,028 Ом´мм²/м;

S – сечение жилы, мм²;

L – длина проводника, м.

U_к2 = I_кз´( Z_н2 + Z_н3)= 2580 ´(0,0056 + 0,01) = 40,3 В,

где Z_н3 – сопротивление нулевого провода, Z_н3 = R_н3

Z_ун2 = 0,29 Ом/км /5/, Z_н2= Z _yн2´ L₂=0,29´0,036= 0,01 Ом.

Ток, проходящий через тело человека, равен:

Согласно /6/ такие величины тока являются допустимыми при времени воздействия соответственно 0,5 и 1,2 секунды, т.е. время срабатывания автоматического выключателя и предохранителя не превышает допустимых величин.

10.3 Акустический расчет ремонтно-механического цеха

Источниками шума в ремонтно-механическом цехе являются: прессы, станки, полуавтоматы, мостовые краны, стенды, вентиляторы.

Согласно ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности» по характеру спектра шум в цеху является широкополосным с непрерывным спектром шириной более одной октавы;

Контроль за уровнями шума на рабочих местах должен быть обеспечен не реже одного раза в год.

Мероприятия по снижению шума должны быть подтверждены соответствующим акустическим расчетом который включает в себя:

а) выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

б) выбор точек в помещениях или на территориях, для которых производится акустический расчет (расчетных точек);

в) определение допустимых уровней звукового давления Lдоп для расчетных точек;

г) определение ожидаемых уровней звукового давления L в расчетных точках до осуществления мероприятий по снижению шума;

д) определение требуемого снижения уровней звукового давления Lтреб в расчетных точках;

е) выбор мероприятий для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления в расчетных точках. Произведем акустический расчет для цеха. В цеху объемом (30х40х10)=12000м³ размещен 31 источник шума пяти типов. Уровни звуковой мощности, излучаемой каждым источником, приведены в таблице 10.5.

Табл.10.3.1- Уровни звуковой мощности источников шума

Величина, дБ	Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Lр₁ (12 шт.)	83	83	89	89	90	91	90	89
Lр₂(4 шт.)	95	98	97	92	92	86	72	70
Lр₃(3 шт.)	87	88	89	97	89	86	89	76
Lр₄ (6 шт.)	91	98	100	98	94	94	94	89
Lр₅ (6 шт.)	75	78	87	94	97	94	88	86

Все источники работают одновременно. Источники установлены на полу, поэтому принимаем для них фактор направленности Фi=Ф=1. Расчетная точка находится у электроприемника N 15 на высоте 1,5 м от пола. Расстояния от акустических центров до расчетной точки:

r₁=17,55м; r₂=13,95м; r₃=11,25м; r₄=7,95м; r₅=7,05м; r₆=6,15м; r₇=9,6м; r₈=

=13,5м; r₉=17,25м; r₁₀=15м; r₁₁=11,25м; r₁₂=9,75м; r₁₃=6,75м; r₁₄=3м; r₁₅=2м; r₁₆=3,45м; r₁₇=6,3м; r₁₈=9м; r₁₉=11,7м; r₂₀=13,5м; r₂₁=14,7м; r₂₂=15,75м;

r₂₃=15,45м; r₂₄=16,05м; r₂₅=10,95м; r₂₆=8,25м; r₂₇=6м; r₂₈=4,5м; r₂₉=4,5м;

r₃₀=19,05м; r₃₁=15,45м;

Акустический расчет:

Октавные уровни звукового давления в расчетной точке определяем по формуле:

L=10lg (),

где Di=10^0,1L^рⁱ;

Lpi - октавный уровень звуковой мощности в дБ, создаваемый i- ым источником шума;

m - количество источников шума, ближайших к расчетной точке (т.е. источников, для которых r_i<5r_min, где r_min- расстояние от расчетной точки до акустического центра источника);

n - общее количество источников шума в помещении;

c_I- коэффициент, учитывающий влияние ближнего акустического поля и принимаемый в зависимости от отношения расстояния r в мм между акустическим центром источника и расчетной точкой к максимальным габаритным размерам Lmax в м источника шума по графику (рис.2.2. /11/);

Фi - фактор направленности источника шума, безразмерный, определяемый по опытным данным;

Si - площадь в м² воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку.

Для источников шума, у которых 2Lmax<r, следует принимать при расположении источника шума:

- в пространстве- S=4pr²;

- на поверхности стены, перекрытия- S=2pr²;

B - постоянная помещения в м², определяемая по формуле:

В=В₁₀₀₀^. m, (10.16.),

где В₁₀₀₀- постоянная помещения в м² на среднегеометрической частоте 1000 Гц, определяемая по таблице 2.8./4/ в зависимости от объема и типа помещения;

m - частотный множитель, определяемый по таблице 2.9. /11/.

Минимальное расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника r_min=r=2м, 5×r_min=5^.2=10м. Общее количество принимаемых в расчет источников шума, расположенных вблизи расчетной точки, для которых r_i<5 r_min=10м, будет равно m=16.

Учитываются источники, расположенные на расстояниях r₄=7,95м, r₅=7,05м, r₆=6,15м, r₇=9,6м, r₁₂=9,75м, r₁₃=6,75м, r₁₄=3м, r₁₅=2м, r₁₆=3,45м, r₁₇=6,3м, r₁₈=9м, r₂₆=8,25м, r₂₇=6м, r₂₈= r₂₉=4,5м, r₃₁=9,45м.

Наибольший габаритный размер рассматриваемых источников Lmax=0,95м. Следовательно, для всех источников выполняется условие 2 Lmax<3, поэтому можно принять S_i =2pr²_i. Величины r_i/Lmax=2/0,95=2,1, поэтому c_I=1 (рис.2.2. /4/). По формуле 4.1. определяем суммарные уровни звукового давления Lобщ в расчетной точке от всех источников шума. Затем по формуле:

DLтр.общ= Lобщ-Lдоп, дБ,

определяем требуемое снижение шума DLтр, приняв нормативные уровни звукового давления в расчетной точке по табл.2.7. /11/.

Результаты расчетов внесем в таблицу 10.3.2.

Таблица 10.3.2

N	Величина	Ед. изм.	Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
			63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Lр₁	дБ	83	83	89	89	90	91	90	89
2	Lр₂	дБ	95	98	97	92	92	86	72	70
3	Lр₃	дБ	87	88	89	97	89	86	89	76
4	Lр₄	дБ	91	98	100	98	94	94	94	89
5	Lр₅	дБ	75	78	87	94	97	94	88	86
6	D₁=10^0,1^L^р1	-	2^. 10⁸	2^.10⁸	7,9^.10⁸	7,9^.10⁸	1^.10⁹	1,26^.10⁸	1^.10⁹	7,9^.10⁸
7	D₂=10^0,1^L^р2	-	3,16^. 10⁹	6,3^.10⁹	5^.10⁹	1,6^.10⁹	1,6^.10⁹	4^.10⁸	1,6^.10⁷	1^.10⁷
8	D₃=10^0,1^L^р3	-	5^.10⁸	6,3^.10⁸	7,9^.10⁸	5^.10⁹	7,9^.10⁸	4^.10⁸	7,9^.10⁸	4^.10⁷
9	D₄=10^0,1^L^р4	-	1,26^.10⁹	6,3^.10⁹	1^.10¹⁰	6,3^.10⁹	2,5^.10⁹	2,5^.10⁹	2,5^.10⁹	7,9^.10⁸
10	D₅=10^0,1^L^р5	-	3,2^.10⁷	6,3^.10⁷	5^.10⁸	2,5^.10⁹	5^.10⁹	2,5^.10⁹	6,3^.10⁸	4^.10⁸
11	S₄=2pr₄²	м²	400	400	400	400	400	400	400	400
12	S₅= 2pr₅²	м²	312	312	312	312	312	312	312	312
13	S₆=2pr₆²	м²	238	238	238	238	238	238	238	238
14	S₇= 2pr₇²	м²	579	579	579	579	579	579	579	579
15	S₁₂=2pr₁₂²	м²	597	597	597	597	597	597	597	597
16	S₁₃=2pr₁₃²	м²	286	286	286	286	286	286	286	286
17	S₁₄=2pr₁₄²	м²	57	57	57	57	57	57	57	57
18	S₁₅=2pr₁₅²	м²	25	25	25	25	25	25	25	25
19	S₁₆=2pr₁₆²	м²	75	75	75	75	75	75	75	75
20	S₁₇=2pr₁₇²	м²	249	249	249	249	249	249	249	249
21	S₁₈=2pr₁₈²	м²	509	509	509	509	509	509	509	509
22	S₂₆=2pr₂₆²	м²	427	427	427	427	427	427	427	427
23	S₂₇=2pr₂₇²	м²	226	226	226	226	226	226	226	226
24	S₂₈= S₂₉=2pr₂₆²	м²	197	197	197	197	197	197	197	197
25	S₃₄=2pr₃₁²	м²	561	561	561	561	561	561	561	561
26	10^0,1L^р⁵/ S₄	-	8,75^.10⁴	1,5^.10⁵	1,25^.10⁶	6,25^.10⁶	1,25^.10⁷	6,25^.10⁶	1,58^.10⁶	1^.10⁶
27	10^0,1L^р⁵/ S₅	-	1,03^.10⁵	2,02^.10⁵	1,6^.10⁶	8,01^.10⁶	1,6^.10⁶	8,01^.10⁶	2,02^.10⁶	1,28^.10⁶
28	10^0,1L^р³/ S₆	-	2,1^.10⁶	2,6^.10⁶	3,3^.10⁶	2,1^.10⁷	3,3^.10⁶	1,68^.10⁶	3,3^.10⁶	1,6^.10⁵
29	10^0,1L^р⁵/ S₇	-	5,5^.10⁴	1,09^.10⁵	8,64^.10⁶	4,32^.10⁶	8,64^.10⁶	4,32^.10⁶	1,09^.10⁶	6,91^.10⁴
30	10^0,1L^р³/ S₁₂	-	8,38^.10⁵	1,06^.10⁶	1,32^.10⁶	8,38^.10⁶	1,32^.10⁶	6,7^.10⁵	1,32^.10⁶	6,7^.10³
31	10^0,1L^р³/ S₁₃	-	1,74^.10⁶	2,2^.10⁶	2,76^.10⁶	1,74^.10⁷	2,76^.10⁶	1,4^.10⁶	2,76^.10⁶	1,4^.10⁵
32	10^0,1L^р⁵/ S₁₄	-	5,6^.10⁵	1,1^.10⁶	8,8^.10⁶	4,38^.10⁷	8,8^.10⁷	4,38^.10⁷	1,1^.10⁷	7,01^.10⁶
33	10^0,1L^р⁵/ S₁₅	-	1,28^.10⁶	2,52^.10⁶	2^.10⁷	1^.10⁸	2^.10⁸	1^.10⁸	2,52^.10⁷	1,6^.10⁷
34	10^0,1L^р¹/ S₁₆	-	2,67^.10⁶	2,67^.10⁶	1,05^.10⁷	1,05^.10⁷	1,33^.10⁷	1,68^.10⁷	1,33^.10⁷	1,05^.10⁷
35	10^0,1L^р¹/ S₁₇	-	8,03^.10⁵	8,03^.10⁵	3,17^.10⁶	3,17^.10⁶	4,02^.10⁶	5,06^.10⁶	4,02^.10⁶	3,17^.10⁶
36	10^0,1L^р¹/ S₁₈	-	3,9^.10⁵	3,9^.10⁵	1,55^.10⁶	1,55^.10⁶	1,96^.10⁶	2,48^.10⁶	1,96^.10⁶	1,55^.10⁶
37	10^0,1L^р¹/ S₂₆	-	4,7^.10⁵	4,7^.10⁵	1,85^.10⁶	1,85^.10⁶	2,34^.10⁶	2,95^.10⁶	2,34^.10⁶	1,85^.10⁶
38	10^0,1L^р¹/ S₂₇	-	8,84^.10⁵	8,84^.10⁵	3,5^.10⁶	3,5^.10⁶	4,4^.10⁶	5,58^.10⁶	4,4^.10⁶	3,5^.10⁶
39	10^0,1L^р¹/ S_{28, 29}	-	1,57^.10⁶	1,57^.10⁶	6,2^.10⁶	6,2^.10⁶	7,8^.10⁶	9,9^.10⁶	7,8^.10⁶	6,2^.10⁶
40	10^0,1L^р²/ S₃₁	-	5,6^.10⁶	1,12^.10⁷	8,9^.10⁶	2,8^.10⁶	2,8^.10⁶	7,1^.10⁵	2,8^.10⁴	1,78^.10⁴
41	Сумма пп. (26-40)	-	1,92^.10⁷	2,79^.10⁷	7,56^.10⁷	2,39^.10⁸	3,69^.10⁷	2,1^.10⁸	8,47^.10⁷	5,35^.10⁷
42	Вш₁₀₀₀ (V=5184 м³)	-	259	259	259	259	259	259	259	259
43	m	-	0,5	0,5	0,55	0,7	1,0	1,6	3	6
44	Вш= Вш₁₀₀₀^. m	-	130	130	142	181	259	414	777	1554
45	4/Вш	-	3,1^.10^-2	3,1^.10^-2	2,8^.10^-2	2,2^.10^-2	1,5^.10^-2	9,7^.10^-3	5,1^.10^-3	2,6^.10^-3
46	^0,1^L^р1=23^. 10^0,1^L^р1	-	4,6^.10⁹	4,6^.10⁹	1,82^.10¹⁰	1,82^.10¹⁰	2,3^.10¹⁰	2,9^.10¹⁰	2,3^.10¹⁰	1,82^.10¹⁰
47	^0,1^L^р2=^. 6^0,1^L^р2	-	1,9^.10¹⁰	3,8^.10¹⁰	3^.10¹⁰	9,6^.10⁹	9,6^.10⁹	2,4^.10⁹	9,6^.10⁷	6^.10⁷
48	^0,1^L^р3=6^. 10^0,1^L^р3	-	3^.10⁹	3,8^.10¹⁰	4,7^.10⁹	3^.10¹⁰	4,7^.10⁹	2,4^.10⁹	4,7^.10⁹	2,4^.10⁸
49	^0,1^L^р4=3^. 10^0,1^L^р4	-	3,78^.10⁹	1,9^.10¹⁰	3^.10⁹	1,9^.10¹⁰	7,5^.10⁹	7,5^.10⁹	7,5^.10⁹	2,3^.10⁹
50	^0,1^L^р5=6^. 10^0,1^L^р5	-	1,9^.10⁸	3,8^.10⁸	3^.10⁹	1,5^.10¹⁰	3^.10¹⁰	1,5^.10¹⁰	3,8^.10¹⁰	2,4^. 10⁹
51	Сумма пп. (46-50)	-	3,23^.10¹⁰	1,3^.10¹¹	5,89^.10¹⁰	9,18^.10¹⁰	7,48^.10¹⁰	5,63^.10¹⁰	4^.10¹⁰	2,3^.10¹⁰
52	Произв. пп. 45х51	-	1^.10⁹	4,03^.10⁹	1,6^.10⁹	2,02^.10⁹	1,1^.10⁹	5,4^.10⁸	2,04^.10⁸	6^.10⁷
53	Сумма пп. 41+52	-	1,02^.10⁹	4,06^.10⁹	1,68^.10⁹	2,26^.10⁹	1,14^.10⁹	7,5^.10⁸	2,89^.10⁸	1,1^.10⁸
39	Lобщ=10lg (53)	дБ	90,08	96,1	92,2	93,5	90,6	88,7	84,6	80,4
40	Lдоп=Lн	дБ	99	92	86	83	80	78	76	74
41	DLтр общ	дБ	-	-	6,2	10,5	10,6	10,7	8,6	6,4

Анализируя полученные данные видно, что уровни звукового давления на частотах октавной полосы 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц превышают нормируемые уровни. Поэтому в ремонтно-механическом цеху необходимо провести мероприятия по снижению шума.

Мероприятия по снижению шума.

На стадии проектирования генерального плана предприятия предусмотрено:

а) Предприятие располагается вдали от города

б) Оптимальное расположение цехов (Шумные цеха располагаются в одном месте вдали от тихих производственных участков)

в) Для снижения шума отдельных цехов предусмотрены зеленые насаждения деревьев и кустарника.

Для уменьшения шума, излучаемого промышленным оборудованием установленного в механосборочном цеху проведем следующие мероприятия:

а) применим такие материалы и конструкции при проектировании кровли, стен, фонарей, окон, ворот, дверей, которые могут обеспечить требуемую звукоизоляцию;

б) устройство специальных звукоизолированных боксов и звукоизолирующих кожухов при размещении шумящего оборудования;

в) экранирование источников шума;

г) применение глушителей для снижения аэродинамического шума.

д) применение нового высокотехнологичного оборудования

Для уменьшения прохождения шума в изолируемое помещение предусмотрим следующие строительно-акустические мероприятия:

а) применение необходимых материалов и конструкций при проектировании перекрытий стен, перегородок, дверей, окон, кабин наблюдений, щитов управления и т.д;

б) использование глушителей шума в системах механической вентиляции и кондиционирования воздуха.

Заключение

Тема дипломного проекта «Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината». При проектировании была определена полная потребляемая мощность в размере 9527,9 кВА, а для снабжения такой мощностью необходимо установить два трансформатора ГПП типа ТДН-10000/110.

Было принято 6 цеховых трансформаторов, которые были установлены в 3 ТП (двухтрансформаторных подстанций ).

Далее в дипломном проекте был произведен расчет токов к.з., выбор оборудования и кабельной продукции на напряжение выше 1000 В. Были выбраны: выключатели 6 кВ, трансформаторы напряжения, питающие кабели от ГПП до цеховых ТП.

В качестве примера расчета релейной защиты был произведен расчет релейной защиты трансформаторов ГПП. Были рассмотрены дифференциальная защита, максимальная токовая защита, газовая защита и защита от перегрузки. В качестве примера расчета низковольтной сети был произведен расчет низковольтной сети механического цеха.

Далее в разделе БЖД были рассмотрены: анализ условий труда в механическом цехе, акустический расчет, расчет зануления, обеспечение пожаробезопасности рабочего процесса.

В разделе «Экономическая часть» произведен расчет технико-экономических показателей подстанции, анализ влияния внешних факторов на показатели финансово-экономической эффективности инвестиций в объект.

В специальной части дипломного проекта было предложено рассмотреть: релейную защиту высоковольтных двигателей подключённых на U=6 кВ выполненную на микропроцессорном блоке Micom Р220.

Был произведён выбор: токовой отсечки, защит от замыканий на землю, защит от перегрузки.

1. Курсовая на тему Избирательная система и избирательный процесс в РФ
2. Реферат на тему Бунташный век Народные восстания в середине второй половине XVII века
3. Реферат на тему Планета солнечной системы Уран
4. Реферат на тему Adventures Of Huck Finn Estimation Essay Research
5. Реферат Авианосцы типа Эссекс
6. Сочинение на тему Онегин и Татьяна
7. Реферат на тему Richard Feynman Essay Research Paper Richard Philip
8. Реферат Переяславская рада
9. Реферат на тему Reaction Paper On Brave New World Essay
10. Реферат Особенности зимнего - горнолыжного отдыха

Bukvasha