Расчет системы электроснабжения ремонтно-механического цеха станкостроительного завода ВВЕДЕНИЕ Электроснабжение является одной из составных частей обеспечения народного хозяйства страны. Без электроснабжения в настоящее время не обходится ни одна промышленность, город и т.д. Одной из задач электроснабжения является обеспечение электроэнергией какого-либо объекта для нормальной работы и жизнедеятельности Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатывающейся в нашей стране. Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятиях должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования, надежных экономичных аппаратах, прогрессивных конструкциях схем питания, широком применении автоматизации. Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надежности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров. Важнейшим этапом в развитии творческой деятельности будущих специалистов является курсовое и дипломное проектирование, в ходе которого развивают навыки самостоятельного решения инженерных задач практического применения теоретических знаний. Основной задачей в электроснабжении является автоматизация с целью обеспечения бесперебойной работы предприятия. Автоматизация позволяет перевести большинство подстанций на работу без постоянного дежурного персонала, что уменьшает эксплуатационные расходы и способствует сокращению числа аварий по вине персонала. На дипломный проект был рассмотрен станкостроительный завод, в частности был произведен полный расчет системы электроснабжения ремонтно-механического цеха. 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Описание электрического оборудования и технологического процесса цеха и завода в целом Завод предлагает лесопильные рамы, прирезные многопильные станки, оборудование для переработки древесных отходов, станки для подготовки и заточки дереворежущего инструмента, запасные части для нужд деревообрабатывающих предприятий, многофункциональные бытовые станки. Авто гараж и пожарное депо предназначены для остановки, стоянки автомобилей тем самым они служат для транспортировки готовых изделий. Завода управление и ЦЗЛ предназначен для управлением всего завода. ЦЗЛ служит для проведения испытания производимого оборудования. Столовое помещение предназначено для питание всех рабочих станка строительного завода. Главный корпус это тот корпус, в котором осуществляется весь процесс изготовления станков. Компрессорная служит для нагнетания воздуха. Эстакада к главному корпусу служит как переход из склада формовочных изделий в главный корпус. Склад формовочных изделий служит для хранения формовочных материалов. Склад предназначен для хранения изделий. Склад готовых изделий служит для хранения готовых изделий. Главный магазин находящийся на территории завода предназначенный для продаж выпускаемой продукции. Ремонтно-механический цех предназначен для ремонта и проверки механических характеристик производимой продукции. Лесосушилка служит для сушки леса. Навес для склада модельных комплектов служит для создания защиты от атмосферных осадков. Склад комплектов моделей предназначен для хранения моделей. Пристройка к складу комплектов моделей служит для увеличения площади склада. Станция осветления воды предназначен для очистки воды. Модельный цех служит для моделирование изделий. Насосная предназначена для перекачки воды. Железнодорожная контора предназначена для распределения и отправки в указанное место поезда. Ремонтно-строительных цех предназначен для сборки изделий. Электрооборудование ремонтно-механического цеха Вентиляторы - предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей, в котельных и других установках. Токарные автоматы предназначены для обработки каждой последующей заготовки на которых после их наладки не требует вмешательства оператора. Токарные автоматы используют в массовом и крупносерийном производстве для многоинструментной обработки заготовок Сверлильные станки предназначены для обработки отверстий сверлами, зенкерами, развертками, раскатниками и осевыми комбинированными инструментами. Эти станки также используют при нарезании внутренних резьб, при получении конических и цилиндрических углублений. На расточных станках обрабатывают в основном базовые и корпусные детали, от точности обработки которых зависит качество механизмов и машин. В основном на расточных станках обрабатывают отверстия, точно координированные относительно друг к другу и расположенные в одной или нескольких плоскостях. Токарные станки являются наиболее многочисленной группой металлорежущих станков, с их помощью получают разнообразные профили на наружных, внутренних и торцовых поверхностях вращающихся заготовок. На этих станках обрабатывают плоские, цилиндрические, конические, резьбовые, фасонные поверхности, при чем в качестве режущих инструментов используют не только резцы, но и осевые инструменты: сверла, зенкеры, развертки, цековки и т.п. В зависимости от условий производства и для обработки заготовок различного вида могут использоваться различные фрезерные станки. Они могут быть подразделены на станки общего назначения и специальные. К станкам общего назначения относятся консольно-фрезерные (вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, универсальные и широкоуниверсальные станки); бесконсольно-фрезерные станки (с неподвижной или поворотной шпиндельной головкой, с круглым столом, с копировальным устройством); продольно-фрезерные (одностоечные горизонтальные и вертикальные); двухстоечные с двумя или боле шпинделями; карусельно-фрезерные (с одним или боле шпинделем). К специальным станкам относятся копировально-фрезерные, шлице- и шпоночно-фрезерные, барабанно-фрезерные станки. Плоскошлифовальные станки. Станки этого типа весьма распространены и предназначены для шлифования плоских поверхностей периферией шлифовального круга. В небольших пределах по высоте, допускаемых кожухом шпинделя, возможно шлифовально-вертикальных поверхностей. Круглошлифовальные станки выпускают повышенной, высокой и особо высокой точности (соответственно класса П, В, А). Для станков соответствующих классов точности регламентированы допуски на размеры шлифуемых заготовок и шероховатость их поверхности. Направление главного движения резания у строгальных станков горизонтальное. Строгальные станки применяют как в единичном так и в серийном производстве для обработки поверхности с прямолинейной образующей. 1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро- и электро- безопасности Таблица 1 – Характеристика помещений Наименование ВБ ПБ ЭБ Авто гараж и пожарное депо ВО ПБ ЭБ Завода управление и ЦЗЛ ВО ПО ПО Столовая ВБ ПБ ЭБ Главный корпус ВБ ПБ ЭБ Компрессорная ВО ПО ЭО Эстакада к главному корпусу ВБ ПБ ЭБ Склад формовочных изделий ВБ ПБ ЭБ Склад ВБ ПБ ЭБ Склад готовых изделий ВБ ПБ ПО Главный магазин ВБ ПБ ЭБ Ремонтно-механический цех ВБ ПБ ПО Лесосушилка ВБ ПО ЭБ Навес для склада модельных комплектов ВБ ПБ ЭБ Склад моделей ВБ ПБ ЭБ Пристройка к складу модельных комплектов ВБ ПБ ЭБ Станция осветления воды ВБ ПБ ЭБ Модельный цех ВБ ПБ ПО Насосная ВБ ПБ ПО Железнодорожная контора ВБ ПБ ЭБ Ремонтно-строительных цех ВБ ПБ ПО 2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Надежность электроснабжения завода и цеха I категория – наиболее ответственные электроприемники отключение которых может привести к гибели людей или большому недоотпуску продукции. Питание от 2-х и более трансформаторов. II категория – электроприемники отключение которых приведет к простою производства. Они питаются от 2-х трансформаторов. III категория – электроприемники не имеющие большого промышленного и хозяйственного значения. Питаются от 1-го трансформатора По надежности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории. 2.2 Расчет электрических нагрузок завода, выбор компенсирующего устройства Расчетная нагрузка силовых приемников цеха определяется из соотношений где Рн – суммарная установленная мощность всех приемников цеха Кс – средний коэффициент спроса Tgf – cоответствуюший характерному для приемников данного цеха средневзвешанному значению коэффициента мощности Расчетная нагрузка осветительных приемников цеха определяется по установленной мощности и коэффициенту спроса где Ксо – коэффициент спроса, для освещения Рно – установленная мощность приемников электрического освещения. Полная расчетная мощность силовых и осветительных приемников цеха определяется ² ² Расчетная активная и реактивная мощности групп приемников выше 1000 В определяются из соотношений, а полная из выражения ²+ ² Активные суммарные расчетные и реактивные нагрузки потребителей 0,38кВ/0,22кВ и 6 кВ в целом по предприятию определяется суммированием соответствующих нагрузок цехов. Пример: Авто гараж =172 КВт =206,4 Квар =71,75 КВт ²+ =29,80 КВА Так как цеховых и главных понизительных подстанций еще не выбраны, то приближенно потери мощности в них определяется ² ² ²+ ²=76303 =1526 КВ =7630,3 Квар Необходимая мощность компенсирующего устройств по заводу в целом определяется =Рст(tgfестг-tgfн) где Рст активная среднегодовая нагрузка завода tgfестг соответствует средневзвешанному естественному коэффициенту мощности за год tgfн соответствует нормативному значению коэффициента мощности Рст= где Тmax действительное годовое число работы потребителей электро энергии Рст= кВт По данным отдела главного энергетика завода Cosfн=0,95 значит tgfн=0,33 Мощность компенсирующего устройства =930квар Некомпенсированная мощность на шинах 6кВ ГПП Q=Qp-Qку где Qр расчетная реактивная мощность завода, отнесенная к шинам 6 кВ ГПП с учетом коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки Крм=0,95 Qр Qр =(2546,65+3420)0,95+7630,5=13299,5 Q=13299.5-930=12369 квар В качестве компинсируешего устройств принимаем батареи статических конденсаторов суммарной мощностью 950 квар Определяем потери активной мощности в них Руд Qку где Руд удельные потери активной мощности 0,2% от Qку 0,2% 930=1729,8 Общая активная мощность с учетом потерь в компенсирующих устройствах на шинах подстанций Р=Рр + 81963+1729,8=83693,2 где Рр расчетная активная мощность предприятия, отнесенная к шинам 6 кВ или ГПП с учетом коэффициента разновременности максимума силовой нагрузки, Крм=0,95 Рр=(Рр+Р´р)Крм+Рро+ Рт Рр=(3232+4560)0,95+73035+1526=81963 кВт Расчетная нагрузка на шинах 6 кВ ГПП или ГРП с учетом компенсации реактивной мощности равна S´р= ²+ ² (2.2.17) S´р=84602,2 кВА Предполагаем, что на предприятие будет предусмотрена ГПП. Потери мощности в трансформаторах ГПП ориентировочно определяются так ´ ´ кВт ´ ´ квар Полная расчетная мощность завода на стороне высшего напряженияГПП будет равна Sp= ²+ ²=87899 кВ А 2.3 Определение нагрузок цеха, выбор трансформатора и компенсирующего устройства P = (2.3.1) P - мощность оборудования, кВт; n - количество оборудования (2.3.2) m – коэффициент неравномерности. H= (2.3.3) Н – неравномерность. Кран мостовой P = =40кВт P = = 30 кВт H = = P = кВт Сварочные агрегаты Р=Р кВт (2.3.4) ПВ – продолжительность включения. Для щита освещения (ЩО) P = Вт (2.3.5) P – мощность освещения, кВт. А и В – размер цеха. P – удельная мощность, кВт. Расчеты производятся для ШМА1 и ШМА2. Определяется , результат заносим в колонку 8. Определяются для токарного автомата кВт (2.3.6) K - коэффициент использования, берется из справочника; - активная мощность за смену, кВт Q Квар (2.3.7) Q –реактивная мощность за смену, Квар; tg - берется из справочника. S (2.3.8) - полная мощность за смену, результат заносят в колонки 9,10,11 соответственно. Определяются кВт (2.3.9) квар (2.3.10) (2.3.11) - максимально активная мощность, КВт - максимально реактивная мощность, Квар - максимально полная мощность, результат заносят в колонки 15,16,17. Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18. – максимальный расчетный ток в линии А (2.3.12) А А А Определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 15,16,17. =5,6 кВт (2.3.13) - потери активной мощности, кВт =28,1 квар (2.3.14) - потери реактивной мощности, квар Смотри сводную ведомость таблица 4. Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности. (2.3.15) Выбираем один трансформатор типа ТМ-250/10 Схема и группа соединения обмоток Д/У -11 Мощность – 250 кВт. Сочетание напряжения: ВН – 10 НН – 0,69 Потери: ХХ – 740 Вт КЗ – 370 Вт Vкз – 4,5% Iхх – 2,3% Выбор компенсирующего устройства Q Квар (2.3.16) Q Квар (2.3.17) S (2.3.18) I (2.3.19) Сosf=Pp/Sp=119/193.7=0.6 (2.3.20) Коэффициент мощности соответствует, выбираю компенсирующее устройство типа КС1-6,3-37,5-2У3 2.4 Расчет и выбор элементов электроснабжения 2.4.1 Расчет защитной аппаратуры электрооборудования цеха Аппаратура зашиты должна выбирается исходя из устойчивой работы в нормальном и аварийном режимах системы. Аппаратура зашиты и управления выбирается для ответвлений на основании номинальных участков сетей - исходя из расчетных нагрузок на защищаемый участок цепи. Исполнение аппарата выбирается с учетом условий размещения аппаратов на объекте, также должна быть обеспечена селективность работы зашиты, то есть соблюдение условий, при которых в первую очередь срабатывает аппарат, ближайший со стороны питания к участку цепи с нарушенным токовым режимом. Для зашиты сетей используется предохранители, а также автоматические выключатели. В данном случае будут выбраны силовые сборки с автоматическим выключателем. Определяем номинальный ток (А) I = , где (2.4.1.1) I = А Аналогично номинальный ток выбирается для других электроприемников. Находим номинальный ток расцепителя I , где 1,25 – постоянное значение (2.4.1.2) I А Для последующих электроприемников расчет производится аналогично и сводится в таблицу. Таблица 2 - Расчет защитной аппаратуры Электроприемники Рном КВт Iном А Iн.расц. А Тип защитной аппаратуры Католожные данные Iн/Iр РП1 Краны мостовые 20 91,2 114 А3710Б 160/123 Сварочный агрегат 12 30,4 38 А3710Б 40/40 РП2 Заточные станки 2,5 7,6 9,5 А3710Б 40/20 Сверлильные станки 2,2 6,6 8,3 А3710Б 40/40 ШМА1 Вентилятор 30 57 71,2 А3710Б 80/80 Токарные автоматы 6 14 17,5 А3710Б 40/20 Зубофрезерные станки 10 23,4 29,2 А3710Б 40/40 Токарные станки 6 18,2 22,8 А3710Б 40/25 ШМА2 Круглошлифовальные станки 6 18,2 22,8 А3710Б 40/25 Продолжение Таблицы 5 Плоскошлифовальные станки 10,5 31,9 40 А3710Б 40/40 Строгательные станки 17,5 40,9 51,1 А3710Б 80/63 Фрезерные станки 8,5 25,8 32,3 А3710Б 40/40 Расточные станки 7,5 17,5 21,9 А3710Б 40/25 2.4.2 Выбор линий электроснабжения электрооборудования Проводники электрических сетей от прохождения по ним тока нагреваются. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Значение максимально длительных допустимых токов определены из условий допустимого теплового износа материала изоляции проводов различных марок и сечений. При расчете сетей по нагреву сначала выбирают марку провода в зависимости от характеристики среды помещений, его конфигурации и способа прокладки сети. Затем переходят к выбору сечения проводников по условию допустимых длительных токов по нагреву – это длительно протекающий ток по проводнику. При котором устанавливается наиболее длительно допустимая температура нагрева проводника. Это имеет важное значение для безопасной эксплуатации сети, так как перегрев может привести к выходу проводника из строя. Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравниваются с токами расцепителя Iр, и допустимая Iдоп для проводника принятой марки и условий его прокладки. При это Iр Iдоп Выбираем марку провода АПВ. Прокладка этого кабеля производится в трубе. Затем выбираем сечение по т.П.2.1., Л-4. Таблица 3 - Выбор линий электроснабжения электрооборудования Номер Эл/приемника Pном кВт Iном А Iн.расц. А Марка провода Сечение провода мм² Длина учатка Iдоп А РП1 39.Кран мостовой 20 31,3 114 АПВ 1х3 6600 32 38.Кран мостовой 20 31,3 114 АПВ 1х3 2860 32 3.Сварочный агрегат 12 30,4 38 АПВ 1х2,5 1540 29 4.Сварочный агрегат 12 30,4 38 АПВ 1х2,5 1600 29 5.Сварочный агрегат 12 30,4 38 АПВ 1х2,5 1700 29 РП2 15.Заточный станок 2,5 7,6 9,5 АПВ 1х2,5 550 34 16.Заточный станок 2,5 7,6 9,5 АПВ 1х2,5 1980 34 Продолжение таблицы 6 17.Заточный станок 2,5 7,6 9,5 АПВ 1х2,5 3080 34 18.Сверлильный станок 2,2 6,6 8,3 АПВ 1х2,5 880 34 19.Сверлильный станок 2,2 6,6 8,3 АПВ 1х2,5 5060 34 ШМА1 1.Вентилятор 30 57 71,2 АПВ 3х10 4950 70 2.Вентилятор 30 57 71,2 АПВ 3х10 3630 70 6.Токарный автомат 6 14 17,5 АПВ 3х2,5 6710 29 7.Токарный автомат 6 14 17,5 АПВ 3х2,5 8426 29 8.Токарный автомат 6 14 17,5 АПВ 3х2,5 10230 29 9.Зубофрезерный станок 10 23,4 29,2 АПВ 3х2,5 5060 29 10.Зубофрезерный ст-нок 10 23,4 29,2 АПВ 3х2,5 6600 29 11.Зубофрезерный ст-нок 10 23,4 29,2 АПВ 3х2,5 7920 29 20.Токарный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 2000 29 21.Токарный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 2090 29 22.Токарный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 2420 29 23.Токарный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 3850 29 24.Токарный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 3520 29 25.Токарный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 3740 29 ШМА2 12.Круглошлифовальный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 1210 29 13.Круглошлифовальный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 1210 29 14.Круглошлифовальный станок 6 18,2 22,8 АПВ 3х2,5 1210 29 6.Плоскошлифовальный станок 10,5 31,9 40 АПВ 3х2,5 2750 29 27.Плоскошлифовальный станок 10,5 31,9 40 АПВ 3х2,5 4730 29 28.Строгальный станок 17,5 40,9 51,1 АПВ 3х2,5 1320 29 29.Строгальный станок 17,5 40,9 51,1 АПВ 3х2,5 2420 29 30.Строгальный станок 17,5 40,9 51,1 АПВ 3х2,5 3674 29 31.Фрезерный станок 8,5 25,8 32,9 АПВ 3х2,5 1980 29 32.Фрезерный станок 8,5 25,8 32,9 АПВ 3х2,5 1980 29 33.Фрезерный станок 8,5 25,8 32,9 АПВ 3х2,5 3410 29 34.Фрезерный станок 8,5 25,8 32,9 АПВ 3х2,5 3410 29 35.Расточной станок 7,5 17,5 21,9 АПВ 3х2,5 1254 29 36.Расточной станок 7,5 17,5 21,9 АПВ 3х2,5 2530 29 37.Расточной станок 7,5 17,5 21,9 АПВ 3х2,5 3740 29 2.5 Расчет токов КЗ и проверка линии электроснабжения 2.5.1 Расчет токов короткого замыкания А (2.5.1.1) - ток сети, А. Линия от ЭСН до ГПП ВЛ одноцепная АС – 3 х 35, I = 175 А удельное индуктивное сопротивление Ом (2.5.1.2) - удельное индуктивное сопротивление - протяженность линии, км. Ом/км (2.5.1.3) - удельное активное сопротивление, Ом/км. - удельная проводимость материала, м/Ом. S - сечение проводника, R Ом (2.5.1.4) Сопротивление приводится к Н: Ом (2.5.1.5) - сопротивление, приведенное к НН - сопротивление, приведенное к ВН Ом (2.5.1.6) - сопротивление, приведенное к НН - сопротивление, приведенное к ВН и - высокое и низкое напряжение Для трансформатора Ом; Х =27,2 Ом; Z =28,7 Ом; Z =312 Ом Для автоматов I н.р.=400 А ВА 51-37 1SF Ом; Ом; Ом I н.р.=150 А ВА 51-33 SF1 Ом; Ом; Ом I н.р.= 25 А ВА 51-31-1 SF Ом; Ом; Ом Для кабельных линий SF1 - КЛ1: Ом/м: 0,091 Ом/м Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то Ом/м (2.5.1.7) Ом/м (2.5.1.8) Ом/м (2.5.1.9) SF – КЛ2: Ом/м: 0,116 Ом/м Ом/м (2.5.1.10) Ом/м (2.5.1.11) Для шинопровода ШРА 250 Ом; Ом Ом; Ом (2.5.1.12) (2.5.1.13) Для ступеней распределения Ом; Ом Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему Ом (2.5.1.14) Ом (2.5.1.15) Ом (2.5.1.16) Ом (2.5.1.17) Ом (2.5.1.18) Ом (2.5.1.19) Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ» Ом; Ом (2.5.1.20) Ом (2.5.1.21) Ом (2.5.1.22) Ом (2.5.1.23) Ом Ом Ом Ом ; Определяются коэффициенты К и q: q1=q3=1 Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в «Сводная ведомость токов КЗ»: КА КА КА КА КА КА КА КА КА КА КА КА Таблица 4 - Сводная ведомость токов КЗ № Ом Ом Ом q кА А кА Ом К1 83.7 458 97.3 1,6 1 1 2.3 3.2 2.3 2 20 1,8 К2 137.5 63.8 151.6 2,1 1 1 1,4 1.9 1,4 1,2 91.3 1.1 К3 156.6 65.6 169,8 2.3 1 1 1,2 1,6 1,2 1,04 115.8 1 Для кабельных линий Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом кА кА кА Результаты расчета токов КЗ предоставлены в «сводной ведомости токов КЗ» 2.5.2 Проверка линий электроснабжения Согласно условиям по токам КЗ линии электроснабжения проверяются: 1. на надежность срабатывания: Надежность срабатывания автоматов обеспечена; на отключающую способность: Автомат при КЗ отключается не разрушаясь на отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе для каждого автомата: (для ЭД) (для РУ) Согласно условиям проводники проверяются: на термическую стойкость: (2.5.2.1) - термический коэффициент, берется из справочника - установившейся 3-фазный ток КЗ - приведенное время действия тока КЗ КЛ (ШНН-ШМА): 3 х КЛ ( ШМА-П ): 3 х 1,7 По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют; На соответствие выбранному аппарату защиты: учтено при выборе сечения проводника 2.6 Картограмма нагрузок и центр электрических нагрузок заводы и цеха Для определения местоположения ГПП, ГРН и ТП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещенные на генеральном плане окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха. Главную понизительную и цеховые подстанции следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность как распределительных сетей высокого напряжения, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии. Площадь круга в определенном масштабе равна расчетной нагрузке соответствующего цеха Рi: ² (2.6.1) Из этого выражения радиус окружности: (2.6.2) где Рi – мощность i –го цеха; масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия). Силовые нагрузки до и выше 100 В изображаются отдельными кругами. Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане. Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1000 В. Угол сектора (α) определяется: (2.6.3) Для определения места ГПП или ГРП находится центр электрических нагрузок отдельно для активной и реактивной нагрузок, так как питание активных и реактивных нагрузок производится от разных установок (генераторы и компенсирующие устройства). На генплан завода произвольно наносятся оси координат. Находим координаты центра электрических нагрузок каждого цеха. Координаты центра электрических нагрузок завода определяются по формулам (2.6.4) В нашем случае ХОА=52,9 м УОА=235 м ХОР=429 мУОР=196 м Таблица 5 – Определение ЦЭН активной мощности Наименование цеха Рр+Рро Рро ri, мм Xi, м Yi, м Pp Xi Pp Yi Потребители электроэнергии 380 и 220 В Авто гараж 236,3 64,35 8,6 98 860 50 203218 11815 Заводоуправ-е 629,6 93,6 14,1 53 890 290 560344 182584 Столовая 251 27 8,9 38 900 360 225900 90360 Гл.корпус 1446 686,4 21,4 170 600 160 867600 231360 Продолжение таблицы 8 Компрессорная 261,6 21,8 9,1 30 570 350 149112 91560 Эстакада к гл. корпусу 39,42 21,42 3,5 195 480 290 189216 114138 Склад формовочных изделий 82,8 52,8 51 229 420 390 34776 30636 Склад 19,1 13,1 2,4 246 460 460 8786 8786 Склад готовых изделий 19 3 2,4 56 480 10 9120 190 Гл. магазин 80 55 5 247 350 160 28000 12800 Лесосушилка 224,1 74,2 8,4 119 80 70 17928 15860 Навес для склада 33,75 29,75 3,2 317 210 150 70875 50620 Склад моделей 30 24 3 288 150 150 4500 4500 Пристройка к складу моделей 40 36 3,5 324 80 160 3200 6400 Станция осветления воды 148,68 13,68 6,8 33 10 160 14868 23870 Модельный цех 503,6 143,6 12,6 102 160 230 80582,4 11583 Насосная 242,8 22,8 8,1 33 20 240 4856 58272 Железнодорожная контора 19,2 7,2 2,4 135 180 470 3456 9024 Ремонтно-строительный цех 267,8 117,8 9,2 158 110 310 29458 83018 Потребители электроэнергии 6 кВт Гл. корпус 3270 686,4 32,2 75,5 600 160 196200 523200 Компрессорная 1397 21,6 21 5,5 570 350 796290 488950 Насосная 622,8 22,8 14 13,1 20 240 12456 149472 Итого 5270623 2341435 Таблица 6 – Определение ЦЭН реактивной мощности Наименование цеха Qp, квар Xi,м Yi, м Qpi Xi кварм Qpi Yi кварм Потребители Эл.эн.380 и 220 В Авто гараж 206,4 860 50 177504 10320 Завода управ-е 402 890 290 357780 116580 Столовая 168 900 360 151200 60480 Гл.корпус 570 600 160 342000 91200 Компрессорная 180 570 350 102600 63000 Эстакада к гл. корпусу 17,6 480 290 8448 5104 Склад формовочных изделий 19,5 420 370 8190 7215 Склад 6,6 460 460 3036 3036 Склад готовых изделий 17,6 480 10 8448 176 Гл. магазин 16,25 350 100 5687,5 2600 Лесосушилка 120 80 70 9600 8400 Навес для склада 8,8 210 150 1848 1320 Склад моделей 6,6 210 150 1848 1320 Пристройка к складу моделей 8,8 80 160 704 1408 Станция осветления воды 119 10 160 1190 19040 Модельный цех 270 160 230 43200 62100 Насосная 192 20 240 3840 46080 Железнодорожная контора 9,6 180 470 1728 4512 Ремонтно-строительный цех 132 110 310 14520 40920 Потребители электроэнергии 6 кВт Гл. корпус 570 600 160 342000 91200 Компрессорная 180 570 350 102600 63000 Насосная 192 20 240 3840 46080 Итого 1697028,5 775880 Определяются радиусы кругов активных и реактивных нагрузок электроприемников цеха, исходя из масштаба генплана. Определяется масштаб активных ( ) нагрузок, исходя из масштаба генплана. Принимается для наименьшей нагрузки радиус м, тогда (2.6.5) - минимальная мощность, берется с таблицы 2, кВт. Определяется радиус для наибольшей нагрузки принятом масштабе (2.6.6) - радиус активной нагрузки, м. Нанесение нагрузок на генплан в данном масштабе возможно, масштаб утверждается. Определяются радиусы кругов для остальных нагрузок: (2.6.7) Для токарных автоматов Определяются реактивные нагрузки каждого цеха из соотношения (2.6.8) Для вентиляторов Определяются радиусы кругов для реактивных нагрузок при том же масштабе, т.е. при по формуле (2.6.9) Для сверлильного станка - радиус реактивной нагрузки, м. Таблица 7 – ЦЭН для цеха Наименование электроприемника P , КВт , м , Квар , м Краны мостовые 20 3 34,6 15,7 Сварочные агрегаты 12 2,2 3,8 1,3 Токарные автоматы 6 1,6 7,02 1,7 Зубофрезерные станки 10 2,1 11,7 2,3 Круглошлифовальные станки 6 1,6 10,38 2,1 Заточные станки 2,5 1 4,3 1,4 Токарные станки 6 1,6 10,38 2,1 Плоскошлифовальные станки 10,5 2,1 18,1 2,8 Строгальные станки 17,5 2,8 20,4 3 Фрезерные станки 8,5 1,9 14,7 2,5 Расточные станки 7,5 1,8 8,7 1,9 Вентиляторы 30 3,6 21,9 3,1 Сверлильные станки 2,2 0,7 3,8 1,3 Нагрузки кругами наносятся на генплан, активные - сплошной линией, реактивные - штриховой. Определяются условные ЦЭН активной и реактивной: Вблизи точки А(2829;1392) располагают ГПП. Вблизи точки В(21627;13670) располагают ККУ или синхронный компенсатор (СК). 2.7 Расчет заземляющего устройства Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода Ом (2.7.1) Определяется предельное сопротивление совмещенного ЗУ Ом (2.7.2) А (2.7.3) Требуемое по НН на НН. Принимается Ом (наименьшее из двух). Но так как > 100 Ом • м, то для расчета принимается Ом (2.4.4) Определяется количество вертикальных электродов: без учета экранирования (расчетное) . Принимается с учетом экранирования . Принимается = F(тип ЗУ, вид заземления, , ) F(рядное, вертикальное, 3, 10) = 0,81. Размещается ЗУ на плане и уточняются расстояния, наносятся на план. Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна м (2.7.5) Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся - между ними. Для равномерного распределения электродов окончательно принимается = 16, тогда м; м где - расстояние между электродами по ширине объекта, м; - расстояние между электродами по длине объекта, м; - количество электродов по ширине объекта; - количество электродов по длине объекта. Для уточнения принимается среднее значение отношения Тогда по справочнику уточняются коэффициенты использования Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов 18,88 Ом Определяется фактическое сопротивление ЗУ Ом Следовательно, заземляющее устройство эффективно. 2.8 Специальный вопрос Автоматическая частотная разгрузка. Характерной особенностью режима работы энергосистем является равенство ч каждый момент времени мощности источников энергии Р1 сумме мощностей нагрузки Рнаг и потерь Рнот : Р1 = Рнаг + Рнот Изменение нагрузки требует следящего изменения генерируемых мощностей, в противном случае произойдет изменение частоты тока в энергосистеме. При аварийном отключении генераторов на электростанциях или разделении энергосистемы по любой причине на отдельные части может возникнуть дефицит генерируемой активной мощности, в связи с чем снизится частота тока. Одновременно с этим напряжением может достигнуть столь низкого значения, что начнется массовое затормаживание электродвигателей, при котором возрастут их нагрузочные токи, и, как следствие, произойдет еще большее снижение напряжения в энергосистеме. В результате параллельно работающие генераторы выйдут из синхронизма и отключатся. Питание потребителей прекратится. При возникновении дефицита мощности прежде всего используются имеющиеся в энергосистеме резервы, автоматически вводимые в действие с помощью регуляторов частоты вращения турбин. В первую очередь до полной мощности нагружаются паровые турбоагрегаты, если же частота тока оказывается ниже определенного значения, то автоматически запускаются резервные агрегаты на гидроэлектростанциях, длительность пуска которых с полным набором нагрузки на современных автоматизированных гидроэлектростанциях не превышает 30…50 с. Для быстрейшего восстановления частоты до определенного минимума кроме использования имеющегося в энергосистеме резерва прибегают к загрузке энергосистемы путем отключения части е приемников. При этом разгрузку производят автоматически с помощью специальных устройств, называемых устройствами АЧР. Электрическое устройство АЧР подключают к трансформатору напряжения ТV . В состав устройства входят реле частоты КF1 , KF2, имеющие установки срабатывания в диапазоне 48…45 Гц. Выключатели QF , подключенные к шинам распределительного устройства через разъединители QS , отключают приемники очередями. Обеспечивают эти отключения реле частоты, действующие через промежуточные реле KL1 , KL2 . Число отключаемых питающих линий устанавливается соответствующими расчетами и задается диспетчерской службой энергосистемы. 3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ЦЕХУ Настоящие Правила должны соблюдаться при обслуживании действующих электроустановок электрических станций, электрических и тепловых сетей.