Расчет нагрузок с помощью ЭВМ F= 60*24=1440м2 - площадь цеха. Росв=19*60*24=27,36 квт. __________ Spi = Ppi2+Qpi2 Расчетные нагрузки всех потребителей складываются. Результаты расчета электрических нагрузок цеха сведены в таблицу 2.1. Spi Ipi=  3*Uн In=Ip+Inycк наиб (много электроприемников). 1n=Iр-1н наиб +1пуск наиб(мало приемников), -где In- пиковый ток. I пуск наиб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя; In наиб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя; 1р - расчетный ток двигателя; 1пуск наиб = 5*1н наиб. 2.2. Расчет электрических нагрузок фабрики. В практике проектирования систем электроснабжения сетей до 1000 В и выше применяют различные методы определения электрических нагрузок. Расчет электрических нагрузок фабрики произведем по установленной мощности и коэффициенту спроса, так как определение расчетной силовой магрузки, по этому методу является приближенным и поэтому его применение рекомендуется для предварительных расчетов и определение электрических нагрузок. Расчетную нагрузку однофазных по режиму работы приемников определяют но формуле: Рр = Кс,а * Рном; (2.5) Qp=Pp*tg; (2.6) ________ Sр= Pp2+Qp2; Где Кc,a коэффициент спроса по активной мощности, принят по Taблице 22 [2]; Рн м - номинальная (установленная) мощность электроприемника, кВ . tg - соответствует cos данной группы приемников, взят из табл.22 [2] Sp полная мощность, кВа. Пример расчета нагрузок для насосной станции 1 подъема: Рр =194*0,9 =174,6 кВт; Qp= 174,6*0,75 == 130,9 кВар; _____________ Sp= l30,952 +174,62 =218,2кВа. Расчетные нагрузки для остальных приемников электрической энергии рассчитываются аналогичным образом, поэтому сведены в таблицу 2.3 После расчета нагрузок приемников электрической энергии рассчитываются потери в цеховых трансформаторных подстанциях (ТП). Потери активной и реактивной энергии в цеховых ТП принимаются 2% и 10% (сooтветственно) от полной нагрузки всех цехов напряжением до 1000В. Потери в цеховых ТП составляют: Р= 0,02*2667 = 53,34 кВт; Q= 0,1*2667 = 266,7 кВар; После расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением до 1000В и расчета электрических нагрузок электроприемников на­пряжением выше 1000В их суммируют с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки отдельных групп. Значение коэффициенты разновременности максимумов нагрузки можно приближенно принимать равным 0,9 [6]. Сумарная полная нагрузка по фабрике с учетом коэффициента раз-новременности максимума: __________________________ Sp= (Рр +Pp)2 + (Qp^ +Qp)2 * Кр. м. (2.7) Где Рр расчетная активная мощность приемника электрической энергии напряжением до 1000В, кВт; Qp - расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии напряжением до 1000В, кВар; Pp - расчетная активная мощность приемника электрической энергии напряжением выше 1000В, кВт; Qp расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии напряжением выше 1000В,кВар; Кр. м = 0,9 - коэффициент разновременности максимумов нагрузки из [6]. ________________ Sp = (4415,2)2+(2815,42)2 *0,9 = 4712,82. После расчета электрических нагрузок фабрики составляется сводная таблица (2.3) электрических нагрузок отдельных приемников электрической энергии. 2.3. Расчет электрических нагрузок с применением ЭВМ. Расчет электрических нагрузок - одна из тех операций, которые наиболее легко поддаются автоматизации с помощью ЭВМ. Предложено несколько алгоритмов и программ машинного расчета электрических нагрузок, однако наиболее простым является алгоритм расчета трехфазных электрических нагрузок, разработанный мной. В основу этого алгоритма положен метод упорядоченных диаграмм. Особенность алгоритма заключается в том, что он позволяет за один прием определить расчетные нагрузки для любого количества элементов цеховой электрической сети (ЦЭС) с неограниченным количеством приемников электроэнергии. Алгоритм разработан с учетом иерархичности структуры цеховых сетей и реализуется на ЭВМ любою класса. Исходная информация для расчета электрических нагрузок накапливается а специальном оперативном массиве Н, число строк которого равно количеству ступеней распределения электроэнергии. Максимальное количество ступеней распределения электроэнергии ( трансформаторы, шинопроводы, магистрали, силовые распре­делительные пункты) определяются конкретной программой и в данном случае принято равным 10. Количество столбцов принято равным шести, что вытекает из сущности метода упорядоченных диаграмм. IIо каждому приемнику электроэнергии с переменным графиком нагрузки (с коэффициентом использования Ки<0,6) для всех ступеней ЦЭС, через которые он получает питание, в столбцах соответственно накапливаются данные номинальная мощность Рном, квадрат номинальной мощности Рном2, средние активные Рср и реактивные Qcp нагрузки. По каждому приемнику электроэнергии с практически постоянным графикомнагрузки (Ки>=0,6) - средние активные Рср и реактивные Qcp нагрузки. Вводить необходимо следующие показатели по порядку : 1.Количество приемников (общее). 2.Ступень. 3.Группа. 4.Количество однотипных приемников. 5.Рном одного приемника. 6.К(и) - коэффицент использования. 7.tg . - тангенс  . Результаты расчета для примеров находятся в приложении. 2.4. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций низковольтной сети. Число трансформаторов выбирается в зависимости от условий окружающей среды, мощности потребителей, категорийности и режима работы приемников электроэнергии. Мощность цеховых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников промышленных предприятий. Так как в цехе имеются потребители разных категорий надежности, требуется определить коэффициент загрузки трансформаторов средневзвешенный, по которому будет определятся число трансформаторов: КзI*PpI+КзII*PрII+КзIII*РрIII' Kзсв= ; (2.8) РрI+РрII+РрIII PpI РрI - мощность потребителей 1 категории (60%); PpII - 40%- мощность потребителей 2 категории; PpIII - мощность потребителей 3 категории; KзI =0,7коэффициент загрузки трансформаторов 1 категории; KзII =0,85 коэффициент загрузки трансформаторов 2 категории; KзIII=0 коэффициент загрузки трансформаторов 3 категории. Номинальная мощность трансформаторов определяется по удельной плотности нагрузки: 0.7*60+0.85*40 Кз св = ; 60+40 Принимаю номинальную мощность трансформатора Sнэ=160 квА. Определяем число трансформаторов, требующихся для передачи полной мощности потребителям: Sp 346.81  =  =  =0.24; (2.9) F 1440 Принимаю 3 трансформатора мощностью по 160 квА ТСЗ - 160/10. Так помещение пожароопасное, то в цехе целесообразно применение cyxoго трансформатора. 2.5. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций высоковольтной сети. Минимально возможное число тансформаторов: Рр Nmin= —————— + N (2.11) Кзсв*Sнэ где Pр расчетная активная низковольтная нагрузка, кВт из табл.31 Кз.св =0,7 - средневзвешенный коэффициент загрузки, из [6]. N - добавка до целого числа. Sн.э =- 630 кВа - эффективная мощность трансформаторов при удельной плотности нагрузки до 0,2 кB*A/м2,из [6] 2250.6 Nmin = -——— = 5,1 + 0,9 = 6 трансформаторов; 0.7*630 Экономически оптимальное число трансформаторов: Noпt = Nmin + m; (2.12) Где m дополнительно установленные трансформаторы, принимается по рис.4-6[6] Noпt=6+0=6 трансформаторов. Максимальная реактивная мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы: _________________________________ Qmx1m = (Noon * Кзсв * Suum)2 - Pp2; (2.13) __________________ Qmx1m = (6*0,7*630)2-2250,62 =1391,44 кВар; Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1000В: Qнк1=Qp - Qmax1m; (2.14) где Qp - расчетная реактивная мощность приемника электричеcкой энергии без учета потерь в трансформаторах из табл.31 Qнк1 =1262 -1391,44 = 129,4Квар; Так как расчете Qнк  0, тo установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформатров не требуется. Определяг коэффициент загрузки трансформаторов: Sр Кз= ; (2.15) Nsном,т Sp --полная низковольтная нагрузка из таб. кВа; n - количество устанавливаемых трансформаторов; S ном,т номинальная мощность трансформаторов, кВа; Пример расчета коэффициента загрузки Кз для фабрики: 1758,75 Кз = ------------ = 0.7; 4*630 Принимаем к установке на фабрике, а именно, в цехе рудоподготовки и цехе обогащения четыре трансформатора, по два в каждом цеху, марки ТМ 630/6. Паспортные данные трансформаторов взяты из табл: Ubh 6кВ Ixx = 2% Uhh = 0,4кВ; Раз = 7,6кВт Рхх = 1,42кВ; Uкк = 5,5 %;. Результаты выбора трансформаторов для остальных приемников электрической энергии и расчета коэффициента загрузки производится аналогично и сведен в табл .2.4 3 ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХОВ. 3.1 Выбор схемы и расчет низковольтной цеховой сети. Так как мощность потребителей большая и присутствуют потребили 1 категории, то потребители запитываются с шин трансформатора. В цехе принимаю радиальную схему электроснабжения с одной трансформаторной подстанцией, включающей в себя два трансформатора. Так как помещение пожароопасное, то питающие про­водики выбираю типа АПРТО, проводники прокладываются в стальных трубах. Выбор питающих проводников по экономической плотности не производится, так как выбранное сечение проводов и жил кабелей в 2-3 раза превышают выбранные по нагреву расчетным током. В нормальном и аварийном режимах питающие линии должны удовлетворять условиям: Кпр*Iдоп1  Io; (3.1) Кпр*Кпер*Iдоп I ав; (3.2) где Кпр коэффициент, учитывющий особенности прокладки; Кпр=1 - если прокладывается 1 кабель; Кпр=0,9- если прокладывается 2 кабеля; Iдоп - длительно допустимый ток выбранного проводника; Io номинальный ток; Кпер = 1,3- коэффициент перегрузки; Iaв - аварийный ток. Проверка по согласованию с действием защиты производится после выбора защитных устройств, пункт 6.1. Номинальный ток единичного потребителя рассчитывается по формуле: Рнно Iо = —————— (3.3) 3 *Uhho * cos где Pном - номинальная мощность единичного потребителя; Uном - номинальное напряжение (0,4 кв). Пример расчета для потребителя номер один токарно-винторезный. При токе потребителя 35,ЗА выбираю кабель АПРТО сечением 10 мм2 (3 а; провода по 10 мм2), допустимый ток при таком сечении 47 А.(табл.2,15 [2] ). Все питающие проводники от единичных потребителей сводятся в распределительные пункты типа ПР с 6-8 отходящими линиями. К распределительным пунктам подходят кабели такого же типа, что и к единичным потребителям, но большего сечения. Для того, чтобы найти расчетный ток кабелей, подходящих к распределительным пунктам, составляется таблица, аналогичная таблице 2.1. "Расчет электрических нагрузок цеха", но потребители запитываются по группам как они подключаются к распределительным пунктам. После расчета таблицы находится ток кабеля: Sp Iпр=  (3.4) 3*Uн Все данные по расчету тока кабеля к распределительным пунктам сведены в табл.3.1 Выбор питающих проводников сведен в табл. 3.2. После расчета таблицы находим расчетный ток, который протекает по проводу к распределительному пункту, например к ПР1: 74,4 Iо =  = 107.4 А 3*0.4 Пример выбора АВ для провода к ПР1; Номинальный ток в проводе 107.4А; Выбираем АВ: А3710Б с Iном=160А. Ток установки электромагнитного расцепителя; 27 Iуэм = 1.25*(107,4 + 5 ) = 628,5 А 3*0.4*5 Ток теплового расцепителя: Iт = 1.3*107,4=139,4А. (3.5) 3.2. Выбор схемы и расчет высоковольтной сети. Система электроснабжения предприятия состоит из источников пи­тания и линий электропередач, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, понижающих, распределительных и преобразователь­ных подстанций и связывающих их кабелей и воздушных линий. Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий в ос­новном зависят от потребляемой ими мощности и характера электриче­ских нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов. Схемы и конструктивное исполнение системы электроснабжения должны обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной реконструкции системы электроснабжения. Требования технологии оказывают решающее значение при определении степени надежности питания и построения схемы электроснабжения. Недоучет этих требований может привести как к недостаточному резервированию, так и к излишним затратам. Источником электроснабжения обогатительной фабрики будет служить энергосистема, через ГПП, примыкаемой к территории обо­гатительной фабрики. От ГПП до распределительных устройств обо­гатительной фабрики электроэнергия передается по воздушным линиям электропередачи напряжением 6000 В. Вторая линия электропередачи обеспечивает передачу электроэнергии от ГПП до КТПН насосной станции 1 подъема, с отпайками к распре­делительному устройству 6000В насосной станции оборотной воды. Каждая линия состоит из двух взаиморезервируюмых цепей. От распределительного устройства 6000В обогатительной фабрики по кабельным линиям 6000В осуществляется питание: -двух высоковольтных электродвигателей бесшаровых мельниц мокрого самоизмельчения руды (по 630 кВт каждый); -двух комплектных трансформаторных подстанций цеха рудоподготовки мощностью 630 кВа каждая; -двух комплектных трансформаторных подстанций цехов обогащения и доводки мощностью 630 кВа каждая; -одной комплектной трансформаторной подстанции мощностью 630 кВа для электрического освещения помещений и территории фабрики. По степени надежности электроснабжения фабрика и хвостовое хозяйство относятся к потребителям 2 категории. Согласно параграфу 13.28 ПУЭ сборные шины в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производим по допустимому току, равного току наиболее мощного присоединения, в данном случае генератора. Наибольший ток нормального режима принимается при загрузке генератора до номинальной мощности Рном, при номинальном напряжении U cos ф ном: Рном Iном=Iном.г =  (3.3); 3*Vном *cos где Рном - номинальная мощность генератора принимается по табл.2-1 [10],кВт; Vном - номинальное напряжение сети ,кВ; cos  - коэффициент мощности номинальный , принимается по табл.2-1 [10] 4000 Iном = Iном.г = ————— = 458,7 А; 3*6.3*0.8 Принимаем шины прямоугольного сечения аллюминиевые 2(40*4) мм2, Iдоп = 480А из таб.3.14[7]. Проверяем выбранное сечение шин по допустимому току в нормальном режиме: Imax Iдоп; Imax = 458,7А  Iдоп = 480 А; Проверка сборных шин на термическую стойкость производится после расчетов токов короткого замыкания . Условие проверки: Sт min  Sт где S т min - минимальное сечение по термической стойкости ,мм2; S т - выбранное сечение шин, мм2. Выбор сечения линий электропередач производим по экономической плотности тока: Ip F э = ---- ; (3.5)