Електропостачання та електрообладнання механічного цеху

ФГТУ СПО Чебоксарский технікум будівництва і міського господарства
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Пояснювальна записка
200_

Зміст
1. Введення.
2. Коротка характеристика об'єкта, що проектується.
3. Розробка схеми електропостачання об'єкту.
4. Визначення розрахункових силових навантажень.
5. Розрахунок і вибір живильних і розподільних ліній.
5.1 Вибір живильних ліній.
5.2 Вибір розподільних ліній.
6. Розрахунок захисту.
6.1 Розрахунок і вибір захисту живильних ліній.
6.2 Розрахунок і вибір захисту розподільних ліній.
7. Вибір місця і типу силових і розподільних пунктів.
8. Вибір компенсуючих пристроїв.
9. Вибір числа і потужності трансформаторів на ТП.
10. Розрахунок струму короткого замикання.
10.1 Розрахунок струмів короткого замикання трифазного.
10.2 Розрахунок струмів короткого однофазного замикання.
11. Перевірка обладнання на дію струмів короткого замикання.
12. Список літератури.

Введення
В даний час не можна уявити собі життя і діяльність сучасної людини без застосування електрики. Основна перевага електричної енергії - відносна простота виробництва, передачі, дроблення, і перетворення.
У системі електропостачання об'єктів можна виділити три види електроустановок:
з виробництва електроенергії - електричні станції; з передачі, перетворення і розподілу електроенергії - електричні мережі та підстанції;
по споживанню електроенергії у виробничих і побутових потребах - приймачі електроенергії.
Електричною станцією називається підприємство, на якому виробляється електрична енергія. На цих станціях різні види енергії (енергія палива, падаючої води, вітру, атомна і т. д.) за допомогою електричних машин, званих генераторами, перетворюється в електричну енергію.
Залежно від використовуваного виду первинної енергії всі існуючі станції поділяються на такі основні групи: теплові, гідравлічні, атомні, вітряні, приливні і ін
Сукупність електроприймачів виробничих установок цеху, корпусу, підприємства, приєднаних за допомогою електричних мереж до загального пункту електроживлення, називається електроспоживачів.
Сукупність електричних станцій, ліній електропередачі підстанцій теплових мереж та приймачів, об'єднаних спільним безперервним процесом вироблення, перетворення, розподілу теплової електричної енергії, називається енергетичною системою.
Електричні мережі поділяються за такими ознаками:
1) Напруга мережі. Мережі можуть бути напругою до 1 кВ - низьковольтними, або низької напруги (НН), і вище 1 кВ високовольтними, або високої напруги.
2) Рід струму. Мережі можуть бути постійного і змінного струму.
Електричні мережі виконуються в основному за системою трифазного змінного струму, що є найбільш доцільним, оскільки при цьому може проводитися трансформація електроенергії.
3) Призначення. За характером споживачів і від призначення території, на якій вони знаходяться, розрізняють: мережі в містах, мережі промислових підприємств, мережі електричного транспорту, мережі в сільській місцевості.
Крім того, є районні мережі, Мережі міжсистемних зв'язків та ін

Розділ 1
Коротка характеристика об'єкта, що проектується
Ремонтно-механічний цех (РМЦ) призначений для ремонту і настройки електромеханічних приладів, що вибувають з ладу.
Він є одним з цехів металургійного заводу, виплавляється і обробного метал. РМЦ має дві ділянки, в яких встановлено необхідне для ремонту обладнання: токарні, стругальні, фрезерні, свердлувальні верстати та ін У цеху передбачені приміщення для трансформаторної підстанції (ТП), вентиляторної, інструментальної, складів, зварювальних постів, адміністрації та ін
РМЦ отримує Енс від головної понизительной підстанції (ДПП). Відстань від ГПП до цехової ТП - 0,9 км , А від енергосистеми (Енс) до ЦПП - 14 км . Напруга на ГПП - 6 і 10 кВ.
Кількість робочих змін - 2. Споживачі цеху мають 2 і 3 категорію надійності Енс. Грунт в районі РМЦ - чорнозем з температурою +20 С. Каркас
будівлі цеху змонтований з блоків-секцій довжиною 6 м . кожен.
Розміри цеху

Допоміжні приміщення двоповерхові висотою 4 м .
Перелік обладнання РМЦ дано в таблиці 1.
Потужність електроспоживання вказана для одного електроприймача.
Розташування основного обладнання показано на плані.

Таблиця SEQ Таблиця \ * ARABIC 1 Перелік ЕО ремонтно-механічного цеху.

№ на плані	Найменування ЕО	, КВт
1,2	Вентилятори	48
3 ... 5	Зварювальні агрегати	10
6 ... 8	Токарні автомати	12
9 ... 11	Зубофрезерні верстати	15
12 ... 14	Круклошліфовальние верстати	4
15 ... 17	Заточувальні верстати	3
18,19	Сверільние верстати	3,2
20 ... 25	Токарні верстати	9
26,27	Пласкошліфувальні верстати	8,5
28 ... 30	Стругальні верстати	12,5
31 ... 34	Фрезерні верстати	95
35 ... 37	Розточувальні верстати	11,5
38,39	Крани мостові	25

Розділ 2
Розробка схеми електропостачання об'єкта
Для розподілу електричної енергії всередині цехів промислових підприємств служать електричні мережі напругою до 1000В.
Схема внутрішньоцехової мережі визначається технологічним процесом виробництва, плануванням приміщень цеху, взаємним розташуванням ЕП, ТП і вводів живлення, розрахунковою потужністю, вимогами безперебійності електропостачання, умовами навколишнього середовища, техніко-економічними міркуваннями.
Харчування ЕП цеху зазвичай здійснюється від цехової підстанції ТП або ТП сусіднього цеху.
Внутрішньоцехові мережі поділяються на живильні і розподільні.
Живильні мережі відходять від центрального розподільного щита цехової ТП до силових розподільних шафах СП, до розподільних шинопроводам ШРА або до окремих великим ЕП. У деяких випадках живить мережа виконується за схемою БТМ ("Блок - трансформатор - магістраль").
Розподільні мережі - це мережі, що йдуть від силових розподільних шаф або шинопроводів безпосередньо до ЕП. При цьому ЕП під'єднується до розподільних пристроїв окремою лінією. Допускається приєднувати однією лінією до 3-4 ЕП потужністю до ЗКВ, з'єднані в ланцюжок.
За своєю структурою схеми можуть бути радіальними, магістральними та змішаними.
Радіальні схеми з використанням СП застосовуються при наявності зосереджених навантажень з нерівномірним їх розташуванням по площі цеху, а також у вибухо-і пожежонебезпечних цехах, у цехах з хімічно активним і курній середовищем. Вони мають високу надійність і застосовуються для живлення ЕП будь-яких категорій. Мережі виконуються кабелями або ізольованими проводами.
Магістральні схеми доцільно застосовувати для живлення навантажень розподільних відносно рівномірно по площі цеху, а також для харчування груп ЕП належать однієї технологічної лінії. Схеми виконуються шинопроводами або кабелями. При нормальному середовищі для побудови магістральних мереж можна використовувати комплексні шинопроводи.
Для живлення ЕП проектованого цеху застосовуємо трифазну четирехпроходную мережу напругою 380/220В частоти 50Гц. Харчування електрообладнання буде здійснюватися від цехової ТП. Оскільки споживачі по надійності електропостачання відносяться до 2 і 3 категорії, то на ТП встановлюємо 1 трансформатор і передбачаємо низьковольтну резервну перемичку від ТП сусіднього цеху.

Розділ 3
Визначення розрахункових силових навантажень
Правильне визначення очікуваних (розрахункових) електричних навантажень (розрахункових потужностей і струмів) на всіх ділянках СЕС є головним основним етапом її проектування. Від цього розрахунку залежать вихідні дані для вибору всіх елементів СЕС - грошові витрати на монтаж та експлуатацію обраного обладнання (ЕО).
Завищення очікуваних навантажень призводить до подорожчання будівництва, перевитрати провідникового матеріалу мереж, до невиправданого збільшення встановленої потужності трансформаторів та іншого ЕО.
Заниження - може призвести до зменшення пропускної здатності електричних мереж, перегріву проводів, кабелів, трансформаторів, до зайвих втрат потужності.
Для розподільних мереж розрахункова потужність визначається за номінальної потужності (паспортної) приєднаних ЕП. При цьому потужність ЕП працюють у повторно короткочасному режимі призводять до тривалого режиму.
Для ліній живлячих вузли електропостачання (розподільні силові пункти, шинопроводи, цехи і підприємства в цілому) розрахунок очікуваних навантажень здійснюється спеціальним методом. Розрахункова очікувана потужність вузла завжди менше суми номінальних потужностей приєднаних ЕП через не одночасності їх роботи, випадковим ймовірним характером їх включення і відключення, тому просте підсумовування ЕП приводить до істотного завищення навантаження в порівнянні з очікуваною. Основним методом розрахунку навантаження є метод упорядкованих діаграм. Метод застосуємо, коли відомі номінальні дані всіх ЕП та їх розміщення на плані цеху.
Порядок визначення розрахункових силових навантажень за методом впорядкованих діаграм.
1. Всі ЕП, приєднані до даного вузла групують за однаковим технологічного процесу, але не за однакової потужності, при цьому потужності ЕП, що працюють в повторно-короткочасному режимі призводять до тривалого режиму.
.
2. Для кожної групи визначають загальну потужність , Коефіцієнт використання , Тригонометричні функції і за [2] с. 52, таблиця 2.11.
3. Для кожної групи визначають змінну активну , Реактивну за формулами
,
Де - Це середнє значення активної потужності споживана вузлом.
4. Для всього вузла визначають , , середнє значення коефіцієнта використання для всього вузла
=

середньозважені значення тригонометричних функцій
, .
5. Для вузла визначають коефіцієнт складання , Де - Номінальна потужність самого потужного ЕП, - Номінальна потужність самого малопотужного ЕП. m може бути більше, дорівнює або менше 3.
6. Для вузла визначають ефективне число електроприймачів - Це умовне число однакових по потужності і режиму роботи ЕП, які споживали б за зміну таку ж кількість електроенергії, як і реальні ЕП. Значення визначають за [2] с. 55, 56 формули 2.35 - 2.42.
7. За значеннями і визначають коефіцієнт максимуму активного навантаження с. 54, таблиця 2.13.
8. Визначають максимальну розрахункову активну потужність вузла:
.
9. Визначають максимальну розрахункову реактивну потужність вузла: , Де - Це коефіцієнт максимуму реактивної потужності.
при .
при .

10. Визначають максимальну розрахункову повну потужність вузла:
.
11. Визначається максимальний розрахунковий струм вузла
.
Розрахунок по СП - 1.
Визначаємо модуль збирання:
=
Знаходимо активну змінну потужність групи однакових ЕП за найбільш завантажену зміну:
кВт;
кВт;
кВт;
Знаходимо реактивну змінну потужність групи однакових ЕП за найбільш завантажену зміну:
кВа;
кВа;
кВа;

Визначаємо середній коефіцієнт використання:
.
При розрахунку максимального навантаження вибираємо умови розрахунку ефективного числа . Так, для СП-1 , Ефективна кількість не визначається, а максимальна споживана активна потужність розраховується за коефіцієнтом завантаження . кВт.
Визначаємо реактивну максимальну потужність:
кВа.
Визначаємо повну максимальну потужність:
кВа.
Визначаємо максимальний струм навантаження силового пункту СП-1:

Розрахунок навантажень по СП-2 - СП-7 аналогічний. Всі результати розрахунків зведені в таблицю 2.

Таблиця 2 Зведена відомість навантажень

Найменування електроприймачів	Задана навантаження, наведена до тривалого режиму									m	Змінна навантаження				Максимальне навантаження
	n	кВт	кВт								, КВт	, Квар			, кВт	, Квар	,	, А
1	2	3	4		5		6	7		8	9	10	11	12	13	14	15	16
СП1 Токарні автомати Зубофрезерні верстати Круглошліфувальні верстати	3 3 3	12 15 4	36 45 12		0,17 0,17 0,14		0,65 0,65 0,5	1,17 1,17 1,73			6,12 7,65 1,68	7,16 8,95 2,9	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -
Разом	9	4 -15	93		0,16		0,63	1,23			15,45	19,0	-	До З = 0,9	13,9	20,9	25,1	38,6
СП2 Зварювальні агрегати	3	10	18,97		0,3		0,6	1,3			5,69	7,4	-	-	-	-	-	-
Разом	3	10	18,97		0,3		0,6	1,3			5,69	7,4		2,14	12,2	8,14	14,7	22,6
СП3 Вентилятори Кран мостовий	2 1	48 25	96 19,36		0,6 0,15		0,8 0,5	0,75 1,73			57,6 2,9	43,2 5,0	- -	- -	- -	- -	- -	- -
Разом	3	25-48	115,36		0,52		0,78	0,8			60,5	48,2		1,65	99,8	53	113	173,8
Разом по СП1, СП2, СП3	15	4-48	227,33		0,36		0,74	0,91			81,64	74,6	-	-	125,9	82	150,3	231,1
СП4 Заточувальні верстати Токарні верстати	3 4	3 9	9 36		0,12 0,12		0,4 0,4	2,29 2,29			1,08 4,32	2,47 9,9	- -	- -	- -	- -	- -	- -
Разом	7	3-9	45		0,12		0,4	2,29		= 3	5,4	12,36	-	-	4,86	13,6	14,5	22,3
СП5 Сверільние верстати Токарні верстати Пласкошліфувальні верстати	2 2 2	3,2 9 8,5	6,4 18 17		0,12 0,12 0,17		0,4 0,4 0,65	2,29 2,29 1,17			0,77 2,16 2,89	1,76 4,95 3,38	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -
Разом	6	3,2-9	41,4		0,16		0,54	1,54			6,55	10,1	-	До З = 0,9	5,89	11,11	12,57	19,34
Разом по СП4 і СП5	13	3-9	86,4		0,14		0,47	1,9			11,95	22,46			10,75	24,71	26,94	41,45
СП6 Стругальні верстати Фрезерні верстати	3 2	12,5 9,5		37,5 19		0,17 0,14	0,65 0,5		1,17 1,73		6,38 2,66	7,46 4,6	- -	- -	- -	- -	- -	- -
Разом	5	9,5-12,5		56,5		0,16	0,6		1,3,4		9,04	12,1	-	До З = 0,9	8,14	13,3	15,6	24
СП7 Фрезерні верстати Розточувальні верстати Кран мостовий	23 1	9,5 11,5 25		19 34,5 19,36		0,14 0,14 0,15	0,5 0,5 0,5		1,73 1,73 1,73		2,66 4,83 2,9	4,6 8,35 5,0	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -
Разом	6	9,5-25		72,9		0,14	0,61		1,28		10,4	13,35	-	До З = 0,9	9,36	14,68	17,4	26,8
Разом по СП6 і СП7	11	9,5-25		129,4		0,15	0,6		1,3		19,44	25,45	-	-	17,5	27,98	33,0	50,8

Розділ 4
Розрахунок живильних і розподільних мереж
Згідно ПУЕ перерізу провідників силової мережі напругою до 1 кВ при числі використання максимуму навантаження на рік менше 4000 вибирають по нагріванню або по допустимому струму навантаження.
Відомо, що струм, проходячи по провіднику, нагріває його. Кількість виділеного тепла визначається за законом Джоуля-Ленца . Чим більше струм, тим більше температура нагрівання провідника. Надмірно висока температура може привести до передчасного зносу ізоляції, погіршення контактних з'єднань, а також пожежної небезпеки. Тому ПУЕ встановлює гранично допустимі температури нагріву провідників у залежності від марки і матеріалу ізоляції провідника.
Струм, довгостроково протікає по провіднику, при якому встановлюється найбільша допустима температура, називається тривало припустимим струмом по нагріванню .
Значення струмів 1 _ДОП для провідників різних марок і перерізів, з урахуванням температури навколишнього середовища і умов прокладки визначені розрахунково, перевірені експериментально і наведені в довідниках. При цьому значення допустимих струмів приведені для нормальних умов прокладання ─ температура повітря + 25 ° С, температурою землі + 15 ° С і в траншеї прокладений один кабель.
Якщо умови прокладки відрізняються від нормальних, то допустимий струм визначається з поправками на температуру і поправкою на кількості кабелів прокладених в одній траншеї, тоді
.

Переріз жил провідників вибирають за умовою , Де ─ це максимальний розрахунковий струм в розглянутій лінії.
4.1 Розрахунок і вибір живильних ліній
Вид і марку провідника мережі вибирають в залежності від середовища, характеристики приміщень його конфігурації, розміщення обладнання, способом прокладки мереж.
Живильні мережі будуть виконуються кабелем АВВГ (АВРГ).
Результати розрахунків наведено в таблиці 3.
Таблиця 3 Живильні лінії

Живильні лінії	, А	, А	Чотирижильний кабель до 1 кВ
До СП1, СП2, СП3	231,1	240	АВВГ мм 2
До СП4, СП5	41,45	65	АВВГ мм 2
До СП6, СП7	50,8	65	АВВГ мм 2
До КТП	315	345	АВВГ мм 2

4.2 Розрахунок і вибір розподільних ліній
Розподільні лінії передбачається виконувати полівінілхлоридним проводом марки АПВ, покладеним у трубі. Перетин дроту вибирається за умовою . Струм розрахунковий визначається за формулою
, Де = 0,85.
Знаходимо СП1.
1) = 33,3 А..
2) = 41,7 А..
3) = 14,5 А..
Тривало допустимий струм для будь-якої розподільної лінії визначається за [2] стор 42 таблиця 2,7 для чотирьох одножильних провідників.
= 37 А.
= 37 А.
= 37 А.
Розрахунки по СП 2 - СП 7 виробляються аналогічно. Результати розрахунку і вибору розподільних ліній зведені в таблицю 4.
Таблиця 4 Розподільні лінії

Найменування лінії	, А	, А	Марка дроти
СП 1 Токарні автомати 6 ... 8 Зубофрезерні верстати 9 ... 11 Круглошліфувальні верстати 12 ... 14	33,3 41,7 14,5	37 35 19	АПВ мм 2 АПВ мм 2 АПВ мм 2
СП 2 Зварювальні агрегати 3 ... 5	30,2	30	АПВ мм 2
СП 3 Вентилятори 1,2 Кран мостовий 38	108,6 90,6	120 120	АПВ мм 2 АПВ мм 2
СП 4 Заточувальні верстати 15 ... 17 Токарні верстати 20, 21,23,24	13,6 40,7	19 55	АПВ мм 2 АПВ мм 2
СП 5 Сверільние верстати 18,19 Токарні верстати 22,25 Пласкошліфувальні верстати 26,27	14,5 40,7 23,7	19 55 27	АПВ мм 2 АПВ мм 2 АПВ мм 2
СП 6 Стругальні верстати 28 ... 30 Фрезерні верстати 31,32	34,8 34,4	37 37	АПВ мм 2 АПВ мм 2
СП 7 Фрезерні верстати 33,34 Розточувальні верстати 35 ... 37 Кран мостовий 39	34,4 41,7 90,6	37 55 120	АПВ мм 2 АПВ мм 2 АПВ мм 2

Розділ 5
Розрахунок захисту
При експлуатації електричних мереж можливі порушення їх нормального режиму роботи, при яких струм у провідниках різко зростає, що викликає підвищення їх температури вище величини допустимих ПУЕ.
До таких аварійним режимам відносячи коротке замикання і перевантаження.
При короткому замиканні струми можуть досягати значень в десятки разів перевищують номінальні струми електроприймачів і допустимі струми провідників.
При перевантаженнях електроприймачів по обмотках трансформаторів, двигунів і по провідниках протікають підвищені струми. Тому як електроприймачі так і ділянки мереж повинні захищатися апаратами захисту, що відключають ділянку при аварійному режимі.
Для захисту електричний мереж напругою до 1000 В плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі та теплові реле магнітопускателей.
Плавкі запобіжники захищають від струмів короткого замикання.
Автоматичні вимикачі мають або теплові, або електромагнітні, або комбіновані (теплової та електромагнітний) розчіплювачі. Теплові розчіплювачі здійснюють захист від перевантажень, а електромагнітні від струмів короткого замикання.
Вибір запобіжників проводиться в наступним умовам:
1) для одиночних ЕП не мають запобіжників вибір проводиться за наступними умовами , Де - Номінальний струм плавкої вставки, - Розрахунковий струм лини.
2) для ЕП мають один двигун

а) ;
б) ;
;
- Коефіцієнт запасу;
= 1,6 для важких умов пуску;
= 2,5 для легких умов пуску;
3) для ліній живлячих групу ЕП з двигуном
а) ;
б) ;
Вибір автоматичних вимикачів проводиться за наступними умовами.
.
Струм спрацьовування електромагнітних або комбінованих расцепителей перевіряється по максимальному короткочасного струму лінії
ПУЕ поряд з перевіркою провідників по допустимому нагріву встановлюють певне співвідношення між струмами захисного апарату і допустимими струмами дроти , Де - Струм захисного апарату, К ₃ - коефіцієнт захисту [2] стор 46, таблиця 2.10

5.1 Розрахунок і вибір захисту живильних ліній
Захист живлять розподільних ліній буде, здійснюється з допомогою вмикачів серії A3700.
Захист живлять розподільних ліній здійснюється автоматичними вмикачами серії А 3700.
Розрахунок і вибір вимикачів живильних ліній виконується в такій послідовності.
Визначається піковий струм лінії СП:
, Де
= ;
= 231,1 А; _К И = 0,6;
= 817,6;
Визначається струм відсічки вимикача:
А.
А.
Визначається струм граничного відключення:
кА.
Визначаємо струм захищається лінії:
, Де К _З = 1, I _З = 250 А.
, Умова виконується.
Розрахунки за СП4, СП5 і СП6, СП7 проводяться аналогічно. Результати розрахунку і вибору вимикачів зводимо в таблицю 5.
Таблиця 5 Вибір захисних апаратів живильних ліній

Найменування лінії								Тип захисного апарату
До СП1 До СП2 До СП3	231,1	250	817,6	1022	250	1	250	А3720ФУЗ
До СП4 До СП5	41,45	80	280,1	351	80	1	80	А3710Б
До СП6 До СП7	50,8	80	296	370	80	1	80	А3710Б
До КТП	315	400	887,3	1109	400	1	400	А3710Б

5.2 Розрахунок і вибір захисту розподільних ліній
Захист розподільних ліній передбачається за допомогою плавких запобіжників. Розрахунок і вибір запобіжників ліній, що відходять виконується в такій послідовності;
Визначається пусковий струм електроприймачів розподільного пункту СП-1:
Для ЕП _{6 ... 8:}
= 199,2 А.
Для ЕП _{9 ... 11:}
= 250,2 А.
Для ЕП _{12 ... 14:}

= 87 А.
Визначається номінальний струм плавкої вставки електроприймачів СП-1 за формулою [1] глави 3 стор 160. табл. 3.9.
Для ЕП _{6 ... 8:}

Для ЕП _{9 ... 11:}

Для ЕП _{12 ... 14:}

По таблиці 3.5 [1] стор 139 приймаються нормовані значення струмів установок.
Для ЕП _{6 ... 8} ;
Для ЕП _{9 ... 11} ;
Для ЕП _{12 ... 14} .
Розрахунки за СП2 - СП7 проводиться аналогічно. Результати розрахунків зводимо в таблицю 6.

Таблиця 6 Захист розподільних ліній

Електроприймачі за планом	I НОМ	I ПУСК		I ПЛ.ВС.	Тип захисту апарату
СП1 ЕП 6 ... 8 ЕП 9 ... 11 ЕП 12 ... 14	33,3 41,7 14,5	199,2 250,2 87	79,68 100 34,8	80 100 40	ПН2-250-80 ПН2-250-100 ПН2-250-40
СП2 ЕП 3 ... 5	30,2		36,24	40	ПН2-100-40
СП3 ЕП 1,2 ЕП 38	108,6 90,6	651,6 543,6	260,6 217,4	250	ПН2-400-300 ПН2-250-250
СП4 ЕП 15 ... 17 ЕП 20,21,23,24	13,6 40,7	81,6 244,2	34,8 97,7	40 100	ПН2-100-40 ПН2-100-100
СП5 ЕП 18,19 ЕП 22,25 ЕП 26,27	14,5 40,7 23,7	87 244,2 142,2	34,8 97,7 56,9	40 100 60	ПН2-100-40 ПН2-100-100 ПН2-100-60
СП6 ЕП 28 ... 30 ЕП 31,32	34,8 34,4	208,8 206,4	83,5 82,6	80 80	ПН2-250-80 ПН2-250-80
СП7 ЕП 33,34 ЕП 35 ... 37 ЕП 39	34,4 41,7 90,6	206,4 250,2 543,6	82,6 100 217,4	80 100 250	ПН2-250-80 ПН2-250-100 ПН2-250-250

Розділ 6
Вибір місця і типу силових розподільних пунктів СП
Розподільні мережі електропостачання цеху силові пункти будуються з використанням силових розподільних пристроїв - це силових розподільних пунктів СП і розподільних шинопроводів. СП застосовуються при розташуванні ЕП компактними групами на плані цеху, а також у цехах з курній або агресивним середовищем. ШР застосовуються при розташуванні ЕП навряд.
СП - це закінчений комплектний пристрій заводського виготовлення для прийому і розподілу електроенергії, управління та захисту ЕП від перевантажень і короткого замикання містять рубильники, запобіжники, вимикачі, лічильники.
ШР - це комплектний шинопровід заводського виготовлення збирається з окремих секцій і можуть приймати будь-яку конфігурацію.
СП слід розміщувати навантажень для економії провідникового матеріалу.
У розробляється схемі електропостачання застосовані чотири силові розподільчі пункти. Електроприймачі великої потужності необхідно підключати безпосередньо до шин низької напруги цехової підстанції.
Для проектування цеху прийняті силові розподільні шафи з рубильником на вводі і з запобіжниками на лініях, що відходять. В якості СП використовуємо розподільний трифазний шафу серії ШР 11. см . [1] стор 137. таблиця 3.3.
Технічні дані РП представлені в таблиці 7

Таблиця 7 Технічні дані РП

Найменування СП	Тип шафи	Апарат на вводі	Апарат захисту	Число запобіжних груп
СП1 ЕП 6 ... 8 ЕП 9 ... 11	ШР 11 - 73505	Р 16-373	ПН 2-250-80 ПН 2-250-100
СП2 ЕП 3 ... 5 ЕП 12 ... 14	ШР 11 - 73509	Р 16-373	ПН 2-100-40 ПН 2-100-40
СП3 ЕП 1,2 ЕП 38	ШР 11 - 73708	Р 16-373	ПН 2-250-250 ПН 2-400-300
СП4 ЕП 15 ... 17 ЕП 20,21,23,24	ШР 11 - 73509	Р 16-373	ПН 2-100-40
СП5 ЕП 18,19 ЕП 22,25 ЕП 26,27	ШР 11 - 73509	Р 16-373	ПН 2-100-40 ПН 2-100-100 ПН 2-100-60
СП6 ЕП 28 ... 30 ЕП 31,32	ШР 11 - 73505	Р 16-373	ПН 2-250-80 ПН 2-250-80
СП7 ЕП 33,34 ЕП 35 ... 37 ЕП 39	ШР 11 - 73506	Р 16-373	ПН 2-250-80 ПН 2-250-100 ПН 2-250-250

Розділ 7
Вибір компенсуючих пристроїв
Більшість ЕП крім активної потужності споживають і реактивну. Основними споживачами реактивної потужності є АТ, зварювальні трансформатори, газорозрядні лампи. Між значеннями реактивної потужності вироблюваної генераторами електростанцій і значеннями реактивної потужності споживаної ЕП повинен існувати баланс. Порушення цього балансу за рахунок високого споживання реактивної потужності призводить до негативних наслідків (перевантаження по струму генераторів, збільшення струмового навантаження в лініях, збільшення капітальних витрат і втрата напруги в лінії), тому важливим завданням є зниження споживання реактивної потужності від системи (через трансформатори підстанцій підприємств і цехів). Реактивну потужність можуть генерувати не тільки генератори електростанцій, але й інші джерела: повітряні і кабельні ЛЕП, а також спеціальні пристрої, які називаються компенсуючими (КУ). Як КУ використовують синхронні компенсатори і статичні конденсатори. Як КУ на комунальних і промислових підприємствах зазвичай застосують батареї статичних конденсаторів.
Потужність КУ визначається виразом
, Де
фактичний розрахунковий коефіцієнт реактивної потужності.
─ найбільш активна розрахункова потужність підстанцій.
─ оптимальний коефіцієнт реактивної потужності задається електросистемою, зазвичай становить ;
квар.
─ реактивна потужність, яка може бути передана споживачу енергосистемою в режимі максимуму активних навантажень.
Значення залежить від ; = 0,03 - 0,98;
Як КУ застосовуємо комплектну конденсаторну установку типу КК [3] с.90, табліца.8.1. з потужністю 75 кВАр
Таблиця 8.1

Тип установки	Потужність, квар	Кількість ступенів	Габарити (довжина Ч шірінаЧ висота), мм
УК2-0 ,38-75УЗ	75	2	375Ч430Ч650

Розділ 8
Вибір числа і потужності трансформаторів на ТП
Кількість трансформаторів на цехової підстанції визначається категорією споживачів. Для електропостачання ЕП 1 і 2 категорії споруджують двох трансформаторні підстанції. Для живлення споживачів 2 категорії допускають спорудження однотрансформаторних підстанції за наявності низьковольтних перемичок включаються вручну або автоматично.
Однотрансформаторних підстанції використовуються для живлення невідповідальних споживачів 3 категорії, якщо заміна трансформатора або його ремонт проводиться протягом не більше 1 доби.
Спорудження однотрансформаторних підстанції забезпечує значну економію капітальних витрат.
Потужність трансформаторів вибираються за умовою:
при установці одного трансформатора: ;
при встановленні двох трансформаторів: ;
де ─ максимальна розрахункова потужність на шинах низької напруги підстанції:

.
Трансформатори, обрані за останнім умові, забезпечують харчування всіх споживачів у нормальному режимі при оптимальному завантаженні трансформаторів 0,6-0,7 завантаження, а в післяаварійному режимі залишився в роботі один трансформатор забезпечує живлення споживачів з урахуванням допустимої аварійної перевантаження трансформатора на 40% від S _{H 0 M.}

= 235 кВа.
Як цехової підстанції вибираємо комплектну ТП заводського виготовлення серії КТП, технічні дані КТП наведено в таблиці [6] таблиця 9.11.
Вибираємо трансформатор:
Таблиця 9.11

Параметри	КТП-250
Номінальна потужність трансформатора, кВЧА	250
Тип силового трансформатора	ТМФ
Тип шафи на стороні 6 (10) кВ	ШВВ (1,2, 3)
Тип шафи на стороні 0,4 кВ: Ввідний: Лінійний: Секційний:	ШВН (1,2,3) ШЛН (1,2) ШСН (1,2,3)
Габарити шаф 6 (10) кВ, мм: Ширина Глибина Висота	1120 1020 2075
Габарити шаф 0,4 кВ, мм: Ширина Глибина Висота	375 624 2075
Маса шаф, кг: На стороні 6 (10) кВ На стороні 0,4 кВ	125 160

Розділ 9
Розрахунок струмів короткого замикання
За електричної мережі та електроустаткування в нормальному режимі протікають струми, допустимі для даної установки.
При порушенні електричної міцності ізоляції проводів або короткого замикання обладнання виникає аварійний режим короткого замикання, що викликає різке підвищення струмів у багато разів перевищує допустимі струми.
Значні за величиною струми к.з. становлять велику небезпеку для елементів електричної мережі та обладнання, тому що надмірне нагрівання струмоведучих частин і створюють великі механічні зусилля, які можуть призвести до руйнування електричного устаткування.
Тому для правильної експлуатації електромереж та обладнання їх обирають не тільки за умовами нормального режиму роботи, а й аварійного режиму, щоб вони витримували без ушкоджень дії найбільших можливих струмів к.з. Визначення струмів к.з. необхідно для вибору вимикачів на комутаційну здатність і електродинамічну і термічну стійкість.
Крім того, в 4-х провідних мережах напругою 380/220 В працюючих на глухо заземленою нейтраллю, при замиканні на нульовий провід або металевий корпус устаткування, захисний апарат повинен автоматично відключити аварійну ділянку мережі. Для перевірки надійності спрацьовування захисного апарату при к.з., між фазним і нульовим проводами необхідно визначити розрахунковий струм однофазного короткого замикання на землю.
9.1 Розрахунок струмів трифазного короткого замикання
У процесі розрахунку 3-х фазного к.з. визначаються:
1. - Початкове діюче значення періодично складової точки по ній визначають термічну стійкість і комутаційну здатність апарату.
2 Ударне значення струму к.з. - По ньому перевіряють апарати, шини, ізолятори на електродинамічну стійкість.
Вважаємо, що потужність системи у багато разів перевищує потужність трансформатора, то напруга на шинах НН підстанцій вважається незмінним. Тобто, вважаємо, що к.з. живиться від джерела з необмеженою потужністю.
Тоді періодична складова струму к.з. залишається незмінною протягом всього часу дії к.з., тоді вважаємо, що I _{П 0} ⁼ I _КЗ. На розрахунковій схемі відзначаємо розрахункові точки к.з. і для кожної точки складаємо схему заміщення, на якій вказуємо активні та індуктивні складові, опори всіх елементів схеми від точки живлення до точки к.з.
Принципова схема для розрахунку струмів коротких замикань:
Розрахунок трифазного короткого замикання в точці К-1.
Схема заміщення:

Активне та індуктивний опір трансформатора вибираємо по [8], таблиця 1.9.3. стор 61: мОм; мОм.
Опір обмотки розчеплювача і контактів автомата вибираємо по [8], таблиця 1.9.3. стор 61: мОм; мОм; мОм; А.
Опір трансформатора струму вибираємо по [8], таблиця 1.9.2. стор 61:

мОм; мОм; ;
де , А .
Визначаємо сумарні активні та індуктивні опору в короткозамкненою ланцюга:
мОм;
мОм;
Визначаємо повний опір в короткозамкненою ланцюга:
= 30 мОм.
Струм трифазного короткого замикання в точці К-1 визначаємо за формулою:
;
Визначаємо ударний значення струму короткого замикання:
; А ;
Розрахунок трифазного короткого замикання в точці К-2.
Схема заміщення:
Опір обмотки розчеплювача і контактів автомата вибираємо по [8], таблиця 1.9.3. стор 61:
.
Визначаємо активний й індуктивний опір розподільних ліній живлячих ЕП:

X ₀ і r ₀ визначаємо по [8], таблиця 1.9.5. стор 62
Визначаємо сумарні активні та індуктивні опору в короткозамкненою ланцюга:
мОм;
мОм;
Визначаємо повний опір в короткозамкненою ланцюга:
= 158,4 мОм.
Струм трифазного короткого замикання в точці К-2 визначаємо за формулою:

Визначаємо ударний значення струму короткого замикання:
; А ;
9.2 Розрахунок струмів однофазного короткого замикання
Струм однофазного к.з. визначається для перевірки надійності спрацьовування захисного апарату самого віддаленого від шин КТП і ЕП. Розрахунок однофазного струму короткого замикання в точці К-3:
Схема заміщення:

Визначаємо опору в короткозамкненою петлі лінії фаза-нуль. Опору: однієї жили кабелю

нульової жили кабелю

однієї жили проводу

індуктивний опір петлі кабелю


індуктивний опір петлі дроти

Сумарний опір петлі фаза-нуль визначаємо за формулою:

Струм однофазного к. з. знаходимо за формулою:
.

Розділ 10
Перевірка обладнання на дію струмів короткого замикання
У мережах до 1000 В виробляється такі перевірки струмів к.з.:
1. На електродинамічну стійкість перевіряються автомати, шинопроводи якщо ≥ то умова дотримується;
2. На комутаційну здатність, тобто на гранично відключає струм, перевіряють автомати, запобіжники: , Якщо ≥ то умова дотримується;
3. На надійність спрацьовування захисного апарату при однофазному короткому замиканні на землю:
а 750 ≤ 1300,
умова дотримується.

Список літератури:
1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., «Електропостачання промислових підприємств і установок» - М: Вища школа, 1999 р .
2. Липкин Б.Ю. «Електропостачання підприємств і установок» - М: Вища школа, 1990 р .
3. Цигельман І.Є. «Електропостачання міських будівель і комунальних підприємств» - М: Вища школа, 1982 р .
4. Рожкова Л.Д., Козулін В.С. «Електрообладнання станцій та підстанцій» - М: Вища школа, 1987 р .
5. Конюхова Є.А. «Електропостачання об'єктів» - М: Вища школа, 1988 р .
6. Некліпаев Б.М., Крючков І.П. «Електрична частина станцій і підстанцій. Довідкові матеріали для курсового і дипломного проектування ». - М: Вища школа, 1989 р .
7. «Електричний довідник» під редакцією Орлова І.М. - М: Вища школа, 1989 р .
8. «Правила пристроїв електроустановок (ПУЕ)»-М: КНОРУС, 2007 р .
9. Шеховцов В.П. «Розрахунок і проектування схем електропостачання». М: Форум-інфа-М, 2004.