7

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

электроэнергия депо вагонный

Введение

1. Краткое описание технологического процесса

2. Характеристика потребителей электроэнергии предприятия

3. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

4. Определение электрических нагрузок

5. Выбор схемы и расчёт внутрицеховой электрической сети

6. Светотехнический расчет участка цеха

7. Выбор цеховых трансформаторов и расчёт компенсации реактивной мощности

8. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок

9. Разработка схемы электроснабжения предприятия на напряжении выше 1кВ

10. Расчёт токов короткого замыкания на напряжении 10 кВ и 0,4 кВ.

11. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ

12. Расчет электрической сети освещения

13. Релейная защита и автоматика

14. Электрические измерения, учёт и экономия электроэнергии

15. Технико-экономические расчеты

16. Охрана труда

Литература

Введение

Целью данного дипломного проекта является разработка электроснабжения вагоноремонтного депо. Депо является основным линейным предприятием вагонного хозяйства и предназначено для: деповского и теккущего ремонта и комплектовке узлов и деталей, обслуживания вагонов в эксплуатоции. Проект электроэнергетического хозяйства вагонного депо содержит разработку вопросов касающихся источников электроснабжения, распределения электроэнергии по отдельным потребителям депо, силового и осветительного оборудования цехов, отделений и т.д.

Вагонные депо, как правило, получают электроэнергию от городских или районных энергосистем при напряжении 10 кВ. Эта энергия преобразовывается на напряжение 380/220 В трансформаторами, установленными в производственных корпусах, или в специальных помещениях на территории депо. Дя питания деповского электрооборудования (электродвигателей, сварочных генераторов, электропечей, электропрессов и т.д) используется переменный трехфазный ток 50 гц. Линии электрического освещения питаются переменным током напряжением 220 В.

Надежность электроснабжения является важным показателем в работе вагонного депо, обеспечивающим бесперебойность и ритмичный выпуск вагонов из ремонта.

1. Краткое описание технологического процесса

Вагоны подаются на территорию депо и выводятся с территории после ремонта по графикам, утверждаемым руководством депо и станции.

При поступлении в депо вагон проходит операции подготовки к ремонту, разборки и ремонта.

Подготовка вагонов к ремонту заключается в обмывке, очистке, определении объема и характера ремонтных работ.

Для облегчения и ускорения процессов обмывки и очистки кузовов, рам и ходовых частей вагонов в вагонном депо сооружают специальные обмывочные камеры ангары, оборудованные поворотными колонками с вращающимися соплами, насосными станциями и бетонированными грязесборниками. Вагоны обмывают теплой водой под давлением до 2.22 Мпа.

Перед началом ремонтных работ каждый вагон, поступивший в депо, осматривают зам.нач. депо по ремонту или старший мастер и техник по описи. На вагон составляется дефектная ведомость формы ВУ-2, которая является одновременно и нарядом на производство ремонтно- сборочных работ.

Перед постановкой вагонов в сборочный цех выполняют также работы по предварительной выправке деформированных и поврежденныхчастей рам, кузовов вагонов и верхней обвязки полувагонов. Для этого в вагонных депоприменяют правильно-разборочные площадки. На этих площадках применяют специальные стенды для правки металлических частей кузовов вагонов, пневмогидравлические домкраты, пневмокусачки, а так же применяют передвижные вагоноремонтные и правильные машины для правки стоек, раскосов, армировки и устранения других неисправностей кузовов. При этом все снимаемые неисправные детали и метизные изделия направляются в ремонтно-комплектовочные отделения для исправления и повторного использования их. После этого вагон поднимают электрическими домкратами и выкатывают тележки с колесными парами. Они поступают, по дополнительным путям установленным в корпусе депо, в тележечно-колесный участок. Там производится полная разборка тележек и демонтаж колесных пар. Колесные пары проверяются на наличие дефектов, сколов, трещин и если это возможно производится их обработка, или замена на исправные, которые поступают в производственный корпус из парка колесных пар. После разборки тележек все элементы поступают в участки ремонта (механическое, кузнечно-рессорное отделение, отделение ремонта роликовых букс). После необходимого ремонта всех деталей, они поступают в тележечно-колесное отделение где производится монтаж и сборка тележек с установкой колесных пар. После сборки они поступают,по специальному пути установленному в корпусе,обратно в цех где производится их монтаж на вагоны. Собранные вагоны поступают в сушильно-окрасочный цех. Вдоль путей в цеху установлены передвижные окрасочные камеры, которые двигаясь вдоль вагона производят его окраску. После этого производится сушка и вагоны принимаются инспектором-приемщиком, составляется ведомость формы ВУ-35 и подаются на станцию для включения в рабочий парк.

Описание участков и корпусов вагоноремонтного депо.

Тележечно-колесный участок

Ремонт тележек 4-х и 8-м осных полувагонов типа ЦНИИ-Х3-0 и МТ-50 производится на поточно-конвейерной линии, позволяющей максимально механизировать процессы разборки, ремонта и сборки тележек.

Поступающие в цех тележки вагонов обрабатываются в моечной машине. Закатывание тележек в машину и выкатка из нее на позицию разборки производится с помощью рычажного механизма, приводимого в действие пневматическим устройством.

На позиции накопителя, в вагономоечной машине и на позиции разборки тележки устанавливаются в строго определенном положении.

В камере моечной машины тележка обмывается горячей водой с температурой 700С и давлением 6-8 атм.

Участок ремонта автосцепного устройства.

Ремонт автосцепного устройства осуществляется на потолочно-конвеерной линии, которая представляет собой замкнутый пульсирующий конвейер карусельного типа. На рельсах конвейера установлены платформы, движущиеся по часовой стрелке. Каждая из платформ имеет спаренные стенды-манипуляторы для корпусов автосцепки и тяговых хомутов.

Конвейерно-поточная линия с 12-ю платформами, которые попарно образуют 6 ремонтных позиций. На одной платформе устанавливаются по два корпуса автосцепки, а на другой, последующей по два тяговых хомута. Это позволяет приводить наиболее равномерную загрузку ремонтных позиций конвейера путем подбора корпусов автосцепки и тяговых хомутов по их объемам ремонта.

Передвижение платформ конвейера осуществляется с помощью приводной станции, расположенной в приямке под рельсами.

До установки на конвейер. Головки автосцепки проверяются магнитным дефектоскопом на специальном стенде, определяются объем ремонта и устанавливается очередность постановки на конвейер с учетом объема ремонта.

Кузнечно-рессорное отделение.

Кузнечно-рессорное отделение предназначено для ремонта рессор и пружин, поступающих из тележечного цеха депо и пунктов технического осмотра.

Деревообрабатывающий цех.

Деревообрабатывающий цех предназначен для изготовления обшивы, досок пола, брусков, стоек и других деталей вагона.

Пиломатериал поступает в депо ж.д. транспортом, разгрузка которого производится краном. На площадке склада пиломатериал сортируется, укладывается в пакеты и штабли. Сортированные штабели на трековых тележках подаются в сушильную камеру.

По окончани и сушки древесина отстаивается и охлаждается.

Основной поток сухого пиломатериала направляется в деревообрабатывающий цех на обработку.Изготовление досок для пола и обшивки производится на полуавтоматической поточной линии.

После окончания ремонта вагоны принимаются инспектором-приемщиком, составляется ведомость формы ВУ-35 и вагоны подаются на станцию для включения в рабочий парк.

2. Характеристика потребителей электроэнергии предприятия

Силовые общепромышленные установки. К этой группе относятся компрессоры, вентиляторы, насосы и подъемно-транспортные устройства.

Двигатели компрессоров, вентиляторов и насосов работают примерно в одинаковом режиме (продолжительном) и снабжаются электроэнергией на напряжении 0,38 кВ. Питание двигателей производится током промышленной частоты. Характер нагрузок, как правило, ровный. Перерыв в электроснабжении, как правило, недопустим и может повлечь за собой опасность для жизни людей, серьезное нарушение технологического процесса и повреждение оборудования. В указанном случае установки относятся к потребителям 1-й категории. Потребители этой группы создают нагрузку, равномерную и симметричную по трем фазам. Толчки нагрузки имеют место только при пуске. Коэффициент мощности достаточно стабилен и обычно имеет значение 0,8 - 0,85.

Подъемно - транспортные устройства работают в повторно - кратковременном режиме. Для этих устройств характерны частые толчки нагрузки. В связи с резкими изменениями нагрузки коэффициент мощности изменяется в значительных пределах 0,3 - 0,8. По бесперебойности питания эти устройства относятся к потребителям 2-й категории. В подъемно - транспортных устройствах применяется как переменный ток.

Электрические осветительные установки. Электрические светильники представляют собой однофазную нагрузку, однако, из-за незначительной мощности приемника (не более 2 кВт) в электрической сети при правильной группировке осветительных приборов достигается достаточно равномерная нагрузка по фазам (с не симметрией не более 5-10%). Характер нагрузки равномерный, без толчков, но ее значение изменяется в зависимости от времени суток, года и географического положения. Частота тока промышленная. Коэффициент мощности для ламп накаливания равен 1, для газоразрядных ламп 0,6. Для осветительных установок применяют напряжение 220 В.

Преобразовательные установки. Применяются для преобразования трехфазного тока в постоянный. По своему назначению преобразовательные установки служат для питания двигателей ряда машин и механизмов, электролизных ванн, внутризаводского электрического транспорта, сварочных установок постоянного тока. Электролизные установки снабжаются электроэнергией как потребители 1-й категории, допускающие кратковременные перерывы в питании. Режим работы электролизных установок достаточно равномерный и симметричный по фазам. Коэффициент мощности 0,85 - 0,9.

Электродвигатели производственных механизмов. Мощность двигателей чрезвычайно разнообразна и изменяется от долей до сотен киловатт. Напряжение сети 380/220 В с частотой 50 Гц. По надежности электроснабжения приемники этой группы относятся, как правило, ко 2-й категории.

Электрические печи. На заводе применяются печи сопротивления косвенного нагрева. Нагрев материала в печах косвенного действия происходит за счет тепла, выделяемого нагревательными элементами при прохождении по ним электрического тока. Питаются установки от сетей 380 В промышленной частоты 50 Гц. Коэффициент мощности равен 1.

3. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

Мощности электроприемников, которые установлены в цехе,приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Мощности электроприемников

№ по плану	Наименование оборудования	Механическая мощность, кВт	№ по плану	Наименование Оборудования	Механическая мощность, кВт
1	Токарно-винторезный станок	22,5	41	Печь сопротивления для нагрева кожухов	-
2	Токарно-винторезный станок	22,5	42	Печь для сушки форм	-
3	Токарно-винторезный станок	22,5	43	Пресс кривошипный	9,70
4	Обдирочно-шлифовальный станок	16,8	44	Универсально-затчной станок	1,80
5	Обдирочно-шлифовальный станок	16,8	45	Шлифовальный станок	6,80
6	Обдирочно-шлифовальный станок	16,8	46	Печь для сушки форм	-
7	Ковочная машина	10,3	47	Шлифовальный станок	6,80
8	Ковочная машина	10,3	48	Плскошлифовальный станок	4,80
9	Ковочная машина	10,3	49	Печь для сушки форм	-
10	Плоскошлифовальный станок	17,4	50	Обдирочно-шлифовальный станок	16,8
11	Плоскошлифовальный станок	17,4	51	Ковочная машина	10,3
12	Бесцентровошлифовальный станок	11,7	52	Горизонтально-фрезерный станок	13,5
13	Бесцентровошлифовальный станок	11,7	53	Пресс для сборки разборки рессор	11,7
14	Кран-балка	50,8	54	Плскошлифовальный станок	17,4
15	Круглошлифовальный станок	11,6	55	Печь сопротивления для нагрева кожухов	-
16	Круглошлифовальный станок	11,6	56	Круглошлифовальный станок	14,3
17	Пресс-штамповочный	13,8	57	Бесцентровошлифовальный станок	10,4
18	Пресс-штамповочный	13,8	58	Стенд для правки дверей	6,80
19	Стенд для демонтажа роликовых букс	9,60	59	Сверлильный станок	4,80
20	Стенд для демонтажа роликовых букс	9,60	60	Печь для выплавки бабита	-
21	Печь сопротивления для нагрева кожухов	-	61	Печь сопротивления для нагрева кожухов	-
22	Пресс для сборки разборки рессор	11,7	62	Токарно-винторезный станок	22,5
23	Пресс для сборки разбоки рессор	11,7	63	Обдирочно-шлифовальный станок	16,8
24	Круглошлифовальный станок	13,6	64	Ковочная машина	10,3
25	Круглошлифовальный станок	13,6	65	Горизонтально-фрезерный станок	13,5
26	Печь для сушки форм	-	66	Плоскошлифовальный станок	7,70
27	Печь для сушки форм	-	67	Пр-есс для сборки разборки рессор	11,7
28	Печь для сушки форм	-	68	Поперечно строгальный станок	16,9
29	Пресс для правки крышек люков	7,70	69	Пресс кривошипный	9,70
30	Пресс для правки крышек люков	7,70	70	Шлифовальный станок	6,80
31	Радиально сверлильный станок	13,5	71	Сверлильный станок	4,80
32	Печь сопротивления для нагрева кожухов	-	72	Вентилятор	14,3
33	Пресс для сборки разборки рессор	11,7	73	Вентилятор	14,3
34	Пресс для сборки разборки рессор	11,7	74	Вентилятор	14,3
35	Плоскошлифовальный станок	7,70	75	Вентилятор	14,3
36	Плоскошлифовальный станок	7,70	76	Вентилятор	14,3
37	Круглошлифовальный станок	14,3	77	Печь для сушки форм	-
38	Круглошлифовальный станок	14,3	78	Печь сопротивления	-
39	Бесцентровошлифовальный станок	10,4	79	Печь для сушки форм	-
40	Бесцентровошлифовальный станок	10,4	80	Печь сопротивления для нагрева кожухов	-

Для удобства и простоты расчётов принимаю свою нумерацию электроприемников соответствующую месту расположения станка в цехе.

Электродвигатели для приводов производственных механизмов выбираются по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды. Электродвигатели необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводного механизма.

Для станков применяю электродвигатели переменного тока асинхронные с короткозамкнутым ротором серии АИР с частотой вращения 1500 об/мин и U = 380 В, а для кран-балки электродвигатели серии MTKF. Выбранные электродвигатели приведены в таблице 3.2.

Таблица 3. 2 - Выбор электродвигателей

№ станка	Тип двигателя	Pн, кВт		cos	Kп	Iном, А	Iпуск, А
1,2,3,62	АИР160S4 АИР112М4 AИР100L4	15,0 5,5 4	0,895 0,875 0,850	0,89 0,88 0,84	7,0 7,0 7,0	28,611 10,852 8,510	200,27 75,960 59,570
4,5,6,63,50	АИР132М4 АИР112M4 АИР80A4	11 5,5 1,1	0,875 0,875 0,750	0,87 0,88 0,81	7,5 7,0 5,5	21,954 10,852 2,750	164,65 75,960 15,125
7,8,9,64,51	АИР132S4 АИР100S4 АИР80A4	7,5 3,0 1,1	0,875 0,820 0,750	0,86 0,83 0,81	7,5 7,0 5,5	15,143 6,700 2,750	113,57 49,90 15,125
10,11,54	АИР160S4 АИР100S4	15,0 3,0	0,895 0,820	0,89 0,83	7,0 7,0	28,611 6,70	200,27 46,90
12,13	АИР132M4 АИР90L4	11 2,2	0,875 0,810	0,87 0,83	7,5 6,5	21,954 4,972	164,65 32,320
15,16	АИР132M4 АИР80A4	11 1,1	0,870 0,750	0,87 0,81	7,5 5,5	21,954 2,750	164,65 15,125
72,73,74,75,76	АИР160S4	15,0	0,895	0,89	7,0	28,611	200,27
17,18	АИР160S4	15,0	0,895	0,89	7,0	28,611	200,27
19,20	АИР132M4	11	0,875	0,87	7,5	21,954	164,65
21,32,41,55,61,80	Нагреватель-ный элемент	32	-	1	-	48,620	-
22,23,33,34,67,53	АИР132M4 АИР90L4	11 2,2	0,875 0,810	0,89 0,83	7,5 6,5	21,954 4,9720	164,65 32,320
24,25	АИР132M4 АИР90L4 АИР80A4	11 2,2 1,1	0,875 0,810 0,750	0,87 0,83 0,81	7,5 6,5 5,5	21,954 4,972 2,750	164,65 32,320 15,125
29,30	АИР132S4 АИР80A4	7,5 1,1	0,875 0,750	0,86 0,81	7,5 5,5	15,143 2,750	113,57 15,125
31	АИР160S4	15,0	0,895	0,89	7,0	28,611	200,27
35,36,66	АИР132S4 АИР80A4	7,5 1,1	0,875 0,750	0,86 0,81	7,5 5,5	15,143 2,750	113,57 15,125
37,38,56	АИР160S4	15,0	0,895	0,89	7,0	28,611	200,27
39,40,57	АИР132M4	11,0	0,875	0,87	7,5	21,954	164,65
26,27,28,42,49,77	Нагреватель-ный элемент	15,0	-	-	-	22,80	-
43,69	АИР132M4	11,0	0,875	0,87	7,5	21,954	164,65
44	АИР90L4	2,2	0,810	0,83	6,5	4,972	32,320
45,47,70	АИР132S4	7,5	0,875	0,86	7,5	15,143	113,57
46,79	Нагреватель-ный элемент	3,0	-	1	-	4,550	-
48	АИР112M4	5,5	0,875	0,88	7,0	10,852	75,79
60	Нагреватель-ный элемент	50	-	1	-	75,960	-
78	Нагреватель-ный элемент	40	-	1	-	60,770	-
52,65	АИР132M4 АИР90L4 АИР80A4	11 2,2 1,1	0,875 0,810 0,750	0,87 0,83 0,81	7,5 6,5 5,5	21,954 4,972 2,750	164,6532,320 15,125
68	АИР160S4 АИР100S4	15,0 3,0	0,895 0,820	0,89 0,83	7,0 7,0	28,611 6,70	200,27 46,90
71,59	АИР112M4	5,5	0,875	0,88	7,0	10,852	75,790
58	АИР132S4	7,5	0,875	0,86	7,0	15,143	113,57
14	MKTF412-6 MKTF311-6 MKTF311-6	30 11 11	0,835 0,775 0,775	0,78 0,76 0,76	- - -	70,0 28,50 28,50	380,0 130,0 130,0

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными электродвигателями. С их помощью также осуществляется нулевая защита. Применяю магнитные пускатели серии ПМЛ типа IP00. Условие выбора магнитного пускателя по току определяется.

Для защиты внутрицеховых электрических сетей от токов короткого замыкания служат плавкие предохранители.

Более совершенными аппаратами защиты являются автоматические выключатели.

Номинальные токи плавких вставок разных ступеней защиты должны отличаться не менее чем на 2 ступени шкалы номинальных токов плавких вставок.

При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе, или жил многожильного проводника, нулевой рабочий проводник, а также заземляющие и нулевые защитные проводники в расчёт не принимаются. Для цеховых электрических сетей принимаю провода и кабели с алюминиевыми жилами, тогда по механической прочности минимальные сечения алюминиевых жил проводов и кабелей внутри помещений должны быть не менее 4мм2 при прокладке на изоляторах, 2мм2 - при других способах прокладки. Проводники с медными жилами применяются во взрывоопасных помещениях классов В1 и В1а, а также в силовых цепях крановых установок. Сечение нулевого провода принимаю равным или большим половины фазного сечения, но не меньше чем того требует механическая прочность.

Так для электропривода пресса для сборки разборки рессор (№22,23,33,34,67,53), состоящего из двух двигателей:

АИР132М4 P=11 кВт, =87,5 %, cos=0,87, Кп=7,5;

АИР90L4 Р=2,2 кВт, =81,0 %, cos=0,83, Кп=6,5;

Чтобы определить расчетный ток станка в целом использую метод определения электрических нагрузок с помощью коэффициента расчетной нагрузки, который будет подробнее изложен в четвертом пункте пояснительной записки.

Для электропривода с одним двигателем расчёт аналогичен трехдвигательному электроприводу, исключение лишь составляет расчётный ток, который принимаю равным номинальному току двигателя.

Для остальных станков все расчеты производятся аналогично, а результаты расчетов сведены в таблице 3.3, 3.4, 3.5,3.6.

Таблица 3. 3 - Выбор предохранителей

№ станка	Iв по расчетному току, А	Iв по условию перегрузок пусковыми токами, А	Коэффициент	Тип предохранителя
1,2,3,62	26,32	88,69	2,5	ПН2-100/100
4,5,6,63,50	23,98	90,47	2	ПН2-100/100
7,8,9,64,51	13,86	49,52	2,5	ПН2-100/50
10,11,54	25,9	86,46	2,5	ПН2-100/100
12,13	19	87,985	2	ПН2-100/100
15,16	18,65	70,25	2,5	ПН2-100/80
22,23,33,34,67,53	17,82	88,6	2.0	ПН2-100/100
24,25	20,27	70,9	2,5	ПН2-100/80
26,27,28,42,49,77	22,8	-	-	ПН2-100/80
29,30	12,08	48,8	2,5	ПН2-100/50
35,36,66	12,83	48,44	2,5	ПН2-100/50
65,52	18,35	89,63	2,0	ПН2-100/100
68	23,57	87,6	2,5	ПН2-250/100
72,73,74,75,76,17,18,31,37,38,56	28,611	80,15	2,5	ПН2-100/100
19,20,39,40,57,43,69	21,954	65,86	2,5	ПН2-100/80
21,80,32,41,61,55	48,62	-	-	ПН2-100/50
44	4,972	12,928	2,5	ПН2-100/31,5
45,47,70,58	15,143	45,43	2,5	ПН2-100/50
46,79	4,55	-	-	ПН2-100/31,5
48,71,59	10,852	37,9	2	ПН2-100/40
60	75,96	-	-	ПН2-100/80
78	60,77	-	-	ПН2-100/63
14	51,09	103,96	2	ПН2-250/160



Таблица 3.4 - Выбор автоматических выключателей

№ станка	Iном, А	1.25Iпик	Кто	Iср.р, А	Iн.р, А	Iн.а, А	Тип автомата
1,2,3,62	28,611 10,852 8,51	250,33 94,94 74,46	10 14 14	315 175 140	31,5 12,5 10	100 25 25	ВА51Г-31 ВА51Г-25 ВА51Г-25
4,5,6,63,50	21,954 10,852 2,75	212,07 94,94 18,9	10 14 14	250 175 44,1	25 12,5 3,15	25 25 25	ВА51Г-25 ВА51Г-25 ВА51Г-25
7,8,9,64,51	15,143 6,7 2,75	141,96 58,62 18,9	14 14 14	224 112 44,1	16 8 3,15	25 25 25	ВА51Г-25 ВА51Г-25 ВА51Г-25
10,11,54,68	28,611 6,7	250,33 58,62	10 14	315 112	31,5 8	100 25	ВА51Г-31 ВА51Г-25
12,13,22,23,33,34,67,53	21,954 4,972	212,07 40,04	10 14	250 70	25 5	25 25	ВА51Г-25 ВА51Г-25
15,16	21,954 2,75	212,07 18,9	10 14	250 44,1	25 3,15	25 25	ВА51Г-25 ВА51Г-25
72,73,74,75,76,17,18,31,37,38,56	28,611	250,33	10	315	31,5	100	ВА51Г-31
19,20,39,40,57,43,69	21,954	212,07	10	250	25	25	ВА51Г-25
21,80,32,41,61,55	48,62	60,775	3	150	50	100	ВА51Г-31
24,25,65,52	21,954 4,972 2,75	212,07 40,4 18,9	10 14 14	250 70 44,1	25 5 3,15	25 25 25	ВА51Г-25 ВА51Г-25 ВА51Г-25
26,27,28,42,49,77	22,80	35,61	3	86,2	31,5	25	ВА51Г-25
29,30,35,36,66	15,143 2,75	141,96 18,9	14 14	224 44,1	16 3,15	25 25	ВА51Г-25 ВА51Г-25
44	4,972	40,4	14	70	5	25	ВА51Г-25
45,47,70,58	15,143	141,96	14	224	16	25	ВА51Г-25
46,79	4,55	5,7	3	15	5	25	ВА51Г-25
48,71,59	10,852	14,94	14	175	12,5	25	ВА51Г-25
60	75,96	94,95	3	240	80	100	ВА51Г-31
78	60,77	75,96	3	189	63	100	ВА51Г-31
14	44,25 17,93 17,93	300,4 102,77 102,77	7 7 7	350 140 140	50 20 20	100 100 100	ВА51Г-31 ВА51Г-31 ВА51Г-31



Таблица 3.5 - Выбор пускателей и тепловых реле

№ станка	Iном, А	Iн.пуск, A	Тип пускателя	Тип реле	Iн.т.э, A
1,2,3,62	28,611 10,852 8,51	40 25 10	ПМЛ310004 ПМЛ210004 ПМЛ110004	РТЛ205304 РТЛ101604 РТЛ101404	27 12 8,5
4,5,6,63,50	21,954 10,852 2,75	25 25 10	ПМЛ210004 ПМЛ210004 ПМЛ110004	РТЛ102204 РТЛ101604 РТЛ110004	21,5 12 3,2
7,8,9,64,51	15,143 6,7 2,75	25 10 10	ПМЛ210004 ПМЛ110004 ПМЛ110004	РТЛ102104 РТЛ101204 РТЛ110004	16 6,8 3,2
10,11,54,68	28,611 6,7	40 10	ПМЛ310004 ПМЛ110004	РТЛ205304 РТЛ101204	27 6,8
12,13,22,23,33,34,67,53	21,954 4,972	25 10	ПМЛ210004 ПМЛ110004	РТЛ102204 РТЛ101004	21,5 5
15,16	21,954 2,75	25 10	ПМЛ210004 ПМЛ110004	РТЛ102204 РТЛ110004	21,5 3,2
72,73,74,75,76,17,18,31,37,38,56	28,611	40	ПМЛ410004	РТЛ205304	27
19,20,39,40,57,43,69	21,954	25	ПМЛ210004	РТЛ102204	21,5
21,80,32,41,61,55	48,62	63	ПМЛ410004	РТЛ205904	55,5
24,25,65,52	21,954 4,972 2,75	25 10 10	ПМЛ210004 ПМЛ110004 ПМЛ110004	РТЛ102204 РТЛ101004 РТЛ110004	21,5 5 3,2
26,27,28,42,49,47	22,80	40	ПМЛ410004	РТЛ205304	27
29,30,35,36,66	15,143 2,75	25 10	ПМЛ210004 ПМЛ110004	РТЛ102104 РТЛ110004	16 3,2
44	4,972	10	ПМЛ110004	РТЛ101004	5
45,47,70,58	15,143	25	ПМЛ210004	РТЛ102104	16
46,79	4,55	10	ПМЛ110004	РТЛ101004	5
48,71,59	10,852	25	ПМЛ210004	РТЛ101604	12
60	75,96	80	ПМЛ510004	РТЛ206304	74,5
78	60,77	63	ПМЛ410004	РТЛ206104	64
14	44,25 17,93 17,93	63 25 25	ПМЛ400004 ПМЛ210004 ПМЛ210004	- - -	- - -



Таблица 3.6 - Выбор проводов от станков

№ станка			Марка провода	Iдоп, А
1,2,3,62	26,32	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
4,5,6,63,50	23,98	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
7,8,9,64,51	13,86	16,5	АПВ 4(1Х2)	18
10,11,54	25,9	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
12,13	19	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
15,16	18,65	26,4	АПВ 4(1Х4)	28
22,23,33,34,67,53	17,82	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
24,25	20,27	26,4	АПВ 4(1Х4)	28
26,27,28,42,49,77	22,80	26,4	АПВ 4(1Х4)	28
29,30	12,08	16,5	АПВ 4(1Х2)	18
35,36,66	12,83	16,5	АПВ 4(1Х2)	18
65,52	18,35	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
68	23,57	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
72,73,74,75,76,17,18,31,37,38,56	28,611	33	АПВ 3(1Х8)+1Х4	40
19,20,39,40,57,43,69	21,954	26,4	АПВ 4(1Х4)	28
21,80,32,41,61,55	48,62	16,5	АПВ 4(1Х2)	18
44	4,972	10,4	АПВ 4(1Х2)	18
45,47,70,58	15,143	16,5	АПВ 4(1Х2)	18
46,79	4,55	10,4	АПВ 4(1Х2)	18
48,71,59	10,852	13,2	АПВ 4(1Х2)	18
60	75,96	26,4	АПВ 3(1Х25)+1Х16	80
78	60,77	20,79	АПВ 3(1Х25)+1Х16	80
14	51,06	-	КГ-3(1х10)+1х6	60

4. Определение электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок будем производить методом расчетных коэффициентов.

Электроприёмники участка цеха подключены к магистральному шинопроводу. Для расчета электрических нагрузок объединим электроприемники в группы таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Группы электроприемников

№ группы	Номера станков входящих в группу (номера станков соответствуют номеру на плане цеха)	Число двигателей входящих в группу
1	1-9	27
2	10-16,72	13
3	17-21,32,73,80	5
4	22-31	15
5	33-40,49,74	15
6	41-48	6
7	60,61,76,77-79	1
8	62-71,75	22
9	50-59	17
10	14	3

Для группы № 1 определим методом расчетного коэффициента расчетные мощности (Pр, Qр, Sр) и расчетный ток (Iр).

Коэффициенты использования электроприводов и коэффициенты мощности примем из [2] согласно типу электроприемника.

Определим групповой коэффициент использования по (4.2)

Киср=(3 (15+5,5+4) 0,17+3 (11+5,5+1,1) 0,35+3 (7,5+3+1,1)0,24)/161,1 =0,244

Принимаем nЭФ=17.

По зависимости Кр=f(nэ,Ки.ср.вз) из [2] определяем Кр, Кр=1,11.

Определим расчетную активную мощность по (4.1)

Рр=1,11 (3 (15+5,5+4) 0,17+3 (11+5,5+1,1) 0,35+3 (7,5+3+1,1) 0,24)=43,65 кВт.

Определим расчетную реактивную мощность по (4.4)

Qр=1,0 (3 (15+5,5+4) 0,17 1,17+3 (11+5,5+1,1) 0,3 51,17+3 (7,5+3+1,1)0,24 1,17)=46,01 квар.

Iкр=200,27+(96,66-0,17 28,611)=292,066 А.

Для остальных групп расчет электрических нагрузок производится аналогично на ЭВМ, результаты расчета сведены в таблицы 4.2, 4.3.



5. Выбор схемы и расчёт внутрицеховой электрической сети

Схемы электроснабжения приемников электрической энергии промышленных предприятий зависят от мощности отдельных приемников, их количества, распределения по территории и других факторов и должны отвечать следующим требованиям:

1. Обеспечить необходимую надежность электроснабжения в зависимости от категории приемников;

2. Быть удобными в эксплуатации;

3. Иметь оптимальные технико-экономические показания по капитальным затратам, расходу цветных металлов, эксплутационным расходам и потерями энергии;

4. Допускать применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.

Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания отходят линии, питающие электроприемники или группы распределительные пункты, от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие прочие мелкие электроприемники.

Магистральные схемы находят небольшие применения при равномерном распределении нагрузки по площади цеха.

Для питания значительного числа электроприемников небольшой мощности, расположенных компактно по площади цеха, следует применять распределительные шинопроводы (серии ШРА4).

Радиальные схемы распределительных сетей с силовыми РП следует предусматривать в тех случаях, когда применение распределительных шинопроводов препятствуют условия среды, территориальные размещение электроприемников, наличие кранов и другие местные условия.

При радиальных схемах питания рекомендуется использовать силовые распределительные шкафы серии ШР11 по [2].

При построении схем необходимо стремиться к тому, чтобы длина линии была минимальной. Следует также исключать или сводить к минимуму случай обратного потока мощности.

Питание потребителей 1,4,2,5,8,3,9 групп целесообразно производить распределительным шинопроводом серии ШРА4. Он выбирается таким образом, чтобы номинальный ток шинопровода Iн был меньше расчетного тока Iр:

Iн Iр(5.1)

Технические данные о шинопроводах берем из [2].Выбор шинопроводов сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Выбор шинопроводов.

№группы	Iр, А	Iн, А	Тип шинопровода	степень защиты
1	96,66	250	ШРА4-250	IP44
4	102,75	250	ШРА4-250	IP44
5	115,58	250	ШРА4-250	IP44
8	97,82	250	ШРА4-250	IP44
9	114,65	250	ШРА4-250	IP44

От распределительных шинопроводов к электроприемникам провода прокладываем в пластмассовых трубах.

Таблица 5.2 - Выбор предохранителей В силовых ящиках

№группы	Iр, А	Iкр, А		Iвсмак, А	Тип предохранителя	Тип силового ящика
1	96,66	292,066	2,5	100	ПН2-250/160	ЯРПII-351
4	102,75	298,16	2,5	100	ПН2-250/160	ЯРПII-351
5	115,58	292,16	2,5	100	ПН2-250/160	ЯРПII-351
8	97,82	293,22	2,5	100	ПН2-250/160	ЯРПII-351
9	114,65	304,9	2,5	100	ПН2-250/160	ЯРПII-351

Выбор силового пункта

Для группы №7 состоящей из 6 электроприемников выбираем шкаф типа ШРII-73705 с номинальным током вводного рубильника Iн=400А и количеством присоединений 8х100.

Найдем сечение питающего кабеля

Iдл.доп>189А ; Iдл.доп>(0,33 100)/1=33

Iдл.доп>0,1 1600=160А; Iдл.доп>0,1 Iном.ш

Выбираем кабель АВВГ-3х120+1х70 с Iдоп=200А.

Дя остальных групп выбор сведем в таблицу 5.3

Таблица 5.3 - Выбор силовых пунктов

№группы	Iр, А	Тип шкафа	Питающий абель	Iдл, А	кзIз
2	102,43	ШРII-73705 8х100	АВВГ-3х50+1х25	110	33
3	163,87	ШРII-73705 8х100	АВВГ-3х95+1х50	170	33
6	87,72	ШРII-73705 8х100	АВВГ-3х35+1х25	90	26,4
7	189	ШРII-73705 8х100	АВВГ-3х120+1х70	200	33

Выбор кабелей для шинопроводов

Группа №1 Iр=96,66А; Iз=160А; кз=0,33 так как l>6 Iдоп>0,1 Iном.ш

Iдоп>96,66 Iдоп>160 0,33=52,8 Iдоп>0,1 1600=160А

Выбираем кабель АВВГ-3х95+1х50 с Iдоп=170А.

Таблица 5.4 - Сечение кабелей, питающих шинопроводы

№группы	Iр, А	Iз, А	кзIз	0,1 Iн.ш, А	Марка кабеля	Iдоп, А
1	96,66	160	52,8	160	АВВГ-3х95+1х50	170
4	102,75	160	52,8	160	АВВГ-3х95+1х50	170
5	115,58	160	52,8	160	АВВГ-3х95+1х50	170
8	97,82	160	52,8	160	АВВГ-3х95+1х50	170
9	114,65	160	52,8	160	АВВГ-3х95+1х50	170



Питание всех групп осуществляется от магистрального шинопровода ШМА-1600с Iн=1600А.

Выбор троллейных линий.

Питание кран балок осуществляется при помощи троллейных линий.

Расчет троллейных линий сводится к выбору размеров угловой стали, удовлетворяющего условиям нагрева и допустимой потере напряжение. Первое условие проверяем, сравнивая расчетный ток Ip с допустимым током угловой стали Iдоп [2].

Ip >Iдоп(5.2)

Величину Iр троллейной линии берем из расчета электрических нагрузок.

Выбранный размер угловой стали проверяем на допустимую потерю напряжения

U=m l

где m - удельная потеря напряжения, определяемая в зависимости от пикового тока Iпик,%/м;

l - расстояние от точки присоединения питающей линии до наиболее удаленного конца троллей, м.

Выбор троллейных линий сводим в таблицу.

Таблица 5.2 - Выбор троллейных линий

№ кран-балки	Iр, А	Iкр, А	размеры сечения	Iпик, А	l, м	Uдоп, %
14	87,94	397,94	60х60х6	416	70	5,38



6. Светотехнический расчет цеха

Согласно [8] величина требуемой освещенности при выполнении общего освещения для -- нестандартного спецтехнологического оборудования -- 300 лк при выполнении освещения с использованием ламп ДРЛ.

Также проектируем в цехе эвакуационное освещение с расположением ламп накаливания вдоль главного прохода, требуемая освещенность при этом не менее 0,5 лк. [8].

Производим светотехнический расчет общего освещения участка №1 вагоноремонтного депо. Принимаем светильники типа РСП17 с лампами ДРЛ и кривой силы света « Г ».

Расчетную высоту Нр, найдем по формуле:

Нр = H - hр - hc, м

где Н -- высота помещения, м. Принимаем Н = 8,4 м;

hр -- высота рабочей поверхности, м. Принимаем hр = 0,8 м;

hc -- высота свеса светильников. Принимаем hc = 1,2 м.

Нр = 8,4 - 1 - 0,4 = 7 м.

Оптимальное расстояние между рядами Lопт., находим по формуле:

L = э h, м

где э -- коэффициент, учитывающий экономичность установки. По [8] принимаем э = 1,1.

L = 1,1 7 = 7,7 м.

Расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены l, находим по формуле:

l = (0,3/ 0,5) L, м. (6.3.)

l = 0,57,7 = 3,85 м.

Принимаем l = 3,85 м.

Число светильников в одном ряду NR, находим по формуле:

NR = ((А - 2 l ) / L) + 1

где А -- длина помещения, м. А = 102 м.

NR = ((102 - 2 3,85 ) / 7,7) + 1 = 4,67.

Принимаем NR = 5.

Число рядов светильников R, находим по формуле:

R = ((В - 2 l) / L) + 1

где В -- ширина помещения, м. В = 36 м.

R = ((36 - 2 3,85 ) / 7,7) + 1 = 13,24.

Принимаем R = 15.

Действительное расстояние между светильниками LA, и между рядами LR, находим по формулам:

LА = (А - 2l) / (NR -1), м;

LВ = (B - 2 l) / (R -1), м;

LА = (102 - 2 3,85) / (15 -1) = 6,735 м;

LВ = (36 - 2 3,85) / (5 -1) = 7,075 м.

Число светильников в помещении Nсв, находим по формуле:

Nсв = R NR ;

Nсв = 5 15 = 75.

Находим индекс помещения

l = (А В) / (Нр (А + В));

l = (102 36) / (7 (102 + 36)) = 3,8.

По [8] для помещения с коэффициентом отражения света от потолка, стен и рабочей поверхности соответственно п = 50%, с = 30%, р = 10% = 0,772.

Определяем Ф поток ламп

Ф = (Е Кз S Z) / (N ), лм.

где Е -- Заданная минимальная освещенность, лк. Принимаем Е = 300 лк;

Кз -- коэффициент запаса, для ламп ДРЛ -- Кз = 1,5;

S -- площадь цеха, м2;

Z -- отношение Еср / Е min, Z = 1,1 по [8];

-- коэффициент использования светового потока.

Ф = (300 1,5 102 36 1,1 ) / (45 0,772) = 20928,5 лм.

Принимаем лампы ДРЛ-400, мощностью 400 Вт, световой поток лампы Фл.ном = 23 000 лм по [8].

Для отстальных участков расчет сведем в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

№ участка	Нр	L	l	R	NR	LB	LR	Ф	Тип лампы	ФЛ
1	7	7,7	3,85	5	15	7,075	6,735	20928,5	ДРЛ400	23000
2	7	7,7	3,85	3	6	8,15	5,66	20952,4	ДРЛ400	23000
3	7	7,7	3,85	3	6	8,15	5,66	20952,4	ДРЛ400	23000
4	7	7,7	3,85	3	3	8,15	11,15	37096,7	ДРЛ700	40000



Эвакуационное (аварийное) освещение прохода цеха рассчитываем точечным методом. Определим освещенность в точке А -- самом удаленном месте от светильников. Необходимый световой поток лампы для точки определим по выражению:

ФА = (1000 Е К) / ( е), лм.

где -- коэффициент, учитывающий действие более далеких светильников и отраженную составляющую.

H=7м, d=10м.

Выбираем 7 ламп накаливания Б 215-225-220, мощностью 200 Вт, световым потоком Фл = 2920 лм. Е= ( Ф е) /1000 К), лм.

Е=(29201,11,1)/(10001,7)=2,07>0,5лк. Выбранная система аварийного освещения соответствующая нормам.

7. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности

Перед выбором цеховых трансформаторов произведем расчет нагрузок цехов, используя формулы (4.1),(4.4) и (4.5). Пример такого расчета был показан в втором пункте записки и расчет для остальных цехов производим аналогично. В формуле (4.4) kp'=kp. Нагрузку цехов разбиваем на группы электроприемников с одинаковым коэффициентом использования и коэффициентом мощности.

Таблица 7.1 - Установленная мощность электроприемников

№	Электроприемники	Установленная мощность	ки	cos
1.Ремонтно-заготовительный
1	Вентиляция	110	0,8	0,8
2	Насосы	40	0,7	0,85
3	Нагревательные приборы	400	0,8	1,0
4	Лифты	105	0,35	0,5
5	Станки мелкосерийного производства	40	0,14	0,5
2.Электроцех
1	Вентиляция	100	0,8	0,8
2	Сушильные шкафы	200	0,8	1
3	Краны	200	0,35	0,5
4	Сварочные двигатель -генераторы	200	0,3	0,65
5	Индукционные печи низкой частоты	500	0,7	0,35
6	Металлорежущие шлифовальные станки	200	0,35	0,65
3. Склад
1	Вентиляция	80	0,8	0,8
2	Краны	100	0,35	0,5
3	Сушильные шкафы	50	0,8	0,1
4. Управление депо
1	Вентиляция	100	0,8	0,8
2	Нагревательные приборы	100	0,8	1,0
3	Холодильное оборудование	50	0,69	0,9
5. Вагонное депо
1	Вентиляция	100	0,8	0,8
2	Сушильная камера	150	0,8	1,0
2	Краны	200	0,35	0,5
4	Насосы	150	0,7	0,85
№	Электроприемники	Установленная мощность	ки	cos
5	Нагревательные приборы	200	0,8	1,0
6	Конвейер	150	0,55	0,75
7	Металлорежущие станки	100	0,17	0,65
6. Сушильно-окрасочный цех
1	Вентиляция	300	0,8	0,8
2	Краны	100	0,35	0,5
3	Сушильные шкафы	300	0,8	1,0
4	Конвейер	200	0,55	0,75
5	Компрессоры	200	0,7	0,85
6	Насосы	200	0,7	0,85
7	Шлифовальные установки	100	0,35	0,65
7. Деревообрабатывающий цех
1	Сушильные камеры	300	0,8	1,0
2	Вентиляция	400	0,8	0,8
3	Краны	200	0,35	0,5
4	Конвейеры	200	0,55	0,75
5	Деревообрабатывающие станки	1000	0,17	0,65
6	прессы	500	0,24	0,65
8. Колесно-тележечный цех
1	Вентиляция	100	0,8	0,8
2	Сушильная камера	150	0,8	1,0
3	Краны	100	0,35	0,5
4	Конвейеры	50	0,55	0,75
5	Прессы	200	0,17	0,65
6	Металлорежущие станки	100	0,17	0,65
7	Шлифовальные станки	150	0,35	0,65
8	Сварочные трансформаторы	150	0,2	0,4
9	Насосы	200	0,7	0,85
10	Печи	200	0,8	1,0
9. Производственный корпус
1	Вентиляция	50	0,8	0,8
2	Краны	50	0,35	0,5
3	Печи	50	0,8	1,0
4	Металлорежущие станки	800	0,17	0,65
5	Сварочные трансформаторы	100	0,2	0,4

Расчет цеховых нагрузок покажем на примере цеха №2. Разбиваем нагрузки по группам с одинаковым коэффициентом использования и коэффициента мощности.

Принимаем эффективное число электроприемников 70.

Средневзвешенный коэффициент использования

Коэффициент расчетной нагрузки Кр =f(nэ=70, Ки.ср.вз=0,56.)=0,78.

Расчетную активную нагрузку группы электроприемников определяем по выражению

Расчетная реактивная мощность

Аналогичный расчет производим для остальных цехов, результаты расчета заносим в таблицу 7.2.



Таблица 7.2 - Расчетные нагрузки цехов

№ цеха	Ppc, кВт	Qpc, квар	Ppo, кВт	Qpo, квар	Pp, кВт	Qp, квар
1	576,1	301,5	126	218,32	702,1	219,74
2	616,2	990,55	126	218,32	742,2	1208,87
3	118,15	92,33	27	46,764	145,15	139,094
4	155,6	61,36	151,2	73,23	306,8	134,59
5	507,6	278,84	264	457,25	771,6	736,09
6	752	441,75	99	171,27	851	613,02
7	721	558,3	81	140,3	802	698,6
8	520,96	615,7	79,2	137,2	600,16	452,9
9	169,85	266,1	72	124,7	241,85	390,8
10	254,4	166,05	27	46,76	281,4	212,81
4,6,10					1359,8	1083,45
8,9					815,85	742,94
2,3					881,845	1347,17

Расчётную осветительную нагрузку цеха определяем методом удельных плотностей нагрузок. Согласно данному методу, расчетная активная нагрузка группы приемников находится по выражению

Рро=Руд. S,

где Руд. - удельная мощность общего равномерного освещения на 1 м2 площади цеха; S-площадь цеха, м2

Используя масштаб, находим действительные площади всех зданий

S1=10640 м2S2=10600 м2 S3=4500 м2 S4=3600 м2

S5=22000 м2 S6=5500 м2 S7=4500 м2 S8=6600 м2

S9=6000 м2 S10=3000 м2.

Руд принимаем по [6] равным

Руд1,6,7=18 Вт/м2; Руд2,5,8,9=12 Вт/м2;Руд3=6 Вт/м2; Руд4=21 Вт / м2.

По (4.1) расчётная осветительная нагрузка цеха соответственно равна

Рро1=126 кВтРро2=126 кВтРро3=27 кВтРро4=151,2 кВт

Рро5=264 кВтРро6=99 кВт Рро7=81 кВтРро8=79,2 кВт

Рро9=72 кВт Рро10=27 кВт

Для освещения административно-хозяйственного корпуса используются светильники с люминесцентными лампами, для компрессорной и насосной - с лампами накаливания, в остальных цехах - с лампами ДРЛ. Коэффициент мощности нагрузки принимаем для ЛЛ - 0,95; ДРЛ - 0,5, ЛН - 1,0.

Выбор средств компенсации реактивной мощности (РМ) в электрических сетях промышленных предприятий с присоединенной мощностью 750 кВА и более производим в соответствии с РТМ 36.18.32.6-92 “Указания по проектированию установок компенсации реактивной мощности в электрических сетях общего назначения”. В качестве источника РМ на данном промышленном предприятии проектируем использовать батареи статических конденсаторов напряжением до 1 кВ. Учитываем также РМ, которую целесообразно получать из энергосистемы. Конденсаторные установки на напряжении выше 1кВ на данном предприятии применять не рекомендуется, в связи с отсутствием непрерывного режима работы. Ограничение применения батарей высоковольтных конденсаторов объясняется трудностями осуществления частой коммутации емкостных нагрузок.

Расчет компенсации РМ производим в несколько этапов. Первоначально предприятие разбиваем на несколько технологически концентрированных групп цеховых трансформаторов одинаковой мощности. В пределах каждой группы все трансформаторы имеют одинаковый коэффициент загрузки и один вид компенсирующих устройств, которые предполагаем использовать. Предварительно определяем расчетные нагрузки трансформаторов, учитывая предельные возможности передачи мощности по линиям до 1 кВ (приблизительно 300 кВА).

Для каждой группы трансформаторов принимаем единичную номинальную мощность и коэффициент загрузки, после чего определяем минимальное число трансформаторов

Для цеховых ТП принимаются в основном трансформаторы мощностью

630 - 1000 кВА, чем будем руководствоваться и мы.

Наибольшее значение РМ, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1 кВ при принятом коэффициенте загрузки трансформаторов т, определяем по выражению.

Коэффициент 1,1 учитывает допустимую систематическую перегрузку масляных трансформаторов.

Суммарную мощность БНК по критерию выбора минимального числа трансформаторов определяем по формуле

Qнк1=Qрн-Qт,квар

где Qрн - расчетная реактивная нагрузка до 1 кВ рассматриваемой группы трансформаторов.

Если Qнк1<0, то принимаем Qнк1 =0.

Величину Qнк1 распределяем между цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным нагрузкам. Затем выбираем стандартные номинальные мощности БНК для сети до 1 кВ каждого трансформатора.

Разбиваем предприятие на следующие технологически концентрированные группы

1-ремонтно-заготовительный корпус

2-электроцех, склад

3-заводоуправление, вагонное депо, компрессорная

4-сушильно-окрасочный цех

5-деревообрабатывающий цех

6-производственный корпус, колесно-тележечный корпус.

На примере первой группы произведем выбор батарей конденсаторов, устанавливаемых в сети до 1 кВ.

Определяем число цеховых трансформаторов

Принимаем 2 трансформатор ТМЗ-630/10.

Наибольшее значение РМ, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1 кВ

Суммарная мощность БНК

Qнк1=1347,17-404,3=942,87 квар. Принимаем 2хУКМ58-0,4-536-67-У3 с Qнк1 =536 квар.

Остальные расчеты производим аналогично и заносим в таблицу 7.3.

Таблица 7.3 - Число и мощность цеховых трансформаторов

№ группы	Pp, кВт	Qp, квар	т	число и мощность тр-ров	Qт, квар	Qнк1, квар
1	702,1	519,74	0,7	1*630	669,6	0
2	887,945	1347,17	0,7	2*630	404,3	942,87
3	1359,8	1083,45	0,7	2*1000	722,9	360,55
4	851	613,022	0,7	2*630	465,93	147,092
5	802	698,6	0,7	2*630	545,98	152,62
6	815,85	742,94	0,7	2*630	525,05	217,89

Выбираем стандартные номинальные мощности БНК

2-ая группа 2хУКМ58-0,4-536-67-У3

3-ая группа 2х УКМ58-0,4-200-33 1/3-У3

4-ая группа 2хУКМ58-0,4-100-33 1/3-У3

5-ая группа 2хУКМ58-0,4-100-33 1/3-У3

6-ая группа 2хУКМ58-0,4-100-33 1/3-У3

Рассчитываем экономическое значение реактивной мощности, потребляемой из сети энергосистемы.

Величина k1 принимается равной коэффициенту увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию kw (по сравнению со значениями основной ставки а=60 руб/(кВтгод) и дополнительной ставки b=1,810-2 коп/кВт*ч, установленными для Беларуси прейскурантом №09-01, введенным в действие с (01.01.91 г), который определяется по формуле

Определим потери мощности в трансформаторах.

Для остальных групп расчет потерь аналогичен и его результаты сводим в таблицу 7.4.

Таблица 7.4 - Потери мощности в трансформаторах

№ группы	Число и мощность тр-ров	Рхх кВт	Ркз кВт	Iхх %	Uк %	т	Р, кВт	Qхх квар
1	1х630	1,31	7,6	1,8	5,5	0,69	9,85	55,98
2	2х630	1,31	7,6	1,8	5,5	0,733	10,78	59,91
3	2х1000	1,9	10,8	1,2	5,5	0,76	16,27	87,53
4	2х630	1,31	7,6	1,8	5,5	0,75	11,17	61,66
5	2х630	1,31	7,6	1,8	5,5	0,75	11,17	61,66
6	2х630	1,31	7,6	1,8	5,5	0,77	11,74	64,52

Определяем годовое число использования максимальной РМ при потреблении, не превышающем экономическое значение.

По [2] находим коэффициент одновремённости использования максимума нагрузки Ко=0.9.

Рр=0,955779,258=5490,295 кВт.

Qр=0,94458,52=4235,594 квар.

Qэ=9102,35 0,46=4187,08 квар.

Q'=7159-2072-1016,4-4187,08=-116,4 квар.

Экономический эффект и срок окупаемости средств компенсации реактивной мощности.

Установка КУ снижает потери электрической энергии, при этом экономия полученная за счет этих потерь может покрыть затраты на установку КУ, а так же получить некоторый экономический эффект З. По величине экономического эффекта и времени окупаемости КУ мы можем судить о целесообразности их установки и принять решение об их использовании.

Экономический эффект определяем разностью приведенных затрат



З=З1-З2,(7.21)

где З1 - приведенные затраты на установку КУ;

З2 - после их установки.

В приведенных затратах также учитываем сэкономленные потери электрической энергии и средства компенсации реактивной мощности.

З1=И1пот

З2=ЕнКку+Ику+И2пот(7.23)

где И1пот и И2пот - соответственно стоимость потерь электроэнергии до и после компенсации, имеющие место в электрических сетях завода и системы;

Кку - стоимость установленных КУ;

Ику - издержки по эксплуатации КУ.

Ику=Иам ку+Иэкс ку +Ипот ку

где Иам ку - амортизационные отчисления на КУ;

Иэкс ку - эксплуатационные расходы на КУ;

Ипот ку - стоимость потерь электроэнергии в КУ.

Принимаем удельные потери в КУ 0,0004 кВт/квар.

Средняя стоимость электроэнергии

Определяем годовые потери электроэнергии в внутризаводских трансформаторах и линиях.

Потери активной энергии в трансформаторах

Перед определением потерь в линиях внутризаводского электроснабжения предварительно выберем сечение кабелей выбор кабелей в пункте12.

Аналогично находим потери энергии в ТП и линиях после и до компенсации. Все расчеты сводим в таблицу 7.6 и таблицу 7.7.

Таблица 7.7 - Потери энергии в трансформаторах

№ тп	Число тр-ров	Рхх кВт	Ркз кВт	S кВА		Wхх кВтч	Wкз кВтч
до компенсации
ТП1	2х630	1,31	7,6	873,54	0,693	22951	14600
ТП2	2х630	1,31	7,6	1610,18	1,27	22951	49032
ТП3	2х1000	1,9	10,8	1738,65	0,87	33288	32698
ТП4	2х630	1,31	7,6	1048,8	0,832	22951	21044
ТП5	2х630	1,31	7,6	1063,6	0,844	22951	21655
ТП6	2х630	1,31	7,6	1103,43	0,876	22951	23328
						148043	162357
После компенсации
ТП1	2х630	1,31	7,6	873,54	0,693	22951	14600
ТП2	2х630	1,31	7,6	923,87	0,733	22951	16334
ТП3	2х1000	1,9	10,8	1521,9	0,76	33288	24953
ТП4	2х630	1,31	7,6	945,93	0,75	22951	17100
ТП5	2х630	1,31	7,6	944,35	0,75	22951	17100
ТП6	2х630	1,31	7,6	978	0,77	22951	18025
						148043	108112

Таблица 7.8 - Потери энергии в линиях

№ линии	r0 Ом/км	l км	r Ом	S КВА	Р кВт	W МВтч
До компенсации
ГПП-РП	0,104	2	0,208	12264,74	625,76	1251,52
РП-ТП4	0,625	0,015	0,0093	659,63	0,08	0,16
РП-ТП3	0,625	0,13	0,081	1039,86	1,75	3,5
РП-ТП1	0,447	0,3	0,1341	1324,8	4,707	9,414
ТП1-ТП6	0,625	0,09	0,056	757,25	0,642	1,284
РП-ТП5	0,447	0,22	0,098	1786,15	6,253	12,506
ТП5-ТП2	0,625	0,11	0,69	1047,8	1,515	3,030
					640,7	1281,414
после компенсации
ГПП-РП	0,104	2	0,208	11223,44	524	1048
РП-ТП4	0,625	0,015	0,0093	601,08	0,067	0,134
РП-ТП3	0,625	0,13	0,081	919,67	1,37	2,74
РП-ТП1	0,447	0,3	0,1341	1258,75	4,25	8,5
ТП1-ТП6	0,625	0,09	0,056	689,13	0,532	1,064
РП-ТП5	0,447	0,22	0,098	1318,5	3,407	6,814
ТП5-ТП2	0,625	0,11	0,69	631,055	0,55	1,1
					534,176	1068,352

Определяем потери в трансформаторах ГПП 2x25 МВА. Коэффициент загрузки трансформаторов =0,7, коэффициент мощности cos=0,9. Параметры трансформаторов Pхх=25 кВт, Pкз=120 кВт.

В рабочем режиме трансформатор загружен мощностью S=0.7Sном=0,725000=17500 кВА.

Из них активной мощностью загружен на , реактивной мощностью -

Считаем, что данная реактивная мощность протекает по трансформатору после компенсации, соответственно до компенсации по нему будет протекать реактивная мощность Q1=Q2+Qнк1/2=7628+2072/2=8664 квар.

В рабочем режиме генератор загружен на 95% от номинальной, соответственно по линиям протекает мощность S=0,95Sном=0,95200000/0.85=223,53 кВА.

Из них активной мощностью загружен на , реактивной мощностью - .

Считаем, что данная реактивная мощность протекает по линиям после компенсации, соответственно до компенсации по нему будет протекать реактивная мощность Q1=Q2+Qнк1/2=117,75+2,072=119,822 квар.

Определяем потери мощности и энергии в КУ

Р=0,004 2072=8,288 кВт, W=8,288 2000=16,57 МВтч.

Стоимость УКМ58-0,4-100-33 1/3-У3 - 1190 руб, УКМ58-0,4-200-33 1/3-У3 - 2090Б руб, УКМ58-0,4-536-67-У3 - 4560 рув ценах 1991 года.

Суммарная стоимость КУ Кку=(61190+22090+24560)1300=26572 тыс.руб.

Издержки по эксплуатации КУ

Иам ку =0,044 26572=1169,17 тыс.руб.

Иэкс ку =0,03 26572=797,16 тыс.руб.

Ипот ку =Wср=16,5768=1126,76 тыс.руб.

Ику=Иам ку+Иэкс ку +Ипот ку=1169,17+797,16+1126,76=3093,09 тыс.руб.

Суммарные потери в элементах электроснабжения

И2пот =ср (Wт+Wл+Wт25МВА+Wл до сист +Wсист)=

=68 (256,155+1068,352+673,2+315,11+1376,46)=3698,268=250870,8 тыс.руб.

И1пот =ср (Wт+Wл+Wт25МВА+Wл до сист +Wсист)=

=68(310,4+1287,414+686,16+332,47+1390)=4000,4468=272030,192 тыс.руб.

З1=272030,192 тыс.руб.

З2=26572 0,12+3093,09+250870,8=257152,53 тыс.руб.

З=27203 0,192-257152,53=14877,66 тыс.руб.

Так как З=14877,66 тыс.руб.>0 и Ток=1б47<8,3 года, то установка КУ экономически целесообразна.

8. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок

Таблица 8.1 - Расчётные значения мощностей

№ цеха	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ррс, кВт	576,1	616,2	118,15	155,6	507,6	752	721	520,96	169,85	254,4
Рро, кВт	126	126	27	151,2	264	99	81	79,2	72	27
Рр, КВт	702,1	742,2	145,15	306,8	771,6	851	802	600,16	241,85	281,4

Для составления картограммы нагрузок находим центр нагрузки для каждого цеха и сводим данные в таблицу 8.2.

Таблица 8.2 - Координаты центров электрических нагрузок

№ цеха	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Х, мм	225	75	50	245	395	400	100	335	180	260
У, мм	277	130	245	185	200	25	23	380	375	90

Принимаем декартову систему координат, находим координаты (мм) центра электрических нагрузок каждого цеха.

Для определения радиуса окружности, характеризующей электрическую нагрузку, примем масштаб М=0,5 кВт / мм2

R=(Ррс / 3,1416 М)0..5

Таблица 8.3 - Радиус и угол осветительной нагрузки

№ цеха	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
R, мм	21	22	9	14	22,2	23,2	22,6	19,6	12,4	13,4
(а),град	64,6	61,1	67	177,5	123,2	42	36,4	47,5	107,2	34,5

По данным таблицы 8.3 строим картограмму.

Центр электрических нагрузок находится в точке А(246; 169,24).

9. Разработка схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1кВ

При разработке схемы электроснабжения следует предусматривать раздельную работу линий и трансформаторов, так как при этом снижаются токи короткого замыкания, упрощаются схемы релейной защиты и коммутации.

Распределение электрической энергии на территории промышленного предприятия на напряжение 10 кВ может выполняться по радиальным, магистральным или смешанным сетям в зависимости от расположения потребителей, их мощностей и требуемой степени надежности.

Радиальные схемы применяются в случае, когда нагрузки расположены в различных направлениях от источника питания. Они используются для питания крупных сосредоточенных нагрузок и для цеховых ТП, расположенных вблизи (до 100 м) от РП. При этом предусматривается глухое присоединение трансформаторов. Взаимное резервирование одно-трансформаторных ТП осуществляется при помощи кабельных перемычек на вторичном напряжении между соседними ТП. Пропускная способность перемычек должна составлять 20 - 30% мощности трансформатора.

Магистральные схемы следует принимать при упорядоченном расположении ТП, когда линии могут быть проложены без значительных обратных потоков энергии. Число трансформаторов, присоединенных к одной магистрали, не должно превышать 2…3 при мощности трансформаторов 1000…2500 кВА, 4…5 при мощности 250…630 кВА. Магистрали бывают одиночные и двойные сквозные. Наибольшее применение находят двойные сквозные магистрали. При двойных сквозных магистралях допускается глухое присоединение трансформаторов.

Ящики сборных шин РП набираем из камер КСО - 285. Кабели напряжением 10 кВ проложены в земле.

При разработке схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1кВ необходимо учитывать:

1) Категорию потребителей

2) Величину потребляемой мощности

3)Территориальное расположение потребителя

Центральный Распределительный Пункт предназначен для распределения электроэнергии между потребителями на том же направлении, на каком электроэнергия поступила.

Располагаем РП в цехе с большим потреблением электроэнергии и наиболее близко расположенному к центру электрической нагрузки т.А (246;169,24), поэтому располагаем РП в вагонном депо.

Электроснабжение будет осуществляться по радиальной и двойной сквозной магистральной схеме питания электроприемников.

10. Расчет токов короткого замыкания на напряжении 10 кВ

Расчетным видом КЗ является трехфазное, т.к. при нем обычно значения получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном и однофазном. Расчет токов КЗ должен рассчитываться на сборных шинах ГПП и РП.

Завод получает питание от ГПП на напряжении 10 кВ, расположенной на расстоянии 2 км, на которой установлены два трансформатора мощностью 25 МВА. На удалении 75 км от ГПП расположена ТЭЦ с генератором ТГВ-200-2У3 (Pн=200 МВт, cos=0,85, Xd''=0.19), подключенном к сети 110 кВ с помощью трансформатора ТДЦ-250000/110, Uк=10,5%. На расстоянии 165 км расположена ГРЭС, на которой установлены пять генераторов ТГВ-300-2У3 (Pн=300 МВт, cos=0,85, Xd''=0.195), подключенные с помощью трансформаторов ТДЦ-400000/110, Uк=10,5%. На основании приведенных данных производим расчет токов короткого замыкания в двух точках К1 (на шинах ГПП) и К2 (на шинах РП).

Для вычисления токов КЗ составляем расчетную схему, включая все элементы, по которым протекают токи к выбранным точкам. По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим сопротивлением. Генераторы, трансформаторы, высоковольтные линии и короткие участки распределительных сетей представляем индуктивными сопротивлениями. Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах, при котором все расчетные данные приводим к базисным напряжению и мощности.

Задаемся базисными условиями Sб = 300 МВА; Uб = 10,5 кВ;



Iб=Sб / (1.73Uб)=300 / (1,7310,5)=16,5 кА.

По [12] для турбогенераторов мощностью от 100 до 1000 МВт Е*=1,13.

Аналогично определяем сопротивления генератора и трансформатора на ТЭЦ

Так как секционные выключатели на ГПП и ЦРП находятся в нормально отключенном состоянии, а генераторы на ГРЭС включены параллельно.

Ток установившегося КЗ на шинах 10 кВ ГПП