1 Загальна частина

1.1 Коротка характеристика волочильної дільниці цеху та його електроприймачів, їх призначення, категорія та режим роботи

Основним видом продукції метизного виробництва є стальний дріт, який служить вихідною заготовкою для виготовлення канатів, болтів, заклепок, пружин, зварювальних електродів, цвяхів та інших виробів, що широко використовуються у всіх галузях народного господарства.

На проектованій волочильній дільниці цеху встановлено 3 волочильні стани 632/7 - потужністю 100 кВт кожний, 3 волочильні стани UDS 633/9 - потужністю 93 кВт кожний, 2 волочильні стани WGT 41/21 - потужністю 13 кВт кожний, 2 волочильні стани SM 41/250 - потужністю 13 кВт кожний, 10 намотувальних станів - потужністю 15 кВт кожний. Всі стани працюють у тривалому режимі та відносяться до споживачів другої категорії.

На ВАТ “Силур” експлуатується велика кількість електричних кранів та електротельферів, які розрізняються за призначенням та конструктивним виконанням. Основною функцією електричного крана є підйом вантажу та перенесення його на визначену відстань. Для привода кранів і електротельферів характерним є повторно-короткочасний режим роботи з тривалістю вмикань 15%, 25%, 40%, 60%. На волочильній дільниці цеху установлено 2 мостових крана потужністю 12,5 кВт з ТВ=40% кожний.

Для безперервної вентиляції повітря у цеху установлені витяжні установки. Для вентиляції волочильної дільниці цеху установлено 2 витяжні установки потужністю 22 кВт кожна.

По всій площі волочильної дільниці цеху 1600 м² установлені лампи освітлення. Електроосвітлювальні установки є однофазними електроприймачами. Лампи світильників мають потужності від десятків ватт до декількох кіловатт і живляться напругою до 220 В при чотирьохпровідній системі напругою 380 – 220 В. У випадках, коли відключення освітлення загрожує безпеці людей або інших вимог, передбачається система аварійного освітлення з гарантованим живленням від неї окремих ламп або спеціально виділених для цього з числа ламп загального освітлення.

1.2 Вибір роду струму та величини напруги живильних і розподільних мереж, та коротка характеристика джерела живлення

Велике значення при проектуванні систем енергопостачання має вибір роду струму та значень напруги, оскільки їх величинами визначають параметри лінії електропередач, параметри обраного електроустаткування підстанцій, розподільних пунктів мереж, а отже, - розміри капіталовкладень, витрати кольорових металів, величина витрати електроенергії, експлуатаційні витрати, а також безпека.

Джерелом живлення проектованої мережі 6 кВ є РП – 6 кВ, що складається з двох секцій. Проектовані лінії живляться від різних секцій 6 кВ через вимикачі. РП – 6 кВ – закрите у приміщенні з установленими чарунками.

Для живлення електроприймачів волочильної дільниці цеху беремо напругу 0,4 кВ змінного струму. Так як джерело живлення мережі РП – 6 кВ має напругу 6 кВ, то беремо вищу напругу 6 кВ змінного струму.

2 Розрахункова частина

2.1 Розрахунок електричного навантаження

Розрахунок електричних навантажень проводиться за методом упорядкованих діаграм. Вони необхідні для розрахунку потужності трансформаторів, розрахунку установок релейного захисту, вибору струмоведучих частин і високовольтного обладнання проектованої підстанції. Для розрахунку електричних навантажень маємо відомість навантажень.

Таблиця 2.1- Відомість електричних навантажень

№	Найменування електроприймача	Потужність одного ЕП, Рп, кВт	Кіль-кість n, шт.	Коеф. Використання Квик	Коефіцієнт потужності
					сos	tg
1	Стан волочильний 632/7	100	3	0,45	0,75	0,88
2	Стан волочильний UDS 633/9	93	3	0,45	0,7	1,02
3	Стан волочильний WGT 41/21	13	2	0,4	0,7	1,02
4	Стан волочильний SM 41/250	13	2	0,4	0,7	1,02
5	Намотувальний стан	15	10	0,3	0,6	1,33
6	Витяжна установка	22	2	0,6	0,8	0,75
7	Кран мостовий ТВ=40 %	12,5	2	0,2	0,5	1,73
8	Освітлення	q=0,01 кВт/м^2	S=1600 м^2	0,9	0,95	0,33

Визначаємо установлену номінальну потужність ЕП у тривалому режимі

Р_{ном i}=Р_пi , кВт (2.1)

де Р_{п i} - паспортна потужність одного ЕП, кВт.

Для ЕП, працюючих у повторно – короткочасному режимі (ПКР) приводимо їх роботу до тривалого режиму

Р_{ном i}=Р_{п i} , кВт (2.2)

де Р_{п i} - паспортна потужність одного ЕП, кВт,

ТВ%- повтор увімкнень, %.

Освітлення розраховується по формулі

Р_ном=Sq, кВт (2.3)

де S – площа дільниці цеху, м²,

q = 0,01кВт/м²

Стан волочильний 632/7	Рном1= Рп1 =100 кВт,
Стан волочильний UDS 633/9	Рном2= Рп2 =93 кВт,
Стан волочильний WGT 41/21	Рном3= Рп3 =13 кВт,
Стан волочильний SM 41/250	Рном4= Рп4 =13 кВт,
Намотувальний стан	Рном5= Рп5 =15 кВт,
Витяжна установка	Рном6= Рп6 =22 кВт,
Кран мостовий ТВ=40 %	Рном7= Рп7 =12,5 =7,9 кВт,
Освітлення	Рном8=qS=0,011600=16 кВт,

Визначаємо сумарну установлену потужність при ТВ=100% для кожної групи ЕП і в цілому по дільниці цеху.

Р_{н i}=Р_{ном i}n _i , кВт (2.4)

де Р_{ном i} - установлена номінальна потужність ЕП у тривалому режимі,

n _i - кількість ЕП, шт.

Р_н1= Р_ном1n₁=1003=300 кВт.

Потужність інші електроприймачів розраховуємо аналогічно. Отримані дані заносимо у таблицю 2.2.

Сумарна установлена потужність по дільниці цеху

Р_ном= _{н і}=300+279+26+26+150+44+15,81+16=856,81 кВт.

Визначаємо середнє значення активної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну з кожної групи ЕП і в цілому по дільниці цеху

Р_{зм i}=К_{вик i} Р_{н i}, кВт (2.5)

де К_{вик i} - коефіцієнт використання ЕП,

Р_{н i} - сумарна установлена потужність ЕП при ТВ=100%, кВт.

Р_зм1= К_вик1 Р_н1=0,45300=135 кВт.

Інші електроприймачі розраховуємо аналогічно. Отримані дані заносимо у таблицю 2.2.

Середнє значення активної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну в цілому по дільниці цеху

Р_зм = _{зм i}= 135+125,55+10,4+10,4+45+26,4+3,16+14,4=370,31 кВт.

Отримані дані заносимо у таблицю 2.2.

Визначаємо середнє значення реактивної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну з кожної групи ЕП і в цілому по дільниці цеху.

Q_{зм i}=P_{зм i}  tg _i, квар (2.6)

де Р_{зм i} – середнє значення активної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну з кожної групи ЕП, кВт,

tg _i – коефіцієнт потужності.

Q_зм1= Р_зм1 tg ₁=1350,88=118,8 квар.

Потужність інші електроприймачів розраховуємо аналогічно. Отримані дані заносимо у таблицю 2.2.

Середнє значення реактивної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну в цілому по дільниці цеху:

Q_зм= _{зм і}=118,8+128,06+10,61+10,61+59,85+19,8+5,47+4,75=357,95 квар.

Отримані дані заносимо у таблицю 2.2.

Визначаємо повну потужність ЕП за найбільш завантажену зміну по дільниці цеху, кВА.

S_зм= Р_змΣ ²+Q_змΣ ², кВА (2.7)

де Р_зм та Q_зм – середнє значення активної і реактивної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну по дільниці цеху, кВт и квар.

S_зм= 370,31 ²+357,95²=515,03 кВА.

Визначаємо максимальні розрахункові значення потужностей і максимальний розрахунковий струм в цілому по дільниці цеху.

Модуль силової збірки.

m=Р_{н макс}/Р_{н мiн}, (2.8)

де Р_{н макс} - максимальне номінальне значення потужності одного ЕП, кВт,

Р_{н мiн} - мінімальне номінальне значення потужності одного ЕП, кВт.

m=100/7,9113.

Згідно з [1] с.55, число m може бути більш, менш або дорівнювати 3.

У даному випадку m>3.

Середній коефіцієнт використання групи ЕП.

К_вик =Р_змΣ / Р_номΣ , (2.9)

де Р_зм - середнє значення активної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну по дільниці цеху, кВт,

Р_ном - сумарна установлена потужність ЕП по дільниці цеху, кВт

К_вик=370,31/856,81=0,43.

Згідно з [1] с.56 значення К_вик може бути більш, менш або дорівнювати 0,2. Квик >0,2.

Ефективне число ЕП дільниці цеху n_е визначаємо згідно з [1] с.56 із умови, що n>10, К_вик > 0,2 , m > 3, Р_нconst.

n_е= (2.10)

де Р_ном - сумарна установлена активна потужність ЕП по дільниці цеху, кВт,

Р_{н макс} - максимальне номінальне значення потужності одного ЕП, кВт.

n_е=2856,81/100=17,13 шт.

Згідно з [1] таблиця 2.13 с.54, визначаємо К_макс.

Для n_е=20 та К_вик =0,4 - К_макс=1,28.

Визначаємо активну максимальну розрахункову потужність дільниці цеху:

Р_макс= К_максР_зм, кВт (2.11)

де К_макс - коефіцієнт максимуму,

Р_зм - середнє значення активної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну, кВт.

Р_макс= 1,28370,31=474 кВт.

Визначаємо реактивну максимальну розрахункову потужність дільниці цеху.

Q_макс=Q_зм, квар (2.12)

де Q_зм - середнє значення реактивної потужності ЕП за найбільш завантажену зміну, квар.

Q_макс= 357,95 квар.

Визначаємо повну максимальну потужність дільниці цеху.

S_макс= , кВА (2.13)

де Р_макс – максимальна активна розрахункова потужність дільниці цеху, кВт,

Q_макс - максимальна реактивна розрахункова потужність дільниці цеху, квар.

S_макс=√474²+357,95²=593,97 кВА.

Визначаємо максимальний розрахунковий струм дільниці цеху.

I_макс= А (2.14)

де S_макс - повна максимальна розрахункова потужність дільниці цеху, кВА,

U_н - номінальна напруга живлення ЕП, кВ.

I_макс= =857,35 А.

Отримані дані заносимо у таблицю 2.2.