Руцкий презентация

1. «Расчёт электрических нагрузок экспериментального цеха»

Специальность: 13.02.03 Электрические станции, сети и системы
Выполнил: Руцкий Артём Леонидович, группа Э-301
Руководитель: Говоров Дмитрий Викторович
ГПОУ «Печорский промышленно-экономический техникум»
Печора, 2026 г.

2. Актуальность

Почему важен точный расчёт нагрузок?
Ошибка в расчёте
Последствия
Завышение нагрузки
Необоснованные затраты на кабели,
трансформаторы, автоматы (переплата 30–
50%)
Занижение нагрузки
Перегрузка, нагрев изоляции, аварии, простой
цеха
Особенность экспериментального цеха:
Оборудование разнородное: выпрямители, электропечи, сварочный аппарат, испытательный
стенд, тельферы, станки, вентиляция.
Режимы работы разные: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный.
Без точного расчёта невозможно правильно выбрать трансформатор и защиту.

3. Цель работы

Цель: выполнить комплексный электротехнический расчёт силовой нагрузки
экспериментального цеха и на его основе выбрать:
1.Оптимальный понижающий трансформатор цеховой подстанции.
2.Аппаратуру защиты распределительной сети.
3.Рациональную топологию сети (КТП → распределительные шкафы →
станки).
Результат: надёжное, экономичное и безопасное электроснабжение.
3

4. Задачи, решённые в работе

1.
Проанализировать теоретические методы расчёта нагрузок (коэффициента
спроса, удельной плотности, упорядоченных диаграмм).
2.
Систематизировать паспортные данные 13 электроприёмников цеха (мощности,
коэффициенты использования, cosφ).
3.
Рассчитать средние нагрузки за смену (Pсм, Qсм).
4.
Определить эффективное число приёмников и коэффициент максимума.
5.
Найти расчётные максимумы: Pр, Qр, Sр.
6.
Выбрать трансформатор, проверить коэффициент загрузки.
7.
Сгруппировать станки по трём распределительным шкафам, подобрать автоматы
и кабели.
8.
Предложить мероприятия по охране труда.
4

5. Объект и метод исследования

Объект проектирования: система распределения электроэнергии
электроцеха.
Предмет проектирования: методика упорядоченных диаграмм для
определения расчётных параметров сети.
Методы исследования: аналитическое моделирование, сравнительный
анализ методов, инженерно-технические расчёты.
Почему выбран метод упорядоченных диаграмм? – Он учитывает
эффективное число приёмников, коэффициенты использования и максимума,
даёт высокую точность для разнородных нагрузок.
5

6.

Таблица исходных данных
10
11
6000
1
2
12
3
5
6
4
7
8
9
Рисунок 1 – исходный план цеха
№ на
Наименование
схеме
оборудования
Ном.мощность,
кВт
Ки.а
cosφ
1, 2
Выпрямитель
15
0,55
0,8
4
Тельфер 2 шт.
8
0,1
0,85
5
Сварочный трансформатор
10
0,2
0,78
7
Испытательный стенд
55
0,15
0,8
8
Сверлильный станок
3
0,1
0,75
9
Наждачный станок
2,5
0,12
0,8
3
Электропечь
28,2
0,7
0,95
6
Электропечь
2
0,7
0,95
10, 11
Вентилятор
4
0,65
0,8
12
Вентилятор
5
0,6
0,8
Итого:
159,7 каждого приёмника.
На
плане цифрами 1–12 показано расположение
Самый мощный – испытательный стенд (55 кВт). Категория надёжности
цеха – III, поэтому допустима однотрансформаторная подстанция. 6

7. Расчёт средних нагрузок за смену

Формулы:
Pсм = Kи × ΣPном
Qсм = Pсм × tgφ
Результат:
Суммарная средняя активная мощность: ΣPсм = 58,29 кВт
Суммарная средняя реактивная мощность: ΣQсм = 34,77 кВАр
7

8. Коэффициенты для расчёта максимумов

Средний коэффициент использования:
Kи.ср = ΣPсм / ΣPном = 58,29 / 159,7 = 0,37
(означает, что оборудование в среднем загружено на 37% от номинала).
Эффективное число приёмников:
nэ = (ΣPном)² / Σ(Pном²·n) = 159,7² / 4594,49 = 5,55 → принимаем nэ = 6
Коэффициент максимума (по таблице для nэ= 6 и Kи=0,37):
Kм = 1,48 (показывает, во сколько раз пиковая нагрузка выше средней).
8

9. Расчётные максимумы мощности

Активная мощность:
Pр = Kм × ΣPсм = 1,48 × 58,29 = 86,27 кВт
Реактивная мощность (с повышенным коэффициентом 1, 1 так как nэ = 6 < 10):
Qр = 1,1 × ΣQсм = 1,1 × 34,77 = 38,25 кВАр
Полная мощность:
Sр = √(86,27² + 38,25²) = 94,37 кВА
Вывод: именно на эту мощность (94,37 кВА) должен быть рассчитан
трансформатор.
9

10. Выбор трансформатора

Условие выбора:
• Условие: Sном.т ≥ Sр = 94,37 кВА.
• Ближайший стандартный номинал: 100 кВА – работает в пределе, нет резерва, недопустимо.
Принимаем: трансформатор ТМГ-160/10/0,4 (герметичный масляный, мощностью 160 кВА).
• Коэффициент загрузки:
Kз = Sр / Sном.т = 94,37 / 160 = 0,59
• Норма для III категории: 0,6–0,9. Наше значение 0,59 немного ниже оптимума, но допустимо.
• Запас мощности: 41 % (≈66 кВА) – достаточно для подключения новых станков в будущем.
• Параметры трансформатора:
Напряжение ВН/НН = 10 / 0,4 кВ; потери ХХ = 0,41 кВт; потери КЗ = 2,6 кВт; схема Y/Yн-0.
10

11. Задача – сгруппировать оборудование

10
11
6000
• На плане (рисунок 1) видно, что 13 приёмников
разбросаны по цеху.
• Если питать каждый станок отдельным кабелем от КТП,
получится много линий, большие затраты.
1
2
• Решение: объединить станки в три зоны по
территориальному признаку.
12
3
• Каждая зона получает питание от отдельного
распределительного шкафа (ШР1, ШР2, ШР3), а от
шкафа уже идут короткие радиальные линии к станкам.
5
6
• Преимущества: снижение длины кабелей, удобство
обслуживания, селективность защиты.
4
7
8
9
11

12. Решение – состав групп и защитные автоматы

Состав
Шкаф
станков
∑Pном, кВт
(№)
Расчётный
ток Iр, А
Тип
автомата
защиты
Номинальны
й ток Iном, А
ШР1
1, 2, 10, 11
38,0
72,2
ВА57-35
100
ШР2
3, 5, 6, 12
45,2
75,3
ВА57-35
100
ШР3
4, 7, 8, 9
76,5
143,7
ВА57-35
200
Кабельная продукция: кабель ВВГнг-LS (медные жилы, негорючая изоляция, низкое
дымовыделение). Прокладка в напольных каналах и по стенам.
Сечения (не показаны на слайде, но в курсовой есть): для ШР1 и ШР2 – 25 мм², для
ШР3 – 50 мм².
12

13. Рисунок 2. План с распределительными шкафами и кабельными трассами

10
11
6000
Рисунок 2.
План с распределительными шкафами и
кабельными трассами
ШР1
Пояснение:
от КТП три магистрали к шкафам, от них радиальные
1
2
линии к станкам. Трассы в напольных каналах.
o к шкафу ШР1, а от него кабели идут к
ШР2
5
вентиляторам №10,11;
12
3
выпрямителям №1,2 и к общецеховым
КТП
6
o к шкафу ШР2, а от него – к электропечи №3,
4
сварочному аппарату №5, малой печи №6 и
вытяжному вентилятору №12;
o к шкафу ШР3, а от него – к испытательному
стенду №7, тельферам №4, сверлильному №8 и
наждачному №9 станкам.
ШР3
13
7
8
9

14. Рисунок 3. Однолинейная схема электроснабжения электроцеха

ВЛ-10 кВ
QS
Рисунок 3.
Однолинейная схема электроснабжения
электроцеха
FU
10 кВ
«ТМГ-160/10»
0,4 кВ
Однолинейная схема: ввод 10 кВ, трансформатор,
РУНН, линии к ШР1, ШР2, ШР3, далее к
потребителям.
Шины 0,4 кВ
QF1
ВА57-35, 100 А
QF2
ВА57-35, 100 А
QF3
ВА57-35, 200 А
ШР1
ШР2
ШР3
1, 2, 10, 11
3, 5, 6, 12
4 (2 шт.), 7,
8, 9
14

15. Охрана труда и итоги

Охрана труда (основные мероприятия):
Заземление/зануление: система TN-C-S, сопротивление контура ≤ 4 Ом.
Дифзащита: УЗО на 30 мА для розеток и испытательного стенда.
Доступ: КТП и шкафы запираются, кабели в каналах.
СИЗ: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками.
Допуск персонала: не ниже III группы (электромонтёры), II группа (операторы).
Итоги работы:
Рассчитаны нагрузки: Pр = 86,27 кВт, Qр = 38,25 кВАр, Sр = 94,37 кВА.
Выбран трансформатор ТМГ-160/10/0,4 (Kз = 0,59, запас 41%).
Разработана радиально-магистральная сеть: КТП → ШР1, ШР2, ШР3 → 13 станков.
Подобраны автоматы ВА57-35 (100 А, 100 А, 200 А) и кабель ВВГнг-LS.
Обеспечена безопасность по нормам ПУЭ и ГОСТ.
15

16.

Спасибо за внимание!
16