Қара металлургия зауытын электрмен жабдықтау жүйесін жобалау

1

2

3

4

Аңдатпа

Дипломдық жұмыс қара металлургия зауытын электрмен жабдықтау
жүйесін жобалауға арналған. Жұмыста бүкіл зауыт бойынша жүктемеге есептеу
жүргізілген, электрмен жабдықтаудың ең тиімді сұлбасы таңдалған (екі нұсқада
салыстыру арқылы), 110 кВ және 10 кВ шиналарындағы қысқа тұйықталу
тоқтары есептелініп, олардың нәтижелері бойынша электр жабдықтары

таңдалды.
Арнайы бөлімде автоматты ажыратқыштарды таңдау есебі

қарастырылған.
Дипломдық жұмыста өміртіршілік қауіпсіздігі мен экономикалық бөлім
қарастырған.

Аннотация

Дипломная работа посвящена разработке системы электроснабжения
завода черной металлургии. Произведен расчет нагрузок по всему заводу,
выбрана наиболее рациональная схема электроснабжения (сравнение двух
вариантов), рассчитаны токи короткого замыкания на шинах 110 кВ и 10 кВ, по
результатам которых осуществлен выбор электрооборудования. В специальной
части был рассмотрен расчет выбора автоматических выключателей.
В дипломной работе были расмотрены разделы по безопасности
жизнедеятельности и экономическая часть.

Annotation

Thesis is devoted to the development of power system ferrous metallurgy. The
calculation of loads throughout the plant, chosen as the most rational scheme of
power supply (to compare two versions), calculated short-circuit currents at the buses
of 110 kV and 10 kV, which resulted in realized selection of electrical equipment.
The special part describes types high-voltage switchers .
As a capstone job sections were examined for life safety and economic part.

5

Мазмұны

Кіріспе

8

1
1.1
1.2
2
2.1
2.2
2.3

2.4
2.5
3
3.1
3.2
3.3
4

4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
5
5.1
5.2
5.3
6
6.1

6.2

6.3

7
7.1
7.2
7.3
Қара металлургия зауытын электрмен жабдықтау
Зауыттың өндіріс технологиясының қысқаша сипаттамасы
Жобаға берілген мәліметтер
Зауыт бойынша электр жүктемелерін есептеу
Жарықтану жүктемесін есептеу
Зауыт бойынша 0,4 кВ электр жүктемелерін есептеу
Трансформаторлар санын анықтау барысында 0,4 кВ
шинасындағы реактивті қуатты компенсациялау
Qнбк ТҚС-ң реактивті жүктемесіне пропорционал тарату
Зауыттың нақтыланған жүктемесінің есептелуі
Сыртқы электрмен жабдықтау сұлбаларын таңдау
I нұсқа 110 кВ желі үшін
II нұсқа 10 кВ желі үшін
I және II нұсқаны салыстыру
U1кВ үшін жабдықтың таңдауы және қысқа тұйықталу тоғын
есептеу
СҚ — кабель таңдау
Ажыратқыштар таңдау
Цех трансформаторларына ажыратқыш жүктемесі
Кетіп жатқан линияларға кабель таңдау
Ток тансформаторларын таңдау
Кернеу трансформаторын таңдау
БТҚС шиналарын тандау
Оқшаулатқыштарды таңдау
Арнайы бөлім
Бастапқы берілгендері
Есеп жүргізу
Есеп нәтижесі
Өмір тіршілік қауіпсіздігі
Зауыттағы еңбек қорғау бойынша техникалық шараларға талдау
жасау
Электр қауіпсіздігі. Қорғаныстық ажырату құрылғысын (УЗО)
таңдау және есебі
Адам организміне шудың әсері. Шудың рұқсат етілетін деңгейі.
Қорғану шаралары
Экономикалық бөлім
Жобаны іске асырудың мақсаттары
Стансаның техникалық-экономикалық көрсеткіштерін есептеу
Инвестицияның қаржы-экономикалық тиімділігінің
көрсеткіштері
Қорытынды

6
10

11
13
13
13

21
24
26
33
34
43
48
49

50
56
62
62
68
74
75
76
77
77
77
81
82

82
84

87
91
91
92
99

101

Қысқартулар мен белгіленулер тізімі
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Қосымша А (Зауыттың есептік жүктемесі)
Қосымша Б (Жүктеменің нақтырақ есептелуі)

7

102
103
105
106

Кіріспе

Халық шаруашылығы мен өндірісті дамыту электр энергетикасын
жетілдіру, өндіріс мекемелерін үнемді, сенімді электрмен жабдықтау жүйелерін
құру қажеттілігін тудырды. Электр энергиясының басты тұтынушылары болып
өндіріс, транспорт, ауыл шаруашылығы, қалалар мен ауылдардың коммуналды
шаруашылығы болып табылады. Сонымен қатар қара металлургия саласы да
өте жылдам қарқынмен дамып келеді. Мұнда өндіріс объектілеріне электр
энергиясын тұтынудың 70%-дан астамы кіреді.
Қара металлургия — өзінің негізгі өнімдерін екінші рет қайта өңдеудің
аяқталған кезеңін қамтамасыз ететін ғаламат сала және, сонымен бірге, басқа
салалар мен өндірістердің қалдықтарын кәдеге жаратуға қабілетті болып
табылады. Қазақстан үшін қара металлургия — екінші дүние жүзілік соғысынан
кейінгі жылдары ғана пайда болған ауыр өнеркәсібінің салыстырмалы түрдегі
жас сала. Қазақстанда шойын, болат, бұйымдарды илемдеу және ферроқорытпа
өндіріледі. Бұл сала экономиканың дамуында үлкен рөл атқаратындықтан
электрмен жабдықтауға аса көңіл бөлу керек. Зауытта қаңылтыр илемдеу, ағаш
өңдеу, компрессорлық, престеу, суық ауамен илемдеу, ыстық ауамен илемдеу,
слябинг, домна, мартенов цехтары және асхана, гараж, зауыт басқармасы,
шикізат қоймасы бар. Мен осы дипломдық жұмысымда осылардың электрмен
жабдықтаудың есебін жүргіземін.
Энергожүйеден өндіріс объектілеріне, қондырғыға, жабдық пен
механизмдерге қажетті мөлшер мен сапаға сай электр энергиясын беруді
қамтамасыз ету үшін кернеуі 1000В-қа дейін және жоғары желіден тұратын
өндіріс мекемелерінің электр жабдықтау жүйелері, трансформаторлық,
түрлендіргіш және бөліп тұратын қосалқы станциялар қызмет етеді.
Электр энергетикасы бір ғасыр бойы жалпы ұлттық монополия сияқты
дамып жұмыс істейді. Бұрынғы одақтың әрбір республикасы бірыңғай
энергетикалық жүйеге интеграцияланған еді. 1991 жылы бірыңғай
энергетикалық жүйесінде және электр энергетикасында децентрализация және
дезинтеграция процесі басталды, осыған байланысты бұл салада реформалау
процесі жүйесі басталды. Осыған қарамастан электр энергиясы бұрыңғыдай ең
әмбебап энергия түрі болып қалады. Электр энергиясы халық
шаруашылығының барлық саласында техникалық алға басудың негізі болып
келеді. Электр энергиясы негізгі тұтынушыларына мыналар жатады: өнеркәсіп
орындары, ауыл шаруашылығы, көліктер, қала мен ауылдардың коммуналдық
шаруашылығы. Осыған қарамастан электр энергиясының сексен пайыздан
астамын өнеркәсіп объектілері тұтынады.
Өндіріс мекемелеріндегі өндірілген энергияны беру, орналастыру мен
тұтыну жоғары үнемділік және сенімділікпен өндірілу керек. Осыны
қамтамасыз ету үшін энергетиктер қолданылатын кернеудің барлық сатысында
жоғары кернеудің тұтынушыға барынша көп жақындауына байланысты электр
энергиясын орналастырудың сенімді және үнемді жасады.
8

Электр энергиясын цехтік орналастыру жүйесінде комплекттік
қондырғылар жабдықтары, қосалқы станциялар және токопроводтар кеңінен
қолданылады. Осының арқасында проводтар мен кабельдердің көп мөлшерін
үнемдейтін иілмелі және сенімді қондырғы жүйесі пайда болады.
Электрлік энергия тұтынушыларының өз спецификалық ерекшеліктері
болады, осыған байланысты электрмен жабдықтауға төмендегідей талаптар
қойылады: қорек көзінің сенімділігі, электр энергиясының сапасы, жекелеген
элементерді сақтау және қорғау. Өнеркәсіптік кәсіпорындардың электр
жабдықтау жүйесін жобалап жасау және қолдануда технико-экономикалық
жағынан дұрыс кернеуді таңдау, электрлік жүктемені анықтау, қосалқы
трансформаторлардың қуатын және санын, олардың сақтандырғыштарын,
кернеуді реттеу тәсілдерін және реактивті қуатты қалпына келтіру жүйесін
таңдау қажет.
Электр жабдықтау нысандарын жобалаудың басты мәселесі — олардың
сенімділігі мен үнемділігінің жоғарғы сатысын қамтамасыз ету.
Өнеркәсіптердің электр жабдықтауын жобалау ғылым мен техниканың ең жаңа
жетістіктерін қолдануды есепке ала отырып жүргізіледі. Салынатын электр
қондырғылар эксплуатациясының қауіпсіздігін, сенімділік пен үнемділікті
қамтамасыз ету керек. Жобалау кезінде бұл көрсеткіштер технико-
экономикалық есептеудің көмегімен жүзеге асырылады.
Бұл дипломдық жұмыста өндірістік базаның жұмысының өзіндік
ерекшелігіне байланысты электржабдықтау жүйесінің толық есептеулері
жүргізілген.
Жұмыс мақсаты: технико-экономикалық есептеулер негізінде өндіріс
орнын электрмен жабдықтаудың сыртқы сұлбасын таңдау және доғалы болат
балқытқыш пештерінің жұмыс тәртіптерін есептеу. Ол үшін өндіріс орнының
есептік жүктемесін анықтау және сыртқы жабдықтау сұлбасындағы
коммутациялық аппаратураны таңдау қажет. Доғалы болат балқытқыш
пештерінің жұмыс тәртіптерін қарастыру және жүктеменің картограммасын
тұрғызу керек.

9

1 Қара металлургия зауытын электрмен жабдықтау

1.1 Зауыттың өндіріс технологиясының қысқаша сипаттамасы

Өнімнің негізгі шығуларының технологиялық сұлбасы 1.1 суретте
көрсетілген.

1.1 сурет — зауыттың технологиялық сұлбасы

Шикізат қоймасы — шикізат материалдарын қоятын және сақтайтын орын.
Қоймада әлі өңделмеген металдар болады. Заводтың жұмыс істеуі осы
қоймадағы шикізат қорына байланысты.

Престік цехта шовсыз пісірілген метал бұйымдар,
штампталған

үштармақтар, эллиптикалық бұқтырмалар жасалынады. Сонымен қатар бачок,
опоралық пластина, баған өңдірісі де кездеседі.
Ағаш өңдейтін цехтың негізгі құрылғысы станок болып табылады. Бұл
құрылғы үлкен жылдамдықпен айналатын фрезерлік механизм. Яғни біз ағаш
өңдейтін станок арқылы тесу, кесу сияқты жұмыстарды атқарамыз. Зауыт

10

цехтарына, асхана, зауыт басқармасына керекті жиһаздарды, ағаш
тақтайшаларын, ағаш бұйымдарыносында өңдіреміз.
Компрессорлық станция — сығылған газ алатын тұрғылықты немесе
қозғалатын құрылғы. Станция арқылы алынған газ пневматикалық
қондырғыларда энерготасушы шикізат ретінде пайдаланылады. Компрессор
және қосымша құрылғыдын тұрады. Мұндағы сығылған газ әр түрлі
мақсаттарда : дизельді электростанцияның іске қосылуына, автоматикалық
қондырғылырды іске қосуға дайындау үшін, өнеркәсіп орындарындағы
айкабұрағышты қосуға пайдаланылады.
Сорғыш станция — суды немесе майды бір жерден басқа жіберетін
комплектілі жүйе. Сонымен қатар сумен жабдықтау жүйесінде, канализацияда,
су басқан жерлердегі суды сорып алу үшін де қолданылады.
Қаңылтыр илемдеу цехында слябинг, домна пешінен, мартенов цехынан
келген металдан 1,5-4 мм-дегі қаңылтыр жасайды. Артынша ыстық, суық
ауамен илемдейтін цехқа кетеді.
Суық, ыстық ауамен илемдеу цехтарының қызметтері бір. Яғни алдымен
ыстық ауамен илемдейтін цехта 1,5-4 мм-дегі қаңылтыр, жұқа қабырғалы
трубалар илемделіп конвейер арқылы қасында орналасқан суық ауамен
илемдейтін цехқа жіберіледі. Екінші цехтың атқаратын қызметі материялды
суыту және механикалық беріктігін арттыру.
Слябинг цехы — үлкен құймаларды біріктіреді. Көлденең және тігінен
орналасқан екі жұпты валы бар стан. Металлургия зауыттарында, илемдеу
цехтарында көптеп кездеседі.
Мартенов цехы — болат өңдірісінде көп қолданылады. Яғни болатты
ломдарды, чугунды қыздырады.Пеште металдарды қыздыру табиғи газ және
мазут арқылы жүреді.
Домна цехы — метал өңдірісінде бірден-бір керекті құрылым. Цехта домна
пеші бар. Қоймадан келген темірді өте үлкен температурада балқытып илемдеу,
мартенов, слябинг, престік цехтарға жіберіледі.

1.2 Жұмысқа берілген мәліметтер

Зауыттың бас жобасының сұлбасы. Зауыт цехтарының электр жүктемесі
туралы мәліметтер. Зауыт — қуаты 800 МВА ЖЭО-дан қоректенеды. Шинадағы
қ.т қуаты 10,5 кВ ЖЭО — 450 МВА. ЖЭО-да қуаты 80 МВА-дағы, кернеуі
10,5115 кВ болатын жоғарылатқыш трансформатор орналасқан. ЖЭО-дан
зауытқа дейінгі ара қашықтық 6 км. Зауыт үш ауысыммен жұмыс істейді.

11

1.1 кесте — зауыттың электр жүктемелері

12 №
Аталуы
ЭҚ
саны,n
Орнатылған қуаты,кВт
№
Аталуы
ЭҚ
саны,n
Бір ЭҚ-ң,Рн
ΣРн
1
Шикізат қоймасы
10
1-20
100
2
Зауыт басқармасы, ЦЗЛ
40
1-30
300
3
Асхана
50
1-50
450
4
Гараж
30
1-40
180
5
Престеу цехы
40
5-50
600
6
Қаңылтыр илемдеуші цехы

а) 0,4 кВт
200
1-100
7000

б)СҚ 10 кВт
4
1000
4000
7
Ағаш өңдейтін цех
40
1-20
360
8
Компрессорлық:

а) 0,4 кВт
15
10-80
350

б)СҚ 10 кВт
6
1500
9000
9
Сорғыш станция

а) 0,4 кВт
10
10-80
400

б)СҚ 10 кВт
4
2000
8000
10
Суық ауамен илемдейтін
цех:

а) 0,4 кВт
300
1-150
10000

б)СҚ 10 кВт
4
5000
20000
11
Ыстық ауамен илемдейтін
цех:

а) 0,4 кВт
300
1-100
9000

б)СҚ 10 кВт
4
2000
8000
12
Слябинг
100
10-250
10000
13
Домна цехы
200
10-250
10000
14
Мартенов цехы
200
10-250
6500

2. Зауыт бойынша электр жүктемелерін есептеу

2.1 Жарықтану жүктемесін есептеу

Өндірістің жүктемесін анықтағанда, жарықтану жүктемесінің есептелуін
сұраныс коэффициенті және өндіріс ауданының шаршы метрге жарықтану
жүктемесінің меншікті тығыздығының жеңілдетілген әдісімен шығарамыз.
Бұл әдіс бойынша, есептелетін жарықтандыру жүктемесі, ең жүктелген
сменадағы жарықтанудың орташа қуатына тең деп қабылданады және келесі
формулалар бойынша есептеледі:

Рpo=Кco Руо , кВт;

Qpo=tg о Рро , квар,

(2.1)

(2.2)

мұнда Кco — жарықтану жүктемесінің активті қуаты бойынша сұраныс
коэффициенті;
tg о — реактивті қуат коэффициенті, cos бойынша анықталады;
Руо — цех бойынша жарықтану қабылдағыштарының белгіленген
қуаты, белгілі өндіріс ауданының 1м2 еден бетіне меншікті жарықтану
жүктемесімен анықталады:

Руо= о F, кВт,

(2.3)

мұнда F — зауыттың бас жоспары бойынша анықталатын өндіріс
ғимаратының ауданы, м2;
меншікті есептік қуат, 1м2-қа кВт.

Барлық есептеулер 2.1 кестеге — Жарықтану жүктемесін есептеу
енгізіледі.

2.2 Зауыт бойынша электр жүктемелерін есептеу

Зауыт цехтары бойынша кернеуі 1кВ-қа дейінгі электр жүктемелерді

есептеу жеңілдетілген әдіс — реттелген диаграммалар
әдісі бойынша

жүргізіледі. Цехтар бойынша күштік және жарықтану жүктемелерді есептеудің
нәтижелері 2.2-кестеге Кернеуі 0,4 кВ зауыт цехтары бойынша күштік
жүктемелерді есептеу еңгізілген.
Зауыттың ГПП және цех ТП орналасу орынын анықтау мақсатымен
жобалау кезінде электр жүктемелер картограммасын құрады.
Картограмма — зауыттың жалпы планында орналасқан шеңберлер.
Шеңберлердің аймағы таңдалған масштабта цехтардың есептелген
жүктемелеріне сәйкес келеді.

13

Төменгі вольтті жүктеме үшін картограмма цехтің жарықтандыру үлесін
көрсету керек. Оны цехтің сәйкес келетін шеңбердің секторы түрінде көрсетуге
болады.
2.1 — 2.2-кестенің жалғасы ретінде электрлік жүктеменің картограммасын
есептеу үшін шеңбер радиусы жазылады:

R

PP
m

;

(2.4)

Ppo
Pp

360O ,

(2.5)

мұнда R — шеңбер радиусы;
α — сектордың бұрышы;
m — шеңбер ауданын анықтауға арналған масштаб.

Электр қабылдағыштар топтары үшін ең жүктелген ауысымдағы орташа
активті және реактивті жүктеме есептеледі:

Рсм=Ки·ΣРн;

Qсм=Рсм·tg

(2.6)

(2.7)

Электр қабылдағыштардың есептік активті және реактивті қуаттары:

Рр=Км·Рсм;

(2.8)

Qр=Рр·tg .

Максимум коэффициентінің мәні қабылдағыштар тобының қолдану
коэффициентіне және қабылдағыштардың nэ тиімді санына тәуелді болады.
Максимум коэффициентін [3] әдебиетте келтірілген қисықтардан анықтайды.
Есептелетін қорек торабының максималды толық жүктемесі келесі
формула бойынша есептеледі:

Sр Р 2 Q 2 .

(2.10)

Максималды есептік ток:

I р

м
3 U

.

(2.11)

14р р
S

2.1 кесте — Жарықтандыру жүктемені есептеу

15 №
Цехтардың аты
Цех өлшемдері
Цех
ауданы
2
F, м
Меншікті
жарықтандыр
у жүктемесі,
2
ро кВтм
Сұраныс
коэффициенті
,Кc

Жарықтандыру
жүктемесінің есептік
қуаты
сosφtgφ

№
Цехтардың аты
Ұзындығы,
м
Ені,
м
Цех
ауданы
2
F, м
Меншікті
жарықтандыр
у жүктемесі,
2
ро кВтм
Сұраныс
коэффициенті
,Кc

Рро,кВт
Qро,кВт
сosφtgφ

1
Шикізат қоймасы
200х153
30600
0,009
0,6
275,4
165,24
79,32
0,90,48
ДР
Ш
2
Зауыт басқармасы,
ЦЗЛ
295х82,6
24367
0,018
0,9
438,6
394,7
148,48
0,90,48
ЛШ
3
Асхана
47,2х165,2
7797
0,018
0,9
140,35
126,3
60,63
0,90,48
ЛШ
4
Гараж
106х35,4
3752,4
0,012
0,6
45,03
27,02
12,97
0,90,48
ДР
Ш
5
Престеу цехы
106,2х47
4991,4
0,013
0,95
64,89
61,6
29,59
0,90,48
ДР
Ш
6
Қаңылтыр
илемдеуші цехы
377,6х82,6
31189,8
0,014
0,95
436,66
414,8
199,12
0,90,48
ДР
Ш
7
Ағаш өңдейтін цех
70х129,8
9086
0,014
0,95
127,2
120,8
58
0,90,48
ДР
Ш
8
Компрессорлық
153,4х70,8
10860,7
0,012
0,6
130,32
78,2
37,5
0,90,48
ДР
Ш
9
Сорғыш
188,8х70
13216
0,012
0,6
158,59
91,16
45,67
0,90,48
ДР
Ш
10
Суық ауамен
илемдейтін цех
153,4х625,4
95936,4
0,013
0,95
1247,17
1184,8
568,7
0,90,48
ДР
Ш
11
Ыстық ауамен
илемдейтін цех
377,6х200
75520
0,014
0,95
1057,28
1004,42
482,12
0,90,48
ДР
Ш
12
Слябинг
(818,3х417,5)-
(367,4х283,9)
106657,8
0,011
0,95
1173,2
1114,57
534,99
0,90,48
ДР
Ш
13
Домна цехы
318,6х413
131581,8
0,012
0,95
1578,98
1500,03
720
0,90,48
ДР
Ш
14
Мартенов цехы
118х590
69620
0,011
0,95
763,82
727,53
349,21
0,90,48
ДР
Ш
15
Территорияны
жарықтандыру
(2171,2х1121)-
615176,3
1818739
0,009
1
16368,6
5
16368,6
5
7856,95
0,90,48
ДР
Ш
Жарықтанудың
орнатылған
қуаты, кВт
Шам түрі
15

2.2 кесте — U = 0,4 кВ Зауыт цехтары бойынша күштік және жарықтандыру жүктемелерін есептеу

16 №
Цехтардың аты
ЭҚ
саны
n
Тұрақталған
қуат, кВт
∑Pн
m
Kи
cosφ
tgφ
Орта
жүктеме
nэ
Кр
Есептік жүктеме
№
Цехтардың аты
ЭҚ
саны
n
РнminРн max
∑Pн
m
Kи
cosφ
tgφ
Рсм
Qсм
nэ
Кр
Рр, квт
Qр, кВт
Sр, кВт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
Шикізат қоймасы

1
а) күштік
10
1-20
100
3
0,2
0,6
1,33
20
26,6
10
0,91
18,2
24,21

1
б) жарықтандыру

165,24
79,32

1
Барлығы

183,44
103,53
210,64
2
Зауыт басқармасы,
ЦЗЛ

2
а) күштік
40
1-30
300
3
0,4
0,7
1,02
120
122,4
20
0,85
102
104,04

2
б) жарықтандыру

394,7
148,48

2
Барлығы

496,7
252,52
557,20
3
Асхана

3
а) күштік
50
1-50
450
3
0,5
0,9
0,48
225
108
18
0,85
191,25
91,8

3
б) жарықтандыру

126,3
60,63

3
Барлығы

317,55
152,43
352,24
4
Гараж

4
а) күштік
30
1-40
180
3
0,3
0,7
1,02
54
55,08
9
0,9
48,6
49,57

4
б) жарықтандыру

27,02
12,97

4
Барлығы

75,62
62,54
98,13
5
Престеу цехы

5
а) күштік
40
5-50
600
3
0,5
0,75
0,88
300
264
24
0,85
255
224,4

5
б) жарықтандыру

61,6
29,59

5
Барлығы

316,6
253,99
405,89
6
Қаңылтыр илемдеуші
цехы

6
а) күштік
200
1-100
7000
3
0,45
0,7
1,02
3150
3213
140
0,75
2362,5
2409,75

6
б) жарықтандыру

414,8
199,12

6
Барлығы

2777,3
2608,87
3810,46
16

2.2 кестенің жалғасы

17 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
7
Ағаш өңдейтін цех

7
а) күштік
40
1-20
360
3
0,2
0,7
1,02
72
73,44
36
0,75
54
55,08

7
б) жарықтандыру

120,8
58

7
Барлығы

174,8
113,08
208,19
8
Компрессорлық

8
а) күштік
15
10-80
350
3
0,6
0,7
1,02
210
214,2
8
0,91
191,1
194,922

8
б) жарықтандыру

78,2
37,5

8
Барлығы

269,3
232,422
355,73
9
Сорғыш

9
а) күштік
10
10-80
400
3
0,6
0,7
1,02
240
244,8
10
0,9
216
220,32

9
б) жарықтандыру

91,16
45,67

9
Барлығы

307,16
265,99
406,32
10
Суық ауамен
илемдейтін цех

10
а) күштік
300
1-150
10000
3
0,4
0,8
0,75
4000
3000
133
0,7
2800
2100

10
б) жарықтандыру

1184,8
568,7

10
Барлығы

3984,8
2668,7
4795,89
11
Ыстық ауамен
илемдейтін цех

11
а) күштік
300
1-100
9000
3
0,5
0,8
0,75
4500
3375
180
0,75
3375
2531,25

11
б) жарықтандыру

1004,42
482,12

11
Барлығы

4379,42
3013,37
5315,99
12
Слябинг

12
а) күштік
100
10-250
6000
3
0,5
0,8
0,75
3000
2250
48
0,8
2400
1800

12
б) жарықтандыру

1114,57
534,99

12
Барлығы

3514,57
2334,99
4219,52
17

2.2 кестенің соңы

18 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 13
14
15
16
13
Домна цехы

13
а) күштік
200
10-250
10000
3
0,45
0,75
0,88
4500
3960
80 0,72
3240
2851,2

13
б) жарықтандыру

1500,03
720

13
Барлығы

4740,03
3571,2
5934,76
14
Мартенов цехы

14
а) күштік
200
10-250
6500
3
0,4
0,75
0,88
2600
2288
50 0,75
1950
1716

14
б) жарықтандыру

727,53
349,21

14
Барлығы

2677,53
2065,21
3381,46

Территорияны
жарықтандыру

16368,65
7856,95
18156,66

Зауыттағы
барлығы: 0,4 кВ

40583,47
25555,79
47959,53
18

2.2 кестеге қосымша

19 №
Цехтардың аты
Есептік жүктеме
№
Цехтардың аты
Рр,
квт
Qр, кВт
Sр, кВт
R
°
α
1
Шикізат қоймасы

24
59,07
1
а) күштік
18,2
24,21

24
59,07
1
б) жарықтандырушы
165,24
79,32

24
59,07
1
Барлығы
183,44
103,53
210,64
24
59,07
2
Зауыт басқармасы, ЦЗЛ

22,76
286
2
а) күштік
102
104,04

22,76
286
2
б) жарықтандырушы
394,7
148,48

22,76
286
2
Барлығы
496,7
252,52
557,20
22,76
286
3
Асхана

31,2
237,7
3
а) күштік
191,25
91,8

31,2
237,7
3
б) жарықтандырушы
126,3
60,63

31,2
237,7
3
Барлығы
317,55
152,43
352,24
31,2
237,7
4
Гараж

15,7
200,15
4
а) күштік
48,6
49,57

15,7
200,15
4
б) жарықтандырушы
27,02
12,97

15,7
200,15
4
Барлығы
75,62
62,54
98,13
15,7
200,15
5
Престеу цехы

36
86,96
5
а) күштік
255
224,4

36
86,96
5
б) жарықтандырушы
61,6
29,59

36
86,96
5
Барлығы
316,6
253,99
405,89
36
86,96
6
Қаңылтыр илемдеуші цехы

27
63,2
6
а) күштік
2362,5
2409,75

27
63,2
6
б) жарықтандырушы
414,8
199,12

27
63,2
6
Барлығы
2777,3
2608,87
3810,46
27
63,2
7
Ағаш өңдейтін цех

16,58
22
7
а) күштік
54
55,08

16,58
22
7
б) жарықтандырушы
120,8
58

16,58
22
7
Барлығы
174,8
113,08
208,19
16,58
22
8
Компрессорлық

31,2
147,3
8
а) күштік
191,1
194,922

31,2
147,3
8
б) жарықтандырушы
78,2
37,5

31,2
147,3
8
Барлығы
269,3
232,422
355,73
31,2
147,3
9
Сорғыш

33,17
151,9
9
а) күштік
216
220,32

33,17
151,9
9
б) жарықтандырушы
91,16
45,67

33,17
151,9
9
Барлығы
307,16
265,99
406,32
33,17
151,9

2.2 кесте қосымшасының соңы

20 10
Суық ауамен илемдейтін цех

10
а) күштік
2800
2100

59,72
152,3
10
б) жарықтандырушы
1184,8
568,7

10
Барлығы
3984,8
2668,7
4795,89

11
Ыстық ауамен илемдейтін цех

32,78
107,14
11
а) күштік
3375
2531,25

32,78
107,14
11
б) жарықтандырушы
1004,42
482,12

32,78
107,14
11
Барлығы
4379,42
3013,37
5315,99
32,78
107,14
12
Слябинг

32
166,67
12
а) күштік
2400
1800

32
166,67
12
б) жарықтандырушы
1114,57
534,99

32
166,67
12
Барлығы
3514,57
2334,99
4219,52
32
166,67
13
Домна цехы

49,8
134
13
а) күштік
3240
2851,2

49,8
134
13
б) жарықтандырушы
1500,03
720

49,8
134
13
Барлығы
4740,03
3571,2
5934,76
49,8
134
14
Мартенов цехы

28
51
14
а) күштік
1950
1716

28
51
14
б) жарықтандырушы
727,53
349,21

28
51
14
Барлығы
2677,53
2065,21
3381,46
28
51

2.3 Цех трансформаторлары санын анықтау барысында 0,4 кВ
шинасындағы реактивті қуатты компенсациялау

Цех трансформаторларының саны мен қуатын технико-экономикалық
есептеулер жолымен ғана анықтау мүмкін, келесі факторларды ескеріп:
тұтынушыларды электрмен қамдау сенімділігнің категриясын; 1кВ-қа дейінгі
реактивті жүктемені компенсациялауын; қалыпты (нормалы) және авариялы
режимдерде трансформатордың аса жүктемелу қабылетін; стандартты қуаттар
қадамы; жүктеме графигі бойынша трансформаторлардың тиімді жұмыс
режимдерін.
Есептеуге берілгендер:
Рp0,4= 40583,47 кВт;
Qp0,4= 25555,79 кВар;
Sp0,4= 47959,53 кВА
Қара металлургия зауыты кәсіпорыны 1 категориялы тұтынушыларға
жатады, зауыт екі ауысыммен жұмыс істейді; сондықтан трансформатордың
жүктелу коэффициенті Кзтр=0,75.
Трансформатордың номиналды қуаты жүктеменің меншікті
тығыздалғанына байланысты таңдалады.

Sуд=

S Р 0,4
Fцехтарауданы

;

(2.12)

Sуд= 47959,53 0,08 .
615176,3

Трансформатор қуатын Sнтр=2500 кВА тең қабылдаймыз.
ТМ-250010 трансформаторын таңдаймыз.
Ең көп есептік активті жүктемені қамдау үшін қажетті қуаттары бірдей
цех трансформаторларының минималды саны:

N Tmin

Pp0,4
K 3 SHT

ΔN ,

(2.13)

мұнда Рр 0,4 — жинақты есептік активті жүктеме;
кз — трансформатордың жүктелу коэффициенті;
Sнт — трансформатордың келісілген номиналды қуаты;
N — жақын бүтін санға дейін қосылғыш.

N

T min

40583,47
0,75 2500

+0,35=22 .

Трансформаторлардың экономика жағынан тиімді саны келесі
формуламен анықталады:
Трансформаторлардың таңдалған саны бойынша кернеуі 1 кВ-қа дейінгі
желіге трансформаторлар арқылы берілетін ең көп реактивті қуатты
анықтайды:

21

Q1= 1,1N

ò .min

k

ç

S

í.ò

2 Ðð0,4

2 ;

(2.14)

Q1= (1,1 22 0,75 2500)2 40583,472=20640,5квар .

0,4 кВ шиналарындағы реактив қуаты балансының шартынан Qнбк мәнін
анықтаймыз:

Qнбк1+Qнбк2=Qнбк;

Qнбк1=Qр0,4-Q1;

Qнбк2=Qр0,4-Qнбк1-γ∙Nтэ∙Sнт,

(2.15)

(2.16)

(2.17)

γ =f(K1;K2)
к1=14, к2=5 = γ=0,51.

Qнбк 1= 25555,79 — 20640,5 = 4915,29квар;

Qнбк 2 =25555.79-4915.29-0.51 2500 22=-7409.5 квар,

ол кезде Qнбк 2 =0

Qнбк=Qнбк 1 = 4915.29 квар.

Әр трансформаторға келісетін бір конденсаторлар батареясының қуатын
анықтаймыз:

Q

íáê òï

Q
= íáê 1 ;
N ÒÐ

(2.18)

QНБКТП=

4915,29
22

=223,42 квар .

Жоғарыда табылған мәндерге сәйкес УКМ-0,4-250-50 У3 типті
конденсаторлар батареясын таңдаймыз.
Содан кейін 2.3 кестедегі — ТҚС бойынша цехтар жүктемелерін
орналастыру құрастырамыз. Бұл кестеде цехтар ТҚС-ларына төмен вольтті
жүктемелерді орналастыру көрсетілген.

22

2 . 3 кесте — цех ТҚС-да төменгі кернеулі жүктемелердің орналасуы

23 № ТҚС
№ Цех
Рр
Qр
Sр
Кз
ТҚС1-ТҚС2 (4х2500)
6
2777,3
2608,87
—
0,80
ТҚС1-ТҚС2 (4х2500)
7
174,8
113,08
—
0,80
ТҚС1-ТҚС2 (4х2500)
9
307,16
265,99

0,80
ТҚС1-ТҚС2 (4х2500)
4
98,18
62,54

0,80
ТҚС1-ТҚС2 (4х2500)
5
316,6
253,99

0,80
Qнбк (4*250)=1000
—
—
-1000
—
0,80
терр.жарықтандыру 20%

3273,73
1571,39

0,80
Барлығы
—
6947,77
3875,86
7955,74
0,80
ТҚС3-ТҚС4 (4х2500)
3
317,55
152,43

0,83
ТҚС3-ТҚС4 (4х2500)
11
4379,42
3013,37

0,83
Qнбк (4*250)=1000

-1000

0,83
терр.жарықтандыру 17%

2782,66
1335,68

0,83
Барлығы

7479,63
3501,48
8258,65
0,83
ТҚС5-ТҚС6 (4х2500)
1
183,44
103,53

0,82
ТҚС5-ТҚС6 (4х2500)
10
3984,8
2668,7

0,82

2
496,7
252,52

0,82
Qнбк (3*250)=750

-1000

0,82
терр. жарықтандыру 20%

3273,73
1571,39

0,82
Барлығы

7441,97
3343,62
8158,60
0,82
ТҚС7-ТҚС8 (4х2500)
13
4740,03
3571,2

0,81
Qнбк (4*250)=1000

-1000

0,81
терр. жарықтандыру 15%

2471,01
1178,54

0,81
Барлығы

7211,04
3749,74
8127,71
0,81
ТҚС9-ТҚС10 (4х2500)
12
3514,57
2334,99

0,83
ТҚС9-ТҚС10 (4х2500)
8
269,3
232,42

0,83
Qнбк (3*250)=750

-1000

0,83
терр. жарықтандыру 23%

3764,78
1807,1

0,83
Барлығы

7548,65
3374,51
8268,58
0,83
ТҚС11 (2х2500)
14
2677,5
2065,21

0,80
Qнбк (2*250)=500

-500

0,80
Терр. жарықтандыру 5%

818,43
392,85

0,80
Барлығы

3495,93
1958,06
4006,93
0,80

2.4 Qнбк ТП-ң реактивті жүктемесіне пропорционал тарату

Бастапқы берілгені:
Qр 0,4 = 25555,79 квар; Qнбк = 4915,29квар.

Q р нбк

Q

нбк р0,4 тп
Qр 0,4

.

(2.19)

1) Берілгендері ТҚС1-ТҚС2:

Qр 0,4(ТҚС1-ТҚС2)=4875,86 квар;

Q р нбк

4915,29 4875,86
25555,79

937,8 квар,

сонымен, нақты реактивті қуат:

Qф ТҚС1-ТҚС2=4·250 =1000 кВар,

ал компенсацияланбаған қуат:

2) ТҚС3 ТҚС4:

Qнеск= Qр ТҚС1-2 — Qф ТҚС1-2;

Qнеск =4875,86 -1000=3875,86 квар.

Qр0,4 (ТҚС3ТҚС4)= 4501,48квар;

(2.20)

Q р нбк

4915,29 4501,48
25555,79

865,8квар ,

сонымен, нақты реактивті қуат:

Qф ТҚС3-ТҚС4 =4·250=1000, кВар,

ал компенсацияланбаған қуат:

Qнеск= 4501,48 -1000=3501,48 кВар.

3) ТҚС5 ТҚС6:

24 Q

Qр0,4 (ТҚС5ТҚС6)= 4343,62квар;

Q р нбк

4915,29 4343,62
25555,79

835,43квар ,

сонымен, нақты реактивті қуат:

Qф ТҚС5-ТҚС6 =4·250=1000, кВар,

ал компенсацияланбаған қуат:

Qнеск= 4343,62 -1000=3343,62 кВар.

4) ТҚС7 ТҚС8:

Qр0,4 (ТҚС7ТҚС8)= 4749,74квар;

Q р нбк

4915,29 4749,74
25555,79

913,5квар ,

сонымен, нақты реактивті қуат:

Qф ТҚС5-ТҚС6 =4·250=1000, кВар,

ал компенсацияланбаған қуат:

Qнеск= 4749,74 -1000=3749,74 кВар.

5) ТҚС9 ТҚС10:

Qр0,4 (ТҚС9ТҚС10)= 4374,51квар;

Q р нбк

4915,29 4374,51
25555,79

841,37квар ,

сонымен, нақты реактивті қуат:

Qф ТҚС5-ТҚС6 =4·250=1000, кВар,

ал компенсацияланбаған қуат:

Qнеск= 4374,51 -1000=3374,51 кВар.
6) ТҚС11:

25

Qр0,4 ТҚС11= 2458,06квар;

Q р нбк

4915,29 2458,06
25555,79

427,77квар ,

сонымен, нақты реактивті қуат:

Qф ТҚС11=2·250=500, кВар,

ал компенсацияланбаған қуат:

Qнеск= 2458,06 -500=1958,06 кВар.

ТҚС бойынша Q НБК-ны нақты таратудың есептік және бастапқы
берілгендерді 2.4-кестеге енгізілген.

2.4 кесте — ТҚС бойынша Q НБК — ны реактивті жүктемеге пропорционал тарату

2.5 Зауыт бойынша нақтыланған электр жүктемесінің есептелуі.

ЦТҚС-дағы қуат шығындарын анықтау

2.5.1 Трансформатордағы қуат шығындарын анықтау
Трансформатордағы активті қуаттың анықталуы:

Рт= Рхх+ Ркз. Кз2 .

Трансформатордағы активті қуаттың анықталуы:

Qт= Qхх+ Qкз. Кз2= Iхх . Sнт+ Uкз . Sнт. Кз2 .
100 100

26

(2.21)

(2.22)№ТҚС
Qр0,4 ТП,квар
QрНБК ТП,квар
QФ.НБК по ТП,квар
QНЕСК.,квар
ТҚС1ТҚС2
4875,86
937,8
4х250
1000
3875,86
ТҚС3ТҚС4
4501,48
865,8
4х250
1000
3501,48
ТҚС4ТҚС5
4343,62
835,43
4х250
1000
3343,62
ТҚС7ТҚС8
4749,74
913,5
4х250
1000
3749,74
ТҚС9ТҚС10
4374,51
841,37
4х250
1000
3374,51
ТҚС11
2458,06
427,77
2х250
500
1958,06
Барлығы
25303,27
4821,67
11х250
5500
19803,27

ТМ-2500-100,4 трансформаторын таңдаймыз:
Паспорттық берілгендері: Sнт=2500 кВА, Iх=1%, Uкз=6,5%, Рхх=3,85 кВт,
Ркз=23,5 кВт.

ТҚС1-ТҚС2 магистралі үшін:
Кз=0,78
Трансформатор саны N=4.

Рт1=4·(3,85+23,5. 0,782)=72,59 кВт;

Qт1=4·(

1 .
100

2500+ 6,5 . 2500. 0,782)=495,46 квар.
100

ТҚС3-ТҚС4 магистралі үшін:
Кз=0,83
Трансформатор саны N=4.

Рт2=4·(3,85+23,5. 0,832)=80,16 кВт;

Qт2=4·(

1 .
100

2500+ 6,5 . 2500. 0,832)=547,79 квар.
100

ТҚС5-ТҚС6 магистралі үшін:
Кз=0,9
Трансформатор саны N=4.

Рт3=4·(3,85+23,5. 0,92)=91,54 кВт;

Qт3=4·(

1 .
100

2500+ 6,5 . 2500. 0,92)=626,5 квар.
100

ТП7-ТП8 магистралі үшін:
Кз=0,83
Трансформатор саны N=4.

Рт4=4·(3,85+23,5. 0,832)=80,16 кВт;

Qт4=4·(

1 .
100

2500+ 6,5 . 2500. 0,832)= 547,79 квар.
100

ТҚС9-ТҚС10 магистралі үшін:

Кз=0,84
Трансформатор саны N=4.

Рт5=4·(3,85+23,5. 0,842)=81,73 кВт;
27

Qт5=4·(

1 .
100

2500+ 6,5 . 2500. 0,842)=558,64 квар.
100

ТҚС11 магистралі үшін:

Кз=0,77
Трансформатор саны N=2.

Рт6=2·(3,85+23,5. 0,772)=35,57 кВт;

Qт6=2·(

1 .
100

2500+ 6,5 . 2500. 0,772)=242,7 квар.
100

Барлық қуат шығындары:

Р

тр

= Ртп1тп2+ Ртп3тп4+ Ртп5тп6+ Ртп7тп8+ Ртп9тп10+ Ртп11;

Р
-76=72,59+80,16+91,54+80,16+81,73+3 5,57=441,75 кВт;
тр

(2.23)

Qтр

= Qтп1тп2+ Qтп3тп4+ Qтп5тп6 + Qтп7тп8 + Qтп9тп10 + Qтп11;

(2.24)

Q

тр
=495,46+547,79+626,5+547,79+558,64+ 242,7=3018,9 квар.

2.5.2 Синхронды қозғалтқыштардың есептік қуаттарын анықтау

Синхронды қозғалтқыш үшін есептік активті және реактивті қуаттарды
анықтаймыз:

Р р СҚ = Р н СҚ NСҚ КЗ, кВт;

Q р СҚ = Р р СҚ tgφ, квар.

№ 6 Қаңылтыр илемдеуші цехы:

Р р СҚ = 1000·4·0,9 = 3600кВт ;

Q р СҚ = 3600·0,48=1728 квар.
№ 8 Компрессорлық цехы:

Р р СҚ = 1500·6·0,9 = 8100 кВт ;

28

(2.25)

(2.26)

Q р СҚ = 8100·0,48=3888 квар.

№ 9 Сорғыш цехы:

Р р СҚ = 2000·4·0,9 = 7200 кВт ;

Q р СҚ = 7200·0,48=3456 квар.

№ 10 Суық ауамен илемдейтін цех:

Р р СҚ = 5000·4·0,9 = 18000 кВт ;

Q р СҚ = 18000·0,48=8640 квар.

№ 11 Ыстық ауамен илемдейтін цех:

Р р СҚ = 2000·4·0,9 = 7200 кВт ;

Q р СҚ = 7200·0,48=3456 квар.

2.5.5 ВБК қуатын анықтау
БТҚС 10 кВ шинасындағы реактивті қуатты компенсациялау
Резервтегі қуат:

Qрез =0,1∙ (Qр0,4+ΔQтрТП+ ΣQ рСҚ), квар;

Qрез =0,1· (26001,16+2933,1+3888)=3282,23 квар,

мұндағы ΣQ рСҚ = 1728+3888+3456-8640+3456=3888 квар.

Энергожүйеден келетін қуат:

Qэ= 0,23∙ (Pр0,4+ΔPтТП+ΣPрСҚ), квар;

Qэ =0,23· ( 40583,47 +441,75+44100)=19578,8 квар.

ВБК қуатын реактивті қуаттар баланстар шартынан анықтаймыз

QВБК =Qр0,4+ΔQтрТП+Qрез- Qэ +Σ Qр.СҚ , квар;

(2.27)

(2.28)

(2.29)

QВБК= 20501,16+3018,9+3282,23-19578,8+388 8=11111,49 квар.

4хУКЛ-10,5-2700 УЗ QВБК таңдаймыз, реактивті қуатты компенсациялауға
ВБК орнатқан дұрыс. 4х2700=10800 квар.
29

2.5 кесте — зауыт бойынша электр жүктемесінің нақтырақ есептелу

30 № ТП Sнт, Qнбк
№ цеха
n
Pнmin
Pнmax
ΣPн
Ки
cosϕ
tgϕ
Рсм, кВт
Qсм,квар
nэ
Кр
Рр, кВт
Qр, квар
Sp, кВА
Кз
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
ТҚС1-ТҚС2
6
200
1
100
7000

0,7

3150
3213

0,78
ТҚС1-ТҚС2
7
40
1
20
360

0,7

72
73,44

0,78
ТҚС1-ТҚС2
9
10
10
80
400

0,7

240
244,8

0,78
ТҚС1-ТҚС2
4
30
1
40
180

0,7

54
55,08

0,78
ТҚС1-ТҚС2
5
40
5
50
600

0,75

300
264

0,78
(4*2500)=10000

320
1
100
8540
0,45
0,71
0,99
3816
3850,32
170
0,75
2862
2833,38

0,78
Цехтардың
жарықтануы

715,38
345,35

0,78
Территорияны
жарықт. 20%

3273,73
1571,39

0,78
Qнбк4х250=1000

… жалғасы