Электроснабжение завода цветной металлургии
Проектирование электроснабжения механического цеха: номинальное напряжение линии электропередач их числа, сечения и марки проводов. Определение центра электрических нагрузок цеха. Построение картограммы нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2012 |
| Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Электроснабжение завода цветной металлургии.
Питание осуществляется от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 100 МВА, напряжением 235/37/6,3. Трансформаторы работают раздельно. Мощность к.з. на стороне 230 кВ 1800 МВА.
Расстояние от подстанции до завода 4,6 км.
Стоимость электроэнергии 1,6 руб за 1 кВтч.
Предприятие работает в три смены.
Таблица 1 - Исходные данные по параметрам цехов предприятия
|
номер цеха по плану |
Наименование |
Количество приёмников |
Установленная мощность, кВт |
||
|
Одного приёмника |
Суммарная |
||||
|
1 |
Цех электролиза |
150 |
1-100 |
12000 |
|
|
2 |
Насосная N1: а) 0,4 кВ |
15 |
10-80 |
400 |
|
|
б) синхр. двигатели 6 кВ |
4 |
550 |
2200 |
||
|
3 |
Цех регенерации |
30 |
20-50 |
1300 |
|
|
4 |
Разливочная |
40 |
1-40 |
900 |
|
|
5 |
Компрессорная: а) 0,4 кВ |
10 |
20-40 |
200 |
|
|
б) синхр. двигатели 6 кВ |
4 |
720 |
2880 |
||
|
6 |
Механический цех |
См. табл.2 |
|||
|
7 |
Электроремонтный цех |
30 |
1-40 |
900 |
|
|
8 |
Склад леса |
10 |
1-10 |
30 |
|
|
9 |
Склад глинозема |
30 |
1-20 |
300 |
|
|
10 |
Склад подсобных материалов |
5 |
10 |
50 |
|
|
11 |
Литейный цех |
50 |
10-40 |
900 |
|
|
12 |
Склад N2 |
10 |
3-10 |
60 |
|
|
13 |
Склад строительных материалов |
5 |
5-10 |
30 |
|
|
14 |
Магазин |
10 |
1-10 |
40 |
|
|
15 |
Заводоуправление |
30 |
10-40 |
900 |
|
|
16 |
Насосная N2: синх. двигатели 6 кВ |
4 |
680 |
2720 |
|
|
17 |
Котельная |
30 |
10-40 |
400 |
|
|
18 |
Склад горючего |
4 |
10-14 |
42 |
|
|
19 |
Транспортный цех |
20 |
1-20 |
280 |
|
|
20 |
Склад хлорной извести |
6 |
5 |
30 |
Освещение цехов и территории сахарного завода определить по площади.
Таблица - 2 Исходные механического цеха
|
Номер приёмника по плану |
Наименование оборудования |
Установленная мощность, кВт |
|
|
1,8 |
Круглошлифовальный станок |
9,3 |
|
|
2,9 |
Плоскошлифовальный станок |
4,9 |
|
|
3,4,5 |
Токарно-винторезный станок |
4,9 |
|
|
6,7 |
Универсальный фрезерный станок |
3,4 |
|
|
10,11,18,19, |
Сверлильный станок |
2,8 |
|
|
28,29 |
|||
|
12-16,22,23 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
|
|
17 |
Пресс гидравлический |
7,0 |
|
|
27,34 |
Алмазно-расточный станок |
20,7 |
|
|
20, 21 |
Пресс холодного выдавливания |
55 |
|
|
24,39 |
Точильный станок |
2,2 |
|
|
25, 30 |
Вентилятор калорифера |
7,0 |
|
|
26, 33 |
Пресс кривошипный |
22 |
|
|
31, 32 |
Долбежный станок |
5,5 |
|
|
35-38 |
Токарно-винторезный станок |
14,1 |
|
|
40,43 |
Сварочный преобразователь ПСО-500,кВа |
28 |
|
|
41,42,45 |
Вентилятор вытяжной |
13 |
|
|
44 |
Гильотинные ножницы |
13 |
Рисунок 1 - Генеральный план завода цветной металлургии
Рисунок 2 - План механического цеха
1. ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ, ИХ ЧИСЛА, СЕЧЕНИЯ И МАРКИ ПРОВОДОВ
Питание фабрики осуществляется от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два раздельно работающих трехобмоточных трансформатора мощностью по 100 МВА, напряжением 235/37/6,3 кВ. Мощность к.з. на стороне 230 кВ подстанции 1800 МВА.
Таким образом, существует два варианта по выбору питающего напряжения. Произведем сравнение обоих вариантов.
Первоначально, с учетом компенсации реактивной мощности, принимаем, что предприятие работает с коэффициентом мощности .
Таким образом:
, , .
Оценим по формуле Стилла [4] величину нестандартного напряжения при варианте питания фабрики от подстанции:
, (1.1)
где - расстояние от подстанции до завода, = 4,6 км;
P - передаваемая мощность, кВт. Принимается равной расчетной активной нагрузке предприятия ;
.
Выбираем между стандартными значениями напряжения: 35 и 220 кВ.
Принимаем напряжение 35 кВ, как наиболее экономически выгодное по сравнению с 220 кВ.
Исходя из расчетной полной нагрузки и выбранного значения номинального напряжения, рассчитываем значение расчетного тока по формуле:
, (1.2)
где Sp - передаваемая мощность, кВА;
n - число цепей линий.
По величине номинального тока и экономической плотности тока , определяют нестандартные сечения проводов линий высокого напряжения:
. (1.3)
Значение jэ = 1,0 выбираем по [2], учитывая то, что режим работы предприятия трехсменный.
Выбранные сечения проводов проверяем по:
- допустимому нагреву проводников рабочим током;
- потере напряжения.
Проверка по нагреву сводится к сравнению рабочего (расчетного) тока с табличным допустимым током для провода:
. (1.4)
Потеря напряжения определяется по формуле из [4]:
, (1.5)
где и - соответственно активная и реактивная мощности, передаваемые по линии;
и - соответственно активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км;
- номинальное напряжение линии.
Расчетный ток нормального режима по формуле (1.2):
А
Сечение линии по формуле (1.3):
;
Выбираем двухцепную линию с проводом марки АС-185 по [2], опоры железобетонные с одновременной подвеской двух цепей.
Проверка по нагреву сводится к сравнению рабочего тока с длительно допустимым током для данного типа провода, для АС-185 Iдоп = 510А.
Iдоп? Iраб, 510>156,8.
В случае аварийного режима при работе по одной цепи общий ток составит 156,82 = 313,6 (313,6 < 510), что также удовлетворяет условию проверки по допустимому нагреву.
Потеря напряжения по формуле (1.5):
Для провода АС-185 rуд = 0,162 Ом/км; xуд = 0,398 Ом/км.
Длина линии .
Из расчётов видно, что значение соответствующего падения напряжения не превышает допустимого значения 5 %.
2. ВЫБОР СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
В качестве схемы внешнего электроснабжения в качестве ГПП принимаем блочную подстанцию без сборных шин. Так как есть потребители I и II категорий ГПП принимаем двух трансформаторную. Выберем два варианта схем: передача электроэнергии на ГПП на напряжении 220 и 35 кВ, и проведем технико-экономический расчет по приведенным затратам:
, (2.1)
где - нормативный коэффициент капитальных вложений, = 0,12;
- капитальные вложения, тыс. руб.;
- годовые эксплуатационные издержки, тыс. руб.
Капитальные вложения определяются по формуле
, (2.2)
где - стоимость выключателей, тыс. руб.;
- стоимость линии, тыс. руб.
Годовые эксплуатационные издержки:
, (2.3)
где - стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб.;
- амортизационные отчисления, тыс. руб.;
- отчисления на обслуживание, тыс. руб., т.к. в рассматриваемых вариантах они изменяются незначительно, не учитываем.
, (2.4)
где - потери мощности в линии при длительно допустимом токе нагрузки, кВт;
- коэффициент загрузки линии:
; (2.5)
С0- стоимость энергии, руб., С0=1 руб.
, (2.6)
, (2.7)
;
, (2.8)
.[2]
Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Результаты технико-экономического расчета
|
№ варианта |
Капитальные вложения, тыс. руб. |
Годовые издержки, тыс. руб. |
Приведенные затраты, тыс. руб. |
||
|
Амортизация |
Потери электроэнергии |
||||
|
35 |
72800 |
3640 |
31408 |
43784 |
|
|
220 |
290400 |
14520 |
1196 |
50564 |
Из приведенных результатов видно, что вариант №1 является более экономичным. Выбираем вариант с напряжением 35 кВ.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА
3.1 Определение центра электрических нагрузок цеха
В целях экономии проводникового материала и электроэнергии ЦТП рекомендуется устанавливать в центре электрических нагрузок цеха.
Для этого условно проведём оси координат, совпадающие с границами цеха.
Координаты ЦЭН определяются по формулам:
, (3.1.1)
, (3.1.2)
где - расчетная мощность i-го электроприемника, кВт;
- координаты i-го электроприемника, м.
Расчётную активную нагрузку приёмников цеха определим на основе метода коэффициента спроса [3].
, (3.1.3)
где - коэффициент использования i-го электроприемника [3];
- установленная мощность i-го электроприемника, согласно заданию, кВт.
Для удобства расчёты сведены в таблицу 3.1.1.
В этой таблице представлены координаты приемников ремонтно-механического цеха, их установленные мощности, коэффициенты использования, а также активная расчетная нагрузка каждого приемника.
Таблица 3.1.1 - Определение центра электрических нагрузок цеха
|
Позиция |
Наименование |
X |
Y |
Pуст кВт |
Ки |
Рр кВт |
|
|
1 |
Круглошлифовальный станок |
2,1 |
2,0 |
9,3 |
0,15 |
1,40 |
|
|
2 |
Плоскошлифовальный станок |
1,6 |
7,2 |
4,9 |
0,15 |
0,74 |
|
|
3 |
Токарно-винторезный станок |
1,6 |
11,9 |
4,9 |
0,2 |
0,98 |
|
|
4 |
Токарно-винторезный станок |
1,6 |
15,9 |
4,9 |
0,2 |
0,98 |
|
|
5 |
Токарно-винторезный станок |
1,6 |
19,9 |
4,9 |
0,2 |
0,98 |
|
|
6 |
Универсальный фрезерный станок |
1,9 |
23,9 |
3,4 |
0,15 |
0,51 |
|
|
7 |
Универсальный фрезерный станок |
1,9 |
26,8 |
3,4 |
0,15 |
0,51 |
|
|
8 |
Круглошлифовальный станок |
5,8 |
2,0 |
9,3 |
0,15 |
1,40 |
|
|
9 |
Плоскошлифовальный станок |
5,4 |
6,9 |
4,9 |
0,15 |
0,74 |
|
|
10 |
Сверлильный станок |
5,4 |
9,7 |
2,8 |
0,15 |
0,42 |
|
|
11 |
Сверлильный станок |
5,4 |
12,6 |
2,8 |
0,15 |
0,42 |
|
|
12 |
Токарно-винторезный станок |
5,4 |
16,0 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
13 |
Токарно-винторезный станок |
5,4 |
19,3 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
14 |
Токарно-винторезный станок |
5,6 |
22,6 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
15 |
Токарно-винторезный станок |
5,6 |
25,4 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
16 |
Токарно-винторезный станок |
5,4 |
28,3 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
17 |
Пресс гидравлический |
9,1 |
2,2 |
7,0 |
0,2 |
1,40 |
|
|
19 |
Сверлильный станок |
11,2 |
6,2 |
2,8 |
0,15 |
0,42 |
|
|
20 |
Пресс холодного выдавливания |
11,2 |
8,5 |
40,0 |
0,2 |
8,00 |
|
|
21 |
Пресс холодного выдавливания |
13,3 |
18,9 |
40,0 |
0,2 |
8,00 |
|
|
22 |
Токарно-винторезный станок |
10,6 |
12,8 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
23 |
Токарно-винторезный станок |
10,6 |
17,2 |
14,9 |
0,2 |
2,98 |
|
|
24 |
Точильный станок |
10,6 |
21,6 |
3,0 |
0,15 |
0,45 |
|
|
25 |
Вентилятор калорифера |
10,6 |
25,3 |
5,5 |
0,63 |
3,47 |
|
|
26 |
Пресс кривошипный |
11,2 |
28,6 |
22,0 |
0,2 |
4,40 |
|
|
27 |
Алмазно-расточный станок |
11,7 |
1,7 |
9,7 |
0,15 |
1,46 |
|
|
28 |
Сверлильный станок |
18,4 |
2,5 |
2,8 |
0,15 |
0,42 |
|
|
29 |
Сверлильный станок |
17,0 |
9,5 |
2,8 |
0,15 |
0,42 |
|
|
30 |
Вентилятор калорифера |
17,0 |
11,9 |
5,5 |
0,63 |
3,47 |
|
|
31 |
Долбежный станок |
12,5 |
35,0 |
5,5 |
0,24 |
1,32 |
|
|
32 |
Долбежный станок |
17,0 |
16,9 |
5,5 |
0,24 |
1,32 |
|
|
33 |
Пресс кривошипный |
17,0 |
23,1 |
22,0 |
0,2 |
4,40 |
|
|
34 |
Алмазно-расточный станок |
21,6 |
2,5 |
9,7 |
0,15 |
1,46 |
|
|
35 |
Токарно-винторезный станок |
21,6 |
10,8 |
14,1 |
0,2 |
2,82 |
|
|
36 |
Токарно-винторезный станок |
21,6 |
14,2 |
14,1 |
0,2 |
2,82 |
|
|
37 |
Токарно-винторезный станок |
21,6 |
17,7 |
14,1 |
0,2 |
2,82 |
|
|
38 |
Токарно-винторезный станок |
21,6 |
20,8 |
14,1 |
0,2 |
2,82 |
|
|
39 |
Точильный станок |
21,9 |
23,9 |
3,0 |
0,15 |
0,45 |
|
|
40 |
Сварочный преобразовательПСО-500,кВА |
20,8 |
29,7 |
28,0 |
0,3 |
8,40 |
|
|
41 |
Вентилятор вытяжной |
23,0 |
31,0 |
13,0 |
0,63 |
8,19 |
|
|
42 |
Вентилятор вытяжной |
23,0 |
35,1 |
13,0 |
0,63 |
8,19 |
|
|
43 |
Сварочный преобразовательПСО-500,Ква |
20,8 |
35,1 |
28,0 |
0,3 |
8,40 |
|
|
44 |
Гильотинные ножницы |
17,8 |
30,0 |
13,0 |
0,15 |
1,95 |
|
|
45 |
Вентилятор вытяжной |
18,2 |
33,3 |
13,0 |
0,63 |
8,19 |
|
|
511,0 |
125,36 |
||||||
|
X= |
14,97 |
||||||
|
Y= |
22,31 |
3.2 Определение расчётных нагрузок цеха
Расчётную нагрузку электроприёмников определяем методом упорядоченных диаграмм [3], основанном на использовании группового коэффициента использования и коэффициента максимума. Для выполнения расчета необходимо распределить электроприемники на характерные группы и наметить для них узлы питания - силовые пункты. Электроприемники объединяются таким образом чтобы удовлетворяли условиям: рациональность и надежность питания, создание технологического резерва, оптимальная комплектация силовых пунктов.
Расчётная максимальная нагрузка группы электроприёмников:
, (3.2.1)
где - групповой коэффициент максимума;
- групповой коэффициент использования активной мощности;
- средняя мощность группы электроприёмников за наиболее загруженную смену.
Групповой коэффициент использования Ки :
, (3.2.2)
где - индивидуальный коэффициент использования;
- номинальная мощность одного электроприёмника;
- суммарная номинальная мощность данной группы электроприёмников, кВт;
m- количество электроприемников в группе.
Групповой коэффициент максимума рассматривается как функция двух переменных, которая представлена в [3] таблично:
, (3.2.3)
где - эффективное число электроприёмников.
Эффективное число электроприёмников:
. (3.2.4)
Эффективным числом электроприемников называют такое число одинаковых по мощности и по режиму работы электроприемников, которое даёт туже величину расчётного максимума, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приёмника:
. (3.2.5)
Средняя активная нагрузка группы электроприемников за наиболее загруженную смену:
. (3.2.6)
Средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приёмника:
, (3.2.7)
где - тангенс угла сдвига фаз между током и напряжением i-го приёмника, определяемый по [4, табл. 2.2].
Средняя реактивная нагрузка группы электроприемников за наиболее загруженную смену:
. (3.2.8)
Расчётная реактивная нагрузка группы электроприёмников:
, (2.2.9)
где КмI - групповой коэффициент максимума реактивной нагрузки, [3, табл. 4].
Расчётные нагрузки электрического освещения:
, (3.2.10)
,(3.2.11)
где p0 - нагрузка производственной площади, кВт/м2 [5];
F - площадь, м2;
Кс.о.- коэффициент спроса на осветительную нагрузку [5];
- угол сдвига фаз между током и напряжением, определяемый по [6].
Для определения расчётных нагрузок цеха в целом, необходимо учесть потери в трансформаторах:
,(3.2.12)
,(3.2.13)
где - расчётная нагрузка цеховой подстанции.
Полная расчётная нагрузка цеха:
, (3.2.14)
При числе приемников в группе больше трех расчетную нагрузку принимаем не менее суммы номинальных мощностей трех наибольших электроприемников в группе.
Результаты расчетов представлены в таблицах 3.2.1
Таблица 3.2.1 - Расчётные нагрузки цеха
|
№ п/п |
Узлы питания и группы эл/пр |
Мощ-ть 1-го прием-ка, кВт |
Pн*Pн |
Ки |
cos фи |
tgц |
Р см, кВт |
Q см, кВт |
nэ |
Коэф. максимума Км |
Рр, кВт |
Qр, кВАр |
Sp, кВА |
Iн, А |
|
|
РУ-1 |
|||||||||||||||
|
21 |
Пресс холодного выдавливания |
55 |
0,2 |
0,65 |
1,2 |
11,00 |
12,86 |
55 |
14,15 |
56,79 |
82,07 |
||||
|
33 |
Пресс кривошипный |
22 |
0,2 |
0,65 |
1,2 |
4,40 |
5,14 |
22 |
5,66 |
22,72 |
32,83 |
||||
|
43 |
Сварочный преобразователь ПСО-500 кВА |
28 |
0,3 |
0,55 |
1,5 |
8,40 |
12,76 |
28 |
14,03 |
31,32 |
45,26 |
||||
|
СП-1 |
|||||||||||||||
|
31 |
Долбежный станок |
5,5 |
30,25 |
0,24 |
0,65 |
1,2 |
1,32 |
1,54 |
|||||||
|
42 |
Вентилятор вытяжной |
13 |
169 |
0,63 |
0,8 |
0,8 |
8,19 |
6,14 |
|||||||
|
44 |
Гильотинные ножницы |
13 |
169 |
0,15 |
0,55 |
1,5 |
1,95 |
2,96 |
|||||||
|
45 |
Вентилятор вытяжной |
13 |
169 |
0,63 |
0,8 |
0,8 |
8,19 |
6,14 |
|||||||
|
Резерв по СП-1 |
6,7 |
44,555625 |
0,33 |
0,7 |
1,0 |
2,20 |
2,25 |
||||||||
|
Итого по СП-1 |
51,2 |
581,805625 |
0,43 |
0,75 |
0,87 |
21,85 |
19,04 |
5 |
1,83 |
39,99 |
20,94 |
45,14 |
65,23 |
||
|
СП-3 |
|||||||||||||||
|
28 |
Сверлильный станок |
2,8 |
7,84 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
0,42 |
0,64 |
|||||||
|
29 |
Сверлильный станок |
2,8 |
7,84 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
0,42 |
0,64 |
|||||||
|
30 |
Вентилятор калорифера |
7 |
49,00 |
0,63 |
0,8 |
0,75 |
4,41 |
3,31 |
|||||||
|
34 |
Алмазно-расточный станок |
20,7 |
428,49 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
3,11 |
4,71 |
|||||||
|
35 |
Токарно-винторезный станок |
14,1 |
198,81 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,82 |
3,30 |
|||||||
|
36 |
Токарно-винторезный станок |
14,1 |
198,81 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,82 |
3,30 |
|||||||
|
Резерв по СП-3 |
9,2 |
85,10 |
0,25 |
0,63 |
1,25 |
2,28 |
2,84 |
||||||||
|
Итого по СП-3 |
70,7 |
975,89 |
0,23 |
0,66 |
1,15 |
16,27 |
18,73 |
5 |
2,3 |
48,90 |
20,61 |
53,06 |
76,68 |
||
|
СП-5 |
|||||||||||||||
|
1 |
Круглошлифовальный станок |
9,3 |
86,49 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
1,40 |
2,12 |
|||||||
|
2 |
Плоскошлифовальный станок |
4,9 |
24,01 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
0,74 |
1,12 |
|||||||
|
3 |
Токарно-винторезный станок |
4,9 |
24,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,98 |
1,15 |
|||||||
|
4 |
Токарно-винторезный станок |
4,9 |
24,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,98 |
1,15 |
|||||||
|
6 |
Универсальный фрезерный станок |
3,4 |
11,56 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
0,51 |
0,77 |
|||||||
|
12 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
222,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,98 |
3,48 |
|||||||
|
13 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
222,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,98 |
3,48 |
|||||||
|
24 |
Точильный станок |
2,2 |
4,84 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
0,33 |
0,50 |
|||||||
|
23 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
222,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,98 |
3,48 |
|||||||
|
Резерв по СП-5 |
11,145 |
124,211025 |
0,20 |
0,61 |
1,31 |
2,23 |
2,93 |
||||||||
|
Итого по СП-5 |
85,445 |
965,161025 |
0,19 |
0,62 |
1,25 |
16,10 |
20,18 |
8 |
2,1 |
44,70 |
22,20 |
49,91 |
72,12 |
||
|
Резерв по РУ-1 |
42,7 |
0,25 |
0,67 |
1,12 |
10,624 43705 |
11,88 |
42,7 |
13,07 |
44,61 |
64,46 |
|||||
|
Итого по РУ-1 |
327,0 |
281,24 |
96,62 |
297,38 |
429,73 |
||||||||||
|
Освещение |
3,20 |
4,45 |
5,48 |
7,92 |
|||||||||||
|
Итого РУ-1 с учетом освещения(авар) |
284,44 |
101,07 |
301,87 |
436,22 |
|||||||||||
|
РУ-2 |
|||||||||||||||
|
20 |
Пресс холодного выдавливания |
55 |
0,2 |
0,65 |
1,2 |
11,00 |
12,86 |
55 |
14,15 |
56,79 |
82,07 |
||||
|
26 |
Пресс кривошипный |
22 |
0,2 |
0,65 |
1,2 |
4,40 |
5,14 |
22 |
5,66 |
22,72 |
32,83 |
||||
|
40 |
Сварочный преобразовательПСО-500,кВА |
28 |
0,30 |
0,55 |
1,5 |
8,40 |
12,76 |
28 |
14,03 |
31,32 |
45,26 |
||||
|
СП-2 |
|||||||||||||||
|
32 |
Долбежный станок |
5,5 |
30,25 |
0,24 |
0,65 |
1,2 |
1,32 |
1,54 |
|||||||
|
37 |
Токарно-винторезный станок |
14,1 |
198,81 |
0,20 |
0,65 |
1,2 |
2,82 |
3,30 |
|||||||
|
38 |
Токарно-винторезный станок |
14,1 |
198,81 |
0,20 |
0,65 |
1,2 |
2,82 |
3,30 |
|||||||
|
39 |
Точильный станок |
2,2 |
4,84 |
0,15 |
0,55 |
1,5 |
0,33 |
0,50 |
|||||||
|
41 |
Вентилятор вытяжной |
13,0 |
169 |
0,63 |
0,80 |
0,8 |
8,19 |
6,14 |
|||||||
|
Резерв |
7,3 |
53,802225 |
0,24 |
0,66 |
1,1 |
1,74 |
1,98 |
||||||||
|
Итого по СП-2 |
56,2 |
655,512225 |
0,31 |
0,72 |
0,97 |
17,22 |
16,76 |
5 |
2 |
41,20 |
18,43 |
45,14 |
65,22 |
||
|
СП-4 |
|||||||||||||||
|
5 |
Токарно-винторезный станок |
4,9 |
24,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,98 |
1,15 |
|||||||
|
7 |
Универсальный фрезерный станок |
3,4 |
11,56 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
0,51 |
0,77 |
|||||||
|
14 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
222,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,98 |
3,48 |
|||||||
|
15 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
222,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,98 |
3,48 |
|||||||
|
16 |
Токарно-винторезный станок |
14,9 |
222,01 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
2,98 |
3,48 |
|||||||
|
25 |
Вентилятор калорифера |
7 |
49 |
0,63 |
0,8 |
0,75 |
4,41 |
3,31 |
|||||||
|
Резерв |
9,00 |
81 |
0,23 |
0,66 |
1,14 |
2,03 |
2,32 |
||||||||
|
Итого по СП-4 |
69,00 |
831,60 |
0,24 |
0,68 |
1,07 |
16,87 |
18,00 |
5,73 |
2,06 |
44,70 |
19,80 |
48,89 |
70,65 |
3.3 Выбор кабелей цеха
В цехе принята радиальная схема электроснабжения вследствие небольших размеров цеха и расстояний между приёмниками электрической энергии. Подвод электроэнергии к нагрузке осуществляется как от силовых пунктов, так и непосредственно от шин 0,4 кВ ЦТП к крупным электроприёмникам.
Распределение электроэнергии по цеху осуществляется кабелем марки АВВГ [7] в кабельных каналах и в трубах.
Длину кабеля определяем согласно масштабу цеха. Полную длину кабеля определяем как сумму длин согласно масштабу и 1,5 метра, как запас на разделку и выводы кабелей из каналов (труб) до места подключения электроприёмника. Полученный результат округляют до 1 м.
При выборе кабелей необходимо учитывать поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, проложенных рядом в канале; коэффициент учитывающий прокладку кабеля в трубе.
Выбор кабелей по допустимому току:
, (3.3.1)
где - коэффициент, учитывающий количество кабелей в канале [8, табл. 7.17];
- поправочный коэффициент в зависимости от температуры окружающей среды [8, табл. 7.18].
Таблица 3.3.1 - Характеристики кабельной сети в механическом цехе
|
Участок |
Расчетный ток, А |
Допустимый ток А |
Марка |
Сечение мм2 |
Способ прокладки |
Длина, м |
Диаметр трубы, мм |
Длина трубы,м |
|||
|
От |
До |
||||||||||
|
№ узла |
Электроприёмник, силовой пункт |
||||||||||
|
РУ 1 |
21 |
пресс холодного выдавливания |
117,01 |
167 |
АВВГнг-LS |
3х70+1х35 |
в канале |
17 |
- |
||
|
33 |
пресс кривошипный |
51,48 |
67 |
АВВГнг-LS |
3х16+1х10 |
в канале, в трубе |
15 |
25 |
|||
|
43 |
Сварочный преобразователь ПСО-500 кВА |
77,44 |
109 |
АВВГнг-LS |
3х35+1х16 |
в канале, в трубе |
25 |
32 |
|||
|
СП-1 |
65,23 |
90 |
АВВГнг-LS |
3х25+1х16 |
в канале |
22 |
- |
||||
|
31 |
Долбежный станок |
12,87 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
8 |
20 |
|||
|
42 |
Вентилятор вытяжной |
24,72 |
34 |
АВВГнг-LS |
4х6 |
в канале, в трубе |
7 |
25 |
|||
|
44 |
Гильотинные ножницы |
35,95 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в трубе |
4 |
25 |
|||
|
45 |
Вентилятор вытяжной |
24,72 |
34 |
АВВГнг-LS |
4х6 |
в канале |
4 |
- |
|||
|
СП-3 |
76,68 |
109 |
АВВГнг-LS |
3х35+1х16 |
в канале |
7 |
32 |
||||
|
28 |
Сверлильный станок |
7,74 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
13 |
20 |
|||
|
29 |
Сверлильный станок |
7,74 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
9 |
20 |
|||
|
30 |
Вентилятор калорифера |
13,31 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале |
7 |
- |
|||
|
34 |
Алмазно-расточный станок |
57,25 |
90 |
АВВГнг-LS |
3х25+1х16 |
в канале |
10 |
- |
|||
|
35 |
Токарно-винторезный станок |
33,00 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале |
3 |
- |
|||
|
36 |
Токарно-винторезный станок |
33,00 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале, в трубе |
5 |
25 |
|||
|
СП-5 |
72,12 |
109 |
АВВГнг-LS |
3х35+1х16 |
в канале |
16 |
- |
||||
|
1 |
Круглошлифовальный станок |
25,72 |
34 |
АВВГнг-LS |
4х6 |
в канале, в трубе |
23 |
25 |
|||
|
2 |
Плоскошлифовальный станок |
13,55 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
19 |
20 |
|||
|
3 |
Токарно-винторезный станок |
11,47 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
14 |
20 |
|||
|
4 |
Токарно-винторезный станок |
11,47 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
14 |
20 |
|||
|
6 |
Универсальный фрезерный станок |
9,40 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
15 |
20 |
|||
|
12 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале |
9 |
- |
|||
|
13 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале |
8 |
- |
|||
|
24 |
Точильный станок |
6,08 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
5 |
20 |
|||
|
23 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в трубе |
3 |
25 |
|||
|
РУ-2 |
20 |
пресс холодного выдавливания |
117,01 |
167 |
АВВГнг-LS |
3х70+1х35 |
в канале, в трубе |
22 |
|||
|
26 |
пресс кривошипный |
51,48 |
67 |
АВВГнг-LS |
3х16+1х10 |
в канале, в трубе |
28 |
25 |
|||
|
40 |
Сварочный преобразователь ПСО-500 кВА |
77,44 |
109 |
АВВГнг-LS |
3х35+1х16 |
в канале, в трубе |
20 |
32 |
|||
|
СП-2 |
65,22 |
90 |
АВВГнг-LS |
3х25+1х16 |
в канале |
16 |
- |
||||
|
32 |
Долбежный станок |
12,87 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в трубе |
7 |
20 |
|||
|
37 |
Токарно-винторезный станок |
33,00 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале |
4 |
25 |
|||
|
38 |
Токарно-винторезный станок |
33,00 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале, в трубе |
6 |
25 |
|||
|
39 |
Точильный станок |
6,08 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
5 |
20 |
|||
|
41 |
Вентилятор вытяжной |
24,72 |
34 |
АВВГнг-LS |
4х6 |
в канале |
13 |
25 |
|||
|
СП-4 |
70,65 |
90 |
АВВГнг-LS |
3х25+1х16 |
в канале |
22 |
- |
||||
|
5 |
Токарно-винторезный станок |
11,47 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
12 |
20 |
|||
|
7 |
Универсальный фрезерный станок |
9,40 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
12 |
20 |
|||
|
14 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале |
7 |
25 |
|||
|
15 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале |
9 |
25 |
|||
|
16 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале, в трубе |
11 |
25 |
|||
|
25 |
Вентилятор калорифера |
13,31 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в трубе |
4 |
20 |
|||
|
СП-6 |
70,44 |
90 |
АВВГнг-LS |
3х25+1х16 |
в канале |
22 |
|||||
|
8 |
Круглошлифовальный станок |
25,72 |
34 |
АВВГнг-LS |
4х6 |
в канале, в трубе |
10 |
25 |
|||
|
9 |
Плоскошлифовальный станок |
13,55 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
8 |
20 |
|||
|
10 |
Сверлильный станок |
7,74 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
8 |
20 |
|||
|
11 |
Сверлильный станок |
7,74 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в канале, в трубе |
11 |
20 |
|||
|
17 |
Пресс гидравлический |
16,38 |
27 |
АВВГнг-LS |
4х4 |
в канале |
8 |
20 |
|||
|
19 |
Сверлильный станок |
7,74 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
в трубе |
3 |
20 |
|||
|
22 |
Токарно-винторезный станок |
34,87 |
50 |
АВВГнг-LS |
3х10+1х6 |
в канале, в трубе |
8 |
25 |
|||
|
27 |
Алмазно-расточный станок |
57,25 |
90 |
АВВГнг-LS |
3х25+1х16 |
в канале, в трубе |
7 |
32 |
|||
|
Рабочее освещение |
10,67 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
|||||||
|
Ававрийное освещение |
3,20 |
19 |
АВВГнг-LS |
4х2,5 |
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА
4.2 Расчётные нагрузки цехов и предприятия
Определение расчётных нагрузок цехов предприятия произведём на основе метода коэффициента спроса.
Расчётная активная мощность цехов предприятия:
, (4.2.1)
где - коэффициент спроса [4, табл. 2.2];
- суммарная установленная мощность в цехе, согласно заданию.
Расчётная реактивная мощность цехов предприятия:
, (4.2.2)
где - определяется по [4, табл. 2.2].
Расчётные нагрузки электрического освещения также рассчитываем методом коэффициента спроса:
, (4.2.3)
,(4.2.4)
где ро - нагрузка производственной площади, выбираем из [5] , кВт/м2 ;
F - площадь цеха, м2;
tgцо - определяется по cosцо , устанавливаемого для данного вида электроприемника [6];
- коэффициент спроса на осветительную установку, выбираем из [5].
Для освещения цехов предприятия, кроме склада свеклы, склада сахара, заводоуправления и лаборатории, принимаем ртутные лампы типа ДРЛ. Коэффициент мощности с учетом местной компенсации cosо=0,9.
Для освещения склада свеклы, склада сахара, заводоуправления и лаборатории принимаем люминесцентные лампы типа ЛБ. Коэффициент мощности также равняется 0,9.
tgцо определяется по формуле:
, (4.2.5)
.
Полная расчётная нагрузка цехов предприятия определяется по формуле :
, (4.2.6)
Для удобства определение расчётных нагрузок сведём в таблицу 4.2.1
Таблица 4.2.1 - Расчетные нагрузки предприятия
|
Наименование цехов |
Pном, кВт |
Кс |
сosц |
Pр,кВт |
Qр,кВАр |
Pо,Вт/м2 |
F,м2 |
Pро,кВт |
Qро, кВАр |
Pрсум,кВт |
Qрсум,кВАр |
Sрсум,кВА |
||
|
1 |
Цех электролиза |
12000 |
0,8 |
0,90 |
9600,0 |
4649,5 |
12 |
7271,0 |
82,9 |
40,1 |
9682,9 |
4689,6 |
10758,8 |
|
|
2 |
Насосная N1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
а) 0,4 кВ |
400 |
0,7 |
0,85 |
280,0 |
173,5 |
12 |
1281,0 |
13,8 |
6,7 |
293,8 |
180,2 |
344,7 |
||
|
б) СД 6 кВ |
1650 |
0,9 |
0,90 |
1485,0 |
719,2 |
1485,0 |
719,2 |
1650,0 |
||||||
|
3 |
Цех регенерации |
1300 |
0,6 |
0,80 |
780,0 |
585,0 |
12 |
757,0 |
8,6 |
4,2 |
788,6 |
589,2 |
984,4 |
|
|
4 |
Разливочная |
900 |
0,5 |
0,70 |
450,0 |
459,1 |
12 |
1396,0 |
15,1 |
7,3 |
465,1 |
466,4 |
658,6 |
|
|
5 |
Компрессорная |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
а) 0,4 кВ |
200 |
0,7 |
0,85 |
140,0 |
86,8 |
12 |
634,0 |
6,8 |
3,3 |
146,8 |
90,1 |
172,3 |
||
|
б) СД 6 кВ |
2160 |
0,9 |
0,90 |
1944,0 |
941,5 |
0,0 |
1944,0 |
941,5 |
2160,0 |
|||||
|
6 |
Механический цех |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
584,6 |
265,4 |
642,0 |
|
|
7 |
Электроремонтный цех |
280 |
0,5 |
0,80 |
140,0 |
105,0 |
12 |
782,0 |
8,9 |
4,3 |
148,9 |
109,3 |
184,7 |
|
|
8 |
Склад леса |
30 |
0,5 |
0,80 |
15,0 |
11,3 |
9 |
715,0 |
3,9 |
1,9 |
18,9 |
13,1 |
23,0 |
|
|
9 |
Склад глинозема |
300 |
0,5 |
0,80 |
150,0 |
112,5 |
9 |
1210,0 |
6,5 |
3,2 |
156,5 |
115,7 |
194,6 |
|
|
10 |
Склад подсобных материалов |
50 |
0,7 |
0,80 |
35,0 |
26,3 |
9 |
480,0 |
2,6 |
1,3 |
37,6 |
27,5 |
46,6 |
|
|
11 |
Литейный цех |
900 |
0,8 |
0,90 |
720,0 |
540,0 |
12 |
1988,0 |
22,7 |
11,0 |
742,7 |
551,0 |
924,7 |
|
|
12 |
Склад N2 |
60 |
0,5 |
0,80 |
30,0 |
22,5 |
9 |
435,0 |
2,3 |
1,1 |
32,3 |
23,6 |
40,1 |
|
|
13 |
Склад строительных материалов |
30 |
0,5 |
0,80 |
15,0 |
11,3 |
12 |
384,0 |
2,8 |
1,3 |
17,8 |
12,6 |
21,8 |
|
|
14 |
Магазин |
40 |
0,5 |
0,80 |
20,0 |
15,0 |
12 |
1246,0 |
14,2 |
6,9 |
34,2 |
21,9 |
40,6 |
|
|
15 |
Заводоуправление |
150 |
0,6 |
0,80 |
90,0 |
67,5 |
12 |
1380,0 |
15,7 |
7,6 |
105,7 |
75,1 |
129,7 |
|
|
16 |
Насосная N2: СД 6 кВ |
2040 |
0,9 |
0,90 |
1836,0 |
889,2 |
12 |
456,0 |
4,9 |
2,4 |
1840,9 |
891,6 |
2045,5 |
|
|
17 |
Котельная |
400 |
0,7 |
0,80 |
280,0 |
210,0 |
12 |
620,0 |
6,3 |
3,1 |
286,3 |
213,1 |
356,9 |
|
|
18 |
Склад горючего |
42 |
0,5 |
0,80 |
21,0 |
15,8 |
9 |
273,0 |
1,5 |
0,7 |
21,0 |
15,8 |
26,3 |
|
|
19 |
Транспортный цех |
280 |
0,5 |
0,80 |
140,0 |
105,0 |
10 |
574,0 |
4,0 |
1,9 |
144,0 |
106,9 |
179,4 |
|
|
20 |
Склад хлорной извести |
30 |
0,5 |
0,80 |
15,0 |
11,3 |
9 |
429,0 |
2,3 |
1,1 |
17,3 |
12,4 |
21,3 |
|
|
ИТОГО по цехам |
23242 |
18186,0 |
9757,1 |
- |
22311,0 |
226,0 |
109,4 |
18412,0 |
9866,4 |
20888,9 |
||||
|
Освещение по заводу |
- |
- |
3 |
172283,4 |
258,4 |
125,1 |
258,4 |
125,1 |
287,1 |
|||||
|
ИТОГО |
- |
- |
- |
- |
484,4 |
234,4 |
18670,4 |
9991,5 |
21176,0 |
|||||
|
потери в трансформаторах |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
423,5 |
2117,6 |
2159,5 |
|||||
|
ИТОГО по заводу в целом |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
19093,9 |
12109,1 |
22609,9 |
4.3 Построение картограммы нагрузок
Картограмма нагрузок строится на плане предприятия нанесением на нем окружностей, площади которых пропорциональны величине расчетных нагрузок цехов и подразделений предприятия. Каждому цеху соответствует своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха (геометрическим центром тяжести фигуры цеха), а радиус , мм2 определяется по формуле
(3.5)
где mp - масштаб мощности, кВт/мм2, исходя из удобств геометрического построения, принимаем mp=0,25 кВт/мм2.
Результаты расчета сведем в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Расчёт картограммы нагрузок
|
№ |
Наименование цехов |
Pрсум,кВт |
Pро,кВт |
радиус окружности |
угол Рр.о |
|
|
1 |
Цех электролиза |
9682,9 |
82,9 |
111,06 |
3 |
|
|
2 |
Насосная N1 |
- |
- |
|||
|
а) 0,4 кВ |
293,8 |
13,8 |
19,35 |
17 |
||
|
б) СД 6 кВ |
1485,0 |
43,49 |
0 |
|||
|
3 |
Цех регенерации |
788,6 |
8,6 |
31,70 |
4 |
|
|
4 |
Разливочная |
465,1 |
15,1 |
24,34 |
12 |
|
|
5 |
Компрессорная |
|||||
|
а) 0,4 кВ |
146,8 |
6,8 |
13,68 |
17 |
||
|
б) СД 6 кВ |
1944,0 |
- |
49,76 |
- |
||
|
6 |
Механический цех |
584,6 |
13,7 |
27,29 |
9 |
|
|
7 |
Электроремонтный цех |
148,9 |
8,9 |
13,77 |
22 |
|
|
8 |
Склад леса |
18,9 |
3,9 |
4,90 |
74 |
|
|
9 |
Склад глинозема |
156,5 |
6,5 |
14,12 |
15 |
|
|
10 |
Склад подсобных материалов |
37,6 |
2,6 |
6,92 |
25 |
|
|
11 |
Литейный цех |
742,7 |
22,7 |
30,76 |
11 |
|
|
12 |
Склад N2 |
32,3 |
2,3 |
6,42 |
26 |
|
|
13 |
Склад строительных материалов |
17,8 |
2,8 |
4,76 |
56 |
|
|
14 |
Магазин |
34,2 |
14,2 |
6,60 |
150 |
|
|
15 |
Заводоуправление |
105,7 |
15,7 |
11,61 |
54 |
|
|
16 |
Насосная N2: СД 6 кВ |
1840,9 |
4,9 |
48,43 |
1 |
|
|
17 |
Котельная |
286,3 |
6,3 |
19,10 |
8 |
|
|
18 |
Склад горючего |
21,0 |
1,5 |
5,17 |
25 |
|
|
19 |
Транспортный цех |
144,0 |
4,0 |
13,54 |
10 |
|
|
20 |
Склад хлорной извести |
17,3 |
2,3 |
4,70 |
48 |
4.4 Нахождение центра электрических нагрузок
В целях экономии металла и электроэнергии ГПП и ТП рекомендуется устанавливать в центре электрических нагрузок.
Координаты ЦЭН определяют по формулам
; (4.3.1)
, (4.3.2)
гдеXi, Yi - координаты ЦЭН i-го электроприемника, м;
Pi - его мощность, кВт.
Для создания картограммы нагрузок необходимо определить радиусы окружностей, соответствующих расчетной нагрузке:
, (4.3.3)
гдеmр - масштаб мощности, кВт/мм2, mр = 2,5 кВт/мм2.
Для представления о том какая часть мощности используется для освещения цеха, на окружности выделяем сектор, угол которого пропорционален общей нагрузке цеха. Угол сектора определяется как:
. (4.3.4)
Результаты нахождения ЦЭН предприятия приведены в таблице 4.3.1.
Таблица 4.3.1 - Нахождение центра электрических нагрузок предприятия
|
N |
Наименование |
PН, кВт |
KИ |
KС |
PР, кВт |
X, м |
Y, м |
PX |
PY |
|
|
1 |
Цех электролиза |
12000 |
0,7 |
0,8 |
9600,0 |
125,0 |
240,0 |
1200000 |
2304000 |
|
|
2 |
Насосная N1 |
|||||||||
|
а) 0,4 кВ |
400 |
0,65 |
0,7 |
280,0 |
325,0 |
235,0 |
91000 |
65800 |
||
|
б) СД 6 кВ |
1650 |
0,8 |
0,9 |
1485,0 |
325,0 |
235,0 |
253500 |
183300 |
||
|
3 |
Цех регенерации |
1300 |
0,55 |
0,6 |
780,0 |
65,0 |
185,0 |
29250 |
83250 |
|
|
4 |
Разливочная |
900 |
0,4 |
0,5 |
450,0 |
140,0 |
180,0 |
63000 |
81000 |
|
|
5 |
Компрессорная |
|||||||||
|
а) 0,4 кВ |
200 |
0,65 |
0,7 |
140,0 |
220,0 |
175,0 |
30800 |
24500 |
||
|
б) СД 6 кВ |
2160 |
0,8 |
0,9 |
1944,0 |
220,0 |
175,0 |
427680 |
340200 |
||
|
6 |
Механический цех |
590,2 |
285,0 |
175,0 |
168207 |
103285 |
||||
|
7 |
Электроремонтный цех |
280 |
0,4 |
0,5 |
140,0 |
315,0 |
175,0 |
44100 |
24500 |
|
|
8 |
Склад леса |
30 |
0,4 |
0,5 |
15,0 |
65,0 |
130,0 |
975 |
1950 |
|
|
9 |
Склад глинозема |
300 |
0,4 |
0,5 |
150,0 |
130,0 |
125,0 |
19500 |
18750 |
|
|
10 |
Склад подсобных материалов |
50 |
0,4 |
0,7 |
35,0 |
165,0 |
130,0 |
5775 |
4550 |
|
|
11 |
Литейный цех |
900 |
0,7 |
0,8 |
720,0 |
250,0 |
125,0 |
180000 |
90000 |
|
|
12 |
Склад N2 |
60 |
0,4 |
0,5 |
485,8 |
65,0 |
90,0 |
31576 |
43721 |
|
|
13 |
Склад строительных материалов |
30 |
0,4 |
0,5 |
15,0 |
155,0 |
25,0 |
2325 |
375 |
|
|
14 |
Магазин |
40 |
0,4 |
0,5 |
20,0 |
240,0 |
80,0 |
4800 |
1600 |
|
|
15 |
Заводоуправление |
150 |
0,5 |
0,6 |
90,0 |
310,0 |
15,0 |
27900 |
1350 |
|
|
16 |
Насосная N2: СД 6 кВ |
2040 |
0,8 |
0,9 |
1836,0 |
40,0 |
55,0 |
73440 |
100980 |
|
|
17 |
Котельная |
400 |
0,6 |
0,7 |
280,0 |
100,0 |
55,0 |
28000 |
15400 |
|
|
18 |
Склад горючего |
42 |
0,4 |
0,5 |
21,0 |
345,0 |
65,0 |
7245 |
1365 |
|
|
19 |
Транспортный цех |
280 |
0,4 |
0,5 |
140,0 |
220,0 |
45,0 |
30800 |
6300 |
|
|
20 |
Склад хлорной извести |
30 |
0,4 |
0,5 |
15,0 |
300,0 |
45,0 |
4500 |
675 |
|
|
23242 |
19232,0 |
2724373 |
3496851 |
|||||||
|
X0 |
141,7 |
140 |
||||||||
|
Y0 |
181,8 |
180 |
4.5 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП
, (4.4.1)
где - максимальная нагрузка на шинах ВН подстанции;
- доля потребителей 1 и 2 категории в общей нагрузке предприятия;
- коэффициент аварийной допустимой перегрузки трансформатора, =1,4.
Расчетная нагрузка предприятия с учетом освещения, с учетом компенсации реактивной мощности, принимаем, что предприятие работает с коэффициентом мощности .:
Ррсум = 19093,9 кВт; Qpсум = 6278,6 кВАр; Spсум =20098,8 кВА.
Мощность трансформатора определим по формуле (4.4.1):
кВА.
Выбираем КТП-СЭЩ-Б(М)-16000-35/6. Устанавливаем трансформаторы ТДН 16000-35/6 У1.
В качестве схемы ГПП принимаем схему, состоящую из двух блоков с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии (рисунок 4.4.1).
Рисунок 4.4.1 - Схема ГПП
4.6 Выбор схемы внутреннего электроснабжения, выбор компенсирующих устройств
При проектировании внутризаводской сети необходимо учесть:
- наличие потребителей 6 кВ, а именно синхронных двигателей;
- категорийность приёмников;
- наличие цехов с малой потребляемой мощностью.
Таблица 4.5.1- Перечень цехов предприятия с указанием их категорийности
|
Наименование цеха |
Категория |
|
|
1. Цех электролиза |
1 |
|
|
2.Насосная |
1 |
|
|
3.Цех регенерации |
1 |
|
|
4. Разливочная |
1 |
|
|
5. Компрессорная |
1 |
|
|
6. Механический цех |
2 |
|
|
7. Электроремонтный цех |
2 |
|
|
8. Склад леса |
3 |
|
|
9. Склад глинозема |
3 |
|
|
10. Склад подсобных материалов |
3 |
|
|
11. Литейный цех |
1 |
|
|
12. Склад N2 |
3 |
|
|
13. Склад строительных материалов |
3 |
|
|
14. Магазин |
3 |
|
|
15. Заводоуправление |
3 |
|
|
16. Насосная N2 |
1 |
|
|
17. Котельная |
2 |
|
|
18. Склад горючего |
3 |
|
|
19. Транспортный цех |
2 |
|
|
20. Склад хлорной извести |
3 |
Выбор конкретной схемы внутреннего электроснабжения выполняется на основе технико-экономического сравнение вариантов. Рассмотрим два варианта распределительной сети завода, которые изображены на рисунках 4.5.1 и 4.5.2.
Наилучший вариант электроснабжения выбирают из условия минимума приведенных затрат.
Рисунок 4.5.1 - Первый вариант плана электрической сети завода
Рисунок - 4.5.2 Второй вариант плана электрической сети завода
Номинальная мощность трансформаторов ЦТП:
, (4.5.1)
где n - количество устанавливаемых трансформаторов;
Kз - коэффициент загрузки.
Для двух трансформаторных подстанций Kз = 0,7 [3].
Расчетный ток кабеля в форсированном режиме определяется по формуле:
, (4.5.2)
где - полная расчётная мощность, передаваемая по кабелю;
- номинальное напряжение распределительной сети;
1,1 - коэффициент допустимой перегрузки.
Стоимость участка кабельной линии вычисляется по формуле:
, (4.5.3)
где - длина кабельного участка;
- количество кабелей;
- стоимость одного метра кабеля [16].
Годовые потери электрической энергии:
, (4.5.4)
где - время использования максимума потерь.
Стоимость потерь энергии в линии в год:
,(4.5.5)
где - стоимость 1 кВтч потерь электроэнергии.
Стоимость 1 кВтч электроэнергии составляет 1,6 руб. в соответствии с заданием.
При выборе мощности и месторасположения КТП, одновременно рассмотрим вопрос компенсации реактивной мощности.
Компенсация реактивной мощности позволяет разгрузить ЦТП по реактивной мощности и как следствие произвести выбор ЦТП меньшей мощности, позволяет разгрузить кабельную сеть, питающую ЦТП и как следствие выбрать кабель меньшего сечения.
На предприятии имеются синхронные двигатели, следовательно их необходимо рассматривать как самый дешёвый вариант компенсации реактивной мощности, не требующий дополнительных капитальных вложений.
Оценим максимальную величину реактивной мощности, которую может генерировать синхронный двигатель:
, (4.5.6)
где - коэффициент наибольшей допустимой перегрузки СД по реактивной мощности,
- номинальная активная мощность двигателей, кВА;
- номинальный коэффициент реактивной мощности, ;
- номинальный КПД СД, %, [8].
кВАр.
кВАр.
кВАр.
Компенсацию реактивной мощности цехов будем производить с помощью установки конденсаторных батарей на стороне 0,4 кВ.
Принимаем конденсаторные установки КРМ-0,4 [17].
Выбор цеховых трансформаторных подстанций и компенсирующих устройств и оценка их стоимости по первому и второму варианту распределительной сети завода сведём в таблицу 4.5.2
Выбор кабелей по первому и второму варианту распределительной сети приведён в таблице 4.5.3 и 4.5.4.
Таблица 4.5.2 - Расчет мощности и стоимость КТП и компенсирующих устройств по первому и второму варианту
|
№ ЦП |
Питаемые цеха |
Сум Pр, кВт |
Сум Qр, кВАр |
Сум Sр, кВАр |
Qк.б кВАр |
Qр, кВАр |
Сум Sр, кВА |
Расчетная мощность тр-ра кВА |
Выбранная КТП |
Тип КУ |
Стоимость п/с, руб. |
|
|
1(1,2) |
1.Цех электролиза |
9682,9 |
4689,6 |
10758,8 |
4455 |
234,6 |
9685,7 |
2х4 КРМ-0,4-825-82,5 У3 |
2913900 |
|||
|
Итого: |
9685,7 |
3390,0 |
2x2КТП- 4000-6/0,4 |
- |
6152844 |
|||||||
|
2 |
2.Насосная N1(0,4кВ) |
293,8 |
180,2 |
344,7 |
180,2 |
344,7 |
СД 6кВ -2 |
|||||
|
Итого: |
293,8 |
180,2 |
0 |
344,7 |
241,3 |
2КТП- 250-6/0,4 |
- |
398974 |
||||
|
3 |
3.Цех регенерации |
788,6 |
589,2 |
984,4 |
540 |
49,2 |
850,8 |
2 КРМ-0,4-600-60 У3 |
561644 |
|||
|
Итого: |
850,8 |
595,5 |
2КТП- 630-6/0,4 |
- |
969073 |
|||||||
|
4 |
4.Разливочная |
465,1 |
466,4 |
658,7 |
658,7 |
|||||||
|
9.Склад глин.+10. Склад под м. |
194,1 |
143,2 |
241,2 |
135 |
8,2 |
194,3 |
2 КРМ-0,4-150-15 У3 |
124950 |
||||
|
Итого: |
852,9 |
597,1 |
2КТП- 630-10/0,4 |
- |
969073 |
|||||||
|
6 |
6.Механический цех |
584,6 |
264,4 |
641,6 |
240 |
24,4 |
585,1 |
2 КРМ-0,4-240-30 У3 |
199920 |
|||
|
5.Компрессорная 0.4 кВ |
146,8 |
90,1 |
172,2 |
90 |
0,1 |
146,8 |
2 КРМ-0,4-105-7,5 У3 |
87465 |
||||
|
7. Электроремонтный цех |
148,9 |
109,3 |
184,7 |
105 |
4,3 |
149,0 |
2 КРМ-0,4-105-7,5 У3 |
87465 |
||||
|
Итого: |
880,3 |
463,8 |
998,6 |
240 |
880,9 |
616,6 |
2КТП- 630-6/0,4 |
- |
969073 |
|||
|
11 |
11.Литейный цех |
742,7 |
551,0 |
924,8 |
551,0 |
924,8 |
||||||
|
13. Склад стр. материалов |
17,8 |
12,6 |
21,8 |
21,8 |
||||||||
|
14. Магазин |
34,2 |
21,9 |
40,6 |
40,6 |
||||||||
|
15. Заводоуправление |
105,7 |
75,1 |
129,7 |
75 |
0,1 |
112,2 |
2 КРМ-0,4-75-7,5 У3 |
62475 |
||||
|
18. Склад горючего |
21,0 |
15,8 |
26,3 |
26,3 |
||||||||
|
19. Транспортный цех |
144,0 |
106,9 |
179,3 |
105 |
1,9 |
153,9 |
2 КРМ-0,4-105-7,5 У3 |
87465 |
||||
|
20. Склад хлорной извести |
17,3 |
12,4 |
21,3 |
21,3 |
||||||||
|
Итого: |
1082,7 |
795,7 |
1343,8 |
1300,9 |
910,6 |
2КТП- 1000-6/0,4 |
- |
1263480 |
||||
|
17 |
12. Склад N2 |
32,3 |
23,6 |
40,0 |
40,0 |
|||||||
|
8. Склад леса |
18,9 |
13,1 |
23,0 |
23,0 |
||||||||
|
16. Насосная N2 (освещ.) |
4,9 |
2,4 |
4,9 |
|||||||||
|
17. Котельная |
286,3 |
213,1 |
356,9 |
356,9 |
||||||||
|
Итого: |
337,5 |
254,7 |
422,3 |
0 |
424,8 |
297,4 |
2КТП- 400/10/0,4 |
- |
638358 |
|||
|
Итого |
15486159 |
Таблица 4.5.3 - Расчет параметров кабельной сети и её стоимости по первому варианту
|
Участок сети |
Длина участка сети, м |
Способ прокладки |
Sр,кВА |
Расчётный ток, А |
Допустимый ток , А |
Число кабелей |
Марка |
Сечение , мм2 |
R ом/км |
X ом/км |
Потери напряжения, % |
Стоимость 1м кабеля руб |
Стоимость участка сети, руб. |
Годовые потери эл. энергии, кВт*ч |
Стоимость потерь |
|
|
Кабели на 6 кВ |
||||||||||||||||
|
ГПП - ЦТП 1.1 |
115 |
в траншее |
4842,0 |
373,18 |
375 |
2 |
АПвПБ |
3Х240 |
0,0754 |
0,077 |
0,462 |
1060,000 |
243800,00 |
16301,88 |
32603,768 |
|
|
ГПП - ЦТП 1.2 |
25 |
в траншее |
4842,0 |
373,18 |
375 |
2 |
АПвП |
3Х240 |
0,0754 |
0,077 |
0,101 |
1060,000 |
53000,00 |
3543,89 |
7087,7755 |
|
|
ГПП - ЦТП 2 |
150 |
в траншее |
1995,0 |
153,76 |
181 |
2 |
АПвП |
3Х70 |
0,268 |
0,093 |
0,654 |
571,000 |
171300,00 |
12830,13 |
25660,25 |
|
|
ГПП - ЦТП 3 |
115 |
в траншее |
850,0 |
65,51 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,402 |
475,000 |
109250,00 |
3491,29 |
6982,5814 |
|
|
ГПП - ЦТП 4 |
35 |
в траншее |
853,0 |
65,74 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,123 |
475,000 |
33250,00 |
1070,08 |
2140,1609 |
|
|
ГПП - ЦТП 6 |
100 |
в траншее |
881,0 |
67,90 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,363 |
475,000 |
95000,00 |
3261,39 |
6522,771 |
|
|
ГПП - ЦТП 11 |
100 |
в траншее |
1301,0 |
100,27 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,535 |
475,000 |
95000,00 |
7112,22 |
14224,431 |
|
|
ГПП - РУ 16 |
200 |
в траншее |
2464,0 |
189,90 |
216 |
2 |
АПвП |
3Х95 |
0,193 |
0,087 |
0,804 |
638,000 |
255200,00 |
18792,64 |
37585,276 |
|
|
РУ 16 - ЦТП 17 |
10 |
на скобах |
424,0 |
32,68 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,017 |
475,000 |
9500,00 |
75,54 |
151,08176 |
|
|
ГПП - СД5 |
40 |
в траншее |
720,0 |
55,49 |
126 |
4 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,059 |
475,000 |
76000,00 |
871,32 |
1742,6305 |
|
|
РУ 16 - СД 16 |
20 |
в траншее |
680,0 |
52,41 |
126 |
4 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,028 |
475,000 |
38000,00 |
388,60 |
777,19167 |
|
|
РУ ЦТП 2 - СД 2 |
20 |
в траншее |
550,0 |
42,39 |
126 |
4 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,023 |
475,000 |
38000,00 |
254,22 |
508,4353 |
|
|
Кабели на 0,4 кВ |
||||||||||||||||
|
ЦТП 6 - РП 5 |
55 |
в траншее |
147,0 |
193,12 |
212 |
2 |
АПвБбШв |
4х95 |
0,32 |
0,076 |
1,878 |
340,000 |
37400,00 |
8861,02 |
17722,033 |
|
|
ЦТП 6 - РП 7 |
15 |
в траншее |
149,0 |
195,74 |
212 |
2 |
АПвБбШв |
4х95 |
0,32 |
0,076 |
0,519 |
340,000 |
10200,00 |
2482,85 |
4965,6943 |
|
|
ЦТП 4 - РП 9 |
30 |
в траншее |
194,0 |
254,86 |
274 |
2 |
АПвБбШв |
4х150 |
0,206 |
0,074 |
0,900 |
408,000 |
24480,00 |
5419,11 |
10838,224 |
|
|
ЦТП 17 - РП 12 |
15 |
в траншее |
40,0 |
52,55 |
77 |
2 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
0,810 |
63,000 |
1890,00 |
1068,02 |
2136,047 |
|
|
ЦТП 17 - РП 16 |
40 |
в траншее |
4,9 |
6,44 |
77 |
2 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
0,265 |
63,000 |
5040,00 |
42,74 |
85,477483 |
|
|
ЦТП 17 - РП 8 |
50 |
в траншее |
23,0 |
30,22 |
77 |
2 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
1,553 |
63,000 |
6300,00 |
1177,05 |
2354,1018 |
|
|
ЦТП 11 - РП 14 |
20 |
в траншее |
41,0 |
53,86 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
2,215 |
63,000 |
1260,00 |
1496,12 |
2992,2459 |
|
|
ЦТП 11 - РП 19 |
65 |
в траншее |
176,0 |
231,21 |
241 |
2 |
АПвБбШв |
4х120 |
0,263 |
0,077 |
2,215 |
370,000 |
48100,00 |
12337,60 |
24675,198 |
|
|
РП 19 - РП 13 |
40 |
в траншее |
22,0 |
28,90 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
2,377 |
63,000 |
2520,00 |
861,54 |
1723,078 |
|
|
ЦТП 11 - РП 15 |
125 |
в траншее |
160,0 |
210,19 |
241 |
1 |
АПвБбШв |
4х120 |
0,263 |
0,077 |
7,743 |
370,000 |
46250,00 |
19608,39 |
39216,78 |
|
|
РП 15 - РП 20 |
30 |
в траншее |
48,0 |
63,06 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
3,890 |
63,000 |
1890,00 |
3075,91 |
6151,8155 |
|
|
РП 20 - РП 18 |
30 |
в траншее |
26,0 |
34,16 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
2,107 |
63,000 |
1890,00 |
902,48 |
1804,9598 |
|
|
1404520,00 |
250652 |
Таблица 4.5.4 - Расчет параметров кабельной сети и её стоимости по второму варианту
|
Участок сети |
Длина участка сети, м |
Способ прокладки |
Sр,кВА |
Расчётный ток, А |
Допустимый ток , А |
Число кабелей |
Марка |
Сечение , мм2 |
R ом/км |
X ом/км |
Потери напряжения, % |
Стоимость 1м кабеля руб |
Стоимость участка сети, тыс. руб. |
Годовые потери эл. энергии, кВт*ч |
Стоимость потерь |
|
|
Кабели на 6 кВ |
||||||||||||||||
|
ГПП - ЦТП 1.1 |
115 |
в траншее |
4842,0 |
373,18 |
375 |
2 |
АПвП |
3Х240 |
0,0754 |
0,077 |
0,462 |
1060,000 |
243800,00 |
16301,88 |
32603,768 |
|
|
ГПП - ЦТП 1.2 |
25 |
в траншее |
4842,0 |
373,18 |
375 |
2 |
АПвП |
3Х240 |
0,0754 |
0,077 |
0,101 |
1060,000 |
53000,00 |
3543,89 |
7087,7755 |
|
|
ГПП - ЦТП 2 |
150 |
в траншее |
1995,0 |
153,76 |
181 |
2 |
АПвП |
3Х70 |
0,268 |
0,093 |
0,654 |
571,000 |
171300,00 |
12830,13 |
25660,25 |
|
|
ГПП - ЦТП 3 |
115 |
в траншее |
850,0 |
65,51 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,402 |
475,000 |
109250,00 |
3491,29 |
6982,5814 |
|
|
ГПП - ЦТП 4 |
35 |
в траншее |
853,0 |
65,74 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,123 |
475,000 |
33250,00 |
1070,08 |
2140,1609 |
|
|
ГПП - ЦТП 6 |
100 |
в траншее |
881,0 |
67,90 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,363 |
475,000 |
95000,00 |
3261,39 |
6522,771 |
|
|
ГПП - ЦТП 11 |
100 |
в траншее |
1301,0 |
100,27 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,535 |
475,000 |
95000,00 |
7112,22 |
14224,431 |
|
|
ГПП - РУ 16 |
200 |
в траншее |
2040,0 |
157,23 |
181 |
2 |
АПвП |
3Х70 |
0,268 |
0,093 |
0,892 |
571,000 |
228400,00 |
17887,27 |
35774,548 |
|
|
ГПП - ЦТП 17 |
165 |
в траншее |
424,0 |
32,68 |
126 |
2 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,288 |
475,000 |
156750,00 |
1246,42 |
2492,849 |
|
|
ГПП - СД5 |
40 |
в траншее |
720,0 |
55,49 |
126 |
4 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,059 |
475,000 |
76000,00 |
871,32 |
1742,6305 |
|
|
РУ 16 - СД 16 |
20 |
в траншее |
680,0 |
52,41 |
126 |
4 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,028 |
475,000 |
38000,00 |
388,60 |
777,19167 |
|
|
РУ ЦТП 2 - СД 2 |
20 |
в траншее |
550,0 |
42,39 |
126 |
4 |
АПвП |
3Х35 |
0,524 |
0,103 |
0,023 |
475,000 |
38000,00 |
254,22 |
508,4353 |
|
|
Кабели на 0,4 кВ |
||||||||||||||||
|
ЦТП 6 - РП 5 |
55 |
в траншее |
147,0 |
193,12 |
212 |
2 |
АПвБбШв |
4х95 |
0,32 |
0,076 |
1,878 |
340,000 |
37400,00 |
8861,02 |
17722,033 |
|
|
ЦТП 6 - РП 7 |
15 |
в траншее |
149,0 |
195,74 |
212 |
2 |
АПвБбШв |
4х95 |
0,32 |
0,076 |
0,519 |
340,000 |
10200,00 |
2482,85 |
4965,6943 |
|
|
ЦТП 4 - РП 9 |
30 |
в траншее |
194,0 |
254,86 |
274 |
2 |
АПвБбШв |
4х150 |
0,206 |
0,074 |
0,900 |
408,000 |
24480,00 |
5419,11 |
10838,224 |
|
|
ЦТП 17 - РП 12 |
15 |
в траншее |
40,0 |
52,55 |
77 |
2 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
0,810 |
63,000 |
1890,00 |
1068,02 |
2136,047 |
|
|
ЦТП 17 - РП 16 |
40 |
в траншее |
4,9 |
6,44 |
77 |
2 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
0,265 |
63,000 |
5040,00 |
42,74 |
85,477483 |
|
|
ЦТП 17 - РП 8 |
50 |
в траншее |
23,0 |
30,22 |
77 |
2 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
1,553 |
63,000 |
6300,00 |
1177,05 |
2354,1018 |
|
|
ЦТП 11 - РП 14 |
20 |
в траншее |
41,0 |
59,25 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
2,437 |
63,000 |
1260,00 |
1810,31 |
3620,6175 |
|
|
ЦТП 11 - РП 19 |
65 |
в траншее |
176,0 |
231,21 |
241 |
2 |
АПвБбШв |
4х120 |
0,263 |
0,077 |
2,215 |
370,000 |
48100,00 |
12337,60 |
24675,198 |
|
|
РП 19 - РП 13 |
40 |
в траншее |
22,0 |
31,79 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
2,615 |
63,000 |
2520,00 |
1042,46 |
2084,9243 |
|
|
ЦТП 11 - РП 15 |
125 |
в траншее |
160,0 |
231,21 |
241 |
1 |
АПвБбШв |
4х120 |
0,263 |
0,077 |
8,518 |
370,000 |
46250,00 |
23726,15 |
47452,304 |
|
|
РП 15 - РП 20 |
30 |
в траншее |
48,0 |
69,36 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
4,279 |
63,000 |
1890,00 |
3721,85 |
7443,6967 |
|
|
РП 20 - РП 18 |
30 |
в траншее |
26,0 |
37,57 |
77 |
1 |
АПвБбШв |
4х16 |
1,91 |
0,09 |
2,318 |
63,000 |
1890,00 |
1092,00 |
2184,0013 |
|
|
1524970,00 |
262079,7 |
5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
5.1 Расчет токов короткого замыкания на стороне 35 кВ и 10 кВ ГПП и на стороне 10 кВ цеховых подстанций
Расчет токов короткого замыкания позволяет определить параметры работы защит, позволяет проводить выбор коммутирующей аппаратуры. Расчет будем вести для самых тяжелых режимов работы схемы электроснабжения - замкнутым секционным выключателем на шинах ГПП и замкнутыми разъединителями в перемычке на ГПП на стороне 110 кВ. В этом случае принципиальную схему питания предприятия можно представить следующим образом:
Рисунок 5.1 - Схема замещения с указанием точек КЗ
Произведем расчет отдельных составляющих в базисных единицах, просуммируем их и приведем к именованным единицам.
Произведём расчёт.
Выбор базисных величин:
- Sб =16 МВА;
- Uб1 =235 кВ;
- Uб2 =37 кВ;
- Uб3 =6,3 кВ.
Параметры системы:
, (5.1)
.
Произведём расчет величин:
;
;
.
Рассчитаем параметры одной цепи линии 37 кВ:
, (5.3)
.
Для АС-185 удельное активное сопротивление Ом/км, реактивное Ом/км.
Рассчитаем параметры трансформаторов ГПП:
; (5.4)
; (5.5)
; (5.6)
,
,
,
.
Рассчитаем параметры трансформаторов, установленных на ПС системы:
; (5.7)
; (5.8)
;
;
,
.
Рассчитаем параметры сети электроснабжения на 10 кВ:
(5.9)
Произведём расчёт:
.
Аналогично рассчитаем сопротивления остальных кабельных линий. Результаты сведем в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Сопротивления кабельных линий в относительных единицах
|
Кабельная линия |
||
|
Кл1.1 |
||
|
Кл1.2 |
||
|
Кл2 |
||
|
Кл3 |
||
|
Кл4 |
||
|
Кл6 |
||
|
Кл11 |
||
|
Кл16 |
||
|
Кл17 |
||
|
КлСД2 |
||
|
КлСД5 |
||
|
КлСД16 |
Рассчитаем параметры СД цехов № 2, 5, 16:
Для цеха № 2 выберем СДН14-41-8У3, для цехов 5 и 16 выберем СДН14-46-8У3.
Таблица 5.2- Паспортные данные синхронных двигателей
|
Uн, кВ |
Pн, кВт |
Fсети, Гц |
cosц |
Iпуск /Iн |
||
|
СДН14-41-8У3 |
6 |
630 |
50 |
0,9 |
7 |
|
|
СДН14-46-8У3 |
6 |
800 |
50 |
0,9 |
7 |
, (4.10)
, (5.11)
, (5.12)
, (5.13)
Рассчитаем ЭДС СД, учтем при этом, что двигатель используется для компенсации реактивной мощности:
. (5.14)
Произведем расчет:
СДН14-41-8У3:
;
;
;
;
.
СДН14-46-8У3:
Так как 3 синхронных двигателя подключено к одной системе шин, для упрощения расчетов приведем их ЭДС к 1 эквивалентной, аналогично поступим с сопротивлениями. При этом, учитывая то, что все СД обладают одинаковыми параметрами и длиной питающих кабелей формулы приведение к эквивалентным будут иметь вид:
, (5.15)
. (5.16)
Произведем расчет эквивалентных величин по формулам:
|
Номер цеха |
|||
|
Цех № 2 |
1,015 |
||
|
Цех № 5 |
1,014 |
||
|
Цех № 16 |
1,014 |
Произведём расчёт коротких замыканий. Рассчитаем КЗ в точке К1.
Рисунок 5.2 - Схема замещения для расчета тока кз в точке к1
Действующее значение тока периодической составляющей рассчитаем по формуле 12.17:
,
Результаты расчетов составляющих сведем в таблицу
Составляющие тока кз от СД и от системы соответственно равны:
Постоянную времени тока КЗ , с, рассчитаем по формуле
, (5.18)
с.
Ударный коэффициент рассчитаем по формуле
, (5.19)
.
Ударный ток КЗ , кА, рассчитаем по формуле
, (5.20)
кА.
Аналогичным образом рассчитываем остальные точки КЗ, результаты расчётов сведём в таблицу 12.4.
Таблица 5.4 - Расчет токов КЗ
|
Точка |
Iк, кА (Iкс+ Iксд) |
Ta , c |
Kуд |
iуд , кА |
|
|
1 |
9,364 (8,831+0,582) |
0,018 |
1,578 |
20,984 |
|
|
2 |
22,336 (18,807+3,552) |
0,028 |
1,703 |
53,793 |
|
|
3 |
21,849 |
0,025 |
1,670 |
51,602 |
|
|
4 |
22,226 |
0,027 |
1,695 |
53,270 |
|
|
5 |
21,329 |
0,017 |
1,547 |
46,651 |
|
|
6 |
22,018 |
0,021 |
1,622 |
50,508 |
|
|
7 |
21,329 |
0,014 |
1,500 |
45,249 |
|
|
8 |
21,329 |
0,014 |
1,500 |
45,249 |
|
|
9 |
21,200 |
0,017 |
1,556 |
46,656 |
|
|
10 |
21,162 |
0,013 |
1,476 |
44,176 |
5.2 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ цеховых подстанций
электроснабжение мощность провод трансформатор
Рассмотрим расчет на примере ТП1 - 1.
Схема замещения для такого повреждения будет иметь вид:
Рисунок 5.2.1 - Схема замещения для расчета тока КЗ на низкой стороне ТП1.1
Параметры схемы замещения:
1)Система:
(5.21)
Таблица 5.5 - Сопротивления системы для расчета токов КЗ у ЦТП
|
ТП |
ТП1-1 |
ТП1-2 |
ТП2 |
ТП3 |
ТП4 |
ТП6 |
ТП11 |
ТП17 |
|
2)Трансформатор подстанции:
(5.22)
мОм.
(5.23)
мОм.
мОм.
Таблица 5.5 - Сопротивления трансформаторов для расчета токов КЗ у ЦТП
|
ТП |
ТП1-1 |
ТП1-2 |
ТП2 |
ТП3 |
ТП4 |
ТП6 |
ТП11 |
ТП17 |
|
3)Сопротивление шины подстанции:
мОм,
мОм.
4)Сопротивление автоматического выключателя:
мОм,
мОм.
5)Добавочное сопротивление:
мОм.
мОм;
мОм.
Ток короткого замыкания:
, (5.24)
кА.
Постоянную времени тока КЗ рассчитаем по формуле (12.18):
с.
Ударный коэффициент рассчитаем по формуле (12.19):
.
Ударный ток КЗ рассчитаем по формуле (12.20):
кА.
Аналогичным образом рассчитываем токи КЗ на стороне 0,4кВ остальных ТП и у распределительных пунктов.
Таблица 5.6 - Токи КЗ на низкой стороне ЦТП
|
ТП1-1 |
ТП1-2 |
ТП2 |
ТП3 |
ТП4 |
ТП6 |
ТП11 |
ТП17 |
||
|
27,831 |
27,859 |
5,808 |
12,42 |
12,438 |
12,425 |
16,901 |
8,692 |
||
|
41,006 |
40,592 |
10,435 |
21,057 |
21,076 |
21,061 |
27,039 |
15,256 |
Таблица 5.7 - Токи КЗ на РП
|
РП5 |
6,616 |
9,609 |
|
|
РП7 |
9,608 |
15,183 |
|
|
РП9 |
8,989 |
14,063 |
|
|
РП15 |
4,94 |
7,016 |
|
|
РП20 |
2,263 |
3,201 |
|
|
РП18 |
1,452 |
2,053 |
|
|
РП14 |
4,772 |
6,749 |
|
|
РП19 |
7,449 |
10,698 |
|
|
РП13 |
2,157 |
3,051 |
|
|
РП16 |
2,432 |
3,44 |
|
|
РП12 |
4,72 |
6,724 |
|
|
РП8 |
2,079 |
2,94 |
5.3 Расчет токов короткого замыкания в цехе
Рассчитаем токи КЗ в цехе у силовых пунктов и у самого близкого и самого удалённого приемника на силовых пунктах.
Расчет ведется аналогично предыдущим.
Приведем пример для СП1.
Рисунок 5.3.1 - схема замещения для расчета тока КЗ у СП1
Сопротивление кабеля от ТП6 к СП1 равно
Ом.
Ом.
Ом.
кА.
Таблица 5.3.1 - Токи КЗ в цехе
|
СП1 |
5,902 |
8,356 |
|
|
СП2 |
7,16 |
10,16 |
|
|
СП3 |
10,99 |
16,39 |
|
|
СП4 |
5,902 |
8,356 |
|
|
СП5 |
8,41 |
12,04 |
|
|
СП6 |
5,902 |
8,356 |
|
|
20 |
9,546 |
13,94 |
|
|
21 |
10,32 |
15,29 |
|
|
26 |
3,562 |
5,037 |
|
|
33 |
5,696 |
8,06 |
|
|
40 |
7,554 |
10,76 |
|
|
43 |
6,667 |
8,06 |
6. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
6.1 Выбор и проверка аппаратов на стороне 35 кВ
6.1.1 Выбор и проверка выключателей
Выбираем выключатель ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1 - элегазовый баковый, трёхполюсный, климатического исполнения УХЛ1 [6]. Паспортные данные приведены в таблице 6.1.1.
Таблица 6.1.1 - Паспортные данные выключателя ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1
|
Uн, кВ |
Iн, кА |
Iотк.н, кА |
вн, % |
Iпр.ск, кА |
iпр.ск, кА |
Iтер, кА |
фтер, c |
tc.откл, с |
|
|
35 |
0,63 |
12,5 |
32 |
12,5 |
32 |
12,5 |
3 |
0,045 |
Произведём проверку выбранного выключателя [23]:
1) по напряжению:
, (6.1.1)
кВ;
2) по длительному току:
, (6.1.2)
, (6.1.3)
А.
А;
3) по отключающей способности:
- периодическая составляющая:
, (6.1.4)
кА (см. табл. 9.1.6);
- полный ток КЗ:
, (6.1.5)
где - апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени ф;
с.
, (6.1.6)
.
По условию (10.1.5) получаем:
,
12,5<16,5 кА;
4) по электродинамической стойкости:
-периодическая составляющая:
, (6.1.7)
8,831< 12,5 кА;
- наибольший пик (ток электродинамической стойкости):
, (6.1.8)
где - ударный ток (см. табл. 9.1.6);
кА;
5) по термической стойкости:
, (6.1.9)
,
А2с.
Выбор секционного выключателя делается аналогично. Предварительно принимаем выключатель марки ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ, паспортные данные которого приведены в таблице 6.1.1. Проверка выключателя произведена в таблице 6.1.2.
Таблица 6.1.2 - Проверка выключателя ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ
|
Характеристика |
Обозначение и формулы |
Расчет |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
35 = 35 (выполняется) |
||
|
Длительный максимальный ток, кА |
331,5 ? 630 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток динамической стойкости, кА: Периодический (действующее значение) Полный (максимальное значение) |
8,831 ? 12,5 (выполняется) 20,98 ? 32(выполняется) |
||
|
Номинальный ток отключения, кА: Периодический (действующее значение) Полный (максимальное значение) |
8,831 ? 12,5 12,5? 16,5 (выполняется) |
||
|
Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2•с |
(выполняется) |
Все условия выбора выполняются, принимаем к установке выключатель ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ.
6.1.2 Выбор и проверка разъединителей
Выбираем разъединитель РНДЗ-1-35Б/1000 У1 наружной установки, двухколонковый с заземляющим ножом, с усиленной изоляцией и приводом ПРНЗ-1 У1 [6]. Паспортные данные и проверка данного разъединителя приведены в таблицах 6.1.3 и 6.1.4 соответственно.
Таблица 6.1.3 - Паспортные данные разъединителя РНДЗ-1-35Б/1000 У1
|
Uн, кВ |
Iн, кА |
iпр.ск, кА |
Iтер, кА |
фтер, c |
|
|
35 |
1 |
63 |
25 |
3 |
Таблица 6.1.4 - Проверка разъединителя РНДЗ-1-35Б/1000 У1
|
Характеристика |
Обозначение и формулы |
Расчет |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
35 = 35 (выполняется) |
||
|
Длительный максимальный ток, кА |
331,5 ? 1000,00 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток динамической стойкости, кА: периодический (действующее значение), полный (максимальное значение) |
8,831 25,00 (выполняется) 20,98 ? 63 (выполняется) |
||
|
Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2•с |
12,87 ? 1875,00 (выполняется) |
Все условия выбора выполняются, принимаем к установке разъединитель РДЗ-1-35Б/1000 У1.
6.1.3 Выбор трансформаторов напряжения
Выбор трансформаторов напряжения осуществляем по следующим параметрам:
- по напряжению установки;
- по конструкции и схеме соединения обмоток;
- по классу точности (для установки счетчиков требуется класс точности 0,5).
Выбираем трансформатор напряжения НАМИ-35-УХЛ1 [6]. Трехфазный антирезонансный масляный трансформатор напряжения НАМИ-35-УХЛ1 предназначен для установки в электрических сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с изолированной или с компенсированной нейтралью с целью передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, устройствам автоматики, защиты, сигнализации и управления.
Трансформатор НАМИ-35-УХЛ1 подходит по номинальному напряжению, классу точности и схеме соединения обмоток. Принимаем к установке трансформаторы напряжения данного типа.
6.1.4 Выбор ограничителей перенапряжений
Для защиты силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения от грозовых и коммутационных перенапряжений устанавливаем ограничители перенапряжений нелинейные ОПНп_35/40,5-10_I-УХЛ1 - с полимерной изоляцией (в полимерном корпусе), для сетей напряжением 35 кВ [6]. В таблице 6.1.5 указаны паспортные данные ОПН.
Таблица 6.1.5 - Паспортные данные ОПНп_35/40,5-10_I-УХЛ1
|
Uн, кВ |
Uдл.доп, кВ |
Iразр.ном 8/20 мкс, кА |
|
|
35 |
40,5 |
5 |
6.1.5 Выбор трансформаторов тока
Выбираем трансформатор тока встроенный в выключатель ТВ-35-II -400/5 УХЛ2[6] класса точности 0,5. Технические характеристики приведены в таблице 6.1.6. Проверка данного трансформатора тока производится в таблице 6.1.7.
Таблица 6.1.6 - Паспортные данные трансформатора тока ТВ-35-II -400/5 УХЛ2
|
35 |
400 |
5 |
400/5 |
50 |
10 |
3 |
Таблица 6.1.7 - Проверка трансформатора тока ТВ-35-II -400/5 УХЛ2
|
Характеристика |
Обозначение и формулы |
Расчет |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
35 ? 35 (выполняется) |
||
|
Длительный максимальный ток, кА |
331,5 ? 400 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток динамической стойкости, кА |
50 20,98 (выполняется) |
||
|
Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2•с |
12,87? 300(выполняется) |
Выбираем трансформатор тока встроенный в секционный выключатель ТВ-35-II -200/5 УХЛ2[6] класса точности 0,5. Технические характеристики приведены в таблице 6.1.8. Проверка данного трансформатора тока производится в таблице 6.1.9.
Таблица 6.1.8 - Паспортные данные трансформатора тока ТВ-35-II -200/5 УХЛ2
|
35 |
200 |
5 |
200/5 |
32 |
10 |
3 |
Таблица 6.1.9 - Проверка трансформатора тока ТВ-35-II -200/5 УХЛ2
|
Характеристика |
Обозначение и формулы |
Расчет |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
35 ? 35 (выполняется) |
||
|
Длительный максимальный ток, кА |
165,8 ? 200 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток динамической стойкости, кА |
32 10,5 (выполняется) |
||
|
Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2•с |
3,2? 300(выполняется) |
Во вводы силовых трансформаторов устанавливаем встроенные трансформаторы тока типа ТВТ-35-I-400/5 УХЛ2 [6] класса точности 0,5. Технические характеристики приведены в таблице 6.1.10. Проверка данного трансформатора тока производится в таблице 6.1.11.
Таблица 6.1.10 - Паспортные данные трансформатора тока ТВТ-35-I -400/5 УХЛ2
|
35 |
400 |
5 |
200/5 |
50 |
10 |
3 |
Таблица 6.1.11 - Проверка трансформатора тока ТВТ-35-I -600/5 УХЛ2
|
Характеристика |
Обозначение и формулы |
Расчет |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
35 ? 35 (выполняется) |
||
|
Длительный максимальный ток, кА |
331,5 ? 400 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток динамической стойкости, кА |
50 20,98 (выполняется) |
||
|
Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2•с |
12,87? 300(выполняется) |
6.2 Выбор аппаратов на стороне 6 кВ
6.2.1 Выбор выключателей в цепи трансформатора
Выбираем выключатель ВВ/TEL-6-20/1600 У2 [6]. Паспортные данные и проверка данного выключателя приведены в таблицах 6.2.1 и 6.2.2.
Таблица 6.2.1 - Паспортные данные выключателя ВВ/TEL-6-31,5/2000 У2
|
Uн, кB |
Iн, кА |
Iотк.н, кА |
вн , % |
Iпр.ск , кА |
iпр.ск, кА |
Iтер, кА |
фтер, с |
tс.отк, с |
|
|
6 |
2,0 |
31,5 |
40 |
31,5 |
80 |
31,5 |
3 |
0,015 |
Таблица 6.2.2 - Проверка выключателя ВВ/TEL-10-20/2000 У2
|
Характеристика |
Обозначение и формулы |
Расчет |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
6 = 6 (выполняется) |
||
|
Длительный максимальный ток, кА |
1934 ? 2000,00 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток динамической стойкости, кА: Периодический (действующее значение) Полный (максимальное значение) |
22,34 ? 31,5 (выполняется) 53,79 ?80,19 (выполняется) |
||
|
Номинальный ток отключения, кА: Периодический (действующее значение) Полный (максимальное значение) |
22,34 ? 31,50 32,27? 62,37 (выполняется) |
||
|
Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2•с |
71,37 ? 2976,75 (выполняется) |
Все условия выбора выполняются, принимаем к установке выключатель ВВ/TEL-6-31,5/2000 У2.
Подобные документы
Проектирование ремонтно-механического цеха. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций, сбор электрических нагрузок цеха. Компенсация реактивной мощности. Расчет параметров, выбор кабелей марки ВВГ и проводов марки АПВ распределительной сети.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 19.08.2016Расчёт нагрузок напряжений. Расчет картограммы нагрузок. Определение центра нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Варианты электроснабжения завода. Расчёт токов короткого замыкания.
дипломная работа [840,8 K], добавлен 08.06.2015Краткая характеристика металлопрокатного цеха, расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор схемы цеховой сети, числа и мощности цеховых трансформаторов. Определение напряжения внутризаводского электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.04.2012Определение центра электрических нагрузок завода волочильных станков. Номинальное напряжение линии электропередач, их число, сечение и марка проводов. Расчет мощности трансформаторов, компенсирующих устройств, электрических аппаратов, схем автоматики.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 01.03.2016Проектирование внутреннего электроснабжения завода и низковольтного электроснабжения цеха. Расчет центра электрических нагрузок. Выбор номинального напряжения, сечения линий, коммутационно-защитной аппаратуры электрических сетей для механического цеха.
дипломная работа [998,0 K], добавлен 02.09.2009Системы электроснабжения промышленных предприятий. Расчет электрических нагрузок группы электроприемников. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов. Определение сечения высоковольтной линии. Стоимость кабельной линии.
курсовая работа [270,7 K], добавлен 03.07.2015Определение расчетных электрических нагрузок по цехам предприятия, рационального напряжения системы электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок и определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП.
курсовая работа [141,8 K], добавлен 10.04.2012Расчет электрических нагрузок предприятия. Определение центра электрических нагрузок. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения. Компенсация реактивной мощности в сетях общего назначения.
курсовая работа [255,8 K], добавлен 12.11.2013Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012Электрические нагрузки завода продольно-строгальных станков. Расчет нагрузок комбината. Выбор номинального напряжения линии электропередач, сечения и марки проводов, мощности трансформаторов ГПП и места их установки, схемы внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [935,1 K], добавлен 09.09.2010
