Електропостачання машинобудівного заводу

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Аерокосмічний інститут

Механіко-енергетичний факультет

Кафедра автоматизації та енергоменеджменту

РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

З ДИСЦИПЛІНИ «Електричні системи та мережі»

Тема «Електропостачання машинобудівного заводу»

Варіант 15

Студента гр.МЕФ-304Панковського Д.Є.

Керівник проф. В.П. Захарченко

КИЇВ 2013

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Факультет Механіко-енергетичний

Кафедра Автоматизації та енергоменеджменту

Спеціальність Електротехніка та електротехнології

Група 304

ЗАВДАННЯ НА ПРОЕКТУВАННЯ

Студентки Панковського Дмитра Євгеновича

1. Тема роботи «Електропостачання підприємства»

2. Вихідні дані до роботи (узгоджуються з керівником)

3. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що підлягають розробці) У змісті

4. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов'язкових креслень):

Схема електропостачання підприємства

5. Дата видачі завдання

Керівник професор Захарченко В.П.

Завдання взяв до виконання

Вихідні дані

Таблиця 1.Склад цехів підприємства і категорія надійності їхніх електроприймачів

Номер цеху	Назва цеху	Категорія надійності електроприймачів
1	Механічний цех 1	2 і 3
2	Механічний цех 2	2 і 3
3	Механічно-складальний цех	2
4	Інструментальний цех	3
5	Цех дрібних серій	2
6	Ремонтно-механічний цех	3
7	Компресорна станція	1 і 2

Таблиця 2.Установлена потужність цехів

Варіант	Установлена потужність окремих цехів Руст. кВт
	1	2	3	4	5	6	7
15	6400	7000	6500	5500	5700	6900	1100

Таблиця 3.Коефіціенти попиту окремих цехів

Варіант	Коефіціенти попиту окремих цехів Кп
	1	2	3	4	5	6	7
15	0,14	0,19	0,17	0,11	0,15	0,10	0,18

Таблиця 4.Коефіціенти потужності цехів

Варіант	Коефіціенти потужності окремих цехів cosц
	1	2	3	4	5	6	7
15	0,68	0,62	0,63	0,67	0,58	0,68	0,65



Таблиця 5.Спосіб виконання загального освітлення цехів

Варіант	Спосіб виконання загального освітлення окремих цехів
	1	2	3	4	5	6	7
15	3	1	2	3	1	2	3

Примітки:

1 - лампи розжарювання (cosц=1),

2 - люмісцентні лампи низького тиску (cosц=0,95),

3 - дугові ртутні лампи високого тиску (cosц=0,5).

Таблиця 6.Дані електродвигунів компресорної станції

Варіант	Uном, кВ	Pном, кВт	n, об/хв	Тип	Кількість,шт
15	6	500	500	СДН-2- 15-36-12	6

Таблиця 7.Тривалість перевантаження трансформатора

Варіант	Тривалість перевантаження,год	Співвідношення літнього розрахункового навантаження до зимового
15	8	0,80

Таблиця 8.Орієнтовні значення питомої установленої потужності загального освітлення цехів

Назва цеху	Питома потужність, Вт/м2
Механічні, ремонтно-механічні цехи	11-16
Механічно-складальні цехи дрібних серій	12-19
Інструментальні цехи	15-16
Компресорна станція	17-18

Примітка. Для люмінесцентних джерел світла беруться менші, а для ламп розжарювання - більші значення питомої потужності.

ЗМІСТ

Перелік скорочень

Вступ

1.Визначення розрахункових навантажень цехів та підприємства

1.1 Визначення розрахункового силового навантаження цехів

1.2 Визначення розрахункового навантаження загального електричного освітлення цехів

1.3 Визначення розрахункового навантаження компресорної станції

1.4 Визначення розрахункового навантаження підприємства

2. Визначення центра електричних навантажень та місця розташування головної понижувальної підстанції

3. Вибір кількості та потужності трансформаторів головної понижувальної підстанції

4. Вибір кількості та потужності трансформаторів цехових ТП

5. Вибір потужності компенсуючих пристроїв у системі електропостачання підприємства

5.1 Визначення реактивної потужності компенсуючих пристроїв споживачів електроенергії підприємства

5.2 Визначення потужності конденсаторних установок з номінальною напругою конденсаторів 0,4 кВ

5.3 Визначення потужності комплексних конденсаторних установок з номінальною напругою конденсаторів 6,3 та 10,5 кВ

6. Розроблення схеми електропостачання підприємства

7. Розрахунок струмів трифазного короткого замикання на шинах низької напруги ГПП

8. Вибір перерізу кабелів електричної мережі з напругою 6(10) кВ і електричних апаратів ліній до цеху

8.1 Вибір перерізу кабелів електричної мережі з напругою 6(10) кВ

8.1.1 Вибір перерізу провідників за нормальним режимом

8.1.2 Перевірка перерізу провідників за максимальним режимом

8.1.3 Перевірка вибраного перерізу провідників на термічну стійкість

8.2 Вибір електричних апаратів до заданого цеху

Висновок

Список використаних літератури

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

АД - асинхронний двигун

ВН - висока напруга

ГПП - головна понижувальна станція

ЕА - електричний апарат

ЕП - електроприймач

КЗ - коротке замикання

КТП - комплектна трансформаторна підстанція

ЛЕП - лінія електропередачі

НН - низька напруга

ППВ - підстанція поглибленого введення

РЗ - релейний захист

РП - розподільчий пункт

СД - синхронний двигун

СЕП - система електропостачання

ТЕЦ - теплоелектроцентраль (теплофікаційна електростанція)

ТП - трансформаторна підстанція

ЦЕН - центр електричних навантажень

ЦРП - центральний розподільчий пункт

ВСТУП

Системою електропостачання називають комплекс пристроїв для виробництва, передачі і розподілу електричної енергії.

СЕП промислових підприємств забезпечує електричною енергією промислові споживачі. Основними споживачами є електроприводи різних машин і механізми, електричне освітлення, електричні нагрівальні пристрої, в тому числі електричні печі.

Робота промислових електроприводів та інших споживачів як при проектуванні, так і під час експлуатації повинна знаходитись в строгій відповідності як з окремими споживачами, так і з комплексом електроприводів, що забезпечують роботу складних механізмів.

Задача електропостачання промислових підприємств виникла одночасно з широким впровадженням електропривода в якості рушійної сили різних машин і механізмів і будівництвом електростанцій.

Перші електростанції споруджувались в містах для освітлення і живлення електричного транспорту, а також при фабриках і заводах. Пізніше з'явилася можливість спорудження електричних станцій в місцях запасів палива (торфу, вугілля, нафти) або в місцях використання енергії води незалежно від місць розташувань споживачів електроенергії - міст і промислових підприємств. Передача електроенергії на великі віддалі до центрів споживання почала здійснюватися лініями електропередачі високої напруги: електричний навантаження підстанція трансформатор

Раціонально виконана сучасна СЕП промислового підприємства повинна задовольняти ряд вимог: бути економною і надійною, безпечною і зручною в експлуатації, забезпечити належну якість електроенергії, рівні напруги, стабільність частоти та ін. Повинні передбачатися стислі терміни виконання будівельно-монтажних робіт і необхідна гнучкість системи, що забезпечує можливість розширення при розвитку підприємства без істотних ускладнень і подорожання первинних варіантів. При цьому повинні по можливості прийматися рішення, що вимагають мінімальних витрат кольорових металів і електроенергії.

При розробці СЕП підприємства на період будівництва передбачається максимальне її використання для постійної експлуатації електрогосподарства підприємства.

В даний час більшість споживачів одержують електроенергію від енергосистем. Але на багатьох підприємствах продовжується будівництво і власних ТЕЦ.

Необхідність в виробництві електроенергії на фабрично-заводських електростанціях обумовлюється наступними причинами:

а) потребою в теплі для технології і опалення і ефективністю потужного виробництва при цій електроенергії;

б) необхідністю резервного живлення для відповідальних споживачів (друге незалежне джерело живлення);

в) необхідністю використання вторинних енергоресурсів;

г) великою віддаленістю деяких підприємств від енергосистем.

По мірі розвитку електроспоживання стають складнішими і СЕП промислових підприємств. В них включаються мережі високих напруг, розподільчі мережі, а в деяких випадках і мережі промислових ТЕЦ. Виникає необхідність впроваджувати автоматизацію систем електропостачання промислових підприємств виробничих процесів, здійснювати в широких межах диспетчеризацію процесів виробництва з застосуванням телесигналізації і телеуправління і вести активну роботу по економії електроенергії.

Метою даного курсового проекту є здобуття навичок самостійного застосування відомостей, які отримані при вивченні теоретичного матеріалу, та рішення комплексного завдання проектного характеру, освоєння конкретних методик розрахунків; оволодіння знаннями зі структури розподільної мережі підприємства; оволодіння вміннями визначати тип перерізу кабелів та дротів, проводити техніко-економічні порівняння, вибирати потужність та кількість трансформаторів, розраховувати струм КЗ на ТП та струм замикання на землю, визначати кількість і місце установки конденсаторів для забезпечення коефіцієнта потужності та закон регулювання напруги на шинах підстанцій.

До завдань даного курсового проекту належать наступні:

- розробка системи внутрішньозаводського електропостачання, яка зможе забезпечити споживачів електричною енергією необхідної якості при заданій надійності електропостачання;

- оволодіння методами, технологіями та принципами побудови СЕП, дослідження фізичних процесів, що супроводжують передачу електричної енергії з метою забезпечення якості електроенергії та надійності електропостачання.

1. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ ЦЕХІВ ТА ПІДПРИЄМСТВА

1.1 Визначення розрахункового силового навантаження цехів

Розрахункове силове активне навантаження для окремого цеху при напрузі 0,38/0,22 кВ можна одержати з формули:

,

де - коефіцієнт попиту і-того цеху (табл.3 додатка Вихідні дані);

- установлена активна потужність і-того цеху (табл.2 додатка Вихідні дані).

Розрахункове силове реактивне навантаження і-того цеху (у кварах) визначається так:

,

де - відповідає значенню коефіцієнта потужності і -того цеху (табл.4 додатка Вихідні дані).



Розрахункове силове повне навантаження і-того цеху:

Таблиця 1.1 Визначення розрахункового силового навантаження цехів

Номер цеху	Назва цеху	кВт	в.о.		Результати розрахунків
					кВт	кВАр	кВА
1	Механічний цех 1	6400	0,14	0,681,08	896	966.1	1317.65
2	Механічний цех 2	7000	0,19	0,62/1,27	1330	1683.1	2145.16
3	Механічно-складальний цех	6500	0,17	0,63/1,23	1105	1362.1	1753.97
4	Інструментальний цех	5500	0,11	0,67/1,11	605	670.3	903
5	Цех дрібних серій	5700	0,15	0,58/1,4	855	1200.8	1474.14
6	Ремонтно-механічний цех	6900	0,1	0,68/1,08	690	744	1014.71
7	Компресорна станція	1100	0,18	0,65/1,17	198	231.5	304.62
Усього	5679	6858.02	8913.22

1.2 Визначення розрахункового навантаження загального електричного освітлення цехів

Визначимо установлене (номінальне) навантаження приладів і-того цеху:

,

де К - коефіцієнт, що враховує потужність пускових приладів залежно від джерела світла.

- для ламп розжарювання К=1,0

- для дугових, ртутних ламп К=1,1

- для люмінесцентних ламп низького тиску стартерних К=1,2

- питоме навантаження загального освітлення і-того цеху, Вт/м² (додаток Вихідні дані табл.7)

- площа і-того цеху, що підлягає освітленню.

Розрахункове активне навантаження загального освітлення і-того цеху (кВт) визначається за формулою:

,

дe - коефіцієнт попиту загального освітлення

Розрахункове реактивне навантаження загального освітлення і-того цеху визначається за формулою:

,

де - відповідає значенню коефіцієнта потужності cos і-того цеху (табл. 5)

Розрахункове повне навантаження загального освітлення і-того цеху:

Таблиця 1.2 Визначення розрахункового навантаження загального електричного освітлення цехів

Номер цеху	Площа цеху	Тип ламп	Вт/м2	Результати розрахунків
				кВт	кВт	кВАр	кВА
1	5000	Дугові ртутні	12	66	62.7	108.6	125.4
2	6375	Розжарювання	16	102	96.9	0	96.9
3	7500	Люмінесцентні	12	108	102.6	33.72	108
4	7500	Дугові ртутні	15	123.75	117.56	203.62	235.12
5	6750	Розжарювання	19	128.75	121.84	0	121.84
6	23975	Люмінесцентні	13	374	355.31	116.78	374
7	5000	Дугові ртутні	17	93.5	88.83	153.85	177.65
Усього	995.51	945.73	616.58	1238.92



1.3 Визначення розрахункового навантаження компресорної станції

Кількість робочих електродвигунів:

Np = N - 2,

де N - задана кількість електродвигунів

2 - кількість резервних електродвигунів.

Np = 6 - 2 = 4

Розрахункова активна потужність СД (у кіловатах) з напругою 6 кВт визначається за формулою:

,

де - кількість робочих CД, що працюють одночасно, шт.

- коефіцієнт завантаження СД активною потужністю, в.о.

- номінальна активна потужність СД, кВт.

=0,8

Мінімальна реактивна потужність, що генерується СД, визначається так:

де - номінальна реактивна потужність СД, яка береться залежно від серії, номінальної активної потужності та частоти обертання.

- відповідає значенню номінального коефіцієнта потужності

- для двигуна СДН3-2-19-34-20

Розрахункова реактивна потужність:

,

Загальне розрахункове активне навантаження компресорної станції:

,

Загальне розрахункове реактивне навантаження компресорної станції:

Загальне розрахункове повне навантаження компресорної станції з СД:



1.4 Визначення розрахункового навантаження підприємства

Загальне розрахункове активне навантаження і-того цеху:

Загальне розрахункове реактивне навантаження і-того цеху:

Загальне розрахункове повне навантаження і-того цеху:



Таблиця 1.3 Визначення розрахункового навантаження підприємства

Номер цеху	Назва цеху	кВт	кВАр	кВА
1	Механічний цех 1	958.7	1074.71	1440.18
2	Механічний цех 2	1426.9	1683.1	2206.55
3	Механічно-складальний цех	1207.6	1395.85	1845.72
4	Інструментальний цех	722.56	873.97	1134
5	Цех дрібних серій	976.84	1200.8	1548
6	Ремонтно-механічний цех	1045.31	860.78	1354.11
7	Компресорна станція	навантаження	268.82	385.34	480.37
		двигуни	1600	-583.3	-
		усього	1886.82	-198	1975
	Усього	6625	7475
	Усього з урахуванням К0=0,85	5631	6353	8490

Загальне розрахункове активне та реактивне навантаження декількох цехів усього підприємства визначаються з урахуванням коефіцієнта одночасності збігання максимумів навантаження К₀=0,85

,

де m - кількість розрахункових цехів підприємства, шт.

Розрахункову повну потужність визначаємо так:

.



2. ВИЗНАЧЕННЯ ЦЕНТРА ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ ТА МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ГОЛОВНОЇ ПОНИЖУВАЛЬНОЇ СТАНЦІЇ

Повне розрахункове навантаження цеху:

,

де - - радіус кола і-того цеху;

- масштаб.

З цього виразу визначається радіус кола

Вибираємо m=100 кВА/см



Таблиця 2.1 Координати та радіуси кіл картограми окремих цехів

Номер цеху	Назва цехів	Координати	Радіус , см
		х	у
1	Механічний цех 1	5	-3	2,14
2	Механічний цех 2	-26	100	2,65
3	Механічно-складальний цех	26	-100	2,42
4	Інструментальний цех	-42	196	1.9
5	Цех дрібних серій	-91	239	2,22
6	Ремонтно-механічний цех	52	-53	2.08
7	Компресорна станція	39	216	1,24

Координати центру електричних навантажень (ЦЕН):

де , - координати ЦЕН і-того цеху;

n - кількість цехів підприємства.

3. ВИБІР КІЛЬКОСТІ ТА ПОТУЖНОСТІ ТРАНСФОРМАТОРІВ ГОЛОВНОЇ ПОНИЖУВАЛЬНОЇ ПІДСТАНЦІЇ

Номінальну потужність трансформаторів ГПП можна визначити за формулою:

,

де - розрахункова активна потужність підприємства на п'ятому рівні електропостачання (табл. 1.3),

- вихідна економічна реактивна потужність на п'ятому рівні електропостачання.

Економічну величину реактивної потужності, що споживається підприємством з мережі енергосистеми визначаємо так:

, тоді

Якщо на ГПП 2 трансформатори, то кожного з них повинна відповідати 2 умовам:

Перша



Друга

де - розрахункове навантаження у після аварійному режимі;

- коефіцієнт, який визначає величину допустимого аварійного перевантаження залежно від тривалості перевантаження, температури охолодженого повітря та величини попереднього навантаження.

- для зимової температури охолодження;

- для літньої температури охолодження.

t = 8 год.

Вибираємо 2 трансформатори ТМН - ТМН-4000/35

Тип	Номінальна потужність	Сполучення напруг кВА	Втрати кВт	Напруга КЗ %	Струм КЗ %
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМН-4000/35	4000	35	6,3; 11	6,7	33,5	7,5	1,0



4. ВИБІР КІЛЬКОСТІ ТА ПОТУЖНОСТІ ТРАНСФОРМАТОРІВ ЦЕХОВИХ ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ

При трьох і менше трансформаторах їхню номінальну потужність вибирають за емпіричною формулою:

де - повна номінальна розрахункова потужність трансформатора;

- розрахункова активна потужність на 3-му рівні електропостачання (табл. 1.3);

N - кількість трансформаторів ТП;

- коефіцієнт завантаження трансформаторів



Таблиця 4.1 Вибір кількості та номінальної потужності трансформаторів цехових підстанцій

Номер цеху	Назва цехів	кВт	N шт.	в.о.		Трансформатор
1	Механічний цех 1	958.7	2	0,9	532.61	ТМЗ 630/10
2	Механічний цех 2	1426.9	2	0,9	792.72	ТМЗ 1000/10
3	Механічно-складальний цех	1207.6	2	0,8	754.75	ТМЗ 1000/10
4	Інструментальний цех	722.56	1	0,9	802.84	ТМЗ 1000/10
5	Цех дрібних серій	976.84	2	0,8	610.52	ТМЗ 630/10
6	Ремонтно-механічний цех	1045.31	1	0,9	1161.46	ТМЗ- 1600/10і
7	Компресорна станція	268.8	2	0,65	206.77	ТМЗ-250/10

Трансформатори обираються з таблиці 11 додатку.

5. ВИБІР ПОТУЖНОСТІ КОМПЕНСУЮЧИ ПРИСТРОЇВ У СИСТЕМІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПІДПРИЄМСТВА

5.1 Визначення реактивної потужності компенсуючих пристроїв споживачів електроенергії підприємства

Потужність компенсуючих пристроїв підприємства (у кварах) визначається так:

Загальна встановлена потужність компенсуючого пристрою підприємства (у кварах) за наявності СД:

де - потужність конденсаторних установок споживача з напругою конденсаторів до 1 кВ;

- реактивна потужність, одержувана від СД;

- потужність конденсаторних установок споживача з напругою конденсаторів вище 1 кВ.

5.2 Визначення потужності конденсаторних установок з номінальною напругою конденсаторів 0,4 кВ

Потужність конденсуючих пристроїв визначається при розрахунках систем внутрішньозаводського та внутрішньоцехового електропостачання. Максимальна реактивна потужність, яку доцільно передавати через трансформатор 6-10/0,4 кВ у мережу напругою до 1кВ для забезпечення потрібного коефіцієнта його завантаження - Д (у кВАр-ах):

де N - кількість трансформаторів ТП, шт.;

- повна номінальна потужність трансформатора цехової підстанції, кВА;

- розрахункова активна потужність на третьому рівні електропостачання.

Потужність конденсаторних установок із конденсаторами з номінальною напругою 0,4 кВ визначається як:

де - розрахункова реактивна потужність на третьому рівні електропостачання, яка дорівнює розрахунковій реактивній потужності цеху (табл. 1.3), квар

Таблиця 5.1 Визначення потужності комплектних компресорних установок з номінальною напругою 0,4 кВ

Номер цеху	кВАр	кВАр	Типономінал	Потужність, кВАр	Кількість ККУ
1	1074	469	УКРП 0,4-475-25УЗ	475	2
2	1683	586	УКРП 0,4-600-50УЗ	600	2
3	1395	346	УКРП 0,4-360-40УЗ	360	2
4	873	337	УКРП 0,4-360-40УЗ	360	1
5	1200	952	УКРП 0,4-600-50УЗ+ УКРП 0,4-375-25УЗ	600+375	4
6	860	-130	-	-
7	385	203	УКРП 0,4-220-20УЗ	220	2

5.3 Визначення потужності комплексних компенсаторних установок з номінальною напругою 6,3 та 10,5 кВ

Потужність цих компенсуючих пристроїв (у кварах) визначається при розрахунках систем зовнішньо- та внутрішньозаводського електропостачання за формулою:

де - сумарна потужність встановлених низьковольтних ККУ.

Таблиця 5.2 ККУ з номінальною напругою конденсаторів 6,3 та 10,5 кВ

Тип установки	Uном, кВ	Qном, квар	Маса, кг	Кількість
УКЛ-6,3-900 УЗ+ УКЛ-6.3-1350УЗ	6,3	1350+900	885	4

6. РОЗРОБЛЕННЯ СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

Внутрішньозаводський розподіл може бути виконаним за радіальною, магістральною чи змішаною схемами. Кожна з цих схем відрізняється за ступенем надійності і техніко-економічними показниками, залежно від конкретних вимог проектованого об'єкта.

Одноступеневі радіальні схеми краще застосовувати на невеликих підприємствах і на великих підприємствах для живлення великих зосереджених навантажень (компресорні та насосні станції, підстанції електричних печей та ін.).

Двоступеневі радіальні схеми застосовують на великих і середніх підприємствах для живлення розташованих поруч одно- та двотрансформаторних підстанцій без шин ВН та ЕП напругою понад 1 кВ від проміжних РП. При цьому всі комутаційні та захисні апарати (маломасляні вимикачі, вимикачі навантаження, запобіжники) розміщуються на РП.

Магістральні схеми під час кабельної прокладки застосовують:

- у разі прямолінійного розміщення цехових підстанцій на території підприємства;

-за необхідності (з вимог надійності електропостачання) резервування живлення цехових підстанцій від іншого джерела при аварії основного джерела живлення;

-для групи технологічно зв'язаних агрегатів, якщо магістральні схеми мають техніко-економічні переваги порівняно з іншими схемами.

За ступенем надійності електропостачання магістральні схеми можна розділити на дві групи

До першої групи належать одиночні та кільцеві магістралі, які поступаються радіальним надійністю електропостачання та зручністю в експлуатації.

Одиночні магістралі без резервування служать для живлення ЕП третьої категорії лише у випадках, коли допускається перерва живлення на час пошуку та полагодження пошкодженої ланки магістралі.

Одиночні магістралі із загальною резервною магістраллю треба застосовувати для живлення ЕП третьої та частково другої категорій, які допускають перерву живлення на час пошуку і від'єднання пошкодженої ланки магістралі та приєднання споживачів до резервної магістралі, у разі необхідності живлення від незалежного джерела у післяаварійних режимах.

Одиночні магістралі з двостороннім живленням застосовують, якщо група підстанцій розташована між двома живильними пунктами.

Подвійні магістральні схеми слід застосовувати за наявності двотрансформаторних підстанцій без збірних шин первинної напруги.

Залежно від розташування цехових ТП і ЕП з напругою більше 1 кВ та вимог надійності їхнього електропостачання розподільні мережі з напругою 6 - 10 кВ виконують здебільшого за змішаною схемою, яка складається з радіальних і магістральних схем. Частина цехових ТП та ЕП одержують живлення за радіальною схемою, а інша частина - за магістральною. Таке з'єднання дозволяє більш повно використовувати переваги обох схем. Кінцеве рішення за вибором загальної схеми приймається на основі ТЕО різних варіантів схем розподільних мереж.

В даній роботі розглянуто варіант змішаної схеми, яка за ступенем надійності і техніко-економічними показниками, залежно від конкретних вимог проектованого об'єкта та вихідних даних проектування являється найбільш оптимальною.

Розрахувавши номінальну потужність трансформаторів цехових підстанцій (табл. 4.1) та встановивши необхідну кількість трансформаторів потрібної потужності можна порівняти втрати потужності даних трансформаторів. Варіант №1 в кожний цех відносно котегорійності ставиться трансформатор(и) , отже ТМЗ 630 який коштує 42000 грн і їх потрібно 4 штуки, ТМЗ 1000=52500 і їх потрібно 5, ТМЗ 1600= 88100 він 1, ТМЗ 250= 21000 іх потрібно 2 в сумі це все буде коштувати 560600 грн.Вариант №2 оскільки деякі цехи дуже близько один до одного знаходяться чи бавить один в одному то можливо іх згрупувати на 3 групи 1 група цехи 5, 4 , 7. 2 група цехи 1, 6, 3. 3 група 2. Отже перша група цехи 5 і 7 мають 1 і 2 котегорій відповідно повино бути по 2 незалежних входи тобто по 2 трансформатори і в 4 цех потрібен один трансформатор . Сумуємо потужності 5 і 7 цеху і ділемо на 2 тому що буде по 2 трансформатори стояти =1760 кВА тобто потрібно 2 трансформатори потужністью 2500 кВА що коштують 165050грн , а в цех 4 1 трансформатор потужністью 1600 кВА коштує 88100 грн і в сумі це буде 253150 грн. В цехи 1і 3 згідно їх категорійності потрібно по 2 трансформатори а в цех №6 1 трансформатор . Сумуємо потужність 1 і 3 цехів і ділемо на 2 і отримуєм 1651 кВА тобто потрібно 2 трансформатори потужністю 2500 кВА а в цех 6 трансформатор на 1500 кВА це буде коштувати 251150 грн.

В цех №2 ствим 2 трансформатори потужністю 1500 кВА це буде коштувати 676500 грн що на 115900 грн дорожче, отже 1 варіант дешевший.

7. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ ТРИФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ НА ШИНАХ НИЗЬКОЇ НАПРУГИ ГОЛОВНОЇ ПОНИЖУВАЛЬНОЇ СТАНЦІЇ

Вихідні дані системи (табл. В8 додатка):

- напруга у максимальному режимі ;

- задана величина початкового струму трифазного КЗ від системи на стороні ВН трансформатора ГПП у максимальному режимі .

Вихідні дані трансформаторів:

- обраний тип трансформатора ТМН-4000/35;

- номінальна потужність обраних трансформаторів ;

- номінальна напруга регульованої обмотки ВН на середньому відгалуженні (табл. 3.1);

- номінальна напруга обмотки НН (табл. 3.1);

- діапазон і кількість ступенів РПН обмотки ВН ;

- напруга КЗ для крайнього відгалуження (табл.7.1 додатка)

Вихідні дані кабелів:

- середній індуктивний питомий опір ;

- довжина кабеля (з генплану підприємства).

Вихідні дані високовольтних CД:

- тип СДНЗ-2-15-36-12;

- номінальна напруга (табл. В6 додатка);

- кількість штук (табл. В6 додатка);

- номінальна активна потужність (табл. В6 додатка);

- номінальний ККД (табл. 15 додатка);

- подовжній надперехідний опір при номінальних умовах машини у відносних одиницях (табл. 15 додатка);

- номінальний коефіцієнт потужності (табл. 15 додатка).

Вихідні дані навантаження:

- повне узагальнене навантаження (табл. 1.3);

- надперехідна електрорушійна сила (ЕРС) навантаження у відносних одиницях ;

- надперехідний індуктивний опір навантаження у відносних одиницях .

Електрорушійна сила та опір навантаження приведені до потужності навантаження і до середньої номінальної напруги ступеня, на якому воно підімкнено.

Розрахунок струмів КЗ проводиться у чотири етапи.

Етап І. Розрахунок параметрів елементів схеми заміщення.

1. Визначається номінальна напруга обмотки ВН трансформатора (у кіловольтах) у максимальному режимі під час роботи на крайньому відгалуженні регульованої обмотки (РО):

,

де - відносна максимальна величина діапазону РПН в одну із сторін від середнього відгалуження регульованої обмотки, ;

;

.

2. З урахуванням того, що як основний ступінь взятий ступінь 2, коефіцієнт трансформації трансформатора ГПП у максимальному режимі визначається так:

.

3. Електрорушійна сила та опір системи визначаються за формулами:

;

.

4. Індуктивний опір трансформатора розраховується так (в омах):

.

5. Параметри кабеля для схеми заміщення:

;

.

6. При розрахунках струмів КЗ для максимального режиму вважають, що у попередньому до КЗ режимі СД працюють з номінальною напругою, номінальним струмом і номінальним коефіцієнтом потужності. Ці параметри даються у відносних одиницях:

; ; .

7. Електрорушійна сила СД для попереднього номінального режиму їхньої роботи та опір розраховуються так:

8. Параметри узагальненого навантаження:

Етап ІІ. Перетворення схеми заміщення до елементарного вигляду відносно точки КЗ К1.

Перетворена схема заміщення відповідно до вихідної схеми заміщення зображена на рисунку

Рис. 7.1 Схема заміщення

Параметри для перетвореної схеми заміщення визначаються так:

Етап ІІІ. Визначення діючого значення періодичної складової струму трифазного КЗ у початковий момент у точці К1.

Етап IV. Визначення ударного струму у точці К1.

; ; ;

;

;

;

8. ВИБІР ПЕРЕРІЗУ КАБЕЛІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ З НАПРУГОЮ 6 (10) КВ І ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ ЛІНІЙ ДО ЦЕХУ

8.1 Вибір перерізу кабелів електричної мережі з напругою 6 (10) кВ

Вибір перерізу провідників передбачає:

1) вибір перерізу за нормальним режимом навантаження;

2) перевірка вибраного перерізу за максимальним режимом навантаження;

3) перевірка вибраного перерізу на стійкість при аварійному режимі;

4) перевірка за умов відсутності втрат енергії за умовами «корони»;

5) перевірка за умовами механічної стійкості проводів повітряних ЛЕП відповідно до кліматичних умов місцевості, якщо в СЕП застосовуються ЛЕП.

8.1.1 Вибір перерізу провідників за нормальним режимом

Економічно вигідний переріз провідників:

де - струм нормального режиму,

- нормоване значення економічно вигідної густини струму, (табл. 16 додатка).

Номінальний первинний струм трансформатора:

де - номінальна потужність трансформатора,

- номінальна первинна напруга трансформатора, .

Нормоване значення економічно вигідної густини струму .

Тоді економічно вигідний переріз провідників дорівнює:



8.1.2 Перевірка перерізу провідників за максимальним режимом

Режим максимального навантаження провідників може привести до їх перегрівання з порушенням не тільки ізоляції, але й з розплавлюванням жил. Тому переріз перевіряють на нагрівання за величиною струму його максимального навантаження. Для цього допустимий струм даного провідника з урахуванням відхилення параметрів довкілля від стандартних умов та коефіцієнтів допустимого перенавантаження порівнюють з струмом форсованого режиму з урахуванням коефіцієнта резервування.

При визначенні допустимого тривалого струму для кабелів необхідно враховувати відхилення параметрів довкілля від стандартних умов за допомогою поправочних коефіцієнтів та .

,

де - поправочний коефіцієнт на кількість кабелів, що лежать поруч у землі ();

- поправочний коефіцієнт на температуру довкілля, якщо вона відрізняється від стандартної;

- допустимий тривалий струм провідника стандартного перерізу.

Поправочний коефіцієнт на температуру довкілля можна обчислити за формулою:

,

де - фактична температура середовища ( = 8°С); - нормована тривало допустима температура середовища (для кабелів прокладених у землю = 15°С); - нормована тривало допустима температура жили (= 100°С).

Допустимий для даного провідника струм з урахуванням відхилення параметрів довкілля від стандартних умов та коефіцієнтів допустимого перенавантаження порівнюють зі струмом його форсованого режиму з урахуванням коефіцієнта резервування .

Якщо у вихідних даних не заданий коефіцієнт попереднього навантаження, то береться . Для двотрансформаторних підстанцій , для однотрансформаторних - .

8.1.3 Перевірка вибраного перерізу провідників на термічну стійкість

Для спрощення розрахунків термічна здатність може бути оцінена найменшим перерізом провідника термостійким до струмів КЗ:

де - тепловий імпульс струму КЗ, ;

- температурний коефіцієнт, який враховує обмеження допустимої температури провідника ().

Тепловий імпульс визначається так:

,

де - початкове значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання, ;

- дійсний час вимкнення КЗ, .

Дійсний час вимикання КЗ визначається так:

,

де - стала часу аперіодичної складової струму КЗ (); - час вимикання вимикача (); - час дії основного РЗ ().

Визначаємо найменший переріз провідника термостійкий до струмів КЗ:

.

Жоден з перерізів окрім 6 не пройшов перевірку на термічну стійкість, тому їх потрібно збільшити:

Потрібно взяти кабелі наступної марки: ВВГ - 6 (3Ч50).

8.2 Вибір електричних апаратів до заданого циклу

Вибір електричних апаратів напругою понад 1 кВ проводять з урахуванням наступних умов:

1) міцності ізоляції для роботи в тривалому режимі та при короткочасних перенапруженнях:

,

де і - номінальна напруга ЕА і номінальна напруга мережі (установки), в якій застосовується ЕА відповідно;

2) допустимого нагрівання струмами в тривалому режимі:

,

де і - номінальний струм ЕА і струм форсованого режиму (максимальний робочий струм) відповідно;

3) відповідності довкіллю (нормальне, пожежонебезпечне, вибухонебезпечне та ін.), роду установки (зовнішня, внутрішня), її конструктивному виконанню (стаціонарна, висувна) тощо;

4)параметрам основної функціональної характеристики:
для комутаційних ЕА - це струм вимикання (вмикання) при КЗ (комутаційна здатність), для ЕА захисту -- це номінальний струм , плавкої вставки запобіжника чи вставка розчіплювача автомата, для ТС - це опір навантаження вторинного ланцюга.

Перевірку ЕА здійснюють за їхньою стійкістю та працездатністю при наскрізних струмах КЗ. Повинні виконуватися такі умови:

а)струм електродинамічної стійкості:

,

де і_у - розрахунковий ударний струм;

б)допустимий струм термічної стійкості І²_Т за допустимий час термічної стійкості t_Т:

,

де І_к і t - розрахункові параметри струму КЗ і дійсного часу вимикання КЗ.

Результати вибору ЕА зведено у таблицю.

Таблиця 8.1 Дані розрахункові і каталогу високовольтного вимикача

Умови вибору	Розрахункові дані	Дані каталогу вимикача ВВ/ТЕL-6
За номінальною напругою	Uном. м = 6 кВ	Uном. е. а = 6 кВ
За номінальним струмом	Іф = 588 А	Іном.е.а = 800 А
Вид установлення та відповідність довкіллю	В приміщенні з нормальним середовищем	У2
За здатністю вимикання	Іп(0) = кА	Іном. вимк = 16 кА
За динамічною стійкістю	іу 22.57 кА	Ідин = 41 кА
За термічною стійкістю	Вк = 18.2 кА2с	ІТ2tТ = 82·3=192 кА2с

ВИСНОВОКИ

Під час виконання курсового проекту набуваються навички самостійного застосування відомостей, які отримані при вивченні теоретичного матеріалу, та рішення комплексного завдання проектного характеру , освоєння конкретних методик розрахунків.

Під час виконання курсового проекту було розроблено систему електропостачання ( СЕП ) промислового підприємства напругою понад 1 кВ. Така система складається з ліній, що живлять підприємство, пункту прийому електроенергії, ліній, що розподіляють електроенергію по підприємству, і цехових трансформаторних підстанцій.

У першому пункті роботи було визначено розрахункове навантаження підприємства, прораховано силову і освітлювальну нагрузки усіх цехів, а також визначено навантаження компресорної станції. У другому пункті знайдено ЦЕН даного підприємства, для вибору місця розміщення ГПП і ЦЕН був нанесений на генеральний план. Потім вибрано кількість і потужність трансформаторів для ГПП. Далі, виходячи з категорійності, для кожного цеху розраховується кількість і потужність трансформаторів ТП. Для компенсації реактивної потужності вибираються компенсуючі пристрої. У шостому пункті було розглянуто дві схеми електропостачання підприємства і на основі техніко-економічних характеристик вибрано одну з них і прораховано її вартість. Потім був проведений обрахунок струмів КЗ на шинах НН ГПП. Він потрібний для правильного вибору ЕА для даної схеми. У восьмому пункті вибираються перерізи кабелів і перевіряються на термічну і динамічну стійкість. Вибираються ЕА .

Основним завданням при виконанні даного проекту було розробити таку систему внутрішньозаводського електропостачання, яка зможе забезпечити споживачів електроенергією необхідної якості при заданій надійності електропостачання. Для вирішення цього завдання підтверджується розрахунками працездатність СЕП в нормальних, форсованих і аварійних режимах. Відповідно до цього, розглядається два варіанти виконання системи електропостачання, та вибирається той із них, де схемні і технічні рішення характеризуються економічністю в нормальному режимі роботи, у форсованому забезпечують заданий рівень надійності електропостачання за рахунок перенавантажувальної здатності, а в аварійному режимі швидко і вибірково вимикають ушкоджений елемент чи ділянку мережі.

В результаті аналізу вибрана схема №1. Вона є економічно вигіднішою і має більшу надійність. Схема №2 також придатна для впровадження, але вартість її є трохи більшою при тій же якості електроенергії.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Захарченко В. П., Тихонов В. В. Проектування електропостачання авіаційного підприємства: Навчально - методичний посібник - К.: НАУ, 2006. - 68 с.

2. Захарченко В. П., Тихонов В. В. Електропостачання: Методичні рекомендації і завдання - К.: НАУ, 2006. - 32 с.

3. Козлов В. Д., Єнчев С. В. Електричні апарати. Модуль 3. Вимірювальні, контролю вальні та захисні апарати: Посібник. - К.: НАУ, 2007. - 72 с.

4. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.

5. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю. Л. Барыбина и др. - М.: энергоатомиздат, 1990 - 608 с.

6. Дирацу В. С. и др. Электроснабжение промышленных предприятий. - К.: Вища шк., 1974. - 280 с.

7. Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебное пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 528 с.

Размещено на Allbest.ru