Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Актуальність роботи. Раціональне використання електричної енергії пов'язане з виконанням проектних робіт, які спираються на сучасні методи та вимоги до систем електропостачання. В курсовому проекті виконуємо проектування сучасної системи електропостачання підприємства ПАТ «Маяк», яке забезпечує необхідні умови пов'язані з енергозбереженням, надійністю та ін.

Підприємство відноситься до споживачів 2-ї категорії. 2-а категорія - це споживачі, перерва в електропостачанні яких пов'язана з істотним недовипуском продукції, механізмів, промислового транспорту, тому система електропостачання підприємства повинна бути надійною, економічною, зручною і безпечною для експлуатації, забезпечувати можливість розширення і відповідну якість електроенергії.

Надійність електропостачання забезпечується вибором найбільш досконалих електричних апаратів, силових трансформаторів, кабельно-провідникової продукції, відповідністю електричних навантажень в нормальних і аварійних режимах номінальним навантаженням цих елементів, пристроїв автоматики і релейного захисту.

Мета курсового проекту - полягає у розрахунку системи електропостачання підприємства, виборі схем цехової та заводської мереж, розрахунку їх навантажень, визначення розташування ТП, а також вибору комутаційно-захисної апаратури таким чином, щоб забезпечувалось найбільш надійна, економічна та ефективна робота підприємства.

Основні задачі даної роботи проявляються у ефективному та економічно обґрунтованому виборі схем електропостачання підприємства, підборі комутаційно-захисної апаратури та провідників. Для вирішення даних задач:

· в першому розділі курсового проекту розраховується електропостачання цеху.

· другий розділ присвячений розрахунку навантажень підприємства, а також вибору комутаційно-захисної апаратури та провідників цехової мережі.

· в третьому розділі проводиться розрахунок струмів КЗ і перевірка чутливості та селективності захисту цехових мереж.

Об'єктом даного курсового проекту є система електропостачання ПАТ «Маяк».

Предметом даної роботи є методи та засоби, що використовуються для якісного та раціонального розрахунку системи електропостачання даного підприємства, виборі схем його цехових та заводських мереж та підборі відповідних пристроїв автоматики та релейного захисту.

1. Розрахунок електропостачання механічного цеху

1.1 Вибір схеми цехової мережі

Магістральними називають мережі, в яких для передавання електроенергії до декількох споживачів використовується одна лінія електропередачі. В даному випадку використовуються шинопроводи.

Радіальними називаються мережі, в яких для передачі електричної енергії до споживача використовується окрема лінія. Радіальні схеми забезпечують високу надійність електропостачання, однак вони вимагають великих витрат на електрообладнання і монтаж.

Рисунок 1.1 - План електропостачання механічного цеху

Для механічного цеху вибираємо радіально-магістральну схему цехової мережі. Враховуючи розташування електроприймачів 6-26 та 36-50 в паралельні ряди, підведемо живлення до них від шинопроводів ШР-1 і ШР-2 відповідно, які в свою чергу живляться від РЩ та РП-2 відповідно. Електроприймачі 1-5 та 27-35 будуть отримувати живлення від РП-1 та РП-2 відповідно.

План електропостачання механічного цеху зображений на рисунку 1.1.

Для розрахунку навантаження механічного цеху електроприймачі розподільчих пунктів та шинопроводів поділяють на дві групи:

- електроприймачі зі змінним графіком навантаження - навантаження групи А, коефіцієнт використання яких ;

- електроприймачі з практично постійним графіком навантаження - навантаження групи Б, коефіцієнт використання яких .

1.2 Розрахунок навантажень цехової мережі

Для ШР-2 до групи А відносимо електроприймачі 36-46, 48-50, до групи Б - електроприймач 47.

Розраховуємо середню активну і реактивну потужність для:

- токарно гвинторізного станка 36 групи А:

Рс = n • Рн • КВ = 1 • 1,2 • 0,12 = 0,14 кВт,

Qс = n • Рн • КВ • tgц = 1 • 1,2 • 0,12 • 2,3 = 0,33 квар;

- нагрівальної печі 47 групи Б:

Рс = n • Рн • КВ = 1 • 10 • 0,6 = 6 кВт,

Qс = n • Рн • КВ • tgц = 1 • 10 • 0,6 • = 3,72 квар.

Розрахункові навантаження ШР-2 визначаємо в такій послідовності:

1) для ЕП групи А:

,

де kB - з таблиці 24-3 [1].

З таблиці 1.1 [2, с.10] КМ = 1,96 і обчислюємо розрахункові потужності для електроприймачів групи А:

кВт,

квар.

Якщо ефективне число електроприймачів більше 10 (), то замість коефіцієнта 1,1 в формулі реактивної потужності використовуємо 1,0.

Визначаємо Sм електроприймачів групи А ШР-2:

кВА.

2) для ЕП групи Б:

кВт,

квар.

Визначаємо Sм електроприймачів групи Б ШР-2:

кВА.

Підсумовуємо розрахункові значення Рм, Qм ЕП групи А і Б і визначаємо Sм в цілому для ШР-2:

кВА.

Розрахункові навантаження цеху визначаються в такій послідовності:

- проводимо розрахунок для всіх споживачів групи А:

,

.

З таблиці 1.2 [2, с.11] знаходимо значення КМ = 0,8 і обчислюємо розрахункові потужності:

кВт,

квар,

кВА.

- проводимо розрахунок для всіх споживачів групи Б:

кВт,

квар.

Визначаємо Sм електроприймачів групи Б:

кВА.

Для розрахунку цехових навантажень підсумуємо отримані значення потужностей групи А і Б:

кВт,

квар.

кВА.

Решта розрахунків навантаження цеху проводиться аналогічно. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1 - Розрахунок силового навантаження цеху

Найменування ЕП	n, шт	Рн, кВт	РнІ	n·Рн, кВт	Кв	tgц	n·Рн·Кв, кВт	n·Рн·Кв·tgц, квар	n·РнІ	ne	Км	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
РП-1
гр.А
Різьбонарізний станок (1)	1	13,5	182,25	13,5	0,12	2,3	1,62	3,73	182,25
Універсально шліфувальний станок (2)	1	9,5	90,25	9,5	0,20	1,17	1,90	2,22	90,25
Плоскошліфувальний станок (3)	1	4,46	19,892	4,46	0,20	1,17	0,89	1,04	19,8916
Токарно гвинторізний станок (4)	1	9,6	92,16	9,6	0,12	2,3	1,15	2,65	92,16
Токарно гвинторізний станок (5)	1	4,6	21,16	4,6	0,12	2,3	0,55	1,27	21,16
Всього гр.А	5		405,71	41,66	0,15		6,12	10,91	405,712	3	2,09	12,78	12,00	17,53
Всього РП-1	5			41,66			6,12	10,91				12,78	12,00	17,53
ШР-1
гр.А
Універсально фрезерний станок (6)	1	7,5	56,25	7,5	0,12	2,3	0,90	2,07	56,25
Універсально фрезерний станок (7)	1	6,2	38,44	6,2	0,12	2,3	0,74	1,71	38,44
Горизонтально фрезерний станок (8)	1	5,6	31,36	5,6	0,12	2,3	0,67	1,55	31,36
Вертикально фрезерний станок (9-13)	5	5,2	27,04	26	0,12	2,3	3,12	7,18	135,2
Універсально фрезерний станок (14)	1	3,5	12,25	3,5	0,12	2,3	0,42	0,97	12,25
Свердлильний станок (15-17,24)	4	0,7	0,49	2,8	0,12	2,3	0,34	0,77	1,96
Різьбонарізний станок (18-20,25)	4	1,6	2,56	6,4	0,12	2,3	0,77	1,77	10,24
Свердлильний станок (21-23)	3	2,1	4,41	6,3	0,12	2,3	0,76	1,74	13,23
Вертикально свердлильний станок (26)	1	1,2	1,44	1,2	0,12	2,3	0,14	0,33	1,44
Всього гр.А	21		174,24	65,5	0,12		7,86	18,08	300,37	15	1,49	11,71	18,08	21,54
Всього ШР-1	21			65,5			7,86	18,08				11,71	18,08	21,54
РП-2
ШР-2
гр.А
Токарно гвинторізний станок (36)	1	1,2	1,44	1,2	0,12	2,3	0,14	0,33	1,44
Токарно гвинторізний станок (37)	1	4	16	4	0,12	2,3	0,48	1,10	16
Токарно гвинторізний станок (38,46)	2	10	100	20	0,12	2,3	2,40	5,52	200
Токарно гвинторізний станок (39-45)	7	3,2	10,24	22,4	0,12	2,3	2,69	6,18	71,68
Торце-розкатний станок (48)	1	32	1024	32	0,12	2,3	3,84	8,83	1024
Полірувальний станок (49-50)	2	3,6	12,96	7,2	0,20	1,17	1,44	1,68	25,92
Всього гр.А	14		1164,6	86,8	0,13		10,99	23,65	1339,04	6	1,96	21,54	26,02	33,78
гр.Б
Піч нагрівальна (47)	1	10	100	10	0,60	0,62	6,00	3,72	100
Всього гр.Б	1		100	10	0,60		6,00	3,72	100			6,00	3,72	7,06
Всього ШР-2	15			96,8			16,99	27,37				27,54	29,74	40,54
гр.А
Універсально заточувальний станок (27)	1	1,1	1,21	1,1	0,12	2,3	0,13	0,30	1,21
Вертикально фрезерний станок (28)	1	0,8	0,64	0,8	0,12	2,3	0,10	0,22	0,64
Різьбонарізний станок (29-34)	6	1,6	2,56	9,6	0,12	2,3	1,15	2,65	15,36
Різьбонарізний станок (35)	1	13,5	182,25	13,5	0,12	2,3	1,62	3,73	182,25
Всього гр.А	23		1351,3	111,8	0,13		13,99	30,55	1538,50	16	1,43	20,01	30,55	36,52
Всього гр.Б	1		100	10	0,60		6,00	3,72	100			6,00	3,72	7,06
Всього РП-2	24			121,8			19,99	34,27				26,01	34,27	43,03
Всього гр.А	49		1931,3	218,96	0,13		27,97	59,54	2244,58	22	0,80	22,37	47,64	52,63
Всього гр.Б	1		100	10	0,60		6,00	3,72	100,00			6,00	3,72	7,06
Всього навантаження цеху	50			228,96			33,97	63,26	2344,58			28,37	51,36	58,67

1.3 Вибір комутаційно-захисної апаратури та провідників цехової мережі

При виборі автоматичних вимикачів повинні виконуватись такі умови:

де - номінальний струм розчіплювача,

- струм спрацювання відсічки,

- коефіцієнт відстроювання, що визначається з умов надійності відстроювання захисту від перевантажень і його неспрацювання (повернення) при (після) пуску або само запуску,

- розрахунковий струм окремого електроприймача чи РП в цілому при ,

- коефіцієнт надійності відстроювання струмової відсічки,

- піковий (пусковий) струм.

Виберемо автоматичний вимикач для лінії від РЩ до РП-1.

Розрахунковий струм для цієї лінії:

А.

Піковий струм визначаємо за формулою:

,

де , - номінальний і піковий струми найбільш потужних електроприймачів, а - коефіцієнт використання найбільш потужного електроприймача,

Вибираємо для встановлення на лініях РЩ - РП-1,2, РЩ - ШР-1, РП-2 - ШР-2 автоматичні вимикачі серії ВА з напівпровідниковим розчіплювачем (селективні). Розрахуємо номінальний струм розчіплювача та струм спрацювання відсічки для лінії РЩ до РП-1:

Значення і для різних типів вимикачів наведені в таблиці 5.1 [2, 78].

За розрахованими значеннями струмів вибираємо селективний автоматичний вимикач ВА 55-37 з напівпровідниковим розчіплювачем з номінальним струмом вимикача 160 А, номінальним струмом розчіплювача 100,8 А (кратність струму 0,63) та струмом спрацювання відсічки 201,6 (кратність струму 2).

Аналогічно проводимо вибір автоматичних вимикачів серії ВА 55 з напівпровідниковим розчіплювачем для ліній РЩ - РП-2, РЩ - ШР-1, РП-2 - ШР-2. Технічні дані таких вимикачів приведені в таблиці Б.7 додатку Б [2, с.136].

На лініях, що підходять безпосередньо до електроприймачів вибираємо автоматичні вимикачі серії ВА з тепловим і електромагнітними розчіплювачами. Виберемо автоматичний вимикач для лінії РП-1 - ЕП-1.

Розрахунковий та піковий струми для цих ліній:

(А), (А).

За умовами вибору автоматичних вимикачів розрахуємо номінальний струм розчіплювача та струм спрацювання відсічки:

За розрахованими значеннями струмів вибираємо автоматичний вимикач ВА 51-25 з тепловим і електромагнітними розчіплювачами з номінальним струмом вимикача 25 А, номінальним струмом розчіплювача 25 А та струмом спрацювання відсічки 250 А (кратність струму 10).

Аналогічно проводимо вибір автоматичних вимикачів серії ВА 51 з тепловими і електромагнітними розчіплювачами для решти ліній, що підходять безпосередньо до електроприймачів. Технічні дані таких вимикачів приведені в таблиці Б.3 додатку Б [2, с.136].

Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 - Розрахунок комутаційно-захисної апаратури цеху

№ ел	Ім,А	Іп,А	Тип	Іном,А	Ін.р,А	Іс.в.p,А	Іс.в,А
Різьбонарізний станок (1)	37,125	185,6265129	ВА 51-31	100	40	389,81568	400
Універсально шліфувальний станок (2)	24,259	121,2956314	ВА 51-31	100	31,5	254,72083	315
Плоскошліфувальний станок (3)	12,265	61,3254998	ВА 51-25	25	16	128,78355	160
Токарно гвинторізний станок (4)	24,514	122,5724275	ВА 51-31	100	31,5	257,4021	315
Токарно гвинторізний станок (5)	13,704	68,52139178	ВА 51-25	25	16	143,89492	160
Всього по РП1	37,12	218,2914765	ВА 55-37	160	100,8	327,43721	540
ШР-1
Універсально фрезерний станок (6)	22,344	111,7196605	ВА 51-25	25	25	234,61129	250
Універсально фрезерний станок (7)	18,471	92,35491936	ВА 51-25	25	20	193,94533	200
Горизонтально фрезерний станок (8)	15,4	77,00062756	ВА 51-25	25	20	161,70132	200
Вертикально фрезерний станок (9-13)	13,279	66,39339825	ВА 51-25	25	16	139,42614	160
Універсально фрезерний станок (14)	9,6251	48,12539222	ВА 51-25	25	10	72,188088	100
Свердлильний станок (15-17,24)	1,925	9,625078444	ВА 51-25	25	6,3	14,437618	63
Різьбонарізний станок (18-20,25)	4,0857	20,42873792	ВА 51-25	25	6,3	42,90035	63
Свердлильний станок (21-23)	6,2563	31,28150494	ВА 51-25	25	8	65,69116	80
Вертикально свердлильний станок (26)	3,0643	15,32155344	ВА 51-25	25	6,3	32,175262	63
Всього по ШР1	32,728	163,6380211	ВА 55-37	160	100,8	245,45703	324
ШР-2
Токарно гвинторізний станок (36)	3,575	17,87514568	ВА 51-25	25	6,3	37,537806	63
Токарно гвинторізний станок (37)	11	55,00044825	ВА 51-25	25	12,5	115,50094	125
Токарно гвинторізний станок (38,46)	25,536	127,679612	ВА 51-31	100	31,5	268,12719	315
Токарно гвинторізний станок (39-45)	7,6267	38,13364412	ВА 51-25	25	10	80,080653	100
Торце-розкатний станок (48)	95,334	476,6705515	ВА 51-31	100	100	1001,0082	1000
Полірувальний станок (49-50)	10,725	53,62543705	ВА 51-25	25	12,5	112,61342	125
Всього по ШР2	184,78	923,8852632	ВА 55-37	250	200	1385,8279	2000
РП2
Універсально заточувальний станок (27)	2,809	14,04475732	ВА 51-25	25	6,3	29,49399	63
Вертикально фрезерний станок (28)	1,9067	9,533411031	ВА 51-25	25	6,3	20,020163	63
Різьбонарізний станок (29-34)	4,7667	23,83352758	ВА 51-25	25	6,3	50,050408	63
Різьбонарізний станок (35)	40,219	201,0953889	ВА 51-31	100	50	422,30032	500
Всього по РП2	65,379	326,8961955	ВА 55-37	160	100,8	490,34429	540

Всі лінії в механічному цеху прокладаємо алюмінієвими проводами в полівінілхлоридній ізоляції АПВ в лотках.

Від РЩ до РП-1 вибираємо переріз проводу з умов:

А,

А.

Допустимий тривалий струм для АПВ 4(1х50) прокладених в лотках складає 105 А, що відповідає перерізу.

Аналогічно вибираємо переріз всіх інших провідників.

Вибір шинопроводів здійснюємо за умовою:

.

Шинопроводи вибираємо типу ШРА 73 на номінальний струм 250 А, які кріпляться на стійках на висоті 2,5 м.

Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.3.

Таблиця 1.3 - Вибір провідників цехової мережі

№ ел	Ім,А	Ін.р,А	Тип провідника	Спосіб прокладання	S,мм2	Ідоп,А
Різьбонарізний станок (1)	37,125	40	АПВ	ЛОТКАХ	??????	46
Універсально шліфувальний станок (2)	24,259	31,5	АПВ	ЛОТКАХ	??????	32
Плоскошліфувальний станок (3)	12,265	16	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Токарно гвинторізний станок (4)	24,514	31,5	АПВ	ЛОТКАХ	??????	32
Токарно гвинторізний станок (5)	13,704	16	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Всього по РП1	37,12	100,8	АВВГ	В землі	2х(4х50)	105,8
ШР-1					?
Універсально фрезерний станок (6)	22,344	25	АПВ	ЛОТКАХ	??????	27
Універсально фрезерний станок (7)	18,471	20	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Горизонтально фрезерний станок (8)	15,4	20	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Вертикально фрезерний станок (9-13)	13,279	16	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Універсально фрезерний станок (14)	9,6251	10	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Свердлильний станок (15-17,24)	1,925	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Різьбонарізний станок (18-20,25)	4,0857	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Свердлильний станок (21-23)	6,2563	8	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Вертикально свердлильний станок (26)	3,0643	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Всього по ШР1	32,728	100,8	АВВГ	В землі	2х(4х10)	38,64
ШР-2					?
Токарно гвинторізний станок (36)	3,575	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Токарно гвинторізний станок (37)	11	12,5	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Токарно гвинторізний станок (38,46)	25,536	31,5	АПВ	ЛОТКАХ	??????	32
Токарно гвинторізний станок (39-45)	7,6267	10	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Торце-розкатний станок (48)	95,334	100	АПВ	ЛОТКАХ	????????	105
Полірувальний станок (49-50)	10,725	12,5	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Всього по ШР2	184,78	200	АВВГ	В землі	2х(4х70)	193,2
РП2					?
Універсально заточувальний станок (27)	2,809	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Вертикально фрезерний станок (28)	1,9067	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Різьбонарізний станок (29-34)	4,7667	6,3	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Різьбонарізний станок (35)	40,219	50	АПВ	ЛОТКАХ	????????	24
Всього по РП2	65,379	100,8	АВВГ	В землі	2х(4х25)	69

Перевіримо втрати напруги на найбільш віддалених споживачах:

Перевіримо втрати напруги для ЕП-27

,

,

,

,

- дана втрата напруги є допустима.

2. Розрахунок електропостачання підприємства

2.1 Розрахунок навантажень підприємства

Розрахункові активна та реактивна потужності силового обладнання і розрахункова потужність освітлення цеху визначаємо за методом коефіцієнта попиту. навантаження провідник цеховий струм

Приклад розрахунку вказаних величин проведемо для заготівельного цеху:

кВт,

квар,

де Кn - коефіцієнт попиту [1].

Розрахуємо потужність освітлення заготівельного цеху:

кВт,

квар,

Кпо, Кпра - коефіцієнт попиту освітлювального навантаження і коефіцієнт втрат потужності в пускорегулювальній апаратурі відповідно [2, с.15].

Розрахункові потужності заготівельного цеху дорівнюють сумі розрахункових потужностей силового та освітлювального навантажень:

кВт,

квар.

Всі розрахунки навантаження цехів проводяться аналогічно. Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.1.

Розрахункові максимальні навантаження підприємства визначаємо:

- сумарне активне навантаження:

кВт;

- сумарне реактивне навантаження:

квар,

де Ко = 0,9 - коефіцієнт одночасності максимумів навантаження для 0,3<КВ<0,5 і 5-8 приєднань 10 кВ на збірних шинах РП [2, с.16];

- сумарне повне навантаження цеху:

кВА.

Таблиця 2.1 - Розрахунок навантажень підприємства

Споживачі	Силове навантаження	Освітлювальне навантаження	Всього
	Рн, кВт	Кп	cosц	tgц	Рмс, кВт	Qмс,квар	F,мІ	Рпит.о	Кпра	Кпо	tgцо	Рмо, кВт	Qмо, квар	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
1	Механічний цех	-	-	-	-	28,37	51,36	852	0,016	1,2	0,85	0,48	13,90	6,67	42,27	58,03	71,80
2	Заготівельний цех	250	0,5	0,76	0,86	125,00	107,50	784	0,014	1,2	0,85	0,48	11,20	5,37	136,20	112,87	176,89
3	Ковально-штамповочний цех	400	0,4	0,8	0,75	160,00	120,00	663	0,012	1,2	0,85	0,48	8,12	3,90	168,12	123,90	208,84
4	Зварювальний цех	900	0,8	0,76	0,86	720,00	619,20	1081	0,014	1,2	0,85	0,48	15,44	7,41	735,44	626,61	966,18
5	Намоточний цех	980	0,4	0,55	1,52	392,00	595,84	1573	0,015	1,2	0,85	0,48	24,07	11,55	416,07	607,39	736,23
6	Цех сталеалюмінієвого лиття	1400	0,6	0,9	0,48	840,00	403,20	1469	0,015	1,2	0,85	0,48	22,48	10,79	862,48	413,99	956,69
7	Інструментальний цех	480	0,5	0,85	0,62	240,00	148,80	1588	0,015	1,2	0,85	0,48	24,30	11,66	264,30	160,46	309,19
8	Фарбувальний цех	700	0,8	0,8	0,75	560,00	420,00	1069	0,013	1,2	0,85	0,48	14,17	6,80	574,17	426,80	715,43
9	Збірно-монтажний цех	360	0,4	0,8	0,75	144,00	108,00	1509	0,016	1,2	0,85	0,48	24,63	11,82	168,63	119,82	206,86
10	Адміністративний корпус	80	0,6	0,8	0,75	48,00	36,00	422	0,016	1,2	0,85	0,48	6,89	3,31	54,89	39,31	67,51
11	Ремонтно-механічний цех	380	0,5	0,76	0,86	190,00	163,40	1258	0,016	1,2	0,85	0,48	20,53	9,85	210,53	173,25	272,65
12	Очисні споруди	400	0,5	0,8	0,75	200,00	150,00	259	0,016	1,2	0,85	0,48	4,23	2,03	204,23	152,03	254,60
13	Енергоблок	1400	0,8	0,75	0,88	1120,00	985,60	576	0,017	1,2	0,85	0,48	9,99	4,79	1129,99	990,39	1502,58
14	Цех друкованих плат	340	0,5	0,7	1,02	170,00	173,40	1964	0,015	1,2	0,85	0,48	30,05	14,42	200,05	187,82	274,40
15	Відділ випробувань	240	0,41	0,55	1,52	98,40	149,57	1091	0,012	1,2	0,85	0,48	13,35	6,41	111,75	155,98	191,88
16	Котельня	1500	0,8	0,76	0,86	1200,00	1032,00	526	0,014	1,2	0,85	0,48	7,51	3,61	1207,51	1035,61	1590,77
17	Цех нестандартного обладнання	300	0,4	0,8	0,75	120,00	90,00	1224	0,013	1,2	0,85	0,48	16,23	7,79	136,23	97,79	167,70
18	Автотранспортний цех	120	0,6	0,9	0,48	72,00	34,56	571	0,015	1,2	0,85	0,48	8,74	4,19	80,74	38,75	89,56
19	Склади ОМТС	80	0,4	0,8	0,75	32,00	24,00	1995	0,012	1,1	0,85	1,73	22,38	38,72	54,38	62,72	83,02
20	Столова	460	0,5	0,9	0,48	230,00	110,40	727	0,012	1,2	0,85	0,48	8,90	4,27	238,90	114,67	264,99
21	Цех термопластавтоматів	1305	0,7	0,8	0,75	913,50	685,13	782	0,016	1,2	0,85	0,48	12,76	6,13	926,26	691,25	1155,76
22	КСК ”МАЯК”	50	0,4	0,8	0,75	20,00	15,00	1569	0,014	1,2	0,85	0,48	22,41	10,75	42,41	25,75	49,61
23	Типографія	150	0,6	0,9	0,48	90,00	43,20	674	0,016	1,2	0,85	0,48	11,00	5,28	101,00	48,48	112,03
24	Корпус порошків і металургії	200	0,7	0,7	1,02	140,00	142,80	1923	0,013	1,2	0,85	0,48	25,50	12,24	165,50	155,04	226,78
	Всього по підприємству	12475				7853,27	6408,95	26149					378,75	209,78	7408,82	5956,86	9506,57

2.2 Вибір і розміщення цехових ТП

Визначимо сумарну повну розрахункову потужність всіх цехів, електричне обладнання яких живиться на напрузі 0,4 кВ:

Визначимо загальну площу всіх цехів:

Визначимо економічний ступінь потужності трансформаторів в залежності від густини навантаження:

Потужність і число цехових ТП істотно впливають на техніко-економічні показники заводської мережі. На основі експериментальних досліджень обґрунтовано, що номінальну потужність ТП доцільно вибирати за питомою густиною навантаження 1 м2 площі цеху. При питомій потужності 0,41 кВА/м2 доцільно використовувати двотрансформаторні підстанції.

Розрахуємо кількість двотрансформаторних підстанцій з :



- коефіцієнт завантаження трансформаторів двотрансформаторної підстанції.

Отже необхідно встановити 5 підстанцій.

Розподілимо трансформаторні підстанції між цехами і визначимо їх фактичний коефіцієнт завантаження. Дані розрахунку приведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 - Розподіл трансформаторних підстанцій між цехами

Цех	Sм, кВА	N, шт	kз
1,3,4,8,11	2234,9	2	0,7
2,9,10,19,20,21,23	2067,02	2	0,65
5,6,7,12	2256,71	2	0,7
13,14,24	2003,76	2	0,63
15,16,17,18,22	2089,52	2	0,65

Розрахуємо місце установки цехових ТП для цехів 13, 14, 24:

,

.

Розміщуємо трансформаторну підстанцію з розрахованими координатами.

Розраховані координати розміщення інших цехових ТП зведемо в таблицю 2.3.

Таблиця 2.3 - Координати розміщення цехових ТП

Цех	Розраховані	Оптимальні
	Х	У	Х	У
1,3,4,8,11	250	198	250	196
2,9,10,19,20,21,23	88	227	88	227
5,6,7,12	200	157	202	158
13,14,24	231	100	231	100
15,16,17,18,22	251	68	245	55

Для визначення повної потужності, яку повинно споживати підприємство з енергосистеми, визначимо втрати потужності в цехових ТП.

Параметри встановлених на підприємстві трансформаторів наведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Параметри трансформаторів

Sн.тр, кВА	Uн.т, кВ	?Рхх, кВт	?Рк, кВт	Іхх%	Uк%
1600	10	2,8	18	1,3	5,5

кВт

квар

Розрахунки для інших цехових ТП проводимо аналогічно. Результати зводимо в таблицю 2.5.

Таблиця 2.5 - Втрати в трансформаторах цехових ТП

ТП №	К-сть ТР	Sн.тр, кВА	kз	?РТП, кВт	?QТП, квар
1	2	1600	0,7	23,16	41,65
2	2	1600	0,65	20,62	41,64
3	2	1600	0,7	23,5	41,65
4	2	1600	0,63	19,72	41,64
5	2	1600	0,65	20,95	41,65
Всього	10			107,95	208,23

Розрахуємо потужність заводу з врахуванням втрат в цехових ТП:

кВт

квар

Є можливість заживити завод на напрузі 10 кВ від підстанції «Західна», що знаходиться на відстані 0,85 км від заводу. Визначимо реактивну потужність, що може бути спожита з енергосистеми в години великих навантажень:

квар,

де - для підстанцій напругою 10 кВ [2, с.17];

Визначимо необхідну потужність компенсувальних пристроїв:

квар

Розрахуємо повну потужність, що споживається підприємством з енергосистеми:

кВА.

Для визначення місця розташування ЦРП побудуємо картограму навантажень і визначимо центр електричних навантажень підприємства. Картограму навантажень будуємо на кресленні генерального плану підприємства. Навантаження кожного з цехів зображаємо кругом, площа якого пропорційна розрахунковій активній потужності

Вибираємо масштаб побудови картограми навантажень: приймемо радіус круга навантаження котельні 30 м, тоді масштаб побудови визначаємо:

кВт/м2.

Вибираємо кВт/м2. Визначимо радіуси кругів при даному масштабі:

м.

Сектор освітлювального навантаження для котельні складає:

.

Розрахунки по інших цехах зводимо до таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Дані для побудови картограми навантажень

№ п/п	Споживачі	Рмо, кВт	Рм, кВт	, м		х	у
1	Механічний цех	13,90	42,27	5	119	185	211
2	Заготівельний цех	11,20	136,20	9	30	148	211
3	Ковально-штамповочний цех	8,12	168,12	10	18	269	211
4	Зварювальний цех	15,44	735,44	21	8	230	211
5	Намоточний цех	24,07	416,07	16	21	171	173
6	Цех сталеалюмінієвого лиття	22,48	862,48	23	10	171	152
7	Інструментальний цех	24,30	264,30	12	34	250	153
8	Фарбувальний цех	14,17	574,17	19	9	250	174
9	Збірно-монтажний цех	24,63	168,63	10	53	206	257
10	Адміністративний корпус	6,89	54,89	5	46	234	278
11	Ремонтно-механічний цех	20,53	210,53	11	36	317	202
12	Очисні споруди	4,23	204,23	11	8	313	154
13	Енергоблок	9,99	1129,99	26	4	266	105
14	Цех друкованих плат	30,05	200,05	11	55	181	99
15	Відділ випробувань	13,35	111,75	8	44	177	71
16	Котельня	7,51	1207,51	27	3	262	77
17	Цех нестандартного обладнання	16,23	136,23	9	43	189	32
18	Автотранспортний цех	8,74	80,74	7	39	324	15
19	Склади ОМТС	22,38	54,38	5	149	70	169
20	Столова	8,90	238,90	12	14	85	251
21	Цех термопластавтоматів	12,76	926,26	24	5	59	221
22	КСК ”МАЯК”	22,41	42,41	5	191	183	9
23	Типографія	11,00	101,00	8	40	13	207
24	Корпус порошків і металургії	25,50	165,50	10	56	55	69

Визначаємо координати центру навантажень:

,

.



Рисунок 2.1 - Картограма навантажень підприємства

2.3 Вибір схеми та основних елементів заводської мережі

Оскільки цехові ТП розміщені в різних напрямках від ЦРП, то вибираємо радіальну схему електропостачання напругою 10 кВ.

Оскільки всі трансформаторні підстанції двотрансформаторні, то встановлюємо резервування за допомогою кабельних перемичок на низькій стороні трансформаторів.

Конструктивно заводські мережі підприємства виконані кабелями прокладеними в траншеях.



Рисунок 2.4 - Схема внутрішньозаводського електропостачання

Високовольтні вимикачі вибираємо за номінальною напругою і розрахунковим струмом з врахуванням після аварійних режимів та можливих нерівномірностей розподілу струмів між лініями і секціями шин:

де - розрахунковий максимальний струм для після аварійного режиму.

Розрахуємо струми для нормального і післяаварійного режимів для ТП-1:

А

А

Для встановлення на стороні 10 кВ вибираємо вакуумні вимикачі ВВЭ-10-20/630. Номінальний струм вимикачів для всіх приєднань. Власний час відключення вимикача 0,055 с.

Для внутрішньозаводської високовольтної мережі вибираємо броньовані кабелі з паперовою ізоляцією в алюмінієвій оболонці типу ААБ прокладений в траншеї. Вибір перерізу жил виконаємо за економічною густиною струму. Для кабелів з паперовою ізоляцією при Тм=4000 год з таблиці 2.35 [3, с.127].

Визначаємо економічний переріз провідників для живлення ТП-1:

Вибираємо кабель ААБ перерізом 3х50 мм2 з з таблиці Г.1 [2, 142].

Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.8.

Таблиця 2.7 - Вибір високовольтних вимикачів і перерізу провідників

Лінія	Ім, А	Ім.ав, А	Вимикач	Іном.в, А	sек, мм2	Провідник	Ідоп, А
ЦРП-ТП-1	64,5	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	46,1	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-1	64,5	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	46,1	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-2	59,7	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	42,6	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-2	59,7	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	42,6	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-3	65,1	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	46,5	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-3	65,1	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	46,5	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-4	57,8	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	41,3	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-4	57,8	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	41,3	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-5	60,3	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	43,1	ААБ-3х50	140
ЦРП-ТП-5	60,3	129,3	ВВЭ-10-20/630	630	43,1	ААБ-3х50	140

3. Розрахунок струмів КЗ і перевірка отриманих рішень

3.1 Розрахунок струмів КЗ загальнозаводської мережі

Розрахунок струмів КЗ виконаємо у відносних одиницях, для цього приймемо базисну потужність ; за базисну напругу приймаємо напругу ступеня, на якому виникає КЗ ; потужність КЗ на ЦРП .

За базовими значеннями потужності і напруги визначимо базовий струм:

.

Рисунок 3.1 - Розрахункова схема і схема заміщення системи електропостачання

Для розрахунку струму КЗ загальнозаводської мережі розрахуємо опори елементів, що зображені на рисунку 3.1.

Опір системи:

.

Для визначення опору ліній від системи до ЦРП визначимо переріз цих ліній за економічною густиною струму:

 А.

Визначаємо економічний переріз провідників:

.

Вибираємо кабельну лінію 2ААБ 3х185 з таблиці Д.4 [2, с.147].

.

Визначаємо результуючий опір:

.

Початкове діюче значення струму трифазного КЗ:

.

Періодична складова струму від енергосистеми не змінюється, тому

.

Розрахунковий час складає

.

Аперіодична складова струму КЗ при визначаємо:

,

де - постійна часу аперіодичної складової.

Визначаємо ударний струм КЗ

.

Визначаємо тепловий імпульс:

,

де

- час відключення КЗ.

Перевіримо вимикачі ВВЭ-10-20/630, що вибирані для встановлення на ЦРП, на комутаційну здатність і стійкість до дії струмів КЗ. Параметри вимикачів вибираємо з довідника [4, с.228].

Перевірку комутаційної здатності здійснюємо за умовами:

оскільки , то приймаємо і перевірку вимикача здійснюємо за наступними умовами:



Умови перевірки обраного вимикача на комутаційну здатність виконуються.

Перевірку вимикачів на динамічну стійкість до дії струмів КЗ здійснюємо за умовами:

Умови перевірки обраного вимикача на динамічну стійкість до дії струмів КЗ те ж виконуються.

Перевірку вимикачів на термічну стійкість до дії струмів КЗ здійснюємо за умовою:

,

.

Умови перевірки обраного вимикача на термічну стійкість до дії струмів КЗ виконуються також. Отже, даний тип вимикачів може бути використаний для встановлення на ЦРП.

Перевіримо вибрані кабельні лінії, що відходять від ЦРП до цехових ТП, на термічну стійкість до дії струмів КЗ за умовою:

,

де - термічний коефіцієнт.

Умови перевірки обраного вимикача на термічну стійкість до дії струмів КЗ виконуються також. Отже, даний тип вимикачів може бути використаний для встановлення на ЦРП.

3.2 Розрахунок струмів КЗ в мережах напругою до 1000 В

Розрахунок струмів КЗ виконується з метою перевірки вибраних захисних апаратів за умовою комутаційної здатності:

,

де - струм трифазного металічного КЗ в максимальному режимі,

- струм трифазного КЗ з врахуванням струмообмежувальної дії дуги.

Рисунок 3.2 - Схема електропостачання ЕП-27 механічного цеху

Рисунок 3.3 - Схема заміщення

Визначимо опір трансформатора:

.

Визначаємо опори ліній Л1, Л2, Л3:

,

.

Розрахуємо значення струму при трифазному металічному КЗ за формулою:

,

де - загальний повний опір елементів цехової мережі до точки КЗ.

- для точки К1

,

- для точки К2

,

Виконаємо перевірки вибраних захисних апаратів за умовою комутаційної здатності:

- для точки К1

,

- для точки К2

.

3.3 Перевірка чутливості і селективності захисту цехових мереж

Для перевірки чутливості захисту необхідно визначити струми однофазних КЗ для точок, зображених на рисунку 3.2.

,

- для точки К2

,

- для точки К3

,

Перевіримо чи виконується умова:

,

- для точки К2

,

- для точки К3

,

Умови перевірки чутливості автоматичних вимикачів виконуються.

Селективність автоматичних вимикачів перевіряємо за умовами:

Виконаємо перевірку на селективність для вимикачів, що захищають лінії РЩ - РП-2, РП-2 - ЕП-27 (дані про вимикачі знаходяться в таблиці 1.2).

Умови селективності виконуються.

Побудуємо карту селективності дії захисту.



Рисунок 3.4 - Карта селективності дії захисту

Висновки

В курсовому проекті було спроектовано систему електропостачання ПАТ „Маяк”.

В результаті розраховано електричні навантаження цеху по підготовці композиції та підприємства в цілому, з врахуванням коефіцієнтів використання, коефіцієнтів попиту, коефіцієнту одночасності, коефіцієнтів питомого освітлення.

Було розглянуто дві схеми електропостачання заводу. Схеми порівнювались за надійністю, затратами на спорудження, а також за величиною збитків у разі аварійного чи планового простою. Усі показники приводились до грошового еквіваленту. В результаті проведеного порівняння обрали схему з двома двотрансформаторними підстанціями, яка має дещо більші капітальні затрати на спорудження, але кращий показник надійності.

Обрані також комутаційно-захисна апаратура та живлячі провідники заводської мережі перевірені на допустимість, та термічну стійкість на основі розрахунку коротких замикань.

Розроблена система електропостачання забезпечує надійне та безперебійне живлення підприємства електроенергією.

Література

1. Справочник по проектированию электроснабжения /Под ред. Ю.Г. Барыбина и др.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.

2. Федоров А.А. «Справочник по электроснабжению промышленых предприятий», М.: 1972г.

3. М.Й. Бурбело «Проектування систем електропостачання. Приклади розрахунків» Вінниця: ВНТУ, 2005р.

4. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 2009. - 648 c. изд. Форт, Харьков.

5. Л.Д. Рожкова «Электрооборудование станций и подстанций» М.: Энергоатомиздат, 1987г.

6.Методические указания к выполнению курсового проекта и расчетных работ по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий. Расчет и выбор электрической сети цеха» /М.С. Добжинский и др. - Винница: ВПИ, 1989.

7.Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проэктирование електроснабжения: справочные материалы по електрообордованию; Учеб. пособие/Том. политехнический ун-т - Томск, 2005, - 168 с.

8.Кудрин Б.И., Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий. - Минск: Вышейшая школа, 1988. - 360 с.

9. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергия, 1980. - 600 с.

Размещено на Allbest.ru