Главная Коллекция "Otherreferats" Физика и энергетика Электроснабжение цеха обработки цветных металлов

Электроснабжение цеха обработки цветных металлов

Расчет осветительной и электрической нагрузок по цеху обработки цветных металлов. Оценка числа и мощности цеховых трансформаторов, их распределение пропорционально реактивным нагрузкам. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита преобразователей.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 16.01.2011
Размер файла 599,4 K

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.

Страница:

Содержание

1. Расчет электрических нагрузок

1.1 Расчет нагрузок по цеху

1.2 Расчет осветительной нагрузки

1.3 Расчет электрических нагрузок по заводу

1.4 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

1.5 Распределение QНБК пропорционально нагрузкам ТП

1.6 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу

2. Сравнение вариантов внешнего электроснабжения

3. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U >1кВ

3.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах ГПП

3.2 Выбор оборудования

4. Релейная защита и автоматика

4.1 Релейная защита трансформатора ГПП

4.1.1 Расчет дифференциальной токовой защиты

4.2 Автоматика и сигнализация

5. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U<1кВ

5.1 Выбор оборудования

5.2 Расчет токов короткого замыкания

1. Расчет электрических нагрузок

1.1 Расчет электрических нагрузок отделения цеха обработки цветных металлов

Электрические нагрузки являются исходными данными при проектировании электроснабжения промышленных предприятий. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, выбираются защитные устройства и компенсирующие установки, определяют потери мощности и электроэнергии, рассчитываются отклонения и колебания напряжения. В данном дипломном проектировании расчет производится "методом упорядоченных диаграмм нагрузки" /13/.

Для примера подробного расчета нагрузок произведем расчет электрических нагрузок цеха цветных металлов. На плане цеха (лист 2) намечаются узлы питания: распределительные шинопроводы (ШРА), шкафы распределительные (ШР), щиты осветительные (ЩО).

Все электроприемники цеха распределяются по узлам питания. При распределении необходимо учитывать:

максимально возможное число присоединений к данному узлу питания;

расстояние от электроприемника до узла питания должно быть по возможности минимальным в целях экономии цветных металлов и снижения потерь напряжения;

электроприемники мощностью 75 кВт и выше необходимо запитывать радиально от шин ТП или РП;

не допускать обратных перетоков мощности по цеху.

Расчет электрических нагрузок производится в таблице 1.1. "Расчет нагрузок по отделению цеха обработки цветных металлов". В рассматриваемом цехе цветных металлов имеется два мостовых крана с ПВ=40% грузоподъемностью 5 тонн и кран мостовой с ПВ=100% грузоподъемностью 10 тонн. Необходимо привести установленную мощность кранов к ПВ=100%:

Pн=Pуст? , в данном случае ПВ=40%, тогда Pн=Pуст?,

Рн=11ґ+7,5?+2,2?=6,9+4,7+1,4

Все электроприемники, присоединенные к определенному узлу питания, разбиваются на характерные группы, имеющие одинаковый режим работы (это ЭП с одинаковыми Ки и cos). Для каждой характерной группы указывается количество и мощность входящих в нее электроприемников, а для многодвигательного агрегата указывается количество и мощность входящих в него двигателей.

Таблица 1.1. Расчет нагрузок по отделения цеха обработки цветных металлов.

1.2 Расчет осветительной нагрузки

Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.

По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

Рpo=КcoґРуо--,--кВт

Qpo=tgjоґРро--,--квар,

где Кco -коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого принимаю по /таблице 3.1.,10/,

tgjо -коэффициент реактивной мощности, определяется по cos /таблица 3.3., 10/,

Руо - установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м2 поверхности пола известной производственной площади:

Руо=rоґF, кВт.

где F-площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану фабрики, в м1.

r???удельная расчетная мощность в кВТ на 1м1. Эта величина зависит от рода помещения и выбирается согласно /таблице 5-42, 15/. Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.1. "Расчет осветительной нагрузки".

1.3 Расчет электрических нагрузок по заводу

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам завода производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 1.3. "Расчет силовой нагрузок по цехам завода тяжелого машиностроения напряжением 0,4кВ".

Таблица 1.2. Расчет осветительной нагрузки

№№ по плану

Наименование производственного помещения

Размеры помещения, длина(м) ширина(м)

Площадь помещения, м2

Удельная осветительная нагрузка, rо , кВт/м2

Коэффициент спроса, Кс

Установленная мощность освещения, Рyо, кВт

Расчетная мощность осветительной нагрузки

cos / tg

Рро, кВт

Qро, квар

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

Цех обработки цветных металлов

30171,4

5142,9

0,013

0,8

66,86

53,5

26,74

0,9/0,5

1а

Отделение цеха обработки цветных металлов

3064,3

1628,6

0,013

0,8

25,07

20,06

10,3

0,9/0,5

2

Механический цех №2

64,3171,4

11022,9

0,015

0,8

165,3

132,3

66,14

0,9/0,5

3

Механический цех №3

30150

4500

0,015

0,8

67,5

54

27

0,9/0,5

4

Инструментальный цех

21,494,3

2017,7

0,016

0,8

32,3

25,8

12,9

0,9/0,5

5

Электроремонтный цех

21,468,6

1467,4

0,016

0,85

23,5

18,8

9,4

0,9/0,5

6

Деревообрабатывающий цех

21,442,9

917,4

0,016

0,8

14,7

11,74

5,87

0,9/0,5

7

Сборочный цех

34,3214,3

7350

0,015

0,8

110,25

88,2

44,1

0,9/0,5

8

Склад готовой продукции

51,464,29

3304,3

0,01

0,7

33,04

26,4

13,2

0,9/0,5

9

Компрессорная

25,777,14

1982,6

0,01

0,8

19,83

15,8

7,9

0,9/0,5

10

Цех черного литья

218,664,29

14052,8

0,013

0,8

182,7

146,15

73,07

0,9/0,5

11

Механический цех №4

218,655,71

12179,1

0,015

0,8

182,7

146,15

73,07

0,9/0,5

12

Цех цветного литья

184,321,4

3949,29

0,013

0,8

51,34

41,07

20,53

0,9/0,5

13

Заводоуправление

9047,17+21,4?38,6

3416,56

0,02

0,9

68,33

61,5

30,75

0,9/0,5

14

Кузнечно-прессовый цех

77,1472,86

5671,93

0,015

0,8

85,08

68,06

34,03

0,9/0,5

15

Насосная

3460+12,9?25,7+30?8,6

2131,53

0,01

0,8

21,32

17,05

8,53

0,9/0,5

16

Гараж

77,1421,43+25,7?12,8++21,4?8,6

2167,9

0,01

0,8

21,68

17,4

8,7

0,9/0,5

17

Испытательная станция

42,942,9+17,1?34,3+

+21,4?17,1

2792,02

0,016

0,8

44,67

35,7

17,8

0,9/0,5

18

Территория

207881

0,0005

1

103,94

103,94

51,97

0,9/0,5

Таблица 1.3. Расчет силовых нагрузок по цехам завода тяжелого машиностроения, U = 0,4кВ

№ цехов

Наименование цехов

Кол-во ЭП,

n

Установленная мощность, кВт

m

Kи

cosj/tgj

Средние нагрузки

nэ

Kм

Расчетные нагрузки

Iр,

А

r, мм

a

РнminРн max

?Pн

Pсм, кВт

Qсм, квар

Pp, кВт

Qp, квар

Sp, кВА

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Нагрузки напряжением 0,4 кВ

1

Цех обработки цв. металлов

а) силовая

100

1-40

1800

>3

0,2

0,5/1,7

360

612

90

1,13

406,8

612

б) осветительная

53,5

26,74

Итого

460,3

638,74

787,3

15

41

1а

Отделение цеха обработки цв. металла: а) силовая

30

0,15-100

518,8

>3

0,2

0,5/1,7

103,7

176,4

10

1,84

601,8

447

б) осветительная

20,06

10,03

Итого

621,86

457,03

771,7

17

11

2

Механический цех №2

а) силовая

250

1-50

3700

>3

0,3

0,7/1

1110

1110

50

1,16

1288

1110

б) осветительная

132,3

66,14

Итого

1419

1176,14

1843

26

33

3

Механический цех №3

а) силовая

120

1-40

1900

>3

0,3

0,7/1

570

570

95

1,1

627

570

б) осветительная

54

27

Итого

681

597

905,6

18

28

4

Инструментальный цех

а) силовая

40

1-80

950

>3

0,16

0,5/1,7

152

258,4

24

1,65

250,8

258,4

б) осветительная

28,8

12,9

Итого

279,6

271,3

389,5

12

37

5

Электроремонтный цех

а) силовая

50

1-50

870

>3

0,4

0,7/1

348

348

35

1,15

400,2

348

б) осветительная

18,8

9,4

Итого

419

357,4

550,7

14

16

6

Деревообрабатывающий

а) силовая

30

1-30

250

>3

0,2

0,65/1,17

50

58,5

17

1,55

77,5

58,5

б) осветительная

11,74

5,87

итого

89,24

64,37

110

7

47

7

Сборочный цех

а) силовая

50

1-80

1400

>3

0,3

0,65/1,17

420

491,4

35

1,19

499,8

491,4

б) осветительная

88,2

44,1

итого

588

535,5

795,3

17

54

8

Склад готовой продукции

а) силовая

10

1-30

70

>3

0,3

0,8/0,75

21

15,75

5

2

42

17,33

б) осветительная

26,4

13,22

итого

68,4

30,55

74,9

6

38

9

Компрессорная

а) силовая

10

1-20

180

>3

0,6

0,7/1

108

108

10

1,26

136,08

108

б) осветительная

15,86

7,9

итого

151,94

115,9

191

9

37

10

Цех черного литья

а) силовая

50

1-50

2250

>3

0,6

0,7/1

1350

1350

50

1,1

1485

1350

б) осветительная

146,15

73,03

итого

1631,15

1423,03

2164,6

28

32

11

Механический цех №4

а) силовая

80

1-40

1800

>3

0,3

0,7/1

540

540

80

1,11

594

540

б) осветительная

146,15

73,07

итого

740,15

613,07

961

19

71

12

Цех цветного литья

а) силовая

50

2-48

1500

>3

0,6

0,8/0,75

900

675

50

1,1

990

675

б) осветительная

41,07

20,53

итого

1031,07

695,53

1243,7

22

14

13

Заводоуправление

а) силовая

30

1-20

250

>3

0,2

0,75/0,88

50

44

25

1,4

70

44

б) осветительная

61,5

30,75

итого

131,5

74,75

151,2

8

68

14

Кузнечно-прессовый цех

а) силовая

60

14-80

1500

>3

0,25

0,65/1,17

375

438,75

38

1,19

446,25

438,75

б) осветительная

68,06

34,03

итого

514,31

472,78

698,5

16

47

15

Насосная

а) силовая

10

50-100

800

3

0,65

0,8/0,75

520

390

10

1,16

603,2

390

б) осветительная

17,05

8,53

итого

620,22

398,53

737,2

17

15

16

Гараж

а) силовая

30

1-120

1800

>3

0,15

0,65/1,17

270

315,9

30

1,46

394,2

315,9

б) осветительная

17,34

8,7

итого

411,54

324,6

524,1

14

15

17

Испытательная станция

а) силовая

30

1-120

1800

>3

0,4

0,8/0,75

720

540

30

1,19

856,8

540

б) осветительная

35,7

17,87

итого

892,5

557,87

1052,5

20

14

Освещение территории

103,94

51,97

Итого на шинах 0,4 кВ

10255,7

8585,5

13374,9

1.4 Определение числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ

Суммарная расчетная мощность НБК определяется по минимуму приведенных затрат выбором экономически оптимального числа трансформаторов цеховых ТП, а также определением дополнительной мощности НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6,10 кВ предприятия, питающей эти трансформаторы.

Суммарная расчетная мощность НБК равна:

Qнбк=Qнбк1+Qнбк2, квар (1.4.1)

Суммарная мощность НБК распределяется между отдельными трансформаторами цеха пропорционально их расчетным нагрузкам.

1. Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, равно:

Nmin т= +?N, (1.4.2)

где ?N- добавка до ближайшего целого числа.

Завод относится ко второй категории потребителей, работает в две смены, следовательно, Кз тр=0,8.

Nmin т=+0,9875=8,01+0,98=9 трансформаторов.

Определим Nтэ- экономически оптимальное число трансформаторов:

Nтэ= Nmin т+m, (1.4.3)

где m- дополнительное число трансформаторов.

При отсутствии достоверных стоимостных показателей для практических расчетов допускается принимать З*п/ст=0,5 и Nтэ=f(m)

m=f(Nmin т, N) (рис.1.131 /2/)

З*п/ст=0,5; Кз=0,8; N=0,98; Nminт=9

следовательно m=0, Nтэ=9+0=9 трансформаторов

По выбранному числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:

Q1=Qт= (1.4.4)

Q1=Qт==5247 квар

Qнбк1=Qp0,4-Q1=8586-5247=3338,4 квар

1. Определим дополнительную мощность НБК по условию снижения потерь в сети:

Qнбк2=Qр0,4-Qнбк1-. Nтэ. Sнт (5.5) ,

где - расчетный коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициентов К1 и К2, а также от схемы питания цеховой подстанции:

=f(К1и К2)

Значение К1 зависит от удельных приведенных затрат на БК напряжением до 1000 В и выше и стоимости потерь. При отсутствии достоверных стоимостных показателей для практических расчетов принимаем значение К1 по таблице 1.190 (/2/):

Принимаем К1=16

Значение К2 определяется по формуле:

К2= (1.4.6),

где l- длина линии до первого трансформатора, км (принимаем l=0,5 км), F- общее сечение линии в мм2

При отсутствии соответствующих данных допускается принимать значение К2 по таблице 1.191 (/2/)

Принимаем К2=2

По рис.1.132 (/2/) для радиальной схемы питания принимаем =0,85

Qнбк2=8586-3338,4-0,85. 9. 1600= -6992,9 квар

Принимаем Qнбк2=0

Qнбк= Qнбк1=3338,4 квар

Итого N=9

Определим мощность Qнбк тп:

Qнбк тп= (1.4.7)

Qнбк тп==370,9300 квар

НБК: УКБН-0,38-300-150У30, /13/.

На основании расчетов, полученных в данном пункте 1.4. составляется таблица 1.4. "Распределение нагрузок цехов по ТП", в которой показано распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.

Цеховые ТП принимаю одно- и двухтрансформаторными.

Цеха группирую по территориальному признаку с учетом их нагрузок.

Таблица 1.4. Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП (предварительное)

№ №ТП, Sн тп, Qнбк тп

№ № цеха

Рр0,4 , кВт

Qр0,4 , квар

Sр0,4 , кВА

Кз'

1

2

3

4

5

6

ТП 1 (21600)

1

460,3

638,74

ТП 2 (21600)

1а

621,8

457

?Sн=6400кВА

2

1419,1

1176,14

Qнбк=4300=1200 квар

3

681

597

4

279,6

271,3

5

419

357,4

6

89,24

64,37

7

588

535,5

8

68,4

30,55

9

151,94

115,9

освещение терр.

103,94

51,97

4471,42

4024,27

- 1200

Итого

4471,42

2824,27

5289

0,83

ТП 3 (21600)

10

1631,15

1423,07

ТП 4 (21600)

11

740,15

613,07

ТП 5 (11600)

12

1031,07

695,53

?Sн=8000 кВА

13

131,5

74,75

Qнбк=5300=1500 квар

14

514,31

472,78

15

620,22

398,53

16

411,54

324,9

17

892,5

557,87

5972,44

4560,2

- 1500

Итого

5972,44

3060,2

6710,8

0,84

1.5 Распределение Qнбк пропорционально реактивным нагрузкам ТП

Qнбк=3338 квар

Qр0,4=8586 квар

Qр тп1,2=2825 квар

Qр нбк тп1,2=Х

Составим пропорцию:

=

Х1=Qрнбк тп1,2==1565 квар

Х2=Qрнбк тп3,4,5,6==1773,2 квар

Qнесктп= Qр тп-Qфакт нбк тп

Расчетные и исходные данные по распределению Q НБК по ТП сведем в таблицу 1.5.

Таблица 1.5.

№ № ТП

Qр тп, квар

Qр нбк тп, квар

Qф. тп, квар

Qнеск., квар

1

2

3

4

5

ТП 1,2

4024,8

1565

(4?300+2?75+2?100)=1550

2475

ТП 3,4,5

4560,2

1773

(5?300+5?50)=1750

2810

Итого

8585

3338

3300

5285

1.6 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу тяжелого машиностроения

а) определим потери мощности в цеховых трансформаторах:

Потери активной мощности в трансформаторе определяются по формуле:

Рт=Рхх+Ркз. Кз2 (1.6.1)

Потери реактивной мощности в трансформаторе определяются по формуле:

Qт=Qхх+Qкз. Кз2=. Sнт+. Sнт. Кз2 (1.6.2)

Выбираем трансформаторы типа ТМ-1600-10/0,4

Паспортные данные:

Sнт=1600 кВА

Iх=1,3%

Uкз=5,5%

Рхх=3,3 кВт

Ркз=16,5 кВт

Расчет для ТП1, ТП2: Кз=0,76

Рт=3,3+16,5. 0,742=12,33 кВт

Qт=. 1600+. 1600. 0,742=68,98 квар

Количество трансформаторов N=4

Ртп1,2=4. 12,3=49,34 кВт

Qтп1,2=4. 68,98=275 квар

Расчет для ТП3,ТП4, ТП5:

Кз=0,78

Количество трансформаторов N=5

Ртп3,4,5=5. 13,34=66,7 кВт

Qтп3,4,5=5. 74,34=371,7 квар

Суммарные потери мощности:

=Ртп1,2+Ртп3,4,5=116,04 кВт

=Qтп1,2+Qтп3,4,5=647 квар

б) Определим расчетную мощность синхронных двигателей (СД):

Расчетная активная мощность СД определяется по формуле:

Рр сд=Рн сд?Кз?N (1.6.3)

Расчетная реактивная мощность СД определяется по формуле:

Qр сд=Рн сд?Кз?N?tg j------------(1.6.4)

Рн сд=1500 кВт

Количество двигателей N=4

Коэффициент загрузки Кз=0,85

cos j=0,9

Рр сд=1500?0,85?4=5100 кВт

Qр сд=1500?0,85?4?0,48=2448 квар

в) Определим расчетную мощность ДСП и потери мощности в трансформаторах ДСП:

Расчетная активная мощность ДСП определяется по формуле:

Рр дсп=N?Sн?cos ?Кз (1.6.5)

Расчетная реактивная мощность ДСП определяется по формуле:

Qр дсп=Рр дсп?tg (1.6.6)

ДСП-10 тонн (ДСП-10М2)

Выбираем трансформатор типа ЭТЦПК-3200/10-72У3

Схема и группа соединений: ()/-0 (11)

Номинальная мощность трансформатора Sн=2 МВА

Количество печей N=2, cos=0,85

Коэффициент загрузки Кз=0,85

Рр дсп=2?2000?0,86?0,85=2924 кВт

Qр дсп=2924?0,59=1725 квар

Потери мощности в трансформаторах ДСП:

Ртр дсп=0,02?Sн тр дсп=0,02?2000=40 кВт

Ртр дсп=N?Ртр дсп=2?40=80 кВт

Qтр дсп=0,1?Sн тр дсп=0,1?2000=200 квар

Qтр дсп=N?Qтр дсп=2?200=400 квар

Определение мощности высоковольтных батарей конденсаторов.

Составим схему замещения, показанную на рисунке 1.1.

Составим уравнение баланса реактивной мощности на шинах 10 кВ:

Qвбк=Qр0,4+Qтр+Qр дсп10т+Qтр дсп10т+Qрез-Qэ-Qнбк-Qсд

Резервная мощность:

Qрез=0,1?(Qр0,4+Qтр+Qрдсп10т+Qтрдсп10т)=0,1?11169,5=1116,95 квар

Мощность от энергосистемы:

Qэ= (0,23-0,25) ?Рр=0,23?(Рр0,4+Ртр+Рр дсп10т+Ртр дсп10т+Ррсд)=0,23?18478=4249,94 квар

Из уравнения баланса реактивной мощности найдем Qвбк:

Qвбк=8586+647+1725+400+1117-4250-3338-2448=2439 квар

Полученную реактивную мощность используем для индивидуальной компенсации ДСП и компенсации на шинах ГПП.

Для этого выбираем конденсаторные батареи для компесации реактивной мощности ДСП типа УК-10-750ЛУ3, где Qн =750 квар, n =2, Qн = 1500 квар, и для компенсации реактивной мощности на шинах ГПП типа УК-10-450ЛУ3, где Qн =450 квар, n =2, Qн = 900 квар

Расчет силовой нагрузки по заводу тяжелого машиностроения, включая низковольтную и высоковольтную нагрузки, потери в трансформаторах ЦТП, расчетные мощности по литейному цеху и компрессорной, приведены в таблице 1.6 "Расчет уточненной мощности по заводу тяжелого машиностроения".

Таблица 1.6. Расчет уточненной мощности по заводу тяжелого машиностроения.

№№ТП, Sнт, QБК ТП

№№ цеха

n

Pn min -Pn max

Pн

Ки

Средняя мощность

nэ

Kм

Расчетные мощности

Kз

Рсм, кВт

Qcм, квар

Рр, кВт

Qр, квар

Sp, кВА

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

ТП1, ТП2 (41600 кВА)

1

100

1-40

1800

360

612

1а

30

0,15-100

518,8

104

176

2

250

1-50

3700

1110

1110

3

120

1-40

1900

570

570

4

40

1-80

950

152

258,4

5

50

1-50

870

348

348

6

30

1-30

250

50

58,5

7

50

1-80

1400

420

491,4

8

10

1-30

70

21

15,7

9

10

1-20

180

108

108

Силовая:

690

0,15-100

11639

0,3

3243

3748

233

1,08

3502,44

3748

Освещение:

450

225

Освещение территории

104

52

QНБК

-1550

Итого

4056

2475

4752

0,74

ТП3, ТП4, ТП5

10

50

1-50

2250

1350

1350

(51600 кВА)

11

80

1-40

1800

540

540

12

50

2-48

1500

900

675

13

30

1-20

250

50

44

14

60

14-80

1500

375

439

15

10

50-100

800

520

390

16

30

1-120

1800

270

316

17

30

1-120

1800

720

540

Силовая:

340

1-120

11700

0,4

4725

4294

195

10,5

4961,25

4294

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Освещение:

533

267

QНБК

-1750

Итого

5494

2411

6171

0,78

Итого на шинах 0,4 кВ

9550

5286

Рт , Qт

116

647

Нагрузка 0,4 кВ, приведенная к шинам 10 кВ.

9666

5933

Компрессорная

9

4

1500

6000

5100

-2448

Литейный

10

2

2000

4000

2924

1725

РтДСП, QтДСП

80

400

ВБК

-2400

Всего по заводу

17770

3210

18057

2. Сравнение вариантов внешнего электроснабжения

При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов. Многовариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведения технико-экономического расчета, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.

Питание завода может быть осуществлено от подстанции энергосистемы мощностью 500 МВА. На подстанции установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 115/37/10,5 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Мощность к.з. на стороне 115 кВ трансформаторов равна 900 МВА. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5 км.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:

I вариант - ЛЭП 115 кВ;

II вариант - ЛЭП 37 кВ;

Схема подстанции энергосистемы

Вариант I

Рисунок 3.1. Первый вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по I варианту.

Выбираем трансформаторы ГПП:

Sртр гпп = ==18273 кВА

а) возьмем трансформаторы 210000 кВА:

Кз===0,91

б) возьмем трансформаторы 216000 кВА:

Кз===0,57=0,6

Окончательно принимаем 2 трансформатора типа ТДН- 16000/110

Sн тр=16000 кВА; Кз=0,6

Паспортные данные трансформаторов:

Sн=16000 кВА Рхх=17кВт Uкз=10,5%

Uвн=110 кВ Ркз=85кВт

Uнн=10,5 кВ Iхх=0,65%

Рассчитаем потери мощности в этих трансформаторах:

Ртр гпп=2(Рхх+Ркз?Кз2)=2(17+85. 0,62)=95,2 кВт

Qтр гпп=2(?Sнт+?Sн?Кз2)=2(?16000+?16000?0,62)=

=1376 квар

Найдем потери электроэнергии в трансформаторах ГПП:

При двухсменном режиме работы число часов включения Твкл=4000ч и число часов использования максимума активной нагрузки Тм=4000ч (табл.1.25/2/)

Wтр гпп=2(????????+????t???2),

где t=(0,124+)2?8760=2405,3 ч- время максимальных потерь

Wтр гпп=2(17?4000+85?2405,3?0,62)=283204,36 кВт?ч

Выберем сечение ЛЭП-110 кВ:

Определим мощность, проходящую по ЛЭП:

Sлэп===18364 кВА

Расчетный ток одной линии:

Iр===46А

Аварийный ток: Iав=1. Iр=1. 46=92А

а) Определим сечение по экономической плотности тока:

Fэ=Iр/Jэ=46/1,1=42 мм2

Jэ=1,1 А/мм2 (Al, Тм=4000ч)

Выбираем провод сечением 50 мм2

б) По условию потерь на корону для ВЛ-110 кВ сечение должно быть не менее 70 мм1.

Принимаем провод АС-70 Iдоп=265А (стр 55,т.1/3/)

в) Проверим провод по рабочему току:

Iдоп провIр (265А>46А)

г) Проверим провод по аварийному режиму: Iдоп авIав,

где

Iдоп ав=1,3?Iдоп=1,3?265=345А (345А>92А)

Определим потери электроэнергии в ЛЭП-110 кВ:

Wлэп=2(3Iр2?R?10-3?)=2?3?462?2,3?10-3?2405,3=70237 кВт.ч

R=r0 . l=0,46.5=2,3 Ом,

где r0=0,46 (стр.55/3/)

Для выбора оборудования рассчитаем ток короткого замыкания.

Составим схему замещения:

Sкз=900 МВА

Sб=1000 МВА

Uб=115 кВ

Iб==5,02 кА

Хс Сопротивление системы:

Хс=Sб/Sкз=1000/900=1,1

Сопротивление ЛЭП:

Хлэп=Хо?l?Sб/Uср2=0,4?5?1000/1152= 0,15 о.е.

Рассчитаем действующее значение тока кз в точке К1:

Iк1==5,02/1,1=4,56 кА

Ударный ток кз:

iуд1=?Куд?Iк1=?1,8?4,56=11,6 кА

Действующее значение тока кз в точке К2:

Iк2===4,012 кА

iуд2=Куд?Iк2=?1,8?4,012=10,21 кА

Мощность кз в точке К1:

Sк1=Uб?Iк1=?115?4,56=908,29 МВА

Мощность кз в точке К2:

Sк2=Uб?Iк2=?115?4,012=799 МВА

3) Выберем выключатели В1,В2:

Выбираем выключатели типа МКП-110-630-20У1 (таблица 3.1)

Таблица 2.1. Выбор выключателей 110 кВ

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

Uн=110 кВ

Iн=630А

Iоткл=20 кА

Sоткл=3810,5 МВА

Iдин=52 кА

Uр=110 кВ

Iав=92А

Iк1=4,56 кА

Sк1=908,29 МВА

iуд1=11,6 кА

UнUр

Iн Iав

Iоткл Iк1

Sоткл Sк1

Iдин iуд1

4) Выберем разъединители 110 кВ:

Выбираем разъединители типа РНД 32-СК-110/1000 У1 (таблица 3.2)

Таблица 2.1. Выбор разъединителей 110 кВ

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

Uн=110 кВ

Iн=1000А

Iскв.ампл.=80 кА

Iпред.терм. ст.=31,5 кА

Uр=110 кВ

Iав=92А

iуд2=10,2 кА

Iк2=4,01 кА

UнUр

Iн Iав

Iскв.ампл. iуд2

Iпред.терм. ст Iк2

5) Выберем отделители 110 кВ:

Выбираем отделители типа ОД-110/1000 УХЛ1 (таблица 3.3)

Таблица 2.3. Выбор отделителей 110 кВ

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

Uн=110 кВ

Iн=1000А

Iскв.ампл.=80 кА

Iпред.терм. ст.=31,5 кА

Uр=110 кВ

Iав=92А

iуд2=10,2 кА

Iк2=4,01 кА

UнUр

Iн Iав

Iскв.ампл. iуд2

Iпред.терм. ст Iк2

6) Выберем короткозамыкатели 110 кВ:

Выбираем короткозамыкатели типа КЗ-110-УХЛ1 (таблица 3.4)

Таблица 2.4. Выбор короткозамыкателей 110 кВ

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

Uн=110 кВ

Iскв.ампл.=51 кА

Iпред.терм. ст.=12,5 кА

Uр=110 кВ

iуд2=10,2 кА

Iк2=4,01 кА

UнUр

Iскв.ампл. iуд2

Iпред.терм. ст Iк2

Определим капитальные затраты на выбранное оборудование:

Затраты на трансформаторы ГПП:

Ктр гпп=2?42=84 тыс у.е. (табл.4.24/3/)

Затраты на ЛЭП-110 кВ:

Клэп110=l?Клэп=5?13,95=69,75 тыс.у.е. (табл.4.9/3/)

Затраты на выключатели В1,В2:

КВ1,В2=2?16,24=32,48 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)

Затраты на разъединители, отделители, короткозамыкатели и 3 разрядника РВС:

Кввод=2?4,76=9,52 тыс.у.е. (табл.4.28/3/)

Суммарные затраты:

КI= КВ1,В2+ Клэп110+Кр+Код+Ккз+Крвс+Ктр гпп=84+70+32,48+9,52=

=195,75 тыс.у.е.

Суммарные издержки рассчитываются по формуле:

ИI=Иа+Ипот+Иэ, у.е.

Амортизационные отчисления Иа насчитываются по годовым нормам амортизации Еа (табл.1.23/2/) от капиталовложений на элементы электроснабжения: Иа=Еа. К

Для ВЛ-110 кВ на железобетонных опорах Еа=0,028

Для распредустройств и подстанций Еа=0,063

Амортизационные отчисления на оборудование:

Иа обор.=Еа обор?Кобор.=Еа обор.(Ктр+Кв+Кввод)=0,063(84+32,48+

+9,52)=7,9 тыс.у.е.

Амортизационные отчисления на ЛЭП:

Иа лэп=Еа лэп?Клэп=0,028?70=1,96 тыс.у.е.

Издержки на эксплуатацию оборудования:

Иэкспл.обор.=Еэкспл.обор. ?Кобор.=0,03?(84+32,48+9,52)=3,78 тыс.у.е.

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

Иэкспл.лэп=Еэкспл.лэп?Клэп=0,028?70=1,96 тыс.у.е.

Стоимость потерь электроэнергии Со=5 тг/кВт. ч

Определим издержки на потери электроэнергии:

Ипот=Со(Wтр гпп+Wлэп110)=5?(283204+70237)=2085957 тг=13457,8 у.е.

Определим суммарные издержки:

ИI= Иа обор.+ Иэкспл.обор.+ Иа лэп+Иэкспл.лэп+Ипот=

=7,9+1,96+3,78+1,96+13,458=29,1 тыс.у.е.

Приведенные затраты, являющиеся мерой стоимости, определяются по выражению:

ЗI=Е?КI+ИI,

где Е=0,12- нормативный коэф-т эффективности капиталовложений

ЗI=0,12?195,75+29,1=52,59 тыс.у.е.

Вариант 2

Выбираем электрооборудование по II варианту.

Выберем трансформаторы ГПП:

Выбираем два трансформатора типа ТДН-16000/35

Sн тр=16000 кВА; Кз=0,6

Паспортные данные трансформаторов:

Sн=16000 кВА Uвн=36,75 кВ Uнн=10,5 кВ

Рхх=28,4кВт Ркз=105кВт Iхх=0,7% Uкз=8%

Рисунок 2.3. Второй вариант схемы электроснабжения.

Рассчитаем потери мощности в этих трансформаторах:

Ртр гпп=2(Рхх+Ркз?Кз2)=2(28,4+105?0,62)=132,4 кВт

Qтр гпп=2(?Sнт+?Sн?Кз2)=2(?16000+?16000?0,62)=1392квар

Найдем потери электроэнергии в трансформаторах ГПП:

При двухсменном режиме работы число часов включения Твкл=4000ч и число часов использования максимума активной нагрузки Тм=4000ч (табл.1.25/2/)

W??--???=2(????????+????t???2),

???--t=(0,124+)2?8760=2405,3 ч- время максимальных потерь

Wтр гпп=2(28,4?4000+105? 2405,3? 0,62)=409040,7 кВт?ч

2) Выберем сечение ЛЭП-35 кВ:

Определим мощность, проходящую по ЛЭП:

Sлэп===18399 кВА

Расчетный ток одной линии:

Iр===152 А

Аварийный ток: Iав=2?Iр=2?152=304А

а) Определим сечение по экономической плотности тока:

Fэ=Iр/Jэ=152/1,1=138 мм2

Jэ=1,1 А/мм2 (Al, Тм=4000ч)

Выбираем провод сечением 150 мм2 (Iдоп=375А)

Принимаем провод типа АС-150

б) Проверим провод по пропускной способности: Iдоп провIр (375А>152А)

в) Проверим провод по аварийному режиму: Iдоп авIав, где Iдоп ав=1,3?Iдоп=1,3?375=488А (488А>304А)

Определим потери электроэнергии в ЛЭП-35 кВ:

Wлэп=2(3Iр2?R?10-3?)=2?3?1522?1,04?10-3?2405,3=346769 кВт?ч

R=r0?l=0,208?5=1,04 Ом,

где r0=0,208 (стр.55/3/)

3) Выберем трансформаторы энергосистемы:

Выбираем два трансформатора типа ТДТН-40000/110

Паспортные данные трансформаторов:

Sн=40000 кВА Uвн=115 кВ Uсн=38,5 кВ Uнн=11кВ

Рхх=43кВт Ркз=200кВт UкВ-С=10,5%; UкВ-Н=17,5%;

UкС-Н=6,5%;

Найдем 1-коэффициент долевого участия проектируемого завода в мощности трансформаторов энергосистемы:

1===0,23%

Долевым участием в потерях Р и Q в трансформаторах энергосистемы пренебрегаем

4) Выбираем выключатели, разъединители, отделители, короткозамыкатели на напряжение 35 кВ:

Для выбора оборудования рассчитаем ток кз:

Составим схему замещения:

Sкз=900 МВА, Sб=1000 МВА, Uб=37 кВ, Iб==15,6 кА

Сопротивление системы:

Хс=Sб/Sкз=1000/900=1,1

Хтр сист=Uв-с?Sб/100?Sн тр=10,5?1000/100?40=2,63 о.е.

Сопротивление ЛЭП:

Хлэп=Х0?l?=0,32?5?=1,17 о.е.

Рассчитаем действующее значение тока кз в точке К1:

Iк1===4,18 кА

Ударный ток кз:

iуд1=Куд?Iк1=?1,8?4,18=10,64 кА

Действующее значение тока кз в точке К2:

Iк2===3,18 кА

iуд2=Куд?Iк2=?1,8?3,18=8,09 кА

Мощность кз в точке К1:

Sк1=Uб?Iк1=?37?4,18=267,88 МВА

Мощность кз в точке К2:

Sк2=Uб?Iк2=?37?3,18=203,8 МВА

Выключатели В1, В2 выбираем по аварийному току трансформаторов системы. Принимаем, что мощность по двум вторичным обмоткам трансформатора распределена поровну-по 50%, поэтому мощность аварийного режима трансформаторов равна 220=40 МВА.

Найдем ток, проходящий через выключатели В1и В2:

IавВ1,В2== =624,9А

Выбираем выключатели В1,В2 типа МКП-35-1000 (таблица 3.5)

Таблица 2.5. Выбор выключателей 35 кВ

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

Uн=35 кВ

Iн=1000А

Iоткл=10 кА

Sоткл=606,22 МВА

Uр=35 кВ

Iавтр сист=624,9А

Iк1=4,18 кА

Sк1=267,88 МВА

UнUр

Iн Iавтр сист

Iоткл Iк1

Sоткл Sк1

Секционный выключатель В3 выбираем по току в 2 раза меньше аварийного.

Найдем ток, проходящий через выключатель В3:

IВ3===312,45А

Выбираем выключатель типа МКП-35-630 (таблица 3.6)

Таблица 2.6. Выбор секционного выключателя 35 кВ

Паспортные данные

Расчетные данные

Условия выбора

Uн=35 кВ

Iн=630А

Iоткл=10 кА

Sоткл=606,22 МВА

Uр=35 кВ

Iртр сист=312,45А

Iк1=4,18 кА

Sк1=267,88 МВА

UнUр

Iн Iртр сист

Iоткл Iк1

Sоткл Sк1

2В1,В2===0,6 3В3===0,48

Выключатели В4,В5 выбираем по аварийному току завода.

Страница:


Подобные документы

  • Электроснабжение ремонтного цеха

    Выбор напряжений участков электрической сети объекта. Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм. Определение числа и мощности трансформаторов, типа и числа подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита элементов.

    курсовая работа [210,6 K], добавлен 30.09.2013

  • Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

    Разработка схемы электроснабжения промышленного предприятия. Расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания. Определение числа и мощности трансформаторов. Подбор высоковольтного электрооборудования, аппаратов защиты и заземляющего устройства.

    курсовая работа [565,9 K], добавлен 16.04.2014

  • Электроснабжение цеха

    Расчет электрических нагрузок групп цеха. Проектирование осветительных установок. Предварительный расчет осветительной нагрузки. Выбор числа, мощности трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет схемы силовой сети, токов короткого замыкания.

    контрольная работа [188,8 K], добавлен 08.02.2012

  • Проект электроснабжения цеха

    Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор места, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор схемы распределения энергии по заводу. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита, автоматика, измерения и учет.

    курсовая работа [704,4 K], добавлен 08.06.2015

  • Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

    Электроснабжение ремонтно-механического цеха. Установка компрессии буферного азота. Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты силового трансформатора.

    методичка [8,1 M], добавлен 15.01.2012

  • Электроснабжение вагоно-ремонтного завода

    Определение расчетных электрических нагрузок. Проектирование системы внешнего электроснабжения завода. Расчет токов короткого замыкания и заземления. Выбор основного электрооборудования, числа и мощности трансформаторов. Релейная защита установки.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.11.2014

  • Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината

    Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.

    дипломная работа [511,9 K], добавлен 07.09.2010

  • Электроснабжение цеха промышленного предприятия

    Выбор и обоснование схемы электроснабжения ремонтного цеха, анализ его силовой и осветительной нагрузки. Определение числа и мощности силовых трансформаторов подстанции. Расчет токов короткого замыкания, проверка электрооборудования и аппаратов защиты.

    курсовая работа [9,8 M], добавлен 21.03.2012

  • Электроснабжение на предприятии

    Расчет электрических нагрузок отделений и цеха промышленного предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор элементов внешнего электроснабжения промышленного предприятия. Расчет токов короткого замыкания в сетях СЭС ПП.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.10.2008

  • Электроснабжение цехов механического завода

    Характеристика потребителей электрической энергии. Расчет электрических нагрузок, мощности компенсирующего устройства, числа и мощности трансформаторов. Расчет электрических сетей, токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования и его проверка.

    курсовая работа [429,5 K], добавлен 02.02.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены