Создание системы электроснабжения обогатительной фабрики
Краткая характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок сети по методу коэффициента спроса. Выбор оптимальной схемы внешнего и внутреннего электроснабжения завода.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.12.2013 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Цель курсового проекта; создание системы электроснабжения и рационального выбора средств конструктивного решения сетей на территории обогатительной фабрики с учетом особенностей технологии производства.
Задачи; определение расчетных электрических нагрузок, выбор схемы электроснабжения, выбор средств компенсации реактивной мощности, расчет токов К.З. и выбор основного электрооборудования, электрический расчет кабельных и воздушных линий, защита элементов электрических сетей от аварийных режимов, автоматика в системе электроснабжения, расчет и выбор элементов заземляющего устройства.
В технологической цепочке участвуют следующие цеха
Склад |
|
Котельная |
|
Пыльнонасосная Пыльнонасосная ( 6 кВ-синхронные двигатели) 4 по 1250кВт |
|
Склад сульфидных руд |
|
Ремонтно-механический цех |
|
Цех обогащения |
|
Цех конусного дробления (6 кВ) |
|
Дробильно- промывочный цех1 Дробильно- промывочный цех1(6 кВ) 2АД по 1000кВт |
|
Насосная станция Насосная станция (6 кВ) |
|
Сушыльный цех (6 кВ) 2АС по1250 кВт |
|
Дробильно- промывочный цех2 Дробильно- промывочный цех2 (6кВ) |
|
Дробильное отделение сульфидного цеха Дробильное отделение сульфидного цеха |
|
Цех дробления |
|
Цех мокро-магнитной сепарации Цех мокро-магнитной сепарации |
|
Гараж |
|
Управление фабрики |
|
Столовая |
|
Шламонасосная |
Все приемники электрической энергии в данных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением 0.4 кВ.
Присутствуют также высоковольтные электроприемники, представленные синхронными и асинхронными двигателями 6 кВ.
Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 63000 кВА каждый.
Мощность системы 850 Мва, реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы, равно 0,53.
Расстояние от подстанции энергосистемы до предприятия 5 км.
Стоимость электроэнергии составляет 1,79 руб/кВт.ч.
1. Электроснабжение
Характеристика электроприемников и окружающей среды
Выбор конструкции сетей и способов их выполнения производится на основе анализа исходных данных, изучения особенностей производства, требований генплана и окружающей среды.
Определяющими факторами при выборе конструктивного выполнения сети являются:
степень ответственности установки и категория электроснабжения
расстояние от источника питания до потребителя
размещение нагрузки
При расчете электрических нагрузок необходимо знать график электрических нагрузок, режим работы электроприемников предприятия, отраслевые нормативы на коэффициент спроса.
При проектировании следует в соответствии с противопожарными требованиями строительных норм и правил (СНиП) определить степень возгораемости строительных материалов и конструкций зданий и сооружений: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.
Условия в помещениях, влияющие на выбор конструкции сетей, определяются температурой воздуха, наличием агрессивных газов и пыли, возможностью возникновения условий взрывов или пожароопасностью.
По температуре воздуха помещения разделяются на два класса: нормальные и жаркие. В помещениях с нормальной средой температура не должна длительно превышать +30 С, а в жарких она длительно превышает эту температуру.
По влажности среды помещения разделяются на четыре класса: сухие, влажные, сырые и особо сырые. Класс определяется по значению относительной влажности.
Под пыльной понимается среда, где по условиям производства выделяется пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин и аппаратов, затрудняя длительную нормальную работу электрооборудования. Конструкции в этом случае должны иметь пыленепроницаемое исполнение.
1.1 Расчет электрических нагрузок
Нагрузка представлена данными установленной мощности цехов. Расчет ведем по методу коэффициента спроса.
Расчетная активная мощность будет равна:
(1.1)
где - расчетная активная мощность, кВт;
- номинальная мощность, кВт;
- коэффициент спроса.
Расчетная реактивная мощность будет равна:
(1.2)
где - расчетная реактивная мощность, квар;
- коэффициент мощности.
Приведем расчет для склада:
Для остальных расчет аналогичен и приведен в таблице 1.1.
№ |
Наименование цехов ( 0,4 кВ ) |
РН, кВт |
Кс |
Cosц |
Pмс, кВт |
Qмс, Квар |
|
1 |
Склад |
180 |
0,4 |
0,8 |
72 |
51,84 |
|
2 |
Котельная |
2250 |
0,7 |
0,7 |
1575 |
1575 |
|
3 |
Пыльнонасосная Пыльнонасосная (6кВ) |
1100 5000 |
0,7 |
0,6 |
770 3500 |
246,4 1120 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
1800 |
0,4 |
0,8 |
720 |
518,4 |
|
5 |
Ремонтно-механический цех |
1500 |
0,7 |
0,93 |
1050 |
483 |
|
6 |
Цех обогащения |
2600 |
0,27 |
0,3 |
702 |
2155,1 |
|
7 |
Цех конусного дробления (6кВ) |
2470 |
0,7 |
0,6 |
1729 |
533,28 |
|
8 |
Дробильнопромывочный №1 цех №1 (6кВ) 2АД |
965 2000 |
0,7 0,7 |
0,6 0,6 |
675,5 1400 |
216,16 448 |
|
9 |
Насосная станция Насосная станция (6кВ) 2 СД |
880 2400 |
0,75 0,75 |
0,8 0,8 |
660 1800 |
660 1800 |
|
10 |
Сушильный цех (6кВ) 2 АД |
2500 |
0,75 |
0,65 |
1875 |
600 |
|
11 |
Дробильно-промывочный№2 Дробильно-промывочный№2(6кВ) |
700 800 |
0,8 |
0,9 |
560 640 |
179,2 204,8 |
|
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха Дробильное отделение сульфидного цеха |
4800 420 |
0,7 0,7 |
0,6 0,6 |
3360 294 |
1075,2 94,08 |
|
13 |
Цех дробления |
3000 |
0,7 |
0,6 |
2100 |
672 |
|
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
2100 2570 |
0,45 0,45 |
0,5 0,5 |
945 1156,5 |
1634 2000,75 |
|
15 |
Гараж |
120 |
0,15 |
0,2 |
18 |
84,6 |
|
16 |
Управление Фабрики |
90 |
0,25 |
0,3 |
22,5 |
69,07 |
|
17 |
Столовая |
260 |
0,4 |
0,8 |
104 |
74,88 |
|
18 |
Шламонасосная |
1440 |
0,7 |
0,6 |
1008 |
322,56 |
где - коэффициент спроса, - коэффициент мощности по [2].
1.2 Расчет нагрузки осветительных установок
Определяется по методу удельной мощности.
(1.3)
(1.4)
Где; - удельная мощность осветительной установки (по справочным данным); F - освещаемая площадь; tgц-коэффициент мощности осветительной нагрузки
Площадь территории:
(1.5)
Для освещения котельной, пыльнонасосной, склада сульфидных руд, ремонтно-механического цеха, цеха обогащения, цеха конусного дробления, дробильно-промывочного цеха №1,насосной станции, сушильного цеха, дробильно-промывочного цеха №2, дробильного отделения сульфидного цеха, цеха дробления, цеха мокро-магнитной сепарации, шламонасосной
используем лампы ДРИ с cosц=0.85 (tgц=0.62).
Для освещения склада, гаража, управления фабрики, столовой принимаем люминисцентные лампы с cosц=0.9 (tgц=0.48),
Для освещения территории принимаем лампы высокого давления (ДНаТ) с cosц=0.85 (tgц=0.62).
Приведу пример расчета для склада:
F=a*b=96*22=2112 м2
Где а длинна и b ширина здания.
=0,006*2112=12,67кВт
=12,67*0,48=6,08квар
Нагрузка здания представляет собой сумму силовой и осветительной нагрузки;
Qм=Qмс+Q0=51,84квар+6,08квар=57,92квар
Рм=Рмс+Р0=72кВт+12,67кВт=84,67кВт
Расчет для остальных цехов аналогичен и представлен в таблице 1.2.
Таблица 1.2
№ |
Наименование цехов |
Силовая нагрузка |
Осветительная нагрузка |
Суммарная расчетная нагрузка |
|||||||||||
Установленная нагрузка |
Коэффициент спроса |
Cosц |
Tgц |
Расчетная активная нагрузка |
Расчетная реактивная нагрузка |
Площадь |
Удельная мощность Освещения |
Осветительная активная нагрузка |
Осветительная реактивная нагрузка |
Полная расчетная активная нагрузка |
Полная расчетная реактивная нагрузка |
Полная расчетная нагрузка |
|||
Pн, |
Kс |
Cosц |
Tgц |
Pмс, |
Qмс, |
F, |
Руд |
Pо, |
Qо, |
Pм, |
Qм, |
Sм, |
|||
кВт |
кВт |
Квар |
м2 |
Вт/м2 |
кВт |
квар |
кВт |
квар |
кВА |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
10 |
11 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
Потребители 0,4 кВ |
|||||||||||||||
1 |
Склад |
180 |
0,4 |
0,8 |
0,720 |
72 |
51,84 |
2112 |
0,006 |
12,7 |
6,1 |
84,7 |
57,9 |
102,6 |
|
2 |
Котельная |
2250 |
0,7 |
0,7 |
1,000 |
1575 |
1575 |
616 |
0,013 |
8,0 |
3,8 |
1583,0 |
1578,8 |
2235,8 |
|
3 |
Пыльнонасосная |
1100 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
770 |
246,4 |
594 |
0,013 |
7,7 |
3,7 |
777,7 |
250,1 |
816,9 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
1800 |
0,8 |
0,9 |
0,720 |
720 |
518,4 |
1870 |
0,006 |
11,2 |
5,4 |
731,2 |
523,8 |
899,5 |
|
5 |
Ремонтно-механический цех |
1500 |
0,93 |
0,46 |
1,930 |
1050 |
483 |
1540 |
0,017 |
26,2 |
12,6 |
1076,2 |
495,6 |
1184,8 |
|
6 |
Цех обогощения |
2600 |
0,27 |
0,3 |
3,070 |
702 |
2155,1 |
4956 |
0,017 |
84,3 |
40,4 |
786,3 |
2195,5 |
2332,1 |
|
7 |
Дробильно-промывочный цех№1 |
965 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
675,5 |
216,16 |
1628 |
0,017 |
27,7 |
13,3 |
703,2 |
229,4 |
739,7 |
|
8 |
Насосная станция |
880 |
0,6 |
0,7 |
1,000 |
660 |
660 |
396 |
0,013 |
5,1 |
2,5 |
665,1 |
662,5 |
938,8 |
|
9 |
Дробильно промывочный цех№2 |
700 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
560 |
179,2 |
522 |
0,017 |
8,9 |
4,3 |
568,9 |
183,5 |
597,7 |
|
10 |
Дробильное отделенние сульфидного цеха |
4800 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
3360 |
1075,2 |
3652 |
0,017 |
62,1 |
29,8 |
3422,1 |
1105,0 |
3596,1 |
|
11 |
Дробильное отделенние сульфидного цеха |
420 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
294 |
94,08 |
- |
0,017 |
62,1 |
29,8 |
356,1 |
123,9 |
377,0 |
|
12 |
Цех дробления |
3000 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
2100 |
672 |
1656 |
0,017 |
28,2 |
13,5 |
2128,2 |
685,5 |
2235,8 |
|
13 |
Цех мокромагнитной сепарации |
2100 |
0,45 |
0,5 |
1,730 |
945 |
1634 |
1936 |
0,017 |
32,9 |
15,8 |
977,9 |
1649,8 |
1917,8 |
|
14 |
Цех мокромагнитной сепарации |
2570 |
0,45 |
0,5 |
1,730 |
1156,5 |
2000,75 |
- |
0,017 |
32,9 |
15,8 |
1189,4 |
2016,5 |
2341,2 |
|
15 |
Гараж |
120 |
0,15 |
0,2 |
4,700 |
18 |
84,6 |
1260 |
0,016 |
20,2 |
9,7 |
38,2 |
94,3 |
101,7 |
|
16 |
Управление фабрики |
90 |
0,25 |
0,3 |
3,070 |
22,5 |
69,07 |
1854 |
0,016 |
29,7 |
14,2 |
52,2 |
83,3 |
98,3 |
|
17 |
Столовая |
260 |
0,4 |
0,8 |
0,720 |
104 |
74,88 |
1073 |
0,016 |
17,2 |
8,2 |
121,2 |
83,1 |
146,9 |
|
18 |
Шламонасосная |
1440 |
0,7 |
0,6 |
0,320 |
1008 |
322,56 |
814 |
0,013 |
10,6 |
5,1 |
1018,6 |
327,6 |
1070,0 |
|
Итого по 0,4 кВ |
16280,0 |
12346,2 |
20432,0 |
||||||||||||
Потери мощности: в цеховых трансформаторах ? Рт = 0,02 SpУ |
1203,44 6017,23 1805,2 |
||||||||||||||
Итого с учетом потерь |
|||||||||||||||
19 |
Пыльнонасосная |
5000 |
0,7 |
0,6 |
0,32 |
3500 |
1120 |
- |
0,013 |
7,7 |
3,7 |
3507,7 |
1123,7 |
||
20 |
Цех конусного дробления |
2470 |
0,7 |
0,6 |
0,32 |
1729 |
533,28 |
366 |
0,017 |
6,2 |
3,0 |
1735,2 |
536,3 |
||
21 |
Дробильно-промывочный цех №1 2АД |
2000 |
0,7 |
0,6 |
0,32 |
1400 |
448 |
- |
0,017 |
27,7 |
13,3 |
1427,7 |
461,3 |
||
22 |
Насосная станция 2 СД |
2400 |
0,6 |
0,7 |
1 |
1800 |
1800 |
- |
0,013 |
5,1 |
2,5 |
1805,1 |
1802,5 |
||
23 |
Сушильный цех 2 АС |
2500 |
0,75 |
0,65 |
0,32 |
1875 |
600 |
1188 |
0,017 |
20,2 |
9,7 |
1895,2 |
609,7 |
||
24 |
Дробильно-промывочный цех № 2 |
800 |
0,7 |
0,6 |
0,32 |
640 |
204,8 |
- |
0,017 |
8,9 |
4,3 |
648,9 |
209,1 |
||
Итого по 6 кВ |
11019,8 |
4742,5 |
|||||||||||||
Расчетная нагрузка цехов всего |
27299,8 |
17070,7 |
Площадь территории: Fфабрики=107800м2
Fтер=Fфабрики-УFцехов=107800м2-28033м2=79767м2
Р0тер=Fтер* pУД
территорию освещаем лампами ДНаТ tgц = 0.62
Р0тер=Fтер* pУД =79767м2*0,006=478,602кВт
Q0 тер=Р0 тер* tgц =478,602кВ*0,62=296,733кВар
Активная, реактивная и полная суммарные нагрузки предприятия:
РУ=РУ0,4кВ+РУ6кВ + Ртер=16280+11019,8+478,602=27778,402кВт
QУ=QУ0.4кВ+QУ6кВ + Q0 тер =12346,2+4742,5+296,733=17367,433квар
SУ==
При определении суммарной нагрузки по предприятию в целом необходимо учесть коэффициент разновремённости максимумов Крм, значение которого для данной отрасли равно 0,95 [8], а также потери в силовых трансформаторах и ВЛ, которые еще не выбраны, по этому эти потери учитываются приближенно по ниже следующим выражениям.
Приближенные потери в трансформаторах цеховых подстанций:
[1]
?Рт=0,02*32760,76кВт=655,22кВт
?Qт=0,1*32760,76квар=3276,076квар
?Рл=0,03*32760,76кВт=982,82кВт
Активная и реактивная нагрузка фабрики без учёта компенсации:
Мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить в системе электроснабжения предприятия:
где tgцэк=0,4;
Реактивная мощность на шинах 6 кВ после компенсации реактивной мощности:
.
Полная расчетная мощность предприятия, подведённая к шинам пункта приёма электроэнергии:
2. Выбор оптимальной схемы внешнего электроснабжения завода
Определяем рациональное напряжение для системы внешнего электроснабжения предприятия, если известно, что расстояние от подстанции системы до предприятия 5 км, расчётная нагрузка предприятия Sр= установленная мощность 2-х трёхобмоточных трансформаторов связи с энергосистемой S=63000 КВА.
Стоимость электроэнергии Со,п=1,79 коп/(кВт*ч), время использования максимальных потерь энергии Тп=5000 часов, таблица 2.14 [8].
Примем к рассмотрению 2 варианта :
1. Две питающие линии длиной l = 5 км напряжением 35 кВ на железобетонных опорах с трансформацией на низкое напряжение 6 кВ.
2. Две питающие линии такой же длины напряжением 110 кВ с трансформацией его на ГПП на 6 кВ.
Передачу электроэнергии от источника питания до приемного пункта промышленного предприятия осуществим воздушными линиями. Выбор сечения воздушных линий осуществляется по длительно допустимому току.
Определяем расчетные токи в нормальном и аварийном режимах:
, где (2.1)
Iнр - расчетный ток в нормальном режиме, А;
Uном - номинальное напряжение, кВ;
, где (2.2)
Iавр - расчетный ток в аварийном режиме, А. Iавр ? Iдоп
Сечение проводов выбираем по экономической плотности тока:
, где (2.3)
Fэк - экономически целесообразное сечение, мм2;
Jэк - экономическая плотность тока, А/мм2 (при использовании максимума нагрузки 5000ч/год для неизолированных проводов и шин Jэк=1,1 А/мм2), данные в таблице 3. [4].
Таблица 2.1
Проводники |
Экономическая плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки в год |
||||||
Неизолированные провода и шины: |
более 1000 до 3000 |
более 3000 до 5000 |
более 5000 |
||||
-- медные |
2,5 |
2,1 |
1,8 |
||||
-- алюминиевые |
1,3 |
1,1 |
1,0 |
Расчет варианта 1:
;
;
> для отсутствия эффекта короны выбираем АС-70 с Iдоп=265 А > 159 А.
Расчет варианта 2:
;
;
> выбираем АС-185 Iдоп=520 А > 496 А.
Таблица 2.2. Выбор марки и сечения ВЛ.
Вариант |
Uном, кВ |
Iнр, А |
Iавр, А |
Jэк, А/мм2 |
Fэк, мм2 |
F, мм2 |
Iдоп, А |
|
1 |
110 |
79 |
159 |
1,1 |
72 |
70 |
265 |
|
2 |
35 |
250 |
496 |
1,1 |
227 |
185 |
520 |
Выбор трансформаторов.
Мощность трансформатора (преобладают потребители II категории):
.
Выбираем трансформатор мощностью 25000 кВА.
Проверка по загрузке:
;
.
Таблица 2.3 Выбор трансформаторов.
Вариант |
Трансформатор |
Sном, кВА |
Uвн, кВ |
Uнн, кВ |
Pхх, кВт |
Pкз, кВт |
uкз, % |
Iхх, % |
|
1 |
ТДТН-25000/110-76У |
25000 |
115 |
11 |
36 |
140 |
10,5 |
1,0 |
|
2 |
ТРДНС-25000/35-72У1 |
25000 |
36,75 |
10.5 |
25 |
115 |
9,5 |
0,5 |
Капиталовложения в ВЛ.
Применяем двухцепные железобетонные опоры.
, где
Кувл - укрупнённые стоимостные показатели для воздушных линий электропередачи [3],
L - длина линии.
Вариант 1:
;
стоимость сооружения воздушной линии 110кВ
Вариант 2:
стоимость сооружения линии 35кВ
Капиталовложения в подстанции.
Стоимости комплектных трансформаторных подстанций с двумя трансформаторами мощностью 25 МВА:
Вариант 1: Кп/с1=32400 тыс. руб.;
Вариант 2: Кп/с2=23400 тыс. руб.
Всего суммарные капиталовложения по вариантам.
Вариант 1:
Вариант 2:
2.2 Расчет ежегодных издержек
Ежегодные издержки по ВЛ.
Издержки на обслуживание и амортизационные отчисления на капитальный ремонт.
Вариант 1:
Вариант 2:
Амортизационные отчисления на реновацию
Вариант 1:
Вариант 2:
Ежегодные издержки по подстанции.
Издержки на обслуживание и амортизационные отчисления на капитальный ремонт.
Вариант 1:
Вариант 2:
Амортизационные отчисления на реновацию.
Вариант 1:
Вариант 2:
электрический нагрузка электроснабжение завод
Суммарные издержки на обслуживание и амортизационные отчисления на капитальный ремонт элементов схемы электроснабжения.
Вариант 1:
Вариант 2:
Всего амортизационные отчисления на реновацию схемы электроснабжения.
Вариант 1:
Вариант 2:
2.3 Ежегодные издержки на компенсацию годовых потерь электроэнергии по вариантам
Потери в линиях электропередачи.
,
где n - число цепей ВЛ, r0 - активное сопротивление линии, Ом/км
(для АС-70 - 0,46 Ом/км, для АС-185 - 0,17 Ом/км).
(при одной смене продолжительностью 8 часов).
Вариант 1:
,
Вариант 2:
,
Потери электроэнергии в трансформаторах.
Вариант 1:
Вариант 2:
Всего потери энергии по вариантам.
Вариант 1:
Вариант 2:
Всего суммарные издержки на компенсацию потерь энергии по вариантам.
Вариант 1:
Вариант 2:
Здесь - стоимость электроэнергии.
Для наглядности результаты расчетов занесём в табл. № 2.4.
Таблица 2.4 Основные технико-экономические показатели сравниваемых вариантов.
Показатели |
Вариант 1 110кВ |
Вариант 2 35кВ |
|
Капиталовложения, тыс. руб. |
47920 |
37170 |
|
Издержки по обслуживанию оборудования и амортизационные отчисления на капитальный ремонт, тыс. руб./год |
2035,76 |
1490,76 |
|
Амортизационные издержки на реновацию, тыс. руб./год |
1444,4 |
1094,4 |
|
Стоимость годовых потерь электроэнергии, тыс. руб./год |
2899,89 |
3253,52 |
В качестве критериев для сравнения принимаем норму прибыли (рентабельность) и срок окупаемости, рассчитанные по чистой прибыли (табл. 3.3.).
Таблица 2.5. Оценка экономической эффективности варианта внешнего электроснабжения предприятия
Показатель |
Значение |
|
1 |
2 |
|
Стоимость сэкономленной электроэнергии, тыс.руб./год |
-197,56 |
|
Разница в капиталовложениях, тыс.руб. |
10750 |
|
Разница в издержках на обслуживание и амортизационных отчислениях на капитальный ремонт, , тыс. руб./год |
545 |
|
Разница в амортизационных отчислениях на реновацию, , тыс. руб./год |
350 |
|
Балансовая прибыль, тыс. руб./год |
-347,44 |
|
Налог на прибыль (18 %) тыс. руб./год |
0 |
|
Чистая прибыль тыс. руб./год |
0 |
|
Норма прибыли (рентабельность) руб./руб. |
0 |
|
Срок окупаемости лет |
20 |
Вывод: поскольку балансовой прибыли нет, то выбираем вариант с наименьшими капиталовложениями, каким является вариант 2 (35 кВ).
3.Выбор оптимальной схемы внутреннего электроснабжения
3.1 Построение картограммы электрических нагрузок
Картограмма представляет собой размещенные на генеральном плане окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам цехов. Окружность должна состоять из секторов, обозначающих соотношение нагрузки силовой 0,4 кВ, силовой 10 кВ и осветительной.
При построении картограммы нагрузок отдельных цехов предприятия центры окружностей совмещают с центрами тяжести геометрических фигур, изображающих отдельные участки цехов с сосредоточенными нагрузками.
Картограмма даёт представление о распределении нагрузок цехов по территории предприятия. Считается, что электрические нагрузки в цехах расположены равномерно.
Радиус окружности рассчитывается по формуле:
, (3.1)
где ri - радиус круга, м;
- расчётная мощность цеха, равная сумме силовой на 0,4 и 10 кВ и осветительной нагрузок;
m - масштабный коэффициент, кВт/м2.
,
Далее производится определение угла сектора, показывающего, какую долю занимает высоковольтная, осветительная или низковольтная нагрузка в составе общей нагрузки цеха
; (3.2)
где РJ - высоковольтная, осветительная или низковольтная нагрузка, кВт;
Рi - суммарная нагрузка цеха, кВт.
°.
Углы секторов считаются в градусах, а радиусы картограмм в м.
Результаты расчёта сводим в таблицу.
3.1Таблица Данные для построения картограмм электрических нагрузок
№ |
№ по плану |
Наименование цеха |
Рмс, кВт |
Р6кВ, кВт |
Рмо, кВт |
, кВт |
, м |
||||
1 |
1 |
Склад |
72 |
- |
12,7 |
84,7 |
5,2 |
63 |
297 |
- |
|
2 |
2 |
Котельная |
1575 |
- |
8,0 |
1583 |
22,42 |
106 |
254 |
- |
|
3 |
3 |
Пыльнососная |
770 |
3500 |
7,7 |
4277,7 |
36,9 |
19 |
61 |
280 |
|
4 |
4 |
Склад сульфидных руд |
720 |
- |
11,2 |
731,2 |
15,2 |
68 |
292 |
- |
|
5 |
5 |
Ремонтно-механический цех |
1050 |
- |
26,2 |
1076,2 |
18,5 |
33 |
327 |
- |
|
6 |
6 |
Цех обогащения |
702 |
- |
84,3 |
786,3 |
15,8 |
239 |
121 |
- |
|
7 |
7 |
Цех конусного дробления(6 кВ) |
1729 |
6,2 |
1735,2 |
23,5 |
16 |
344 |
|||
8 |
8 |
Дробильно-промывочный цех №1 |
675,5 |
1400 |
27,7 |
2103,2 |
25,9 |
27 |
108 |
225 |
|
9 |
9 |
Насосная станция |
660 |
1800 |
5,1 |
1465,1 |
21,5 |
38 |
68 |
254 |
|
10 |
10 |
Сушыльный цех(6кВ) |
1875 |
20,2 |
1895,2 |
24,6 |
18 |
342 |
|||
11 |
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
560 |
640 |
8,9 |
1208,9 |
19,6 |
18 |
160 |
182 |
|
12 |
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3360 |
- |
62,1 |
3716,1 |
34,4 |
18 |
310 |
- |
|
Дробильное отделение сульфидного цеха |
294 |
32 |
|||||||||
13 |
13 |
Цех дробления |
2100 |
28,2 |
2128,2 |
26 |
17 |
343 |
|||
14 |
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
945 |
- |
32,9 |
2134,4 |
26,07 |
80 |
180 |
- |
|
14 |
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
1156,5 |
- |
100 |
- |
|||||
15 |
15 |
Гараж |
18 |
- |
20,2 |
38,2 |
3,5 |
225 |
135 |
- |
|
16 |
16 |
Управление фабрики |
22,5 |
- |
29,7 |
52,2 |
4,07 |
189 |
191 |
- |
|
17 |
17 |
Столовая |
104 |
- |
17,2 |
121,2 |
6,2 |
63 |
297 |
- |
|
18 |
18 |
Шламонасосная |
1008 |
- |
10,6 |
1018,6 |
18,01 |
17 |
343 |
- |
При построении картограммы нагрузок отдельных цехов предприятия центры окружностей совмещают с центрами тяжести геометрических фигур, изображающих отдельные участки цехов с сосредоточенными нагрузками.
3.2 Определение центра электрических нагрузок
Определение центра электрических нагрузок (ЦЭН) производится для выбора места расположения ГПП. На основании построенных картограмм находят координаты условного центра активных электрических нагрузок предприятия, где и находится место расположения источника питания (ГПП). Если по каким либо причинам (технологическим, архитектурным) нельзя расположить в этом центре источник питания, то его смещают в сторону, где есть реальная возможность его расположения.
Для определения центра электрических нагрузок, левый нижний угол периметра предприятия совмещаем с началом координат (по генплану), затем находим координаты центров электрических нагрузок каждого цеха.
Расчёт производится по формулам
, (3.3)
, (3.3)
Результаты расчетов сводятся в таблицы .
Таблица 3.2 Определение месторасположения активного ЦЭН
№ |
№ по плану |
Наимено-вание цеха |
, кВт |
X,м |
Y,м |
X |
Y |
|
1 |
1 |
Cклад |
84,7 |
64,35 |
267,15 |
5450,445 |
22627,605 |
|
2 |
2 |
Котельная |
1583 |
274,95 |
267,15 |
435245,85 |
422898,45 |
|
3 |
3 |
Пыльнососная |
4277,7 |
358,8 |
267,15 |
1534838,8 |
1142787,6 |
|
4 |
4 |
Склад сульфидных руд |
731,2 |
195 |
216,45 |
142584 |
158268,24 |
|
5 |
5 |
Ремонтно-механический цех |
1076,2 |
347,1 |
204,75 |
373549,02 |
220351,95 |
|
6 |
6 |
Цех обогащения |
786,3 |
58,5 |
157,95 |
45998,55 |
124196,09 |
|
7 |
7 |
Цех конусного дробления |
1735,2 |
140,4 |
187,2 |
243622,08 |
324829,44 |
|
8 |
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
2103,2 |
132,6 |
136,5 |
278884,32 |
287086,8 |
|
9 |
9 |
Насосная станция |
1465,1 |
179,4 |
128,7 |
262838,94 |
188558,37 |
|
10 |
10 |
Сушильный цех |
1895,2 |
202,8 |
175,5 |
384346,56 |
332607,6 |
|
11 |
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
1208,9 |
280,8 |
157,95 |
339459,12 |
190945,76 |
|
12 |
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3716,1 |
97,5 |
89,7 |
362319,75 |
333334,17 |
|
13 |
13 |
Цех дробления |
2128,2 |
276,9 |
89,7 |
589298,58 |
190899,54 |
|
14 |
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
2134,4 |
354,9 |
136,5 |
757498,56 |
291345,6 |
|
15 |
15 |
Гараж |
38,2 |
50,7 |
46,8 |
1936,74 |
1787,76 |
|
16 |
16 |
Управление фабрики |
52,2 |
159,9 |
42,9 |
8346,78 |
2239,38 |
|
17 |
17 |
Столовая |
121,2 |
304,2 |
42,9 |
36869,04 |
5199,48 |
|
18 |
18 |
Шламонасосная |
1018,6 |
358,8 |
85,8 |
365473,68 |
87395,88 |
|
Итого |
26155,6 |
235,840 |
165,446 |
6168560,815 |
4327359,715 |
Месторасположение активного ЦЭН (точка А).
Хо |
Уо |
|
235,84 |
165,446 |
Таблица - Определение месторасположения реактивного ЦЭН
№ |
№ по плану |
Наимено-вание цеха |
, кВт |
X,м |
Y,м |
X |
Y |
|
1 |
1 |
Cклад |
57,9 |
64,35 |
267,15 |
3725,865 |
15467,985 |
|
2 |
2 |
Котельная |
1578,8 |
274,95 |
267,15 |
434091,06 |
421776,42 |
|
3 |
3 |
Пыльнососная |
250 |
358,8 |
267,15 |
89700 |
66787,5 |
|
4 |
4 |
Склад сульфидных руд |
523,8 |
195 |
216,45 |
102141 |
113376,51 |
|
5 |
5 |
Ремонтно-механический цех |
495,6 |
347,1 |
204,75 |
172022,76 |
101474,1 |
|
6 |
6 |
Цех обогащения |
2195,5 |
58,5 |
157,95 |
128436,75 |
346779,225 |
|
7 |
7 |
Цех конусного дробления |
536,3 |
140,4 |
187,2 |
75296,52 |
100395,36 |
|
8 |
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
690,7 |
132,6 |
136,5 |
91586,82 |
94280,55 |
|
9 |
9 |
Насосная станция |
2465 |
179,4 |
128,7 |
442221 |
317245,5 |
|
10 |
10 |
Сушильный цех |
609,7 |
202,8 |
175,5 |
123647,16 |
107002,35 |
|
11 |
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
392,6 |
280,8 |
157,95 |
110242,08 |
62011,17 |
|
12 |
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
1228,9 |
97,5 |
89,7 |
119817,75 |
110232,33 |
|
13 |
13 |
Цех дробления |
685,5 |
276,9 |
89,7 |
189814,95 |
61489,35 |
|
14 |
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
3666,3 |
354,9 |
136,5 |
1301169,87 |
500449,95 |
|
15 |
15 |
Гараж |
94,3 |
50,7 |
46,8 |
4781,01 |
4413,24 |
|
16 |
16 |
Управление фабрики |
83,3 |
159,9 |
42,9 |
13319,67 |
3573,57 |
|
17 |
17 |
Столовая |
83,1 |
304,2 |
42,9 |
25279,02 |
3564,99 |
|
18 |
18 |
Шламонасосная |
327,6 |
358,8 |
85,8 |
117542,88 |
28108,08 |
|
Итого |
15964,9 |
140,54 |
153,98 |
2243666,295 |
2458428,18 |
Месторасположение реактивного ЦЭН (точка В).
Хо |
Уо |
|
140,54 |
153,98 |
Выбор местоположения ГПП
Наиболее удачным местом является центр электрических нагрузок, так как уменьшается длина кабельных линий до наиболее мощных потребителей. Поскольку для установки ГПП в центре электрических нагрузок места недостаточно, переносим ГПП на свободное место по направлению к источнику питания. Расположение ГПП на территории предприятия показано на генплане.
3.3 Выбор и расчет сечений кабелей 0,4 кВ
1. Определим расчетные токи в нормальном и аварийном режимах.
2. Проверяем провод по условию нагрева.
3. Находим по потери напряжения:
где и соответствуют .
Приведу расчет для линии ТП 1 - Цех 1:
Принимаем кабель АПвВг-3х50 .
Расчеты для остальных линий аналогичны и представлены в таблицах.
Таблица 3.3
Длительный допустимый ток
Кабель |
Iдоп, А |
|
АПвВГ-3х50 |
180 |
|
АПвВГ-3х70 |
220 |
|
АПвВГ-3х120 |
300 |
|
АПвВГ-3х150 |
335 |
|
АПвВГ-3х180 |
380 |
|
АПвВГ-3х240 |
440 |
|
АПвВГ-3х2,5 |
32 |
Вариант №1 выбор кабелей 0,4 кВ Таблица 3.4
№ |
Потребители электрической энергии |
Sp, кВA |
Uном, кВ |
Iр |
Кабель |
|
ТП 1 |
||||||
1 |
Cклад |
102,6 |
0,38 |
148,265 |
АПвВг-3х50 |
|
2 |
Котельная |
2235,8 |
0,38 |
3230,92 |
8АПвВг-3х240 |
|
3 |
Пыльнонососная |
816,9 |
0,38 |
1180,49 |
4АПвВг-3х120 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
899,5 |
0,38 |
1299,85 |
4АПвВг-3х150 |
|
5 |
Ремонтно-механический цех |
1184,8 |
0,38 |
1712,13 |
4АПвВг-3х240 |
|
ТП 2 |
||||||
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
597,7 |
0,38 |
863,728 |
2АПвВг-3х240 |
|
13 |
Цех дробления |
2235,8 |
0,38 |
3230,92 |
8АПвВг-3х240 |
|
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
1917,8 |
0,38 |
2771,38 |
7АПвВг-3х240 |
|
ТП3 |
||||||
6 |
Цех обогащения |
2332,1 |
0,38 |
3370,0 |
8АПвВг-3х240 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
6,88 |
0,38 |
9,9421 |
АПвВг-3х2,5 |
|
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
739,7 |
0,38 |
1068,93 |
3АПвВг-3х180 |
|
9 |
Насосная станция |
938,8 |
0,38 |
1356,64 |
4АПвВг-3х180 |
|
10 |
Сушильный цех |
22,4 |
0,38 |
32,36 |
АПвВг-3х4 |
|
ТП4 |
||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3904,76 |
0,38 |
5642,71 |
13АПвВг-3х240 |
|
15 |
Гараж |
101,7 |
0,38 |
146,96 |
АПвВг-3х50 |
|
16 |
Управление фабрики |
98,3 |
0,38 |
142,05 |
АПвВг-3х35 |
|
ТП5 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
2341,2 |
0,38 |
3383,23 |
8АПвВг-3х240 |
|
17 |
Столовая |
146,9 |
0,38 |
212,283 |
АПвВг-3х70 |
|
18 |
Шламонасосная |
1070 |
0,38 |
1546,24 |
4АПвВг-3х240 |
Вариант №2 Таблица 3.4 выбор кабелей 0,4 кВ
№ |
Потребители электрической энергии |
Sp, кВA |
Uном, кВ |
Iр |
Кабель |
|
ТП 1 |
||||||
5 |
Ремонтно-механический цех |
1184,8 |
0,38 |
1712,13 |
4АПвВг-3х240 |
|
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
597,7 |
0,38 |
863,728 |
2АПвВг-3х240 |
|
ТП 2 |
||||||
2 |
Котельная |
2235,8 |
0,38 |
3230,92 |
8АПвВг-3х240 |
|
3 |
Пыльнонососная |
816,9 |
0,38 |
1180,49 |
3АПвВг-3х240 |
|
ТП3 |
||||||
13 |
Цех дробления |
2235,8 |
0,38 |
3230,92 |
8АПвВг-3х240 |
|
ТП4 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
1917,8 |
0,38 |
2771,38 |
7АПвВг-3х240 |
|
ТП5 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
2341,2 |
0,38 |
3383,23 |
8АПвВг-3х240 |
|
ТП6 |
||||||
17 |
Столовая |
146,9 |
0,38 |
212,283 |
АПвВг-3х70 |
|
18 |
Шламонасосная |
1070 |
0,38 |
1546,24 |
4АПвВг-3х240 |
|
ТП7 |
||||||
1 |
Cклад |
102,6 |
0,38 |
148,26 |
АПвВг-3х50 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
899,5 |
0,38 |
1299,85 |
4АПвВг-3х150 |
|
6 |
Цех обогащения |
2332,1 |
0,38 |
3370,08 |
8АПвВг-3х240 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
6,88 |
0,38 |
9,9421 |
АПвВг-3х2,5 |
|
10 |
Сушильный цех |
22,4 |
0,38 |
32,369 |
АПвВг-3х4 |
|
ТП8 |
||||||
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
739,7 |
0,38 |
1068,93 |
3АПвВг-3х180 |
|
9 |
Насосная станция |
938,8 |
0,38 |
1356,6 |
4АПвВг-3х180 |
|
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
377 |
0,38 |
544,79 |
2АПвВг-3х120 |
|
ТП9 |
||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3596,1 |
0,38 |
5196,67 |
12АПвВг-3х240 |
|
15 |
Гараж |
101,7 |
0,38 |
146,9 |
АПвВг-3х50 |
|
16 |
Управление фабрики |
98,3 |
0,38 |
142,052 |
АПвВг-3х35 |
Таблица 3.5
Определение потери напряжения в линиях 0,4 кВ
Вариант№1
№ |
Потребители электрической энергии |
rуд, Ом/км |
худ, Ом/км |
L, км |
?U, В |
?U, % |
|
ТП1 |
|||||||
1 |
Cклад |
0,59 |
0,063 |
0,248 |
23,3 |
4,655 |
|
2 |
Котельная |
0,12 |
0,058 |
0,028 |
22,62 |
5,075 |
|
3 |
Пыльнонососная |
0,24 |
0,06 |
0,096 |
49,75 |
5,439 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
0,12 |
0,058 |
0,116 |
37,703 |
5,425 |
|
5 |
Ремонтно-механический цех |
0,12 |
0,058 |
0,096 |
|||
ТП2 |
|||||||
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
0,12 |
0,058 |
0,062 |
13,39 |
3,347 |
|
13 |
Цех дробления |
0,12 |
0,058 |
0,058 |
46,85 |
11,71 |
|
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,12 |
0,058 |
0,064 |
44,35 |
11,087 |
|
ТП3 |
|||||||
6 |
Цех обогащения |
0,12 |
0,058 |
0,06 |
50,5 |
12,641 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
3,94 |
0,09 |
0,072 |
4,461 |
1,115 |
|
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
0,16 |
0,059 |
0,024 |
8,04 |
2,0101 |
|
9 |
Насосная станция |
0,16 |
0,059 |
0,098 |
41,66 |
10,417 |
|
10 |
Сушильный цех |
3,1 |
0,07 |
0,128 |
20,30 |
5,077 |
|
ТП4 |
|||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,12 |
0,058 |
0,012 |
16,93 |
4,232 |
|
15 |
Гараж |
0,59 |
0,063 |
0,08 |
11,60 |
2,901 |
|
16 |
Управление фабрики |
0,84 |
0,064 |
0,09 |
17,61 |
4,403 |
|
ТП 5 |
|||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,12 |
0,058 |
0,026 |
21,99 |
5,498 |
|
17 |
Столовая |
0,42 |
0,061 |
0,108 |
16,51 |
4,129 |
|
18 |
Шламонасосная |
0,12 |
0,058 |
0,03 |
11,59 |
2,899 |
Определение потери напряжения в линиях 0,4 кВ Вариант№2
№ |
Потребители электрической энергии |
rуд, Ом/км |
худ, Ом/км |
L, км |
?U, В |
?U, % |
|
ТП 1 |
|||||||
5 |
Ремонтно-механический цех |
0,12 |
0,058 |
0,052 |
10,907 |
2,72 |
|
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
0,12 |
0,058 |
0,054 |
5,71 |
1,428 |
|
ТП 2 |
|||||||
2 |
Котельная |
0,12 |
0,058 |
0,022 |
8,70 |
2,1771 |
|
3 |
Пыльнонососная |
0,12 |
0,058 |
0,056 |
8,09 |
2,0225 |
|
ТП3 |
|||||||
13 |
Цех дробления |
0,12 |
0,058 |
0,004 |
1,58 |
0,3958 |
|
ТП4 |
|||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,12 |
0,058 |
0,020 |
6,790 |
1,6977 |
|
ТП5 |
|||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,12 |
0,058 |
0,022 |
9,119 |
2,279 |
|
ТП6 |
|||||||
17 |
Столовая |
0,42 |
0,061 |
0,070 |
5,313 |
1,328 |
|
18 |
Шламонасосная |
0,12 |
0,058 |
0,020 |
3,788 |
0,947 |
|
ТП7 |
|||||||
1 |
Cклад |
0,59 |
0,063 |
0,126 |
9,171 |
2,292 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
0,12 |
0,058 |
0,1 |
15,92 |
3,981 |
|
6 |
Цех обогащения |
0,12 |
0,058 |
0,088 |
36,33 |
5,083 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
3,94 |
0,09 |
0,016 |
0,495 |
0,123 |
|
10 |
Сушильный цех |
3,1 |
0,07 |
0,094 |
7,449 |
1,862 |
|
ТП8 |
|||||||
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
0,16 |
0,059 |
0,034 |
5,602 |
1,4006 |
|
9 |
Насосная станция |
0,16 |
0,059 |
0,030 |
6,274 |
1,568 |
|
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,24 |
0,06 |
0,086 |
10,16 |
2,540 |
|
ТП9 |
|||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,12 |
0,058 |
0,012 |
1,81 |
0,453 |
|
15 |
Гараж |
0,59 |
0,063 |
0,078 |
0,36 |
0,090 |
|
16 |
Управление фабрики |
0,84 |
0,51 |
0,092 |
3,34 |
0,835 |
Потери активной мощности в КЛ:
, где
r0 - удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;
Приведем расчет для линии ТП1:
;
Издержки на потери электроэнергии в КЛ:
, тыс.руб./год, где
- коэффициент загрузки КЛ.
;
.
Стоимость КЛ:
, где
Куд - удельная стоимость кабеля, тыс.руб./км.
Стоимость Куд= 436,51 тыс.руб./км
(Стоимости приведены по данным прайс-листа irkutskkabel.ru за декабрь 2011 года).
Расчеты для остальных линий аналогичны и приведены в таблице 3.6
Вриант №1 Таблица 3.6
№ |
Потребители электрической энергии |
|||||
ТП1 |
||||||
1 |
Cклад |
3,204 |
13,15 |
0,82 |
108,5 |
|
2 |
Котельная |
4,384 |
17,31 |
0,98 |
150,3 |
|
3 |
Пыльнонососная |
8,026 |
18,52 |
0,97 |
124,8 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
5,879 |
15,42 |
0,91 |
76,82 |
|
5 |
Ремонтно-механический цех |
8,442 |
14,21 |
0,89 |
85,73 |
|
ТП2 |
||||||
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
2,775 |
16,2 |
0,91 |
175,96 |
|
13 |
Цех дробления |
9,081 |
14,23 |
0,91 |
162,36 |
|
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
8,426 |
9,6 |
0,89 |
61,11 |
|
ТП3 |
||||||
6 |
Цех обогащения |
10,221 |
7,63 |
0,96 |
76,82 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
0,028 |
1,1 |
0,82 |
68,26 |
|
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
1,462 |
18,27 |
0,96 |
130,55 |
|
9 |
Насосная станция |
7,214 |
13,12 |
0,87 |
134,92 |
|
10 |
Сушильный цех |
0,415 |
12,57 |
0,82 |
0,11 |
|
ТП4 |
||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3,526 |
10,08 |
0,97 |
99,85 |
|
15 |
Гараж |
1,019 |
7,361 |
0,95 |
37,08 |
|
16 |
Управление фабрики |
1,525 |
8,23 |
0,31 |
1,9 |
|
ТП 5 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
4,464 |
14,529 |
0,93 |
100,93 |
|
17 |
Столовая |
2,044 |
11,51 |
0,89 |
16,6 |
|
18 |
Шламонасосная |
2,151 |
18,5 |
0,90 |
44,9 |
Вариант№2 таблица3.6
№ |
Потребители электрической энергии |
|||||
ТП 1 |
||||||
5 |
Ремонтно-механический цех |
4,572 |
4,1 |
0,97 |
90,79 |
|
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
2,417 |
7,31 |
0,98 |
47,14 |
|
ТП 2 |
||||||
2 |
Котельная |
3,444 |
5,42 |
0,91 |
76,82 |
|
3 |
Пыльнонососная |
3,121 |
4,21 |
0,89 |
85,73 |
|
ТП3 |
||||||
13 |
Цех дробления |
0,626 |
16,2 |
0,91 |
13,96 |
|
ТП4 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
2,633 |
9,6 |
0,89 |
61,11 |
|
ТП5 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
3,777 |
7,63 |
0,96 |
76,82 |
|
ТП6 |
||||||
17 |
Столовая |
1,324 |
8,27 |
0,96 |
30,55 |
|
18 |
Шламонасосная |
1,434 |
3,12 |
0,87 |
34,92 |
|
ТП7 |
||||||
1 |
Cклад |
1,634 |
2,8 |
0,82 |
48,26 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
5,068 |
1,08 |
0,97 |
99,85 |
|
6 |
Цех обогащения |
14,991 |
7,361 |
0,95 |
37,08 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
0,006 |
0,23 |
0,31 |
0,9 |
|
10 |
Сушильный цех |
0,305 |
1,48 |
0,68 |
36,9 |
|
ТП8 |
||||||
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
2,071 |
4,529 |
0,93 |
10,93 |
|
9 |
Насосная станция |
2,208 |
3,51 |
0,89 |
16,6 |
|
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3,062 |
1,5 |
0,90 |
44,9 |
|
ТП9 |
||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
3,240 |
7,03 |
0,90 |
56,67 |
|
15 |
Гараж |
0,993 |
0,742 |
0,81 |
14,9 |
|
16 |
Управление фабрики |
1,559 |
0,830 |
0,97 |
1,052 |
Мощность ТП будет выбираться исходя из полной мощности равной:
, где
,
3.4 Выбор мощности компенсирующих устройств в цеховой сети
Требуемая мощность компенсирующих устройств определяется по формуле:
(3.6)
где - активная суммарная мощность нагрузки ТП с учетом потерь;
- коэффициент мощности цеховой сети данной нагрузки;
- нормированный коэффициент мощности цеховой сети [10].
(3.7)
Приведу расчет для ТП 1:
.
.
Расчеты для прочих ТП аналогичны и представлены в таблице 3.7.
Таблица 3.7
Выбор компенсирующих устройств:
Вар№1 |
Р?, кВт |
Q?, квар |
tg? |
Qуст |
Qку, квар |
Qку ст, квар |
SрТП, кВА |
Кол-во |
Тип конденсатора |
|
ТП1 |
4282,74 |
2906,2 |
0,67 |
1406,2 |
1370 |
1500 |
4507,6 |
2 |
УКМ58-0,4-750-75УЗ |
|
ТП2 |
3749,28 |
2518,8 |
0,67 |
1168,8 |
1213,65 |
1350 |
3927,2 |
2 |
УКМ58-0,4-675-67,5УЗ |
|
ТП3 |
2200,34 |
3100,1 |
1,4 |
1750,1 |
2333,67 |
1350 |
2811,4 |
2 |
УКМ58-0,4-675-67,5УЗ |
|
ТП4 |
3812,57 |
1376,68 |
0,36 |
1322,68 |
44,405 |
54 |
4035,4 |
2 |
УКМ58-0,4-27-1,8УЗ |
|
ТП5 |
2337,86 |
2427,2 |
1,38 |
777,2 |
1607,148 |
1650 |
2463,6 |
2 |
УКМ58-0,4-825-82,5УЗ |
|
Вар№2 |
Р?, кВт |
Q?, квар |
tgц |
Qуст |
Qку, квар |
Qку ст, квар |
SрТП, кВА |
Кол-во |
Тип конденсатора |
|
ТП1 |
1651,19 |
679,1 |
0,41 |
569,1 |
101,183 |
110 |
1746,51 |
2 |
УКМ58-0,4-60-10УЗ |
|
ТП2 |
2367,27 |
1828,9 |
0,77 |
808,9 |
1000,357 |
1020 |
2501,65 |
2 |
УКМ58-0,4-510-30УЗ |
|
ТП3 |
2182,83 |
685,5 |
0,31 |
685,5 |
-78,4891 |
2287,93 |
||||
ТП4 |
980,533 |
1649,8 |
1,68 |
989,8 |
1306,613 |
660 |
1393,25 |
2 |
УКМ58-0,4-660-60УЗ |
|
ТП5 |
1193,18 |
2016,5 |
1,69 |
416,5 |
1598,88 |
1600 |
1263,78 |
2 |
УКМ58-0,4-800-50УЗ |
|
ТП6 |
1142,56 |
3359,1 |
2,93 |
359,1 |
2959,2 |
3000 |
1197,66 |
2 |
УКМ58-0,4-1500-60УЗ |
|
ТП7 |
1650,6 |
2789,9 |
1,69 |
509,9 |
2212,19 |
2280 |
1727,56 |
2 |
УКМ58-0,4-1140-60УЗ |
|
ТП8 |
1731,74 |
1015,8 |
0,58 |
595,8 |
409,69 |
420 |
1831,36 |
2 |
УКМ58-0,4-225-25УЗ |
|
ТП9 |
3518,29 |
1282,6 |
0,36 |
1222,6 |
51,19 |
60 |
3724,66 |
2 |
УКМ58-0,4-30-5У3 |
Выбор цеховых трансформаторов.
При выборе трансформаторов учитываем категорию надежности электропотребителей. Для I категории оптимальный коэффициент загрузки составляет Kз=0,65; для II категории (и двухтрансформаторных ТП III категории) - Kз=0,7; для III категории - Kз=0,9 (однотрансформаторные ТП).
Мощность трансформаторов:
.
Коэффициент загрузки ТП:
;
.
Потери активной мощности в трансформаторах:
.
Потери реактивной мощности в трансформаторах:
.
Потери электроэнергии в трансформаторах:
.
Расчет для ТП1:
> выбираем трансформатор ТМЗ-2500/6( основные характеристики трансформаторов в табл. 13)
;
.
Трансформатор ТМЗ-2500/6 проходит по степени загрузки.
= 11,25+26= 37,25 кВт.
= 75,036 квар
= =83кВА
.
Расчеты для остальных ТП аналогичны и приведены в таблице 3.6.
Вариант №1 Таблица3.6 Выбор цеховых трансформаторов.
№ |
SрТП, кВА |
n |
Кат. |
Kз |
Sтрр, кВА |
Sтрном, кВА |
Kзн |
Kза |
ДPТР, кВт |
ДQТР, квар |
ДSтр кВА |
?Итр, т.р./год |
|
ТП1 |
4507,6 |
3 |
II |
0,7 |
2146 |
2500 |
0,6 |
0,9 |
37,25 |
75,036 |
83 |
414,52 |
|
ТП2 |
3927,2 |
3 |
II |
0,7 |
2805 |
2500 |
0,52 |
0,78 |
30,99 |
75,031 |
81,17 |
357,15 |
|
ТП3 |
2811,4 |
2 |
II |
0,7 |
2008 |
2500 |
0,56 |
1,1 |
22,67 |
50,033 |
54,92 |
210,23 |
|
ТП4 |
4035,4 |
3 |
II |
0,7 |
2882 |
2500 |
0,53 |
0,8 |
32,09 |
75,032 |
81,60 |
367,24 |
|
ТП5 |
2463,6 |
2 |
II |
0,7 |
1759 |
2500 |
0,49 |
0,98 |
19,15 |
50,029 |
53,56 |
188,73 |
|
Всего |
1537,89 |
Вариант №2 Таблица3.6 Выбор цеховых трансформаторов.
№ |
SрТП, кВА |
n |
Кат. |
Kз |
Sтрр, кВА |
Sтрном, кВА |
Kзн |
Kза |
ДPТР, кВт |
ДQТР, квар |
ДSтр кВА |
?Итр, т.р./год |
|
ТП1 |
1746,51 |
2 |
II |
0,7 |
1247 |
1600 |
0,54 |
1,09 |
15,13 |
41,63 |
44,29 |
203,109 |
|
ТП2 |
2501,65 |
2 |
II |
0,7 |
1786 |
2500 |
0,50 |
1 |
19,51 |
50,03 |
53,69 |
264,29 |
|
ТП3 |
2287,93 |
2 |
II |
0,7 |
1634 |
2500 |
0,45 |
0,91 |
17,55 |
50,027 |
53,01 |
240,29 |
|
ТП4 |
1393,25 |
2 |
II |
0,7 |
995,1 |
1000 |
0,69 |
1,39 |
14,28 |
28,038 |
31,46 |
187,54 |
|
ТП5 |
1263,78 |
2 |
II |
0,7 |
902,7 |
1000 |
0,63 |
1,26 |
12,42 |
28,03 |
30,65 |
164,87 |
|
ТП6 |
1197,66 |
2 |
II |
0,7 |
855 |
1000 |
0,59 |
1,19 |
11,54 |
28,032 |
30,31 |
154,143 |
|
ТП7 |
1727,56 |
2 |
II |
0,7 |
1233 |
1600 |
0,53 |
1,07 |
14,91 |
41,632 |
44,22 |
200,51 |
|
ТП8 |
1831,36 |
2 |
II |
0,7 |
1308 |
1600 |
0,57 |
1,14 |
16,108 |
41,634 |
44,64 |
215,052 |
|
ТП9 |
3498,66 |
2 |
II |
0,7 |
2499 |
2500 |
0,69 |
1,39 |
31,001 |
50,041 |
58,86 |
404,51064 |
|
Всего |
2131,41 |
Таблица 3.7. Основные характеристики трансформаторов.
Тип трансформатора |
Sтр, кВА |
Uвн, кВ |
Uнн, кВ |
Схема соединения |
Pхх, кВт |
Pкз, кВт |
uкз, % |
Iхх, % |
Ктр, тыс.руб. |
|
ТМЗ-2500/6 |
2500 |
6 |
0,4 |
Д/Yн-11 |
3.75 |
24 |
6 |
1 |
1400 |
|
ТМЗ-1600/6 |
1600 |
6 |
0,4 |
Д/Yн-11 |
2,65 |
16,5 |
6 |
1,3 |
1000 |
|
ТМЗ-1000/6 |
1000 |
6 |
0,4 |
Д/Yн-11 |
1,9 |
10,8 |
5,5 |
1,4 |
600 |
Выбор КЛ-6 кВ будет вычисляться из мощности с учетом потерь трансформатора:
Где потери мощности в трансформаторах.
Выбор сечения кабелей 6 кВ.
Выбор кабельных линий 6 кВ производится на основании следующих условий:
- нагрев расчетным током;
- потери напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.
Для питания принимаем кабель с изоляцией из СПЭ.
Определяем расчетные токи в нормальном и аварийном режимах:
, где
Iнр - расчетный ток в нормальном режиме, А;
Uном - номинальное напряжение, кВ;
, где
Iавр - расчетный ток в аварийном режиме, А.
Сечение проводов выбираем по экономической плотности тока:
, где
Fэк - экономически целесообразное сечение, мм2;
Jэк - экономическая плотность тока, А/мм2(при использовании максимума нагрузки 5000ч/год для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена Jэк=1,7 А/мм2).
Проверка сечения на нагрев:
, где
Iдоп - каталожная токовая нагрузка;
Потери напряжения:
, где
L - длина линии, км;
rуд - удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;
xуд - удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км;
cosц и sinц соответствуют ;
.
Приведем расчет для линии ГПП-ТП1:
кВА.
;
;
> АПвБбШв 3Ч300 с Iдоп=455 А.
Потери напряжения:
.
.
Потери активной мощности в КЛ:
, где
r0 - удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;
;
Издержки на потери электроэнергии в КЛ:
, тыс.руб./год, где
- коэффициент загрузки КЛ в нормальном режиме.
;
.
Стоимость КЛ:
, где
Куд - удельная стоимость кабеля, тыс.руб./км.
Стоимость Куд=464,6 тыс.руб./км
(Стоимости приведены по данным прайс-листа www.irkutskkable.ru за декарь 2011 года).
Расчеты для остальных линий аналогичны и приведены в таблице 3.8.
Таблица 3.8. Выбор кабельных линий 6 кВ вариант 1.
n |
S, кВА |
Iнр, А |
Iавр, А |
Fэк, мм2 |
Кабель |
Iдоп, А |
Куд, т.р./км |
L, км |
r уд, Ом/км |
x уд, Ом/км |
ДU, В |
ДU, % |
ДP, кВт |
Kзкл |
Иэкл, т.р./год |
Ккл, т.р. |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
ГПП-ТП1 |
2 |
4590,6 |
221,13 |
442,25 |
130,07 |
АПвБбШв 3Ч300 |
455 |
464,6 |
0,132 |
0,24 |
0,068 |
12,33 |
0,205 |
0,74 |
0,47 |
1,03 |
122,654 |
|
ГПП-ТП2 |
2 |
4008,37 |
193,08 |
386,16 |
113,57 |
АП-вБбШв 3Ч240 |
397 |
405,4 |
0,058 |
0,36 |
0,071 |
6,8 |
0,11 |
0,37 |
0,47 |
0,51 |
47,026 |
|
ГПП-ТП3 |
2 |
2866,32 |
138,06 |
276,13 |
81,21 |
АП-вБбШв 3Ч150 |
299 |
354,2 |
0,15 |
0,6 |
0,074 |
20,70 |
0,34 |
0,82 |
0,45 |
1,03 |
106,26 |
|
ГПП-ТП4 |
2 |
4117,006 |
198,31 |
396,62 |
116,65 |
АП-вБбШв 3Ч240 |
397 |
405,4 |
0,172 |
0,36 |
0,071 |
20,96 |
0,34 |
1,16 |
0,48 |
1,71 |
139,457 |
|
ГПП-ТП5 |
2 |
2517,16 |
121,25 |
242,50 |
71,32 |
АП-вБбШв 3Ч120 |
267 |
202,7 |
0,102 |
0,72 |
0,076 |
14,71 |
0,24 |
0,51 |
0,44 |
0,62 |
82,150 |
|
ГПП-4СД(3) |
4 |
3683,3 |
88,71 |
118,28 |
52,18 |
АП-вБбШв 3Ч35 |
135 |
60,35 |
0,24 |
0,84 |
0,087 |
8,51 |
0,14 |
0,39 |
0,657 |
0,295 |
57,936 |
|
ГПП-2СД 6кВ(7) |
2 |
1816,2 |
87,48 |
174,97 |
51,46 |
АП-вБбШв 3Ч70 |
195 |
120,7 |
0,16 |
0,42 |
0,08 |
3,09 |
0,051 |
0,25 |
0,44 |
0,193 |
38,624 |
|
ГПП-2АД(8) |
2 |
1500,3 |
72,26 |
144,53 |
42,51 |
АП-вБбШв 3Ч50 |
157 |
92,74 |
0,102 |
0,59 |
0,083 |
2,16 |
0,036 |
0,15 |
0,46 |
0,297 |
18,918 |
|
ГПП-2СД(9) |
2 |
2551 |
122,88 |
245,76 |
72,28 |
АП-вБбШв 3Ч120 |
267 |
202,7 |
0,044 |
0,72 |
0,076 |
1,85 |
0,03 |
0,23 |
0,46 |
0,219 |
17,837 |
|
ГПП-6кВ-2АД(10) |
2 |
1990,9 |
95,90 |
191,80 |
56,41 |
АП-вБбШв 3Ч70 |
195 |
120,7 |
0,08 |
0,42 |
0,08 |
1,69 |
0,028 |
0,15 |
0,49 |
0,124 |
19,312 |
|
ГПП-6кВ-1СД(11) |
2 |
681,7 |
32,83 |
65,67 |
19,31 |
АП-вБбШв 3Ч10 |
67 |
12,07 |
0,054 |
2,94 |
0,11 |
2,27 |
0,037 |
0,085 |
0,49 |
0,295 |
1,303 |
|
Всего по варианту |
6,323 |
651,477 |
Таблица 3.8. Выбор кабельных линий 6 кВ вариант 2.
n |
S, кВА |
Iнр, А |
Iавр, А |
Fэк, мм2 |
Кабель |
Iдоп, А |
Куд, т.р./км |
L, км |
r уд, Ом/км |
x уд, Ом/км |
ДU, В |
ДU, % |
ДP, кВт |
Kзкл |
Иэкл, т.р./год |
Ккл, т.р. |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
ГПП-ТП4 |
2 |
1437,54 |
69,24 |
138,49 |
40,73 |
АП-вБбШв 3Ч120 |
267 |
202,7 |
0,072 |
0,72 |
0,076 |
5,87 |
0,097 |
1,73 |
0,25 |
0,67 |
29,188 |
|
ТП4-ТП1 |
2 |
1800,20 |
86,71 |
173,43 |
51,008 |
АП-вБбШв 3Ч120 |
267 |
202,7 |
0,068 |
0,72 |
0,076 |
6,95 |
0,115 |
2,059 |
0,31 |
1,247 |
27,567 |
|
ТП1-ТП2 |
2 |
2554,6 |
123,05 |
246,11 |
72,38 |
АП-вБбШв 3Ч120 |
267 |
202,7 |
0,08 |
0,72 |
0,076 |
11,71 |
0,195 |
3,47 |
0,45 |
4,314 |
32,432 |
|
ГПП-ТП3 |
2 |
2319,39 |
111,72 |
223,44 |
65,72 |
АП-вБбШв 3Ч95 |
233 |
145,1 |
0,044 |
0,31 |
0,078 |
2,66 |
0,044 |
0,75 |
0,47 |
1,026 |
12,768 |
|
ТП3-ТП5 |
2 |
1294,43 |
62,35 |
124,70 |
36,67 |
АП-вБбШв 3Ч35 |
135 |
60,35 |
0,082 |
0,84 |
0,087 |
7,073 |
0,117 |
2,096 |
0,45 |
2,601 |
9,897 |
|
ТП5-ТП6 |
2 |
1227,97 |
59,15 |
118,30 |
34,79 |
АП-вБбШв 3Ч35 |
135 |
60,35 |
0,052 |
0,84 |
0,087 |
4,25 |
0,070 |
1,25 |
0,42 |
1,404 |
6,276 |
|
ГПП-ТП7 |
2 |
1771,78 |
85,34 |
170,69 |
50,20 |
АП-вБбШв 3Ч240 |
397 |
405,4 |
0,18 |
0,36 |
0,071 |
9,39 |
0,156 |
2,69 |
0,20 |
0,722 |
145,94 |
|
ТП7-ТП8 |
2 |
1876 |
90,36 |
180,73 |
53,15 |
АП-вБбШв 3Ч240 |
397 |
405,4 |
0,11 |
0,36 |
0,071 |
6,08 |
0,101 |
1,74 |
0,22 |
0,526 |
89,188 |
|
ТП8-ТП9 |
2 |
3557,52 |
182,25 |
364,501 |
107,20 |
АП-вБбШв 3Ч240 |
397 |
405,4 |
0,126 |
0,36 |
0,071 |
14,17 |
0,236 |
4,069 |
0,45 |
5,072 |
102,16 |
|
ГПП-4СД(3) |
4 |
3683,3 |
88,71 |
118,28 |
52,18 |
АП-вБбШв 3Ч35 |
135 |
60,35 |
0,24 |
0,84 |
0,087 |
8,51 |
0,14 |
0,39 |
0,657 |
0,295 |
57,936 |
|
ГПП-1СД 6кВ(7) |
1 |
1816,2 |
174,97 |
174,97 |
51,46 |
АП-вБбШв 3Ч70 |
195 |
120,7 |
0,16 |
0,42 |
0,08 |
3,09 |
0,051 |
0,25 |
0,44 |
0,193 |
38,624 |
|
ГПП-2АД(8) |
2 |
1500,3 |
72,26 |
144,53 |
42,51 |
АП-вБбШв 3Ч50 |
157 |
92,74 |
0,102 |
0,59 |
0,083 |
2,16 |
0,036 |
0,15 |
0,46 |
0,297 |
18,918 |
|
ГПП-2СД(9) |
2 |
2551 |
122,88 |
245,76 |
72,28 |
АП-вБбШв 3Ч120 |
267 |
202,7 |
0,044 |
0,72 |
0,076 |
1,85 |
0,03 |
0,23 |
0,46 |
0,219 |
17,837 |
|
ГПП-6кВ-2АД (10) |
2 |
1990,9 |
95,90 |
191,80 |
56,41 |
АП-вБбШв 3Ч70 |
195 |
120,7 |
0,08 |
0,42 |
0,08 |
1,69 |
0,028 |
0,15 |
0,49 |
0,124 |
19,312 |
|
ГПП-1СД 6кВ(11) |
2 |
681,7 |
32,83 |
65,67 |
19,31 |
АП-вБбШв 3Ч10 |
67 |
12,07 |
0,054 |
2,94 |
0,11 |
2,27 |
0,037 |
0,085 |
0,49 |
0,295 |
1,303 |
|
Всего по варианту |
19,005 |
609,346 |
4. Технико-экономическое сравнение вариантов
Технико-экономические показатели определяются лишь для тех частей схемы сети, в которых сравниваемые варианты отличаются друг от друга.
После определения приведенных затрат сравниваемых вариантов производится окончательный выбор экономически целесообразной схемы внутреннего электроснабжения.
Капитальные затраты на КЛ:
, тыс.руб.
Капитальные затраты на трансформаторы:
, тыс.руб.
Амортизационные отчисления на КЛ:
, тыс.руб./год.
Амортизационные отчисления на трансформаторы:
, тыс.руб./год.
Издержки на потери электроэнергии в КЛ:
, тыс.руб./год.
Издержки на потери электроэнергии в трансформаторах:
, тыс.руб./год.
Полные приведенные затраты:
.
Расчет варианта 1:
;
;
;
;
;
.
Расчет варианта 2:
;
;;
;
;
;
;
.
Выбираем вариант 2, так как он является более выгодным по результатам технико-экономического сравнения, чем вариант 15. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Расчетная схема.
Схема замещения
Расчет ведем в относительных величинах.
За базисную мощность принимаем .
За базисное напряжение , .
Базисный ток составит:
Определим сопротивления элементов схемы замещения в базисных величинах.
Сопротивление системы:
Двухобмоточный трансформатор ГПП:
Синхронные двигатели цеха 3:
Сверхпереходную эдс для синхронного двигателя принимаем равной 1,07 о.е. [7].
Синхронные двигатели цеха 7:
Сверхпереходную эдс для синхронного двигателя принимаем равной 1,07 о.е. [7].
Асинхронные двигатели цеха 8:
Сверхпереходную эдс для асинхронного двигателя принимаем равной 0,9 о.е. [7].
Синхронные двигатели цеха 9:
Сверхпереходную эдс для синхронного двигателя принимаем равной 1,07 о.е. [7].
Асинхронные двигатели цеха 10:
Сверхпереходную эдс для асинхронного двигателя принимаем равной 0,9 о.е. [7].
Синхронные двигатели цеха 11:
Сверхпереходную эдс для синхронного двигателя принимаем равной 1,07 о.е. [7].
Воздушная линия 35 кВ
Расчет для остальных линий аналогичен и представлен в таблице 5.1.
Таблица 5.1 Определение сопротивления линий ВЛ и КЛ
rуд, Ом/км |
худ, Ом/км |
L, км |
rл*, о.е. |
хл*, о.е. |
||
ВЛ |
0,17 |
0,37 |
5 |
0,62 |
1,35 |
|
ГПП-ТП4 |
0,72 |
0,076 |
0,072 |
0,037 |
0,004 |
|
ТП4-ТП1 |
0,72 |
0,076 |
0,068 |
0,035 |
0,003 |
|
ТП1-ТП2 |
0,72 |
0,076 |
0,08 |
0,042 |
0,004 |
|
ГПП-ТП3 |
0,31 |
0,078 |
0,044 |
0,009 |
0,002 |
|
ТП3-ТП5 |
0,84 |
0,087 |
0,082 |
0,050 |
0,005 |
|
ТП5-ТП6 |
0,84 |
0,087 |
0,052 |
0,031 |
0,003 |
|
ГПП-ТП7 |
0,36 |
0,071 |
0,18 |
0,047 |
0,009 |
|
ТП7-ТП8 |
0,36 |
0,071 |
0,11 |
0,028 |
0,005 |
|
ТП8-ТП9 |
0,36 |
0,071 |
0,126 |
0,033 |
0,006 |
|
ГПП-Цех 3 |
0,84 |
0,087 |
0,24 |
0,147 |
0,015 |
|
ГПП-Цех 7 |
0,42 |
0,08 |
0,16 |
0,049 |
0,009 |
|
ГПП-Цех 8 |
0,59 |
0,083 |
0,102 |
0,043 |
0,006 |
|
ГПП-Цех 9 |
0,72 |
0,076 |
0,044 |
0,023 |
0,002 |
|
ГПП-Цех 10 |
0,42 |
0,08 |
0,08 |
0,024 |
0,005 |
|
ГПП-Цех 11 |
2,94 |
0,11 |
0,054 |
0,115 |
0,004 |
5.1 Расчет токов КЗ на стороне высокого напряжения
Точка К1:
Точка К2:
- ударный коэффициент -1,8
5.2 Расчет токов КЗ в установках 0,38 кВ
Переводим сопротивления системы электроснабжения из относительных единиц в именнованые, одновременно приводим их к напряжению 0,38 кВ.
(5.1)
(5.2)
(5.3)
(5.4)
Определим сопротивление трансформатора:
(5.5)
(5.6)
Чтобы учесть сопротивление трансформатора тока, токовой катушки автоматического выключателя, переходное сопротивление контактов, сопротивление шинопровода, сопротивление прямой последовательности кабельных линий, сопротивление дуги в месте КЗ введем в расчет добавочное сопротивление согласно [4].
Результирующее сопротивление
(5.7)
(5.8)
Ток КЗ:
(5.9)
Ударный ток в точке КЗ:
Приведу расчет для точки К3:
Расчет для остальных точек аналогичен и представлен в таблице 5.2.
Таблица 5.2 Расчет токов КЗ в установках 0,4 кВ
r?*, о.е. |
х?*, о.е. |
r'?, мОм |
х'?, мОм |
rтр, мОм |
хтр, мОм |
rдоб, мОм |
r?, мОм |
х?, мОм |
Iпо, кА |
Куд |
iуд, кА |
||
К3 |
0,657 |
5,794 |
0,42 |
0,37 |
1,73 |
8,64 |
15 |
16,77 |
9,01 |
11,52 |
1 |
16,3 |
|
К4 |
0,692 |
5,793 |
0,43 |
0,367 |
1,03 |
5,9 |
15 |
16,46 |
6,26 |
12,45 |
1 |
17,43 |
|
К5 |
0,734 |
5,794 |
0,46 |
0,367 |
0,61 |
3,78 |
15 |
16,07 |
4,14 |
13,21 |
1 |
18,5 |
|
К6 |
0,629 |
5,792 |
0,39 |
0,367 |
0,61 |
3,78 |
15 |
16,09 |
4,14 |
13,26 |
1 |
18,57 |
|
К7 |
0,679 |
5,795 |
0,43 |
0,368 |
1,73 |
8,64 |
15 |
17,16 |
9,008 |
11,31 |
1 |
15,84 |
|
К8 |
0,71 |
5,793 |
0,45 |
0,367 |
1,73 |
8,64 |
15 |
17,18 |
9,007 |
11,30 |
1 |
15,83 |
|
К9 |
0,667 |
5,79 |
0,4 |
0,368 |
1,03 |
5,9 |
15 |
16,45 |
6,268 |
12,46 |
1 |
17,44 |
|
К10 |
0,695 |
5,795 |
0,44 |
0,368 |
1,03 |
5,9 |
15 |
16,47 |
6,268 |
12,44 |
1 |
17,4 |
|
К11 |
0,728 |
5,796 |
0,46 |
0,368 |
0,61 |
3,78 |
15 |
16,07 |
4,148 |
13,217 |
1 |
18,5 |
- ударный коэффициент - по [4].
5.3 Проверка выбранных линий по термической стойкости
Определяем тепловой импульс тока короткого замыкания, считая, что время срабатывания:
а) на стороне 6 кВ: релейной защиты 0,01 с; полное время отключения выключателя 0,05 с; постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания с.
Приведенное время составит:
б) на стороне 0,4 кВ: полное время отключения выключателя 0,8 с; постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания с.
Приведенное время составит:
Проверка линий 6 кВ:
Проверку линий 6 кВ осуществляем по наибольшему току КЗ.
Тепловой импульс тока короткого замыкания:
Минимальное сечение по термической стойкости:
Увеличиваем минимальное сечение линии 6 кВ до 120 мм2.
Проверка линий 0,38 кВ:
Проверку ведем по максимальному току КЗ - на шинах 0,38 кВ.
Приведу расчет для ТП 1:
Тепловой импульс тока короткого замыкания:
Минимальное сечение по термической стойкости:
Увеличиваем минимальное сечение отходящих линий до 120 мм2.
Расчет для остальных линий аналогичен и представлен в таблице 1.24.
Таблица 5.3 Проверка линий 0,38 кВ на термическую стойкость тепловому воздействию тока КЗ
Iпо, кА |
tп, с |
вk, кА2·c |
Kт |
Sт min, мм2 |
||
ТП 1 |
11,52 |
0,81 |
107,49 |
95 |
109,13 |
|
ТП 2 |
12,45 |
0,81 |
125,55 |
95 |
117,94 |
|
ТП 3 |
13,21 |
0,81 |
141,34 |
95 |
125,14 |
|
ТП 4 |
13,26 |
0,81 |
142,42 |
95 |
125,621 |
|
ТП 5 |
11,31 |
0,81 |
103,61 |
95 |
107,147 |
|
ТП 6 |
11,3 |
0,81 |
103,42 |
95 |
107,05 |
|
ТП 7 |
12,46 |
0,81 |
125,75 |
95 |
118,042 |
|
ТП 8 |
12,44 |
0,81 |
125,35 |
95 |
117,85 |
|
ТП 9 |
13,217 |
0,81 |
141,49 |
95 |
125,21 |
Увеличиваем минимальное сечение линий 0,38 кВ до 150 мм2.
5.4 Расчет короткого однофазного замыкания в сетях 0,38 кВ
Ток однофазного КЗ в сети 0,4 кВ (для определения коэффициента чувствительности автоматических выключателей напряжением 0,4 кВ):
(1.45)
ZПуд - удельное полное сопротивление петли «фаза - нуль» до точки КЗ по [12]
ZТ -полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ по [12]
Рассчитаем однофазное КЗ в конце линии ТП 1 - ремонтно механический цех:
Расчеты для остальных линий аналогичны и представлены в таблице 5.4.
Таблица 5.5 Токи однофазного замыкания в сети 0,38 кВ
№ |
Потребители электрической энергии |
zпуд, мОм |
L, км |
zтр, мОм |
Iк(1), кА |
|
ТП 1 |
||||||
5 |
Ремонтно-механический цех |
0,84 |
0,052 |
16,5 |
8,04 |
|
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
0,84 |
0,054 |
16,5 |
7,8 |
|
ТП 2 |
||||||
2 |
Котельная |
0,42 |
0,022 |
18,4 |
20,45 |
|
3 |
Пыльнонососная |
0,86 |
0,056 |
18,4 |
2,0225 |
|
ТП3 |
||||||
13 |
Цех дробления |
0,12 |
0,004 |
18,4 |
34,51 |
|
ТП4 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,15 |
0,020 |
12,5 |
38,82 |
|
ТП5 |
||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,15 |
0,022 |
12,5 |
37,82 |
|
ТП6 |
||||||
17 |
Столовая |
0,84 |
0,070 |
12,5 |
6,55 |
|
18 |
Шламонасосная |
0,16 |
0,020 |
12,5 |
38,15 |
|
ТП7 |
||||||
1 |
Cклад |
0,89 |
0,126 |
16,5 |
3,57 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
0,82 |
0,1 |
16,5 |
4,73 |
|
6 |
Цех обогащения |
0,62 |
0,088 |
16,5 |
6,71 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
0,43 |
0,016 |
16,5 |
24,6 |
|
10 |
Сушильный цех |
0,84 |
0,094 |
16,5 |
4,89 |
|
ТП8 |
||||||
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
0,42 |
0,034 |
16,5 |
17,4 |
|
9 |
Насосная станция |
0,42 |
0,030 |
16,5 |
18,64 |
|
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,82 |
0,086 |
16,5 |
5,39 |
|
ТП9 |
||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,41 |
0,012 |
18,4 |
25,6 |
|
15 |
Гараж |
0,86 |
0,078 |
18,4 |
5,54 |
|
16 |
Управление фабрики |
0,88 |
0,092 |
18,4 |
4,71 |
5.5 Выбор оборудования 35 кВ
Согласно [13] для линий без ответвлений, питающих один трансформатор принимаем блочную схему «линия - трансформатор» с разъединителем и ОПН.
Наименование и тип электрооборудования |
Условия выбора |
|
1 |
2 |
|
Разъединители |
||
Ограничитель перенапряжения |
- тепловой импульс тока короткого замыкания;
- полное время отключения выключателя;
- время срабатывания релейной защиты;
- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.
Выбор оборудования ОРУ 35 кВ представлен в таблице 5.5.
Таблица 5.5 Выбор оборудования 35 кВ
Наименование и тип электрооборудования |
Расчетные данные |
Технические параметры |
|||
Uc.ном, кВ |
35 |
Uном, кВ |
35 |
||
Ip, A |
496 |
Iном, A |
630 |
||
Разъединитель |
Iпо, кА |
6,9 |
Iдин, кА |
||
РВЗ-35/630У3 |
iуд, кА |
17,39 |
iдин, кА |
51 |
|
Iт, кА |
20 |
||||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
4 |
||
Вк, кА2·с |
5,48 |
Iт2·tт, кА2·c |
3969 |
||
ОПН-35У1 |
Uc.ном, кВ |
35 |
Uном, кВ |
35 |
5.6 Выбор оборудования 6 кВ
Наименование и тип электрооборудования |
Условия выбора |
|
1 |
2 |
|
Выключатель вводной |
||
Разъединители |
||
Трансформатор напряжения |
||
Предохранитель для защиты ТН и АД |
||
Предохранитель для защиты ТСН |
||
Ограничитель перенапряжения |
||
Выключатель нагрузки |
||
Комплектный шинопровод |
- тепловой импульс тока короткого замыкания;
- полное время отключения выключателя;
- время срабатывания релейной защиты;
- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.
Таблица 5.6 Выбор оборудования 6 кВ
Наименование и тип электрооборудования |
Расчетные данные |
Технические параметры |
|||
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
||
Ip, A |
397 |
Iном, A |
1600 |
||
Выключатель |
Iпо, кА |
43,87 |
Iдин, кА |
50 |
|
ВЭ-6-40/1600 У3(Т3) |
iуд, кА |
110,55 |
iдин, кА |
128 |
|
Iт, кА |
|||||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
4 |
||
Вк, кА2*с |
221,33 |
Iт^2*tт, кА2*c |
1200 |
||
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
||
Ip, A |
397 |
Iном, A |
2500 |
||
Разъединитель |
Iпо, кА |
43,87 |
Iдин, кА |
||
РВР(3)-6/2500 У2(У3) |
iуд, кА |
110,55 |
iдин, кА |
125 |
|
Iт, кА |
45 |
||||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
4 |
||
Вк, кА2*с |
221,33 |
Iт^2*tт, кА2*c |
1600 |
||
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
||
Ip, A |
397 |
Iном, A |
600 |
||
Трансформатор тока |
Iпо, кА |
43,87 |
Iдин, кА |
50 |
|
ТЛ-10 |
iуд, кА |
110,55 |
iдин, кА |
128 |
|
Iт, кА |
50 |
||||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
3 |
||
Вк, кА2*с |
221,33 |
Iт^2*tт, кА2*c |
1600 |
||
Токоограничивающие предохранители для силовых трансформаторов ПКТ101-6-2-55УЗ |
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
|
Ip, A |
397 |
Iном, A |
2000 |
||
Iпо, кА |
43,87 |
Iдин, кА |
55 |
||
iуд, кА |
110,55 |
iдин, кА |
|||
Iт, кА |
|||||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
|||
Вк, кА2*с |
221,33 |
Iт^2*tт, кА2*c |
|||
Токоограничивающие предохранители для трансформаторов напряжения ПКН001-6УЗ |
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
|
Ip, A |
397 |
Iном, A |
|||
Iпо, кА |
43,87 |
Iдин, кА |
|||
iуд, кА |
110,55 |
iдин, кА |
|||
Iт, кА |
|||||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
|||
Вк, кА2*с |
221,33 |
Iт^2*tт, кА2*c |
|||
Трансформатор напряжения НТМИ-6-66УЗ |
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
|
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
||
Ip, A |
397 |
Iном, A |
1000 |
||
Выключатель нагрузки |
Iпо, кА |
43,87 |
Iдин, кА |
50 |
|
вакуумный разъединяющий |
iуд, кА |
110,55 |
iдин, кА |
120 |
|
ВНВР-6/1000-50 У2 |
Iт, кА |
20 |
|||
tотк, с |
0,115 |
tт, с |
1 |
||
Вк, кА2*с |
221,33 |
Iт^2*tт, кА2*c |
400 |
||
ОПН-6У1 |
Uc.ном, кВ |
6 |
Uном, кВ |
6 |
5.7 Выбор оборудования 0,4 кВ
Принимаем для защиты отходящих линий 0,4 кВ автоматические выключатели.
Наименование и тип электрооборудования |
Условия выбора |
|
1 |
2 |
|
Выключатель автоматический |
||
Комплектный шинопровод |
Таблица 5.7 Выбор оборудования 0,4 кВ
№ |
Наименование и тип электрооборудования |
Uном, кВ |
Ip, A |
Iном.тепл.расц, A |
Выключатель |
Iк(1), кА |
Iном.эл/м.расц, кA |
||
ТП 1 |
|||||||||
5 |
Ремонтно-механический цех |
0,4 |
428,03 |
500 |
ВА51-39 |
8,04 |
0,4 |
20,1 |
|
11 |
Дробильно-промывочный цех№2 |
0,4 |
431,86 |
500 |
ВА51-39 |
7,8 |
0,4 |
19,5 |
|
ТП 2 |
|||||||||
2 |
Котельная |
0,4 |
403,86 |
500 |
ВА51-39 |
20,45 |
0,4 |
51,1 |
|
3 |
Пыльнонососная |
0,4 |
393,52 |
400 |
ВА51-39 |
2,0225 |
0,4 |
5,05 |
|
ТП3 |
|||||||||
13 |
Цех дробления |
0,4 |
403,86 |
500 |
ВА51-39 |
34,51 |
0,4 |
86,2 |
|
ТП4 |
|||||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,4 |
395,9 |
400 |
ВА51-39 |
38,82 |
0,4 |
97,05 |
|
ТП5 |
|||||||||
14 |
Цех мокро-магнитной сепарации |
0,4 |
422,9 |
500 |
ВА51-39 |
37,82 |
0,4 |
94,55 |
|
ТП6 |
|||||||||
17 |
Столовая |
0,4 |
212,28 |
250 |
ВА57-35 |
6,55 |
0,32 |
20,4 |
|
18 |
Шламонасосная |
0,4 |
386,56 |
400 |
ВА51-39 |
38,15 |
0,4 |
95,3 |
|
ТП7 |
|||||||||
1 |
Cклад |
0,4 |
148,26 |
250 |
ВА57-35 |
3,57 |
0,32 |
11,15 |
|
4 |
Склад сульфидных руд |
0,4 |
324,96 |
400 |
ВА51-39 |
4,73 |
0,4 |
11,82 |
|
6 |
Цех обогащения |
0,4 |
421,26 |
500 |
ВА51-39 |
6,71 |
0,4 |
16,77 |
|
7 |
Цех конусного дробления |
0,4 |
9,94 |
0,3-25 |
ВА51-25 |
24,6 |
0,7 |
35,14 |
|
10 |
Сушильный цех |
0,4 |
32,36 |
40 |
ВА22-27 |
4,89 |
0,3 |
16,3 |
|
ТП8 |
# |
||||||||
8 |
Дробильно-промывочный цех№ 1 |
0,4 |
356,31 |
400 |
ВА51-39 |
17,4 |
0,4 |
43,5 |
|
9 |
Насосная станция |
0,4 |
339,15 |
400 |
ВА51-39 |
18,64 |
0,4 |
46,6 |
|
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,4 |
272,35 |
400 |
ВА51-39 |
5,39 |
0,4 |
13,47 |
|
ТП9 |
|||||||||
12 |
Дробильное отделение сульфидного цеха |
0,4 |
433 |
500 |
ВА51-39 |
25,6 |
0,4 |
64 |
|
15 |
Гараж |
0,4 |
146,9 |
160 |
ВА51 |
5,54 |
0,3 |
18,46 |
|
16 |
Управление фабрики |
0,4 |
142,05 |
160 |
ВА51 |
4,71 |
0,3 |
15,7 |
6.1 Защитное заземление
Грунт - глина ( удельное сопротивление 10 Ом·м)
Выполним расчет заземляющего контура для ТП 5.
Согласно ПУЭ, сопротивление заземляющего устройства, использующегося одновременно для заземления установок до и выше 1000 В должно иметь сопротивление, определяющееся по следующим условиям:
Поскольку на предприятии используются только кабельные линии, то ток заземлителя будет определяться по формуле:
Подобные документы
Характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм. Выбор кабельных линий автоматических выключателей, мощности силовых трансформаторов.
дипломная работа [558,8 K], добавлен 30.01.2011Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012Краткая характеристика технологического процесса и определение расчетных электрических нагрузок. Выбор систем питания электроснабжения и распределения, основного оборудования, проверка систем по условиям короткого замыкания. Релейная защита и автоматика.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 03.09.2010Определение расчетных электрических нагрузок по цехам промышленного предприятия. Расчет и технико-экономический анализ системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода. Выбор и проверка электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей.
дипломная работа [941,7 K], добавлен 22.12.2012Оборудование авторемонтного завода, оценка электрических нагрузок. Определение степени надежности электроснабжения электроприемников, расчетных нагрузок цехов. Мощность компенсирующих устройств. Выбор силовых трансформаторов. Расчет схемы заземления.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 31.05.2015Краткая характеристика металлопрокатного цеха, расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор схемы цеховой сети, числа и мощности цеховых трансформаторов. Определение напряжения внутризаводского электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.04.2012Определение расчетных электрических нагрузок по цехам предприятия, рационального напряжения системы электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок и определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП.
курсовая работа [141,8 K], добавлен 10.04.2012Определение расчетных нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения цеха. Расчет заземляющего устройства. Расчет и выбор аппаратов максимальной токовой защиты. Автоматика в системах электроснабжения.
курсовая работа [249,2 K], добавлен 07.05.2015Проектирование внутреннего электроснабжения завода и низковольтного электроснабжения цеха. Расчет центра электрических нагрузок. Выбор номинального напряжения, сечения линий, коммутационно-защитной аппаратуры электрических сетей для механического цеха.
дипломная работа [998,0 K], добавлен 02.09.2009Общая характеристика системы электроснабжения организации. Определение расчетных нагрузок и выбор электрооборудования для проектирования системы электроснабжения предприятия. Выбор и проверка сборных шин, измерительных трансформаторов тока и напряжения.
дипломная работа [761,4 K], добавлен 22.06.2015