Главная Коллекция "Otherreferats" Физика и энергетика Расчеты по электроснабжению

Расчеты по электроснабжению

Характеристика объекта и технологические показатели электроприемников. Выбор напряжения и источников питания цеховой электрической сети. Определение расчетных электрических нагрузок. Технико-экономическое сравнение вариантов. Анализ качества напряжения.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 06.05.2014
Размер файла 3,6 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.

Страница:

Таблица 6.4.5

Наименование цеха/ТП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное х, Ом/км

cos(f)

Потери напряжения U2, В

Потери Р2, Вт

Потери Q2, Вар

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Кабель до цеха 1(1 - 4) МЕДЬ

291,78

150

0,055

0,126

0,07

0,70

3,84

1769

984,4

Кабель до цеха 2(1 - 4) МЕДЬ

280,22

150

0,005

0,126

0,07

0,65

0,33

148,2

82,45

Кабель до цеха 3(1 - й/2 - й) МЕДЬ

268,06

95

0,034

0,199

0,07

0,65

2,87

1451

511,3

Кабель до цеха 4(1 - й/2 - й)

27,35

16

0,032

1,953

0,07

0,45

1,42

139,3

4,991

Кабель до цеха 5(1 - й/2 - й)

47,72

50

0,076

0,625

0,07

0,45

2,17

325,5

36,45

Кабель до цеха 6(1 - й/2 - й)

156,37

70

0,026

0,446

0,07

0,70

2,60

866,8

135,9

Кабель до цеха 7(1 - й/2 - й)

153,50

70

0,097

0,446

0,07

0,80

10,36

3074

482

Кабель до цеха 8(1 - й/2 - й)

194,98

120

0,083

0,260

0,07

0,80

6,98

2453

659,4

Кабель до цеха 9(1 - й/2 - й)

57,36

50

0,089

0,625

0,07

0,80

4,79

548,7

61,45

Кабель до цеха 10(1 - й/2 - й)

31,08

50

0,182

0,625

0,07

0,45

3,37

329,7

36,93

Кабель до цеха 11(1 - й/2 - й)

86,85

95

0,106

0,329

0,07

0,80

4,86

788,1

167,7

Кабель до автостоянки

174,88

120

0,021

0,260

0,07

0,60

1,36

505,9

136

Кабель до цеха 13(1 - й/2 - й) МЕДЬ

387,53

185

0,055

0,102

0,07

0,80

4,57

2530

1736

Кабель до цеха 14(1 - 4) МЕДЬ

257,27

150

0,005

0,126

0,07

0,80

0,32

124,9

69,5

Кабель до цеха 15(1 - й/2 - й)

29,33

16

0,019

1,953

0,07

0,45

0,91

96,06

3,443

Кабель до цеха 16(1 - й/2 - й)

35,03

25

0,049

1,250

0,07

0,45

1,85

224,1

12,55

Кабель до цеха 17(1 - й/2 - й)

91,94

95

0,136

0,329

0,07

0,60

5,47

1131

240,6

Кабель до цеха 18(1 - й/2 - й)

208,18

120

0,042

0,260

0,07

0,70

3,55

1434

385,5

Кабель до цеха 19(1 - 4) МЕДЬ

302,43

185

0,042

0,102

0,07

0,80

2,74

1185

813,4

Таблица 6.4.6

Наименование цеха/ТП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное х, Ом/км

cos(f)

Потери напряжения U2, В

Потери Р2, Вт

Потери Q2, Вар

Кабель до цеха 1(1 - 4) МЕДЬ

291,78

150

0,005

0,126

0,07

0,70

0,35

160,6

89,39

Кабель до цеха 2(1 - 4) МЕДЬ

280,22

150

0,028

0,126

0,07

0,65

1,80

815,7

453,9

Кабель до цеха 3(1 - й/2 - й) МЕДЬ

268,06

95

0,017

0,199

0,07

0,65

1,43

725,3

255,6

Кабель до цеха 4(1 - й/2 - й)

27,35

16

0,023

1,953

0,07

0,45

1,04

102,1

3,66

Кабель до цеха 5(1 - й/2 - й)

47,72

50

0,091

0,625

0,07

0,45

2,59

388,7

43,54

Кабель до цеха 6(1 - й/2 - й)

156,37

70

0,066

0,446

0,07

0,70

6,44

2150

337,1

Кабель до цеха 7(1 - й/2 - й)

153,50

70

0,089

0,446

0,07

0,80

9,46

2807

440,1

Кабель до цеха 8(1 - й/2 - й)

194,98

120

0,064

0,260

0,07

0,80

5,37

1887

507,2

Кабель до цеха 9(1 - й/2 - й)

57,36

50

0,061

0,625

0,07

0,80

3,31

378,9

42,43

Кабель до цеха 10(1 - й/2 - й)

31,08

50

0,150

0,625

0,07

0,45

2,78

272,2

30,49

Кабель до цеха 11(1 - й/2 - й)

86,85

95

0,131

0,329

0,07

0,80

6,03

977,3

208

Кабель до автостоянки

174,88

120

0,005

0,260

0,07

0,60

0,32

119,5

32,11

Кабель до цеха 13(1 - й/2 - й) МЕДЬ

387,53

185

0,034

0,102

0,07

0,80

2,81

1557

1069

Кабель до цеха 14(1 - 4) МЕДЬ

257,27

150

0,005

0,126

0,07

0,80

0,32

124,9

69,5

Кабель до цеха 15(1 - й/2 - й)

29,33

16

0,038

1,953

0,07

0,45

1,82

192,1

6,886

Кабель до цеха 16(1 - й/2 - й)

35,03

25

0,059

1,250

0,07

0,45

2,25

272,8

15,28

Кабель до цеха 17(1 - й/2 - й)

91,94

95

0,127

0,329

0,07

0,60

5,13

1060

225,5

Кабель до цеха 18(1 - й/2 - й)

208,18

120

0,070

0,260

0,07

0,70

5,85

2366

636

Кабель до цеха 19(1 - 4) МЕДЬ

302,43

185

0,034

0,102

0,07

0,80

2,19

948,1

650,8

Кабель до КТП - 1 (1 - й/2 - й)

30,10

50

0,144

0,625

0,08

0,66

3,55

244,7

31,32

Кабель до КТП - 2 (1 - й/2 - й)

18,71

50

0,301

0,625

0,08

0,75

5,08

197,4

25,27

Кабель до КТП - 3 (1 - й/2 -й)

44,37

50

0,246

0,625

0,08

0,74

9,74

906,8

116,1

Провод ЛЭП (1 - й/2 - й)

7,58

70

5,500

0,420

0,44

0,71

43,94

398,1

418

6.5 Выбор оборудования на стороне ВН

Определение потерь мощности и напряжения в трансформаторах

Потерю активной мощности в трансформаторах определим по формуле, кВт :

; (6.5.1.1)

где n - число трансформаторов; Рхх и Рк - мощности холостого хода и короткого замыкания трансформаторов, кВт; Sном.т - номинальная мощность трансформаторов, кВА.

Потерю напряжения в трансформаторах определим по формуле, %:

; (6.5.1.2)

где б = U0/Uном - коэффициент, равный отношению вторичного напряжения трансформатора при коротком замыкании, к номинальному напряжению сети; в = S/Sном - коэффициент загрузки трансформаторов; Uа и Uр - активная и реактивная составляющие напряжения к.з. - Uк, %;

; (6.5.1.3)

. (6.5.1.4)

Первый вариант.

Для трансформатора ТМ-1000/10/0,4. Проведем расчет потерь напряжения : S = 1000 кВА; cosц =0,661; sinц = 0,75.

;

%;

;

кВт.

Для всех остальных трансформаторов расчет аналогичен.

Расчет потерь для всех трансформаторов сведем в таблицу 6.5.1.1

Таблица 6.5.1.1

Наименование ТП

Наименование тр-ра

Расчетнаянагрузка, кВт

Номинальная мощ-ть тр-ра S, кВА

Номинальное напр-е U, кВ

, кВт

, кВт

, %

, %

, кВт

Ua КЗ,%

Up КЗ, %

, %

ЦТП - 1

ТМ-1000/10/0,4

913,99

1000

10

2,45

12,2

1,4

5,5

10,00

1,22

5,36

2,21

ЦТП - 2

ТМ-630/10/0,4

615,84

630

10

1,31

7,6

2

5,5

6,25

1,21

5,37

2,18

ЦТП - 3

ТМ-1000/10/0,4

1137,09

1000

10

2,45

12,2

1,4

5,5

12,79

1,22

5,36

2,57

ГПП

ТМН-2500/110/11

2743,60

2500

110

6,5

22

1,5

10,5

26,25

0,88

10,46

4,38

Расчет кабельных и воздушных линий

Выбор проведем для кабеля W5 Вариант 2. Выбираем кабель ААБл - 10 - 3*50 сечением 50 мм2, имеющим длительно допустимый ток 140 А [3].

Определим потери напряжения в кабеле:

Определим потери мощности в кабеле:

Вт;

Вар.

Для воздушной линии W1,2 выберем провод АС-70/11 общим сечением 70 мм2, сечением стальной жилы 11 мм2, имеющим длительно допустимый ток 265 А.

Выбор сечений, а также потери мощности для двух вариантов сведем в таблицу 6.5.1.2

Таблица 6.5.1.2

Наименование цеха/ТП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное х, Ом/км

cos(f)

Потери напряжения U2, В

Потери Р2, Вт

Потери Q2, Вар

Вариант 1

Кабель до КТП - 1 (1 - й/2 - й)

30,10

50

0,057

0,625

0,08

0,66

1,41

97,15

12,44

Кабель до КТП - 2 (1 - й/2 - й)

18,71

50

0,095

0,625

0,08

0,75

1,61

62,57

8,009

Кабель до КТП - 3 (1 - й/2 -й)

44,37

50

0,091

0,625

0,08

0,74

3,61

336,2

43,03

Провод ЛЭП (1 - й/2 - й)

7,58

70

0,216

0,420

0,441

0,71

1,73

15,63

16,41

Вариант 2

Кабель до КТП - 1 (1 - й/2 - й)

30,10

50

0,144

0,625

0,08

0,66

3,55

244,7

31,32

Кабель до КТП - 2 (1 - й/2 - й)

18,71

50

0,301

0,625

0,08

0,75

5,08

197,4

25,27

Кабель до КТП - 3 (1 - й/2 -й)

44,37

50

0,246

0,625

0,08

0,74

9,74

906,8

116,1

Провод ЛЭП (1 - й/2 - й)

7,58

70

5,500

0,420

0,441

0,71

43,94

398,1

418

Выбор выключателей на 10-110 кВ

Для ЦТП - 1

Iр = 30,1 А. С учетом перегрузки 2Iр = 230,1 = 60,2 А Выбираем выключатель нагрузки ВНР-10/400-10зУЗ.

Его основные характеристики:

­ номинальный ток, А 400

­ ток отключения, А 800

­ номинальное напряжение, кВ 10

Выбор всех выключателей сведем в таблицу

Таблица 6.5.3.1

Позиционное обозначение

Наименование

Iраб, А

Iном, А

Iотк, А

Uном, кВ

ЦТП -1

ВНР-10/400-10зУЗ(в/в)

60,2

400

800

10

ВНР-10/400-10зУЗ(в/в)

60,2

400

800

10

ЦТП-2

ВНР-10/400-10зУЗ(в/в)

37,4

400

800

10

ВНР-10/400-10зУЗ(в/в)

37,4

400

800

10

ЦТП-3

ВНР-10/400-10зУЗ(в/в)

88,8

400

800

10

ВНР-10/400-10зУЗ(в/в)

88,8

400

800

10

ГПП

ВВТЭ-М-10-20/630У2(в/в)

186,4

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2(в/в)

186,4

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2(в/с)

93,2

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2 (в/отх.л)

60,2

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2 (в/отх.л)

60,2

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2 (в/отх.л)

37,4

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2 (в/отх.л)

37,4

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2 (в/отх.л)

88,8

630

10000

10

ВВТЭ-М-10-20/630У2 (в/отх.л)

88,8

630

10000

10

ЛЭП

МКП-110Б-630-20У1

15,2

630

20000

110

МКП-110Б-630-20У1

15,2

630

20000

110

6.5.4 Выбор предохранителей на 10 кВ

Для ЦТП - 1

Iр = 30,1 А. С учетом перегрузки 2Iр = 230,1 = 60,2 А Выбираем предохранитель ПКТ103-10-12,5УЗ.

Его основные характеристики:

­ номинальный ток плавкой вставки , А 100

­ ток отключения, А 12500

­ номинальное напряжение, кВ 10

Выбор всех предохранителей сведем в таблицу 6.5.4.1

Таблица 6.5.4.1

№ подстанции

Iраб, А

Iвс.ном, А

Iотк, А

Типоисполнение

1

60,2

100

12500

ПКТ103-10-12,5УЗ

60,2

100

12500

ПКТ103-10-12,5УЗ

2

37,4

80

12500

ПКТ103-10-12,5УЗ

37,4

80

12500

ПКТ103-10-12,5УЗ

3

88,8

100

12500

ПКТ103-10-12,5УЗ

88,8

100

12500

ПКТ103-10-12,5УЗ

Выбор ОПН на 10 кВ

Uр = 10 кВ. Выбираем ОПН серии VariGAP стандартный класс (UNG) [10].

Его основные характеристики:

- класс рабочего напряжения, кВ 15

- максимальное напряжение системы, кВ 12,7

- минимальное напряжение перекрытия, кВ 25,4

- уровень защиты на фронте импульса, кВ 43

- коммутационный импульс, кВ 28,8

Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на 110 кВ

Iр = 7,58 А. С учетом перегрузки 2Iр = 27,58 = 15,2 А Выбираем разъединитель РНД(З)-110(Б)(У)/1000У1(ХЛ).

Его основные характеристики:

­ номинальный ток, А 1000

­ ток отключения, А

­ номинальное напряжение, кВ 110

Выбор всех предохранителей сведем в таблицу 6.5.6.1

Таблица 6.5.6.1

Наименование

Iраб, А

Iном, А

Uном, кВ

Типоисполнение

Разъединитель

15,2

1000

110

РНД(З)-110(Б)(У)/1000У1(ХЛ).

Отделитель

15,2

1000

110

ОД-110/1000У1

Короткозамыкатель

88,8

-

110

КЗ-110У1

6.6 Технико-экономическое сравнение вариантов

Целью технико-экономических расчётов является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и её элементов.

Критерием экономичности является минимум приведённых затрат, руб:

; (6.6.1)

где Кн - нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,125; электроприемник электрической сеть напряжение

К - единовременные капитальные вложения;

И - ежегодные издержки, руб.

Ежегодные издержки определяются по формуле:

; (6.6.2)

где Икл и Иэ.о. - издержки на текущий ремонт и амортизацию для кабельных линий и остального электрооборудования соответственно;

Ип - стоимость потерь э/э, руб.

Издержки для кабельных линий определяются по формуле:

; (6.6.3)

где отчисления на амортизацию;

отчисления на обслуживание;

отчисление на ремонт.

Для остального электрооборудования формула аналогична.

Стоимость потерь э/э определяется по формуле:

; (6.6.4)

где в = 0,2 - стоимость одного киловатта в час потерь э/э, руб/кВт · ч.

Проведем технико-экономическое сравнение вариантов внутрецехового электроснабжения. Сведём в таблицы 6.6.1 и 6.6.2 стоимости элементов электрических сетей для первого и второго вариантов соответственно.

Таблица 6.6.1

Наименование

Цена Куд за шт. или за метр , руб

Количество n, шт. или длина l, м

Капиталовложение,К, руб

Провода

АПВ - 2,5

0,98р.

212,436

208,19р.

АПВ - 4

1,45р.

9,45

13,70р.

АПВ - 10

3,33р.

15,687

52,24р.

АПВ - 25

8,39р.

24,759

207,73р.

Кабели

АВВГ 4х10

18,58

74,157

1 377,84р.

АВВГ 4х25

44,07

3

132,21р.

АВВГ 4х35

60,34

5,268

317,87р.

Силовые пункты

ПР-11-3078-21-013

9268

3

27 804,00р.

ПР-11-3060-21-013

7288

1

7 288,00р.

Выключатели автоматические

А3716 - 100А

1155

1

1 155,00р.

А3716 - 16…80А

996

4

3 984,00р.

Итого по кабелям/проводам

2 309,77р.

Итого по остальному электрооборудованию

40 231,00р.

Итого в различающейся части

42 540,77р.

Таблица 6.6.2

Наименование

Цена Куд за шт. или за метр , руб

Количество n, шт. или длина l, м

Капиталовложение,К,руб

Провода

АПВ - 2,5

0,98р.

158,193

155,03р.

АПВ - 4

1,45р.

9,45

13,70р.

АПВ - 10

3,33р.

10,017

33,36р.

АПВ - 25

8,39р.

7,56

63,43р.

Кабели

АВВГ 4х10

18,58р.

11,529

214,21р.

АВВГ 4х25

44,07р.

4

176,28р.

АВВГ 4х35

60,34р.

4

241,36р.

АВВГ 4х70

97,49р.

4

389,96р.

Шинопроводы

ШРА - 1

 

ШРА73У3 - 250

Секция вводная У2030

2905,95

1

2 905,95р.

1 метр

Секция прямая У2020

1891,7

4

7 566,80р.

1 метр

Секция с 4-мя ответвлениями У2022

3712,63

2

7 425,26р.

(3 метра)

Заглушка торцовая У2028

401

1

401,00р.

ШРА - 2

ШРА73У3 - 250

Секция вводная У2030

2905,95

1

2 905,95р.

1 метр

Секция с 4-мя ответвлениями У2022

3712,63

2

7 425,26р.

(3 метра)

Секция прямая У2020

1891,7

11

20 808,70р.

1 метр

Заглушка торцовая У2028

401

1

401,00р.

ШРА - 3

ШРА73У3 - 250

Секция вводная У2030

2905,95

1

2 905,95р.

1 метр

2

3

4

Секция с 4-мя ответвлениями У2022

3712,63

3

11 137,89р.

(3 метра)

 

 

Секция прямая У2020

1891,7

14

26 483,80р.

1 метр

 

 

Заглушка торцовая У2028

401

1

401,00р.

Выключатели автоматические

А3716 - 100160А

1155

2

2 310,00р.

А3716 - 80А

996

1

996,00р.

Итого по кабелям/проводам

1 287,33р.

Итого по остальному электрооборудованию

94 074,56р.

Итого

95 361,89р.

Первый вариант.

Определим суммарные потери мощности, кВт:

ДР? = ДРтр +ДРКЛ +ДРПР = 10 + 0,906 + 0,9 = 11,806.

Определим суммарные потери энергии, кВт•ч:

ДW = ДР?•ф = .

Издержки на потери э/э, руб:

Ип = 0,2 · 28396,72 = 5679,344.

Ежегодные издержки, руб:

Минимум приведённых затрат, руб:

З = 0,125 · 42 540,77 + 9629,67 = 14947,27.

Второй вариант.

Определим суммарные потери мощности, кВт:

ДР? = ДРтр + ДРкл и ш.п + ДРпр = 10 + 0,353 + 0,51 = 10,857.

Определим суммарные потери энергии, кВт•ч:

ДW = ДР?•ф =

Издержки на потери э/э, руб:

Ип = 0,2 · 26116,27 = 5223,25 руб.

Ежегодные издержки, руб:

Минимум приведённых затрат, руб:

З = 0,125 · 95361,89 + 14160,24 = 26080,47

Определим разность, %:

.

По результатам расчётов можно сделать вывод, что первый вариант схемы сети (с применением кабелей) более экономичен, чем первый, ему и отдадим предпочтение.

Проведем технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения цехов предприятия. Сведём в таблицы 6.6.3 и 6.6.4 стоимости элементов электрических сетей для первого и второго вариантов соответственно.

Таблица 6.6.3

Марка кабеля

Цена Куд за шт. или за км , руб

Количество n, шт. или длина l, км

Капиталовложение,К, руб

ВВГ 4*150 4шт.

616000

0,055

135661,93

ВВГ 4*150 4шт.

616000

0,005

12320,00

ВВГ 4*95 2шт.

410550

0,034

27820,18

АВВГ 4*16 2шт.

22900

0,032

2909,58

АВВГ 4*50 2шт.

62200

0,076

18966,92

АВВГ 4*70 2шт.

86730

0,026

9182,97

АВВГ 4*70 2шт.

86730

0,097

33793,34

АВВГ 4*120 2шт.

157030

0,083

51874,17

АВВГ 4*50 2шт.

62200

0,089

22128,07

АВВГ 4*50 2шт.

62200

0,182

45309,86

АВВГ 4*95 2шт.

136070

0,106

57628,37

АВВГ 4*120 2шт.

157030

0,021

13301,07

ВВГ 4*185 2шт.

719000

0,055

158345,66

ВВГ 4*150 4шт.

616000

0,005

12320,00

АВВГ 4*16 2шт.

22900

0,019

872,87

АВВГ 4*25 2шт.

34190

0,049

3330,43

АВВГ 4*95 2шт.

136070

0,136

36882,15

АВВГ 4*120 2шт.

157030

0,042

13301,07

ВВГ 4*185 2шт.

719000

0,042

60902,18

ААБл 3*50 2шт.

156840

0,057

17934,72

ААБл 3*50 2шт.

156840

0,095

29891,19

ААБл 3*50 2шт.

156840

0,091

28562,70

АС 70/11 6шт.

70880

0,216

91858,44

Итого по кабелям

885 097,88р.

Таблица 6.6.4

Марка кабеля

Цена Куд за шт. или за км , руб

Количество n, шт. или длина l, км

Капиталовложение,К, руб

ВВГ 4*150 4шт.

616000

0,005

12320,00

ВВГ 4*150 4шт.

616000

0,028

67830,96

ВВГ 4*95 2шт.

410550

0,017

13910,09

АВВГ 4*16 2шт.

22900

0,023

1066,85

АВВГ 4*50 2шт.

62200

0,091

11327,47

АВВГ 4*70 2шт.

86730

0,066

11386,89

АВВГ 4*70 2шт.

86730

0,089

15427,39

АВВГ 4*120 2шт.

157030

0,064

19951,60

АВВГ 4*50 2шт.

62200

0,061

7639,45

АВВГ 4*50 2шт.

62200

0,150

18703,49

АВВГ 4*95 2шт.

136070

0,131

35729,59

АВВГ 4*120 2шт.

157030

0,005

1570,30

ВВГ 4*185 2шт.

719000

0,034

48721,74

ВВГ 4*150 4шт.

616000

0,005

12320,00

АВВГ 4*16 2шт.

22900

0,038

1745,75

АВВГ 4*25 2шт.

34190

0,059

4054,44

АВВГ 4*95 2шт.

136070

0,127

34577,02

АВВГ 4*120 2шт.

157030

0,070

21946,76

ВВГ 4*185 2шт.

719000

0,034

48721,74

ААБл 3*50 2шт.

156840

0,144

45168,92

ААБл 3*50 2шт.

156840

0,301

94323,33

ААБл 3*50 2шт.

156840

0,246

77052,86

АС 70/11 6шт.

-

-

-

Итого по кабелям

605 496,64р.

Первый вариант.

Определим суммарные потери мощности, кВт:

ДР? = ДРКЛ +ДРТР = 19,635 + 26,25 = 45,883.

Определим суммарные потери энергии, кВт•ч:

ДW = ДР?•ф = .

Издержки на потери э/э, руб:

Ип = 0,2 · 110362 = 22072,33.

Ежегодные издержки, руб:

.

Минимум приведённых затрат, руб:

З = 0,125 · 885097,88 + 64672,18 = 175309,41.

Второй вариант.

ДР? = ДРКЛ +ДРТР = 18,653+ 26,25 = 44,902.

ДW = ДР?•ф =

Ип = 0,2 · 108001,21 = 21600,24 руб.

.

З = 0,125 · 605496,64 + 44278,24 = 119965,35.

Определим разность, %:

7. Электротехнический расчет электрического освещения

7.1 Расчет электрической нагрузки осветительной сети

Расчетная нагрузка осветительной сети для газоразрядных ламп, кВт:

Рр.о = Руст•Кс•Кпра, (7.1.1)

где Руст - установленная мощность ламп,

Кс=0,8- коэффициент спроса,

Кпра=1,1- коэффициент учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре. Для ламп накаливания Кпра = 1, для ламп ДРЛ Кпра = 1,1.

Расчеты по рабочему и аварийному освещению сведем в таблицу 7.1.1.

Таблица 7.1.1

1

2

3

4

5

6

7

N,

шт

Рл ,

Вт

Руст ,

кВт

Кс ,

о.е.

Кпра ,

о.е.

Рр.о. ,

кВт

cosц ,

о.е.

РАБОЧЕЕ ОСВЕЩЕНИЕ (лампы ДРЛ)

20

700

14

0,8

1,1

12,32

0,6

Итого по рабочему освещению

12,32

-

АВАРИЙНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

15

300

4,5

0,8

1

6,6

1

Итого по аварийному освещению

6,6

-

Для светильников общего освещения применим напряжение 220 В. Электроснабжение рабочего освещения выполняется самостоятельными линиями от щитов подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передаётся питающими линиями на осветительные групповые осветительным щиткам. Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями.

7.2 Расчёт осветительной сети

Распределение светильников по фазам выполняется для более равномерного распределения нагрузки по фазам. Это уменьшает несимметрию сети электроснабжения цеха, а так же сечение проводников из-за равномерного распределения по фазам.

Распределим светильники по фазам для участка (рис. 5).

В помещении установлено: 4 ламп в ряду; 5 ряда. Произведем распределение светильников по фазам для каждого рядов:

1. ABCA;

2. BCAB;

3. CABC;

4. ABCA;

5. BCAB.

Определим сумму моментов, представляющую собой произведение мощности на длину линии, кВт · м:

; (7.2.1)

Рр,о = 0,616 кВт, Тогда:

Из расчётов моментов видим, что нагрузка по фазам распределена практически равномерно. Расчёт распределения светильников по фазам для остальных участков цеха выполняется аналогично. Распределение представлено на первом листе графической части.

Расчёт осветительной сети проводим по потере напряжения. Потеря напряжения зависит от мощности трансформатора (допустимой потере напряжения) и от его загрузки. Откуда ДUдоп = 3,1 %.

При заданных номинальном напряжении сети и материале проводника потери напряжения на каждом участке осветительной сети определяются по формуле, %:

; (7.2.2)

Где

; (7.2.3)

где ?М - сумма моментов данного и всех последующих участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке кВт · м;

- сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и имеющих иное число проводов в линии, кВт · м;

б - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на участке и в ответвлении;

- коэффициент, значение которого зависит от напряжения и материала проводника; = 72 для трехфазной сети с нулем.

S - минимальное сечение проводника мм2.

Приведем пример расчета для кабеля питающего ЩО.

мм2.

Принимаем сечение 4 мм2. На данном участке кабель марки ВВГ сечением S = 4 х 4 мм2. Тогда действительная потеря напряжения, которую определим по формуле (7.2.2), буде равна, %:

Тогда допустимая потеря на последующих участках равна,%:

3,1 - 1,11 = 1,99.

Расчет на остальных участках аналогичен. Результаты расчетов сведем в таблицу 7.2.2.

Таблица 7.2.2

Участок

ДUдоп,

УМ,

Sр,

S,

ДU,

%

кВт · м

мм2

мм2

%

ЦТП-ЩО1

3,1

320,32

2,89

4

1,11

ЩО1 - фаза А

1,11

117,53

0,16

2,5

0,653

ЩО1 - фаза B

1,11

114,42

0,799

2,5

0,636

ЩО1 - фаза C

1,11

92,52

0,532

2,5

0,514

Исходя из формулы (7.1.1) определим значения тока, А:

(7.2.4)

где - номинальное фазное напряжение сети.

Результаты сведем в таблицу 7.2.3.

По полученным значениям тока выберем необходимое сечение.

Таблица 7.2.3

Участок

Наиболее загруженная фаза

I, А

F, мм2

От ЦТП до ЩО1

по фазе A

93,3

25

От ЩО1 до помещения

по фазе A

32,66

6

по фазе В

32,66

6

по фазе C

28

6

Выбор осветительных щитов проведем на основе таблицы 7.2.2.

ЩО1:

Выбираем осветительный щиток типа ЩО31-21, автомат на вводе А3114, на отходящих линиях АЕ - 1031 - 11, 5 штук.

В следствии того, что сети освещения являются протяжёнными и с малыми сечениями, откуда большое сопротивление, а следовательно малый ток К.З., поэтому коммутационную аппаратуру на стойкость проверять не будем.

Участки сети от ЦТП до ЩО выполнены кабелем ВВГ. Участки сети от ЩО до ламп выполнены проводом ПВ.

Для аварийного освещения расчет аналогичен. Распределение ламп аварийного освещения по фазам представлено на первом листе графической части. В помещении установлено: 3 ламп в ряду; 5 рядов. Произведем распределение светильников по фазам для каждого ряда:

6. ABC;

7. АBC;

8. ABC;

9. ABC;

10. ABС.

Таблица 7.2.3

1

2

3

4

5

6

Участок

ДUдоп,

УМ,

Sр,

S,

ДU,

%

кВт · м

мм2

мм2

%

ЦТП-АЩО1

3,1

171,6

2,61

4

0,595

ЩО1 - фаза А

2,505

137,03

0,196

1

0,491

ЩО1 - фаза B

2,505

137,03

0,196

1

0,491

ЩО1 - фаза C

2,505

137,03

0,196

1

0,491

Проверку по допустимому току делать не будем в виду малых значений токов.

АЩО:

Выбираем осветительный щиток типа ЩО31 - 21, автомат на вводе А3114, на отходящих линиях АЕ - 1031 - 11, 5 штук.

7.3 Расчет осветительной нагрузки цехов предприятия

Рассчитаем удельную осветительную нагрузку:

кВт/м2.

Рассчитаем осветительную нагрузку для цеха 1, кВт:

.

Расчет осветительной нагрузки для всех цехов сведем в таблицу

Таблица 7.3.1

№п/п

Наименование

Удельная осветительная нагрузка, кВт/м2

Площадь цеха, м2

Рном осв-я, кВт

1

Корпус производства бетонных конструкций

0,016

2583,03

42

2

Корпус производства керамзитобетонных конструкций

0,016

2287,06

37

3

Бетоно-смесительный цех

0,016

156,96

2,5

4

Склад цемента

0,016

179,38

3

5

Склад арматурной стали

0,016

596,43

10

6

Автоматизированный склад с приемными устройствами

0,016

627,82

10,1

7

Блок механических цехов

0,016

864,00

14

8

Административный корпус

0,016

2690,66

43,6

9

Площадка для хранения готовой продукции

0,016

2623,39

42,5

10

Склад метизов и труб

0,016

896,89

14,5

11

Гараж на 25 автомобилей

0,016

941,73

15,3

12

Стоянка автомашин

0,016

7103,34

115,10

13

Корпус керамзитовых труб №1

0,016

1533,67

25

14

Корпус бетонных труб

0,016

1883,46

30,5

15

Склад керамзита

0,016

345,30

5,6

16

Склад готовых труб

0,016

807,20

13,1

17

Деревообрабатывающий цех

0,016

1363,27

22

18

Котельная

0,016

1278,06

20,7

19

Компрессорная

0,016

242,16

4

8. Расчет системы компенсации реактивной мощности в цеховой электрической сети

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятия.

Уравнение баланса реактивной мощности записывается в виде:

(8.1)

где - мощность источника питания, - мощность компенсирующих устройств, - реактивная мощность нагрузки, - суммарные потери реактивной мощности по цеху, - мощность резерва.

Т.к. всю мощность нагрузки скомпенсируем непосредственно в цехах, в расчетах примем = 0.

QИП=РРМ• tg(f) (8.2)

где РРМ - активная мощность нагрузки, tg(ц) = tg(arccos(0,85)) - тангенс, задаваемый энергосистемой.

QИП = 2606,42 • 0,29 = 755,86 кВАр.

Qpез - мощность резерва, составляет 6 % от мощности источника.

Qpез = 0,06 • 755,86 = 45,35 кВАр.

DQS - суммарные потери во сетях предприятия.

DQ? =--DQКЛ + DQтр (8.3)

где DQКЛ - потери мощности в кабельных линиях соединяющих ГПП с ЦТП и ЦТП с ВРУ цеха. Данные о потерях возьмем из табл. 6.4.6. Рассчитаем потери по всему предприятию и сведем их в таблицу.

Таблица 8.1

Наименование цеха/ТП

Потери Q2, Вар

Колличество кабелей

Полные потери Q, Вар

Кабель до цеха 1(1 - 4) МЕДЬ

89,39

4

357,58

Кабель до цеха 2(1 - 4) МЕДЬ

453,9

4

1815,7

Кабель до цеха 3(1 - й/2 - й) МЕДЬ

255,6

2

511,27

Кабель до цеха 4(1 - й/2 - й)

3,66

2

7,3206

Кабель до цеха 5(1 - й/2 - й)

43,54

2

87,08

Кабель до цеха 6(1 - й/2 - й)

337,1

2

674,16

Кабель до цеха 7(1 - й/2 - й)

440,1

2

880,19

Кабель до цеха 8(1 - й/2 - й)

507,2

2

1014,4

Кабель до цеха 9(1 - й/2 - й)

42,43

2

84,866

Кабель до цеха 10(1 - й/2 - й)

30,49

2

60,981

Кабель до цеха 11(1 - й/2 - й)

208

2

415,93

Кабель до автостоянки

32,11

1

32,111

Кабель до цеха 13(1 - й/2 - й) МЕДЬ

1069

2

2137

Кабель до цеха 14(1 - 4) МЕДЬ

69,5

4

278

Кабель до цеха 15(1 - й/2 - й)

6,886

2

13,771

Кабель до цеха 16(1 - й/2 - й)

15,28

2

30,554

Кабель до цеха 17(1 - й/2 - й)

225,5

2

451,07

Кабель до цеха 18(1 - й/2 - й)

636

2

1272

Кабель до цеха 19(1 - 4) МЕДЬ

650,8

4

2603

Кабель до КТП - 1 (1 - й/2 - й)

31,32

2

62,637

Кабель до КТП - 2 (1 - й/2 - й)

25,27

2

50,544

Кабель до КТП - 3 (1 - й/2 -й)

116,1

2

232,15

Суммарные потери Q, ВАр

13072

DQтр - потери реактивной мощности в трансформаторе.

Для ЦТП - 1 трансформатор 3:

кВар.

Расчет потерь для всех трансформаторов сведем в таблицу

Таблица 8.2

Наименование ТП

Нагрузка, кВт

Номинальная мощ-ть тр-ра S, кВА

, кВ

, %

, %

Потери активной мощности в трансформаторе Р, кВт

Q, кВар

ЦТП - 1

913,99

1000

10

1,4

5,5

10,00

50,97

ЦТП - 2

615,83

630

10

2

5,5

6,25

41,75

ЦТП - 3

1137,09

1000

10

1,4

5,5

12,79

63,56

ГПП

2743,60

2500

110

1,5

10,5

26,25

233,07

Суммарные потери Q, кВАр

389,36

DQS =-- 13,072 + 389,36 = 402,43 кВАр

Потери реактивной мощности в кабелях, питающих отдельные электроприемники, не учитываются, поскольку очень малы и не оказывают заметного влияния на суммарные потери.

QКУ = QSН + DQS + Qрез - QИП = 0 + 402,43 + 45,35 - 755,86 =

= - 308,078 кВАр.

Поскольку мощность компенсирующих устройств получилась отрицательная, то установка компенсирующих устройств в распределительной сети 10 кВ не требуется.

Пользуясь данными о нагрузках предприятия из пункта 5.1 выберем тип и количество ККУ.

Таблица 8.3

№

Наименование узлов питания и групп цехов

Qм,кВар

Типоисполнение КУ

Количество батарей

Суммарная номинальная мощность, кВАр

I

ЦТП - 1 

 

Корпус производства бетонных конструкций

740,856

УКЛ (П) Н-0,38-432-108УЗ

2

864

Корпус керамзитобетонных конструкций

819,246

УКЛ (П) Н-0,38-432-108УЗ

2

864

Бетоно-смесительный цех

409,623

УКЛ (П) Н-0,38-216-108УЗ

2

432

Склад цемента

65,505

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Склад арматурной стали

104,809

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Автоматизированный склад с приемными устройствами

199,694

УКН-0,38-108УЗ

2

216

Площадка для хранения готовой продукции

24,756

УКН-0,38-75УЗ

1

75

II

ЦТП - 2 

 

Блок механических цехов

139,676

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Административный корпус

159,801

УКЛ (П) Н-0,38-216-108УЗ

2

432

Корпус керамзитовых труб №1

363,842

УКЛ (П) Н-0,38-216-108УЗ

2

432

Корпус бетонных труб

485,122

УКЛ (П) Н-0,38-300-150УЗ

2

600

Склад керамзита

65,505

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Склад готовых труб

65,505

УКН-0,38-75УЗ

2

150

III

ЦТП - 3 

 

Склад метизов и труб

52,404

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Гараж на 25 автомобилей

74,269

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Стоянка автомашин

-

-

-

-

Деревообрабатывающий цех

132,034

УКН-0,38-75УЗ

2

150

Котельная

258,460

УКН-0,38-150УЗ

2

300

Компрессорная

594,151

УКЛ (П) Н-0,38-300-150УЗ

2

600

9. Расчет токов короткого замыкания и проверка основного оборудования сети

9.1 Расчет токов короткого замыкания

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение в сети или в элементах электрооборудования короткого замыкания, вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру.

Расчет токов КЗ может быть выполнен в относительных единицах и в именованных единицах.

1 Расчет токов КЗ высокой стороны (110-10 кВ).

Рис. 9.1

Расчет будем вести в именованых единицах. Рассчитаем сопротивления элементов системы электроснабжения.

Сопротивления трансформатора, Ом:

Сопротивление ЛЭП, Ом:

Сопротивление в точке К1:

Ток КЗ в точке К1, А:

Рассчитаем ударные токи в точках КЗ, А:

(9.1.1)

где Куд - ударный коэффициент, определяется по графику.

Куд = 1,89

Расчет сопротивлений всех элементов системы электроснабжения и точек КЗ сведем в таблицу 9.1.1.

Таблица 9.1.1

Точка КЗ

Наименование

r, Ом

x, Ом

r в точке КЗ, Ом

x в точке КЗ, Ом

Ток КЗ, А

x/r

kу

Iуд, А

1 и 1'

Трансформатор ТЭЦ ВН

1,4052

34,7156

1,1394

18,4914

3588,06

24,71

1,890

9590,40

2 и 2'

Середина ЛЭП

1,1550

1,2128

1,6780

18,5508

3568,79

1,05

1,060

5349,85

3 и 3

Конец ЛЭП

2,3100

2,4255

1,8576

18,5706

3561,76

1,05

1,060

5339,32

Трансформатор ГПП ВН

46,5520

555,4500

48,4096

574,0206

115,39

11,93

1,750

285,59

4 и 4'

Трансформатор ГПП НН

0,3520

4,2000

0,4001

4,7440

1214,15

11,93

1,750

3004,87

5 и 5'

Конец КЛ1

0,0900

0,0115

0,4901

4,7555

1209,11

0,13

1,000

1709,93

7 и 7'

Конец КЛ2

0,1879

0,0241

0,5880

4,7680

1203,20

0,13

1,000

1701,58

9 и 9'

Конец КЛ3

0,1535

0,0197

0,5536

4,7636

1205,32

0,13

1,000

1704,58

Трансформатор ЦТП1 ВН

1,2200

5,5000

1,7101

10,2555

555,96

4,51

1,430

1124,33

6 и 6'

Трансформатор ЦТП1 НН

0,0020

0,0088

0,0027

0,0164

13898,95

4,51

1,430

28108,21

Трансформатор ЦТП2 ВН

1,9148

8,7302

2,5029

13,4982

421,05

4,56

1,430

851,51

8 и 8'

Трансформатор ЦТП2 НН

0,0031

0,0140

0,0040

0,0216

10526,36

4,56

1,430

21287,72

Трансформатор ЦТП3 ВН

1,2200

5,5000

1,7736

10,2636

554,96

4,51

1,430

1122,32

10 и 10'

Трансформатор ЦТП3 НН

0,0020

0,0088

0,0028

0,0164

13874,07

4,51

1,430

28057,88

2 Расчет токов КЗ в схеме внутрицехового электроснабжения

Рис 9.2

Расчет токов КЗ стороны на 0,4 кВ производится аналогично стороне 110 - 10 кВ, за исключением того обстоятельства, что на шинах трансформаторной подстанции учитывается активное дополнительное сопротивление Rдоб, мОм. Чем дальше находится шина, тем больше значение добавочного сопротивления.

Рассчитаем ток КЗ на шинах ЦТП:

Куд = 1,05

Для расчетов однофазного короткого замыкания воспользуемся следующей формулой:

, (9.1.2)

где UФ - фазное напряжение сети 220 В;

ZТ /3 - сопротивление трансформатора току однофазного замыкания на корпус в нашем случае 0,358 Ом;

ZП - полное сопротивление петли фазный нулевой провод.

Расчеты по схеме внутризаводского электроснабжения представлены в таблице 9.1.2

Таблица 9.2.1

Позиционное обозначение

Наименование

Вид проверки

по напряжению

по току

на динамическую стойкость

по допустимому току термической стойкости

по отключающей способности

Uном, кВ

Uуст, кВ

Iном, А

Iраб, А

Iпс, кА

, А

iуд, А

Iоткл, кА

, кА

Q1,2

МКП-110Б-630-20У1

110

110

630

7,58

52

3588,06

9590,40

1200

28,32

20,00

3,59

W1,2

AC - 70/11

110

110

265

7,58

-

-

-

70

0,03

-

-

Q3,4

ВВТЭ-М-10-20/630

10

10

630

93,19

80

1214,15

3004,87

3969

3,24

31,50

1,21

Q5

ВВТЭ-М-10-20/630

10

10

630

186,38

80

1214,15

3004,87

3969

3,24

31,50

1,21

Q6,11

ВВТЭ-М-10-20/630

10

10

630

44,37

80

1214,15

3004,87

3969

3,24

31,50

1,21

Q7,10

ВВТЭ-М-10-20/630

10

10

630

18,71

80

1214,15

3004,87

3969

3,24

31,50

1,21

Q8,9

ВВТЭ-М-10-20/630

10

10

630

30,10

80

1214,15

3004,87

3969

3,24

31,50

1,21

W3,4

ААБл 3*50

10

10

170

44,37

-

1214,15

-

50

0,03

-

-

W5,6

ААБл 3*50

10

10

170

18,71

-

1214,15

-

50

0,03

-

-

W7,8

ААБл 3*50

10

10

170

30,10

-

1214,15

-

50

0,03

-

-

Q12,13

ВНР-10/400-10зУЗ

10

10

400

30,10

25

1209,11

1709,93

100

3,22

0,80

1,21

Q14,15

ВНР-10/400-10зУЗ

10

10

400

18,71

25

1203,20

1701,58

100

3,18

0,80

1,20

Q16,17

ВНР-10/400-10зУЗ

10

10

400

44,37

25

1205,32

1704,58

100

3,20

0,80

1,21

FU1,2

ПКТ103-10-12,5УЗ

10

10

100

30,10

-

-

-

-

-

12,50

1,21

FU3,4

ПКТ103-10-12,5УЗ

10

10

50

18,71

-

-

-

-

-

12,50

1,20

FU5,6

ПКТ103-10-12,5УЗ

10

10

100

44,37

-

-

-

-

-

12,50

1,21

9.2. Проверка основного оборудования сети

1. Проверка выключателя Q1,2

а) по номинальному напряжению:

Uном ? Uуст, (9.2.3)

Uном = Uуст = 110 кВ;

б) по номинальному длительному току:

Iном ? Iраб, (9.2.4)

Iном = 630 А > Iав = 7,58 А;

в) на динамическую стойкость:

Iпс ? I3кз, (9.2.5)

iпс ? iуд, (9.2.6)

где Iпс - предельный сквозной ток, I3кз - максимальный ток трехфазного КЗ,

iпс - амплитудное значение предельного сквозного тока, iуд - ударный ток.

Iпс = 52 кА > I3кз = I3к1 = 3,58 кА,

iпс = 52 кА > iуд = 9,59 кА;

г) по допустимому току термической стойкости:

I2t • t ? I2? • tпр, (9.2.7)

где I? - предельный ток термической стойкости,

I2t • t = 202 • 3 = 1200 кА2 •с ? I2? • tпр = 3,582 • 2,2 =28,32 кА2 •с.

д) по отключающей способности выключателя:

IКЗ <IОТК , (9.2.8)

3,58 кА<20 кА.

2. Проверка сечений провода ЛЭП высокого напряжения по термической стойкости токам КЗ осуществляется по условию:

Fкл ? Fmin = , мм2, (9.2.9)

где С - функция, значения которой зависят от вида проводника и номинального напряжения, для рассматриваемого кабеля С = 100.

ВК = (I3кз)2• (tо,в + Та,с), (9.2.10)

где tо,в - время отключения участка сети, которое состоит из времени отключения выключателя и времени действия релейной защиты, Та,с = 0,01 с - постоянная времени сети.

ВК = 3,592• (0,12+0,1+0,01) = 2,964 кА2•с

Fmin = мм2,

Fкл = 70 мм2, т.е. условие выполняется.

Результаты проверки всего оборудования 110-10 кВ сведем в таблицу 9.2.1

Проверка оборудования на 0,4 кв

На напряжение 0,4 кВ защита выполняется на автоматических выключателях, встраиваемых в ответвительные коробки магистрального шинопровода.

Условия выбора автоматов:

а) по напряжению:

Uном ? Uсети, (9.2.11)

где Uном - номинальное напряжение автомата, Uсети = 380 В;

б) по току:

Iном ? Iраб, (9.2.13)

где Iном - номинальный ток автомата, Iраб - рабочий ток ответвления;

в) по отключающей способности:

Iоткл ? Iкз , (9.2.14)

Выбор оборудования представлен в таблице 9.2.2.

Таблица 9.2.2

Расположение выключателя на ответвлении:

Тип выключателя

Iр,max,А

Iном,а,А

Iоткл,ном, кА

IКЗ(3),

кА

IКЗ(1), А

К СП1

А-3716 100А

83,78

100

75

4,388

614,52

К СП2

А-3716 80А

66,51

80

75

4,388

614,52

К СП3

А-3716 40А

30,13

40

75

4,388

614,52

К СП4

А-3716 50А

35,76

50

75

4,388

614,52

К СП5

А-3726 16А

5,16

16

75

4,388

614,52

Таблица 10.1

Тип ЭП 

ИП

ЛЭП 110 кВ, в %

Тр-тр ТМ 2500/110

КЛ10кВ

Тр-тр ТМ 630/10

КЛ

КЛ

ПЛ

U1

U2

V2

U3

V3

U3'

U4

V4

U5

V5

U5'

U6

V6

U7

V7

U8

V8

Самый мощный ЭП

115500

115456,06

4,96

110642,78

0,58

10058,43

10053,36

0,53

9835,03

-1,65

393,40

383,94

-4,02

383,58

-4,10

381,93

-4,52

 Самый удаленный ЭП

115500

115456,06

4,96

110642,78

0,58

10058,43

10053,36

0,53

9835,03

-1,65

393,40

383,94

-4,02

383,29

-4,18

382,75

-4,31

Таблица 10.2

Тип ЭП 

ИП

ЛЭП 110 кВ

Тр-тр ТМ 2500/110

КЛ

Тр-тр ТМ 630/10

КЛ

КЛ

ПЛ

U1

U2

V2

U3

V3

U3'

U4

V4

U5

V5

U5'

U6

V6

U7

V7

U8

V8

Самый мощный ЭП

110000

109986,82

-0,01

108542,83

-1,32

9867,53

9862,45

-1,38

9796,95

-2,03

391,88

389,04

-2,74

388,93

-2,77

388,44

-2,89

 Самый удаленный ЭП

110000

109986,82

-0,01

108542,83

-1,32

9867,53

9862,45

-1,38

9796,95

-2,03

391,88

389,04

-2,74

388,39

-2,90

388,23

-2,94

Таблица 10.3

Режим 

ИП

ЛЭП 110 кВ

Тр-тр ТМ 2500/110

КЛ

Тр-тр ТМ 630/10

КЛ

КЛ

ПЛ

U1

U2

V2

U3

V3

U3'

U4

V4

U5

V5

U5'

U6

V6

U7

V7

U8

V8

Самый мощный ЭП

115500

115412,11

4,92

107651,25

-2,14

9786,48

9781,40

-2,19

9563,08

-4,37

382,52

379,22

-5,20

378,86

-5,29

378,86

-5,29

 Самый удаленный ЭП

115500

115412,11

4,92

107651,25

-2,14

9786,48

9781,40

-2,19

9563,08

-4,37

382,52

379,22

-5,20

378,57

-5,36

378,52

-5,37

10. Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных электроприемников

Качество напряжения зависит от потерь напряжения в отдельных элементах питающей сети. Отклонения напряжения согласно ПУЭ не должны выходить за пределы:

1. (-2,5 - +5)% Uном - для освещения

2. (-5 - +10)% Uном - на зажимах двигателей

3. (-5 - +5)% Uном - на зажимах остальных приёмников

Отклонения напряжения определяются на каждом участке электрической сети по формуле:

(10.1)

Отклонения напряжения будем рассчитывать в максимальном, минимальном и послеаварийном режимах, для самого мощного( №25) и самого удалённого (№28) потребителя от шин ЦТП.

Максимальный: U = Uном • 1,05 = 10,5 кВ

Минимальный: U = Uном • 1,00 = 10,0 кВ

Послеаварийный: U = Uном • 1,10 = 11,0 кВ

1 Расчёт для самого мощного электроприёмника (№25)

Режим максимальной загрузки

Рис. 10.1

Потери в ЛЭП 110 кВ и трансформаторе определены в пункте 6.5.

U2=U1 - DUвл = 115500-43,94 = 115456,06 В;

.

Определяем потери в трансформаторе:

В;

U3 = U2 - DUТ = 115456,06 - 4813 = 110642,78 В;

.

Приведем напряжение U3 к стороне 10 кВ.

.

Потери в кабеле (определены в пункте 6.2):

DU`кл6 = 5,08 В;

U4 = U'3 - DU`кл6 = 10058 - 5,08 = 10053 В;

.

Определяем потери в трансформаторе:

В;

U5 = U4 - DUТ = 10053 - 218 = 9835 В;

.

Приведем напряжение U5 к стороне 0,4 кВ.

Потери в кабеле до цеха 7 (определены в пункте 6.2):

DU`кл = 9,46 В.

U6 = U'5 - DU`кл = 393,4 - 9,46 = 383,94 В.

Потери в кабеле до цеха СП5 (определены в пункте 6.2):

DU`кл = 0,65 В.

U7 = U6 - DU`кл = 383,94 - 0,65 = 383,58 В.

Потери в проводе (определены в пункте 6.2)

DUпр = 0,546

U8 = U7 - DUпр = 383,58 - 0,465 = 383,46 В

Расчеты для двух типов ЭП сведем в таблицу 10.1.

Режим минимальной нагрузки

По годовому графику вычисляем соотношение мощностей между минимальным и максимальным режимом:

. (10.2)

Так как токи, а значит и потери напряжения пропорциональны мощности, то для любых величин в минимальном режиме справедливы условия:

Imin =0,3 • Imax , (10.3)

ДUmin = 0,3 • ДUmax , (10.4)

Потери в питающей воздушной линии 110 кВ

DUВЛ(min) =0,3 • DUВЛ = 0,3 • 43,94 = 13,18 В

Расчеты для двух типов ЭП сведем в таблицу 10.2.

Послеаварийный режим с учетом действия максимальной загрузки

Рис. 10.2

За послеаварийный режим примем: 1) выход из строя одной ВЛ; 2) выход из строя одного трансформатора ГПП; 3) Выход из строя одного трансформатора ЦТП.

11. Расчет заземления и молниезащиты цеха и подстанции

11.1 Расчет молниезащиты

Наиболее опасным проявлением молнии с точки зрения поражения зданий и сооружений является прямой удар. Ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений высотой не более 60 метров, не оборудованных молниезащитой и имеющих неизменную высоту, определяется по формуле:

(11.1)

где В - ширина защищаемого объекта, м;

L - длина защищаемого объекта, м;

- высота объекта по его боковым сторонам, м;

n - среднее число поражений молнией 1 км земной поверхности в год, значения которого принимается в зависимости от интенсивности грозовой деятельности; для рассматриваемого региона интенсивность гроз 40-60 часов в год, следовательно n = 6.

В соответствии с категорией по взрывоопасности и количеству поражений молнией в год выбираем по таблице 12.3 категорию устройств молниезащиты III, зона Б.

Принимаем исполнение защиты тросовым молниеотводом.

Радиус защиты на высоте hx:

, (11.2)

а на высоте hс:

, (11.3)

Из (13.3) получаем, что расчетная высота подвеса троса:

, (11.4)

Примем, что с учетом запаса:

. (11.5)

Тогда

м,

Высота опоры:

м. (11.5)

Радиус зоны защиты на уровне земли

м. (11.6)

Длина пролета

а = L + 10 = 36 + 10 = 46 м. (11.7)

Высота зоны защиты

м. (11.8)

Для проверки рассчитаем по формулам (11.2) и (11.4) радиусы зоны защиты на высоте hc и hx = 4 м (высота пристроенной ЦТП):

м,

м.

Как показывает проверка и здание цеха, и пристроенная ЦТП надежно защищены.

На рисунке 21 приведено схематическое изображение молниезащиты.

Рис. 11.1

где 1 - здание цеха

2 - ЦТП

3 - молниезащитный трос

4 - опора тросового молниеотвода

5 - граница зоны защиты

Для защиты объекта от вторичных проявлений молнии, электромагнитной и электростатической индукции и заноса высоких потенциалов в здание предусматриваем следующие мероприятия:

1) для защиты от потенциалов, возникающих в результате электростатической индукции, надежно заземляем все проводящие элементы объекта, а также оборудование и коммуникации внутри объекта;

2) для защиты от искрения, вызываемого электромагнитной индукцией, все параллельно расположенные металлические коммуникации соединяем металлическими перемычками;

3) для защиты объекта от заноса высоких потенциалов присоединяем все металлические коммуникации и оболочки кабелей (в месте ввода их в объект) к заземлителю защиты от вторичных воздействий молнии. Заземляющие устройства молниеотводов должны быть удалены на нормируемое расстояние от заземляющего контура, защиты от вторичных воздействий и подземных коммуникаций объекта.

Заземление молниеотводов выполнено одиночными вертикальными электродами.

В качестве молниеприемника использован спиральный канат марки ТК сечением 48,26 мм2.

Несущая конструкция молниеотвода выполнена из металла.

Токопроводом служит металлическая ферма опоры.

11.2 Расчет заземления

Для стороны 10 кВ в соответствии с сопротивление заземляющего устройства определяем как:

, (11.9)

где - ток замыкания на землю на стороне 10 кВ, А.

Ток можно определить по формуле:

, (13.10)

где U - линейное напряжение сети, кВ;

l - суммарная длина линий, км;

а = 10 кВ•км/А - коэффициент для кабельных линий.

А.

Ом.

Сопротивление заземляющего устройства для электрических установок напряжением до 1 кВ не должно превышать 4 Ом, поэтому принимаем Ом.

Так как данные по естественным заземлителям отсутствуют, то принемаем Ом.

Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для вертикальных и горизонтальных заземлителей:

, (11.10)

где = 100 Ом•м - удельное сопротивление грунта типа суглинок:

- повышающие коэффициенты для вертикальных и горизонтальных электродов при данном типе грунта.

Ом•м.

Ом•м.

Вертикальные электроды выполнены из стального прута диаметром 16 мм. Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа:

, (11.11)

где l = 2 м - длина электрода,

d = 0,016 м - диаметр электрода,

t = 1,7 м - расстояние от поверхности земли до середины электрода.

Ом.

Контур зазаемления проложен на расстоянии 1 м от стен здания. Размеры контура составляют 38Ч26 м. С учетом этого предварительное число вертикальных заземлителей при расстоянии между ними 4 м

N = Р/4 = 32 шт,

где Р = 128 м - периметр контура заземления.

Для данного числа заземлителей коэффициент использования при отношении расстояния между электродами к их длине равном 3 составит kи,в = 0,6. Тогда уточненное число вертикальных электродов

шт.

Горизонтальные электроды выполнены из того же материала, что и вертикальные. Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов:

, (11.12)

где - коэффициент использования горизонтального заземлителя при числе вертикальных электродов равном 28;

- длина горизонтального заземлителя;

- глубина заложения горизонтального заземлителя.

Ом.

Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов:

Ом. (11.13)

Определяем число вертикальных электродов:

шт. (11.14)

окончательно принимаем 13 вертикальных электродов. Восемь располагаются по длине, 5 по ширине.

Проведем проверку:

Ом. (11.15)

Ом. (11.16)

На создание системы заземления цеха потребуется 154 м стального прута диаметром 16 мм. Из них:

1) 26 м - на 13 вертикальных электродов длиной 2 м, расположенных по периметру горизонтального электрода с заглублением верхнего конца на 0,7 м;

2) 128 м - на прокладку горизонтального электрода, заглубленного на 0,7 м, соединяющего между собой вертикальные электроды, соединения выполняются сваркой).

12. Конструктивное исполнение цеховой сети и подстанции

Конструктивно ЦТП выполнена в виде пристройки к цеху № 14. На подстанции установлено два трансформатора с распределительным устройством 0,4 кВ, имеется межсекционный выключатель. На высокой стороне ЦТП установлены выключатели нагрузки с предохранителями. Цеховая трансформаторная подстанция питается по двум кабельным линиям десять киловольт от ГПП, кабельные линии проложены в траншеях. ГПП вынесено за пределы предприятия. На высокой стороне трансформаторов ГПП установлены короткозамыкатели и отделители, что позволило отказаться от выключателей на стороне ВН. Распределительное устройство на стороне НН скомпановано из шкафов КРУ2-10-20Уз. В качестве вводных, межсекционного и выключателей отходящих линий, выбраны вакуумные выключатели. Для защиты от перенапряжения установлены ОПН. Для уменьшения скачков напряжения при выключении выключатели дополняются RС - цепочками.

Внутрицеховое электроснабжение выполнено по схеме: кабели (АВВГ) - вводные распределительные устройства (ВРУ с рубильником на вводе), кабели - силовые пункты (серии ПР-11 без выключателей на вводе) - провода (АПВ) - электроприемники.

Кабели в основном применяют в радиальных сетях для питания мощных сосредоточенных нагрузок или узлов нагрузок. При прокладке кабелей внутри зданий их располагают открытым способом по стенам, колоннам, фермам и перекрытиям, в трубах, проложенных в полу и перекрытиях, каналах и блоках.

Наиболее распространенной в производственных помещениях является прокладка кабелей в специальных каналах, если в одном направлении прокладывают большое количество кабелей. В этом случае в полу цеха сооружают канал из железобетона или кирпича, который перекрывают железобетонными плитами или стальными рифлеными листами. Кабели внутри канала укладывают на типовые сборные конструкции, установленные на боковых стенах.

Преимущества такой прокладки кабелей заключается в защите их от механических повреждений, удобстве осмотра и ревизии в процессе эксплуатации.

Рабочее освещение выполнено лапами ДРЛ. Аварийное освещение выполнено лампами накаливания.

В графической части дипломного проекта показано спроектированная схема электроснабжения. На плане проектируемого объекта изображена схема расположения электроприемников с разводкой силовой сети, также схема с разводкой осветительной сети. На однолинейной электрической схеме цеховой сети - распределение всех электроприемников по распределительным пунктам с указанием всего выбранного оборудования и кабельных линий, а также мощности и тока электроприемников.

13. Спецвопрос

Рассчитаем защиту для ВЛ W - 1,2

Двухступенчатая защита от короткого замыкания.

Первая ступень: ТО.

IIср=КотсIкз внеш max ,

где коэффициент запаса КЗ = 1,2…2,0. Ток короткого замыкания внешний максимальный, приведенный к стороне ВН

Iкз внеш max = = 1,209 кА;

IIср= 1,31,209 = 1,572 кА.

Вторая ступень: МТЗ.

IIIср=,

где Кз = 1,3; Кв = 0,8; Ксз = 2;

Iраб max = IW1,2 , а c учетом перегрузки линии:

Iраб max = IW1,22 = 7,5792 = 15,16 А.

IIIср= = 49,27 А.

Кпер = 10…20 при наличии токовой отсечки, тога

358,8…179,4 А.

Здесь Кп - коэффициент перегрузки.

Таким образом номинальный ток трансформатора тока должен быть не менее 178 А. Принимаем трансформатор тока ТФМ-110-11-У1, на номинальный ток 300 А. Параметры ТТ приведены в таблице 13.6.

Таблица 13.6

Номинальный ток первичной обмотки, А.

300

Номинальный ток вторичной обмотки, А.

5

Номинальное напряжение, кВ.

110

Варианты исполнения вторичных обмоток

0,5/10Р

Номинальная нагрузка, ВА

в классе 0,5

30

Обмотки ТТ соединяем по схеме «неполная звезда», Ксх =1.

Токи срабатывания реле:

= 26,2 А;

Выставляем = 26 А для реле РТ40/100.

Страница:


Подобные документы

  • Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината

    Определение расчетных нагрузок цехов по установленной мощности и коэффициенту спроса. Центр электрических нагрузок предприятия. Выбор рационального напряжения. Технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения производства.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.03.2015

  • Разработка оптимального варианта электрической сети района нагрузок

    Анализ расположения источников питания. Разработка вариантов схемы сети. Выбор основного оборудования. Схемы электрических соединений понижающих подстанций. Уточненный расчет потокораспределения. Определение удельных механических нагрузок и КПД сети.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 01.08.2013

  • Проектирование районной электрической сети

    Характеристика района проектирования электрической сети. Анализ источников питания, потребителей, климатических условий. Разработка возможных вариантов конфигураций электрической сети. Алгоритм расчета приведенных затрат. Методы регулирования напряжения.

    курсовая работа [377,2 K], добавлен 16.04.2011

  • Расчет электроснабжения термического цеха

    Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети. Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения, мощности компенсирующих устройств. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. Нагрузки на участки цеховой сети.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 07.04.2015

  • Проектирование электрической сети

    Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных решений. Приближенный расчет потокораспределения, определение номинального напряжения. Выбор трансформаторов на подстанциях. Разработка схемы электрических соединений сети.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 04.12.2012

  • Проектирование электрической сети

    Этапы и методы проектирования районной электрической сети. Анализ нагрузок, выбор оптимального напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов. Электрический расчёт варианта сети при максимальных нагрузках. Способы регулирования напряжения.

    методичка [271,9 K], добавлен 27.04.2010

  • Проектирование районной электрической сети

    Выбор конфигурации, оптимальной схемы, сечения проводов, трансформатора, активной и реактивной мощностей, нагрузок, напряжения с целью проектирования районной электрической сети на основании технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 02.02.2010

  • Электроснабжение сетевого района Нижновэнерго

    Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети. Основные технико-экономические показатели проектируемой сети. Регулирование напряжения в электрической сети. Расчёт основных нормальных и утяжелённых режимов работы сети.

    курсовая работа [310,6 K], добавлен 23.06.2011

  • Система электроснабжения вагоностроительного завода

    Краткая 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 22.04.2012

  • Электроснабжение предприятия по производству деталей к автомобилям

    Определение расчётных электрических нагрузок цехов. Расчёт электрического освещения завода. Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения. Определение центра электрической нагрузки. Схема распределительной сети предприятия.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 05.04.2010

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 — 2025, ООО «Олбест» Все наилучшее для вас