Система электроснабжения автозавода
Определение расчетных электрических нагрузок цехов и завода в целом. Разработка схемы электроснабжения завода. Описание способов прокладки электрических сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения. Электрический расчет сетей электроснабжения.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 13.01.2016 |
Размер файла | 944,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
“Гомельский государственный технический университет
имени П.О. Сухого”
Кафедра «Электроснабжение»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу: ”Электроснабжение промышленных предприятий”
на тему: ”Электроснабжение автозавода”
Выполнила студент гр. ЭПП-52
Янчевский П.В.
Принял ст. преподаватель
Иванейчик А.В.
Гомель
Рецензия
на курсовой проект студента группы ЭПП-52
Янчевского Павла Владимировича
Курсовой проект на тему: Электроснабжение автозавода выполнен в соответствии с заданными вариантами исходных данных, содержит пояснительную записку на _____ страницах и 2 листа графического материала.
Пояснительная записка раскрывает решение вопросов, поставленных в задании.
При решении конкретных вопросов использована нормативная, учебная, справочная и методическая документация и литература.
Оформление пояснительной записки и графических материалов соответствует (не соответствует, приближено к) требованиям ГОСТов ЕСКД.
Необходимо привести письменные пояснения на замечания по тексту пояснительной записки. Исправить не правильные решения в пояснительной записке и графической части проекта. Привести необходимую информацию по замечаниям на графической части проекта.
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Допущен к защите _________________________________________
Содержание
Введение
1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования систем внешнего и внутреннего электроснабжения
2. Определение расчетных электрических нагрузок цехов и завода в целом
2.1 Определение расчетных силовых нагрузок цехов
2.2 Определение расчетных осветительных и суммарных (силовой и осветительной) нагрузок цехов
2.3 Определение расчетной нагрузки завода
3. Составление картограммы и определение условного центра электрических нагрузок завода
4. Выбор напряжения внешнего электроснабжения
5. Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП предприятия
6. Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях предприятия
6.1 Определение экономического значения реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы
6.2 Расчет мощности батарей конденсаторов для сети напряжением до 1 кВ
6.3 Определение реактивной мощности, генерируемой синхронными двигателями
6.4 Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела энергоснабжающей организации и потребителя. Определение мощности БК для сети напряжением выше 1 кВ
6.5 Распределение мощности батарей конденсаторов в сети напряжением до 1 кВ
7. Разработка схемы электроснабжения завода
8. Расчет токов КЗ и выбор основного электрооборудования и электроаппаратуры
8.1 Расчет токов КЗ
8.2 Выбор основного оборудования и электроаппаратуры
9. Выбор и описание способов прокладки электрических сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения
10. Электрический расчет сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения
Заключение
Список литературы
Введение
Системы электроснабжения промышленных предприятий должны строиться таким образом, чтобы удовлетворять основным требованиям электроприемников в отношении надёжности электроснабжения, качества и экономичности.
Надёжность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств, как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического ввода резерва и повторного включения, контроля и сигнализации.
Качество электроснабжения определяется поддержанием на определённом уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением значений в сети высших гармоник, несинусоидальности и несимметричности напряжения.
Экономичность электроснабжения достигается путём разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.
Целью курсового проекта является закрепление теоретических знаний, умения пользования технической литературой, а также ознакомление и приобретение навыков проектирования элементов системы электроснабжения.
В курсовом проекте предполагается выполнить следующее: охарактеризовать и проанализировать основные исходные данные для проектирования систем внешнего и внутреннего электроснабжения, определить расчетные электрические нагрузки цехов и завода в целом, составить картограмму и определить условный центр электрических нагрузок завода, выбрать напряжение внешнего электроснабжения, выбрать единичные мощности и количество трансформаторов цеховых ТП предприятия, выполнить компенсацию реактивных нагрузок в электрических сетях предприятия, разработать схему электроснабжения завода, произвести расчет токов короткого замыкания и выбрать основное электрооборудование и электроаппаратуру.
В графической части проекта предполагается выполнить чертежи генплана предприятия и полной однолинейной схемы электроснабжения.
1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования систем внешнего и внутреннего электроснабжения
Согласно ПУЭ автозавод относится к потребителям II категории, так как перерыв его электроснабжения приводит к массовому недоотпуску продукции и массовым простоям рабочих.
Категории ЭП цехов по надежности электроснабжения определяем на основании ПУЭ и в соответствии с рекомендациями, приведенными в действующих нормативно технических правовых актах. Результаты выбора заносим в таблицу 1.1. Классы производственных помещений цехов завода в зависимости от характера окружающей среды приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.1 - Характеристика ЭП по требованиям надёжности
№ цеха |
Наименование цеха |
Категория надёжности электроснабжения |
|
1 |
Инструментальный |
II |
|
2 |
Производства синтетического алмазного порошка |
II |
|
3 |
Производство алмазного инструмента |
II |
|
4 |
Компрессорная |
II |
|
5 |
Ремонтно-строительный |
II |
|
6 |
Котельная |
II |
|
7 |
Обработки алмазов |
II |
|
8 |
Энергосиловой |
II |
|
9 |
Ремонтно-механический |
II |
|
10 |
Транспортный |
II |
Таблица 1.2 - Характеристика окружающей среды цехов
№ цеха |
Наименование цеха |
Характеристика окружающей среды |
|
1 |
Инструментальный |
Нормальная |
|
2 |
Производства синтетического алмазного порошка |
Нормальная |
|
3 |
Производство алмазного инструмента |
Нормальная |
|
4 |
Компрессорная |
Нормальная |
|
5 |
Ремонтно-строительный |
Нормальная |
|
6 |
Котельная |
Нормальная |
|
7 |
Обработки алмазов |
Нормальная |
|
8 |
Энергосиловой |
Нормальная |
|
9 |
Ремонтно-механический |
Нормальная |
|
10 |
Транспортный |
Нормальная |
Большинство цехов завода относятся к II и I категории по надежности электроснабжения, поэтому электроснабжение этих цехов должно осуществляться от двух независимых взаимно резервирующих источников.
Остальные цеха относятся к III категории по надежности электроснабжения, поэтому электроснабжение этих цехов можно выполнить от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.
Условия окружающей среды в цехах завода являются нормальными, что не предъявляет специальных требований для электроустановок, размещенных в этих цехах. Лишь для электроустановок литейного цеха необходима защита от термического воздействия.
2. Определение расчетных электрических нагрузок цехов и завода в целом
2.1 Определение расчетных силовых нагрузок цехов
Расчетная нагрузка цехов определяется методом коэффициента спроса по установленным мощностям электроприемников цеха и коэффициенту реактивной мощности , принимаемые для данной характерной группы приемников по формулам:
(2.1)
(2.2)
где - суммарная установленная мощность всех электроприемников цеха, кВт;
- коэффициент спроса для цеха, принимаем по [1], табл. 4.1;
- среднее значение коэффициента реактивной мощности, принимаем по [1], табл. 4.1.
Рассчитаем силовую нагрузку механического цеха.
Для остальных цехов результаты расчета приведены в таблице 2.1
2.2 Определение расчетных осветительных и суммарных (силовой и осветительной) нагрузок цехов
Осветительная нагрузка цехов вычисляется по удельной нагрузке на единицу площади.
Установленная мощность освещения:
(2.3)
где - площадь цеха, м2;
- удельная расчетная нагрузка на 1 м2, Вт/м2 [2];
Таблица 2.1 - Определение расчетных нагрузок
№ цеха |
Наименование |
Pуст |
Кс |
cos fi |
tg fi |
P p.c. |
Q p.c. |
F ц |
P уд.осв. |
K c.o. |
P уст осв |
P р.осв. |
P сум |
Q сум |
S сум |
|
1 |
Инструментальный |
180 |
0,70 |
0,80 |
0,75 |
126 |
94,50 |
10 125 |
11,70 |
0,95 |
118,46 |
112,54 |
238,54 |
94,50 |
256,58 |
|
2 |
Производства синтетического алмазного порошка |
420 |
0,70 |
0,75 |
0,88 |
294 |
259,28 |
10 800 |
7,8 |
0,85 |
84,24 |
71,60 |
365,60 |
259,28 |
448,21 |
|
3 |
Производства алмазного инструмента |
600 |
0,30 |
0,75 |
0,88 |
180 |
158,75 |
20 625 |
11,7 |
0,95 |
241,31 |
229,25 |
409,25 |
158,75 |
438,96 |
|
4 |
Компрессорная |
1 620 |
0,70 |
0,75 |
0,88 |
1 134 |
1 000,09 |
13 500 |
11,7 |
0,95 |
157,95 |
150,05 |
1 284,05 |
1 000,09 |
1 627,57 |
|
5 |
Ремонтно-строительный |
160 |
0,70 |
0,75 |
0,88 |
112 |
98,77 |
10 925 |
11,7 |
0,95 |
127,82 |
121,43 |
233,43 |
98,77 |
253,47 |
|
6 |
Котельная |
2 460 |
0,40 |
0,75 |
0,88 |
98 |
867,81 |
11 700 |
7,8 |
0,85 |
91,26 |
77,57 |
1 061,57 |
867,81 |
1 371,14 |
|
7 |
Обработка алмазов |
620 |
0,40 |
0,80 |
0,75 |
248 |
186,00 |
12 150 |
7,8 |
0,85 |
94,77 |
80,55 |
328,55 |
186,00 |
377,55 |
|
8 |
Энергосиловой |
1 520 |
0,70 |
0,85 |
0,62 |
1 064 |
659,41 |
15 675 |
7,8 |
0,85 |
122,27 |
103,93 |
1 167,93 |
659,41 |
1 341,22 |
|
9 |
Ремонтно-механический |
613 |
0,40 |
0,70 |
1,02 |
245,20 |
250,15 |
1 872 |
11,7 |
0,95 |
21,90 |
20,81 |
266,01 |
250,15 |
365,15 |
|
10 |
Транспортный |
490 |
0,70 |
0,75 |
0,88 |
34 |
302,50 |
14 300 |
7,8 |
0,85 |
111,54 |
94,81 |
437,81 |
302,50 |
532,15 |
|
Итого |
8 683 |
4 730,20 |
3 877,26 |
1 171,52 |
1 062,54 |
5 792,74 |
3 877,26 |
6 970,58 |
Расчетную нагрузку освещения определяем по методу коэффициента спроса:
(2.4)
Выбираем в зависимости от площади помещения, типа лампы и коэффициента отражения от потолка, стен и рабочей поверхности - коэффициент спроса осветительной нагрузки [3].
Рассчитаем мощность освещения для механического цеха.
По [2] табл. 6.14 определяем для освещенности удельную мощность осветительной нагрузки:
Определим установленную мощность освещения:
Определим расчетную мощность освещения:
Результаты расчета для остальных цехов приведены в таблице 2.1.
Рассчитаем активные, реактивные и полные нагрузки цехов по формулам:
(2.5)
(2.6)
(2.7)
Рассчитаем суммарные нагрузки для кузовного цеха:
Для остальных цехов результаты расчета приведены в таблице 2.1
2.3 Определение расчетной нагрузки завода
Определяем общую суммарную нагрузку завода по формулам:
(2.7)
(2.8)
(2.9)
где - коэффициенты одновременности максимумов активной и реактивной нагрузки соответственно, учитывают разновременность максимумов нагрузки отдельных цехов предприятия;
- потери активной и реактивной мощности в трансформаторах;
- потери активной мощности в ЛЭП.
На стадии проектирования потери мощности допускается определять по приближенным формулам:
потери в трансформаторах:
(2.10)
(2.11)
потери в ЛЭП:
(2.12)
(2.13)
Рассчитаем полную нагрузку завода:
потери в трансформаторах:
потери в ЛЭП:
полная расчетная нагрузка завода:
Коэффициент реактивной мощности нагрузки завода:
3. Составление картограммы и определение условного центра электрических нагрузок завода
При проектировании систем электроснабжения важным вопросом является нахождение оптимального размещения на территории промышленного предприятия (генплане) подстанций. Размещение всех подстанций должно удовлетворять минимуму приведенных затрат на систему электроснабжения.
Общим правилом при выборе месторасположения подстанций всех мощностей и напряжений является необходимость расположения их как можно ближе к центру питаемых ими групп нагрузок. Отступление от этого правила приводит к дополнительным приведенным затратам и росту потерь электроэнергии.
Для определения месторасположения подстанций на генеральном плане наносится картограмма электрических нагрузок. На картограмме электрические нагрузки цехов изображаются в виде кругов. Площади кругов в определенном масштабе отображают величины электрической нагрузки цеха.
Каждому цеху соответствует своя определенная окружность, центр которой совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех, а радиус окружности определяется по выражению [4], формула 8.3:
(3.1)
где - расчетная нагрузка i-го цеха;
m - масштаб для определения площади круга, принимаем
0,5 кВт/мм2.
Каждый круг разделен на секторы, соответствующие величинам силовой и осветительной нагрузок. Угол сектора осветительной нагрузки в градусах определяется по выражению [4], формула 8.4:
(3.2)
где - расчетная осветительная нагрузка i-го цеха, кВт.
Определение электрического центра нагрузок (ЦЭН) производится несколькими методами, а именно по методике Федорова, суть которой состоит в следующем: считая, что нагрузки цеха равномерно распределены по его площади, принимают центр нагрузки, совпадающий с центром тяжести фигуры, изображающей на генплане цех.
При нахождении на генплане ЦЭН всего предприятия необходимо определить центр тяжести данной системы масс.
Таким образом, по аналогии между массами и электрическими нагрузками цехов, координаты ЦЭН всего предприятия определяются по формуле:
(3.3)
(3.4)
(3.5)
(3.6)
где - координаты i-го узла нагрузки.
Найденный ЦЭН есть некоторая постоянная точка, которая носит условный характер. В действительности она не будет постоянной, т.к. изменяется потребляемая мощность электроприемников и всего предприятия, происходит изменение режимов работы предприятия по сменам, развитие предприятия.
Согласно вышесказанному определим ЦЭН.
Например, для механического цеха координаты центра нагрузки равны:
Расчетные величины силовой и осветительной нагрузки берем из табл. Таблица 2.1, тогда радиус окружности цеха определяем по (3.1):
По (3.2) определяем центральный угол, пропорциональный осветительной нагрузке:
Расчет для всех остальных цехов аналогичен. Полученные результаты представлены в таблице 3.1.
Центр электрических нагрузок предприятия по активной мощности:
Центр электрических нагрузок завода по реактивной мощности:
Картограмма электрических нагрузок приведена на рисунке 3.1 и в графической части проекта.
Рисунок 3.1 - Картограмма электрических нагрузок завода.
Таблица 3.1 - Картограмма электрических нагрузок завода
№ цеха |
Наименование |
P сум |
Q сум |
P р.осв. |
X i |
Y i |
PiXi |
PiYi |
QiXi |
QiYi |
alpha |
Ri, мм |
|
1 |
Инструментальный |
238,54 |
94,50 |
112,54 |
390,00 |
85,00 |
93030,4 |
20275,8 |
36855,0 |
8032,5 |
169,84 |
12,33 |
|
2 |
Производства синтетического алмазного порошка |
365,60 |
259,28 |
71,60 |
60,00 |
325,00 |
21936,2 |
118821,3 |
15557,0 |
84267,2 |
70,51 |
15,26 |
|
3 |
Производства алмазного инструмента |
409,25 |
158,75 |
229,25 |
450,00 |
355,00 |
184161,1 |
145282,6 |
71435,3 |
56354,5 |
201,66 |
16,15 |
|
4 |
Компрессорная |
1 284,05 |
1 000,09 |
150,05 |
680,00 |
305,00 |
873155,7 |
391636,0 |
680063,9 |
305028,7 |
42,07 |
28,60 |
|
5 |
Ремонтно-строительный |
233,43 |
98,77 |
121,43 |
75,00 |
65,00 |
17507,4 |
15173,0 |
7408,1 |
6420,4 |
187,27 |
12,19 |
|
6 |
Котельная |
1 061,57 |
867,81 |
77,57 |
225,00 |
60,00 |
238853,5 |
63694,3 |
195256,4 |
52068,4 |
26,31 |
26,00 |
|
7 |
Обработка алмазов |
328,55 |
186,00 |
80,55 |
685,00 |
100,00 |
225059,8 |
32855,5 |
127410,0 |
18600,0 |
88,26 |
14,47 |
|
8 |
Энергосиловой |
1 167,93 |
659,41 |
103,93 |
540,00 |
70,00 |
630679,6 |
81754,8 |
356080,3 |
46158,6 |
32,03 |
27,27 |
|
9 |
Ремонтно-механический |
266,01 |
250,15 |
20,81 |
80,00 |
180,00 |
21280,6 |
47881,3 |
20012,3 |
45027,7 |
28,16 |
13,02 |
|
10 |
Транспортный |
437,81 |
302,50 |
94,81 |
177,50 |
325,00 |
77711,1 |
142287,9 |
53693,3 |
98311,7 |
77,96 |
16,70 |
|
Итого |
5 792,74 |
3 877,26 |
1 062,54 |
|
|
2383375,4 |
1059662,6 |
1563771,7 |
720269,6 |
|
|
4. Выбор напряжения внешнего электроснабжения
При решении задач о рациональном напряжении в общем случае следует предварительно определить нестандартное напряжение, при котором имели бы место минимальные затраты. Зная такое напряжение, можно вернее выбрать целесообразное стандартное напряжение применительно к каждому конкретному случаю. завод электроснабжение сеть нагрузка
В данной курсовой работе предполагается внешнее электроснабжение завода от главной понизительной подстанции (ГПП) напряжением 110 кВ с трансформацией на 10,5 кВ или от главного распределительного пункта (ГРП) напряжением 10,5 кВ. Для приблизительного определения рационального напряжения электроснабжения завода воспользуемся номограммами [5 стр. 196].
При передаваемой мощности и длине питающих линий км определим рациональное напряжение:
· для схемы без трансформации напряжения в конце питающей линии - 35 кВ (рисунок ж);
· для схемы с трансформацией напряжения в конце питающей линии - 35 кВ (рисунок а).
По формуле Илларионова:
(4.1)
По формуле:
(4.2)
По формуле Шнелля:
(4.3)
Окончательно принимаем в качестве источника питания ГПП напряжением 110 кВ.
5. Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых тп предприятия
На промышленных предприятиях применяются одно- и двухтрансформаторные цеховые подстанции, что позволяет создавать и рассматривать различные варианты схемы электроснабжения. Число трансформаторов в цеху определяется его нагрузкой и требованиями к надежности электроснабжения. Наиболее простым и дешевым решением является сооружение однотрансформаторных цеховых подстанций. На крупных предприятиях, имеющих складской резерв трансформаторов, их можно применять для питания электроприемников не только III, но и II категории.
Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются при преобладании электроприемников I и II категорий, бесперебойное электроснабжение которых необходимо по требованиям технологического процесса производства или для устранения опасностей для жизни людей, а также в энергоемких цехах предприятий при большой удельной плотности нагрузки , (достигающей 4 и более).
При выборе цеховых трансформаторов для промышленных предприятий обычно приходится сравнивать трансформаторы единичной мощностью 630, 1000, 1600 и 2500 кВА. Число и мощность трансформаторов зависят от распределения нагрузок по площади цеха, наличия места для расположения цеховых подстанций, характера и режима работы электроприемников. При этом следует учитывать, что наиболее экономичные трансформаторы мощностью 1000 кВА.
Выбор единичной мощности цеховых трансформаторов целесообразно проводить на основе технико-экономического сравнения вариантов.
При рассредоточенной нагрузке единичная мощность цехового трансформатора ориентировочно может быть принята по величине удельной плотности нагрузки, определяемой по выражению:
(5.1)
где - расчетная полная мощность нагрузки цеха (таблица 2.1 );
- площадь цеха.
При этом число трансформаторов определяется по формуле:
(5.2)
где - экономически целесообразная номинальная мощность трансформатора.
Значение принимается в зависимости от удельной плотности расчетной нагрузки [5]:
при
при
при
Если , то независимо от требований надежности электроснабжения целесообразно применять двухтрансформаторные подстанции.
В случаях, когда нагрузка носит сосредоточенный характер, выбор единичной номинальной мощности по критерию не следует осуществлять. Кроме того, нагрузка однотрансформаторной подстанции должна быть примерно равна номинальной мощности трансформатора для потребителей III категории. Тогда номинальная мощность трансформатора определяется выражению:
(5.3)
где - рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов цеховых ТП (6).
Если расчетная нагрузка цеха , то для его питания применяется вводно-распределительное устройство (ВРУ).
Приведем пример расчета для литейного цеха.
Удельную плотность нагрузки цеха определяем по выражению 5.1:
Согласно рекомендациям [4] необходимо принять единичную мощность трансформатора 1600 кВА.
Т.к. компрессорная по надежности электроснабжения относится к II категории, то рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора принимаем [6] . Тогда по формуле 5.2 число трансформаторов цеховой ТП:
Фактический коэффициент загрузки трансформаторов:
Таким образом, для питания компрессорной принимаем два трансформатора 2хТМГ11-1600/10.
Расчет для остальных цехов аналогичен и представлен в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Выбор количества и мощности трансформаторов
№ цеха |
Наименование |
Категория |
P |
Q |
S |
F ц |
s уд |
S ном тр |
кол-во |
Кз |
|
1 |
Инструментальный |
2 |
238,54 |
94,50 |
256,58 |
10 125,00 |
0,025 |
ВРУ |
|
|
|
2 |
Производства синтетического алмазного порошка |
2 |
365,60 |
259,28 |
448,21 |
10 800,00 |
0,042 |
ВРУ |
|
|
|
3 |
Производства алмазного инструмента |
2 |
409,25 |
158,75 |
438,96 |
20 625,00 |
0,021 |
ВРУ |
|
|
|
4 |
Компрессорная |
2 |
1 284,05 |
1 000,09 |
1 627,57 |
13 500,00 |
0,121 |
1 600 |
2 |
0,65 |
|
5 |
Ремонтно-строительный |
2 |
233,43 |
98,77 |
253,47 |
10 925,00 |
0,023 |
ВРУ |
|
|
|
6 |
Котельная |
2 |
1 061,57 |
867,81 |
1 371,14 |
11 700,00 |
0,117 |
1 600 |
2 |
0,51 |
|
7 |
Обработка алмазов |
2 |
328,55 |
186,00 |
377,55 |
12 150,00 |
0,031 |
ВРУ |
|
|
|
8 |
Энергосиловой |
2 |
1 167,93 |
659,41 |
1 341,22 |
15 675,00 |
0,086 |
1 600 |
2 |
0,54 |
|
9 |
Ремонтно-механический |
2 |
266,01 |
250,15 |
365,15 |
1 872,00 |
0,195 |
ВРУ |
|
|
|
10 |
Транспортный |
2 |
437,81 |
302,50 |
532,15 |
14 300,00 |
0,037 |
1 000 |
2 |
0,45 |
6. Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях предприятия
6.1 Определение экономического значения реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы
Для предприятий с присоединенной мощностью 750 кВА и более экономическое значение реактивной мощности, потребляемой из сети энергосистемы в часы больших нагрузок электрической сети, определяется по формуле:
(6.1)
где - математическое ожидание расчетной активной нагрузка завода:
(6.2)
где - расчетная активная нагрузка завода (см. таблицу 2.1 );
- коэффициент приведения расчетной нагрузки к математическому ожиданию; согласно (7),
- максимальное значение экономического коэффициента реактивной мощности, определяемого по выражению (7):
(6.3)
где - современная основная ставка тарифа за заявленный максимум активной мощности, принимаем .
- современная дополнительная ставка тарифа за электроэнергию, коп/кВт·ч, принимаем =603,3 руб/кВт·ч;
- базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый по (7), п. 3.3 равным 0,3 при присоединении к подстанции с высшим напряжением 110 кВ;
- отношение потребления энергии в квартале максимума нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале его максимальной нагрузки, принимаем =1 по (7), п. 3.3;
- коэффициент, отражающий изменение цен на компенсирующие устройства:
(6.4)
где - основная ставка тарифа за заявленный максимум активной мощности, руб/кВт·год, = 60 руб/кВт·год;
- дополнительная ставка тарифа за электроэнергию, коп/кВт·ч, =1,8 коп/кВт·ч;
, - коэффициенты увеличения соответственно основной и дополнительной ставок тарифа на электроэнергию:
- число часов использования максимальной нагрузки; при двусменном режиме работы
Экономическое значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы:
6.2 Расчет мощности батарей конденсаторов для сети напряжением до 1 кВ
Для каждого цеха по принятому числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через масляные трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.
(6.5)
Суммарная мощность батареи низковольтных конденсаторов (БНК) для рассматриваемого цеха:
(6.6)
где - расчетная реактивная нагрузка до 1 кВ рассматриваемого цеха.
Рассмотрим выбор БНК для закалочного цеха.
Принятое количество трансформаторов
Наибольшая реактивная мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:
Суммарная мощность БНК:
Принимаем конденсаторную установку типа 2-УК 5-0,4-200УЗ Т3 [8].
Расчеты для других цехов аналогичны. Результаты расчетов представлены в таблице 6.1.
Произведём перерасчёт коэффициентов загрузки трансформаторов после установки конденсаторных установок по формуле:
(6.7)
Для трансформаторов в литейном цеху коэффициент загрузки равен:
Для остальных групп расчёт аналогичен. Результаты расчётов сводим в таблицу Таблица 6.1
6.3 Определение реактивной мощности, генерируемой синхронными двигателями
Каждая группа высоковольтных синхронных двигателей в зависимости от номинальной мощности и частоты вращения ротора рассматривается индивидуально в целях использования их для компенсации реактивной мощности. Располагаемая реактивная мощность синхронных двигателей, имеющих Рдн > 2500 кВт или п > 1000 мин-1 (независимо от величины Р ), используется для компенсации реактивной мощности во всех случаях без обосновывающих расчетов.
Величина реактивной мощности, генерируемой этими группами синхронных двигателей:
(6.8)
Использование для компенсации реактивной мощности синхронных двигателей, имеющих Рдн<2500 кВт и п<1000 мин1, должно быть технико-экономически обосновано. Для этого необходимо найти соотношение удельной стоимости потребления реактивной мощности и энергии из энергосистемы, не превышающего экономического значения, и удельной стоимости потерь активной мощности при генерировании реактивной мощности в синхронных двигателях и конденсаторных установках.
Удельная стоимость экономического потребления реактивной мощности и энергии при наличии на предприятии приборов учета максимальной реактивной мощности вычисляется по выражению:
(6.9)
а при отсутствии таких приборов по выражению
(6.10)
где с1 -- плата за 1 квар потребляемой реактивной мощности, с1 = 1,2 руб/(квар·год); d1 -- плата за 1 квар-ч потребляемой реактивной энергии, принимаемая равной 0,03 коп/квар·ч при расчетах по выражению (6.8) и 0,08 коп/квар·ч -- по выражению (6.9); -- годовое число часов использования максимальной реактивной мощности при потреблении, не превышающем экономическое значение; -- коэффициент, отражающий изменение цен на конденсаторные установки.
Величина k1 может быть принята равной коэффициенту увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию kw (по сравнению со значениями а = 60 руб/(кВт ·год) и b = 1,8 коп/кВт · ч, установленными для Беларуси прейскурантом № 09-01, введенным в действие с 1.01.91 г), который определяется по формуле
(6.11)
где kw1 и kw2 -- коэффициенты увеличения основной и дополнительной ставок тарифа на электроэнергию (определяются делением действующих ставок тарифа на 60 и 1,8·102 соответственно); -- число часов использования максимальной нагрузки предприятия.
Величина определяется в зависимости от соотношения степени компенсации ш и отношения натуральной минимальной нагрузки к максимальной натуральной нагрузке КМ по следующим выражениям:
при ш? КМ:
(6.12)
Таблица 6.1 - Определение мощности КУ до 1 кВ
№ |
Наименование |
Категория |
Количество и тип КУ |
после компенсации |
||||||
1 |
Инструментальный |
II |
238,54 |
94,50 |
||||||
2 |
Производства синтетического алмазного порошка |
II |
365,60 |
259,28 |
-476,89 |
|||||
3 |
Производства алмазного инструмента |
II |
409,25 |
158,75 |
||||||
4 |
Компрессорная |
II |
1284,05 |
1 000,09 |
2 x 1600 |
398,29 |
2-УК 5-0,4-150УЗ |
1 417,36 |
0,6997 |
|
5 |
Ремонтно-строительный |
II |
233,43 |
98,77 |
-307,56 |
|||||
6 |
Котельная |
II |
1061,57 |
867,81 |
2 x 1600 |
-1 104,67 |
||||
7 |
Обработка алмазов |
II |
328,55 |
186,00 |
||||||
8 |
Энергосиловой |
II |
1 167,93 |
659,41 |
2 x 1600 |
|||||
9 |
Ремонтно-механический |
II |
266,01 |
250,15 |
||||||
10 |
Транспортный |
II |
437,81 |
302,50 |
2 x 1000 |
при ш> КМ:
(6.13)
где Г -- годовой фонд рабочего времени.
Величина ш может быть принята для подстанций с первичным напряжением 35, 110, 220, 500 кВ равной соответственно 0,7; 0,6; 0,5; 0,25, а при питании от шин генераторного напряжения -- 0,25.
Значение Км принимается для 1-, 2-, 3-сменной и непрерывной работы (НР) равным соответственно 0,9; 0,8; 0,7; 0,8.
Время включения ТГ для 1-, 2-, 3-сменной и непрерывной работы соответственно равно 2000, 4000, 6000, 8500 ч.
Удельная стоимость потерь активной мощности в СД и компенсирующих устройствах:
(6.14)
Целесообразность использования СД для компенсации при одновременном потреблении реактивной мощности из энергосистемы, не превышающем экономическое значение, определяется соотношением
(6.15)
Используя R, по специальным таблицам находят оптимальные коэффициенты загрузки синхронных двигателей по реактивной мощности б. Синхронные двигатели 10 кВ с Р < 1250 кВт для компенсации реактивной мощности не применяются.
Суммарная величина реактивной мощности, генерируемая синхронными двигателями, имеющими и :
(6.16)
Реактивная мощность синхронных двигателей, которую экономически целесообразно использовать для компенсации при одновременном оптимальном потреблении реактивной мощности из энергосистемы, вычисляется по выражению
(6.17)
Отметим, что синхронные двигатели, которые не целесообразно применять для компенсации реактивной мощности, должны работать с [4].
6.4 Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела энергоснабжающей организации и потребителя. Определение мощности БК для сети напряжением выше 1 кВ
Мощность конденсаторных установок на стороне высокого напряжения определяется по формуле:
(6.18)
где - суммарная реактивная мощность всех цехов предприятия, квар;
- потери мощности в цеховых трансформаторах, квар;
Qэ - экономически целесообразная реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию, квар;
- мощность конденсаторных установок на стороне напряжения до 1 кВ (см. табл. Таблица 6.1).
Потери мощности в цеховых трансформаторах определяем по табл. 8.1 (9 стр. 254). Результаты заносим в таблицу Таблица 6.2.
Таблица 6.2 - Расчет потерь в трансформаторах
№ цеха |
|
|||
4 |
0,65 |
2 |
28 |
|
6 |
0,51 |
2 |
28 |
|
8 |
0,54 |
2 |
25,5 |
|
10 |
0,52 |
2 |
41 |
На стороне высокого напряжения устанавливаем 2 конденсаторные установки УКМ58-0,4-600-50У3 номинальной мощностью 600 квар каждая.
Определим расчетную мощность завода с учетом компенсирующих устройств:
(6.19)
Расчетная мощность завода с учетом компенсирующих устройств:
6.5 Распределение мощности батарей конденсаторов в сети напряжением до 1 кВ
Для подключения батарей конденсаторов в сети напряжением до 1 кВ необходимо предусмотреть дополнительные ячейки во ВРУ и РУ-0,4 кВ ЦТП. Распределение мощности батарей конденсаторов в сети напряжением до 1 кВ рассмотрено в пункте 6.2 и представлено на листе 2 графической части.
7. Разработка схемы электроснабжения завода
При разработке схемы электроснабжения завода запасных частей учитываем расположение цехов предприятия, а также категории их надежности электроснабжения. Цеховые трансформаторные подстанции запитаны от ГПП кабельными линиями. ГПП питается по 2 воздушным линиям длиной 6,7 км.
Электрическая сеть, выполненная по радиальной схеме, обеспечивает передачу электроэнергии от источника питания к электроприемникам без ответвлений по пути для питания других потребителей. Такая схема обуславливает использование большого количества аппаратов и линий электропередачи и применяется для питания ответственных и крупных потребителей.
Электрическая сеть, выполненная по магистральной схеме, представляет линию электропередачи, поочередно запитывающие подстанции (ТП, РП) при кабельной канализации электроэнергии или линию электропередачи с ответвлением к отдельным подстанциям при воздушной канализации электроэнергии. Схемы магистрального питания применяется при упорядоченном расположении подстанций на территории завода, при необходимости резервирования подстанций от другого источника, а также во всех случаях, когда магистральные схемы имеют технико-экономические преимущества перед другими схемами.
Распределение электроэнергии на территории предприятия выполнено по смешанной схеме:
- по радиальной схеме запитываем подстанции КТП10, КТП4;
- по магистральной схеме запитываем от КТП4- КТП8, КТП3; от КТП10- КТП6; ВРУ1 - от КТП8; ВРУ2 - от КТП10; ВРУ9,ВРУ5, - от КТП10;ВРУ3- от КТП4;ВРУ1,ВРУ7- от КТП-4.
Таким образом, внутризаводская схема электроснабжения получается смешанная.
Распределительная сеть предприятия приведена на листе 2 графической части.
8. Расчет токов кз и выбор основного электрооборудования и электроаппаратуры
8.1 Расчет токов КЗ
Для расчета токов короткого замыкания составим расчетную схему системы электроснабжения (рисунок 8.1Рисунок ). На основании схемы электроснабжения составляется схема замещения (рисунок 8.2),используемая при расчете токов короткого замыкания.
Трансформаторы, устанавливаемые на ГПП: 2хТРДН-12000/110. Его параметры:;;
Рисунок 8.1 - Расчетная схема системы электроснабжения
Рисунок 8.2- Схема замещения системы электроснабжения
Расчет токов КЗ выполняем в относительных единицах.
Рассчитаем токи КЗ в различных точках.
К1
Задаемся базисными условиями:
Базисная мощность: ;
Базисное напряжение: ;
Найдем базисный ток,:
Сопротивление системы:
Ток КЗ в точке К1:
K2
Сопротивление линии:
Ток КЗ в точке К2:
К3
Задаемся базисными условиями:
Сопротивление трансформатора на ГПП:
Ток КЗ в точке К3:
К4
Будем считать, что минимальное расстояние до ЦТП .
Ток КЗ в точке К4:
К5
Сопротивление цехового трансформатора:
Рассчитаем ударные токи:
где - ударный коэффициент;
- действующее значение периодической составляющей тока КЗ в i-ой точке системы;
Рассчитаем значение термического импульса:
где - время отключения тока КЗ, с;
- постоянная времени затухания апериодической составля-ющей тока КЗ, с;
8.2 Выбор основного оборудования и электроаппаратуры
Выбор разъединителя на стороне 110 кВ
Определяем максимальный ток:
где - напряжение сети, ;
Выбираем разъединитель типа РНД-110/630 Т1 по [10 стр. 270].
Таблица 8.1 - Выбор разъединителя на стороне 110 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные выключателя |
|
Окончательно принимаем разъединитель типа РНД-110/630 Т1.
Выбор заземлителя на стороне 110 кВ
Выбираем заземлитель типа ЗОН-110М-IУI по (10 стр. 278).
Таблица 8.2 - Выбор заземлителя на стороне 110 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные выключателя |
|
Окончательно принимаем заземлитель типа ЗОН-110М-IУI.
Выбор КРУ 10 кВ
Применим на ГПП завода распределительное устройство на 10 кВ закрытого типа, выполненное комплектными распределительными устройствами серии D-12PR-10-630 У3 и шкафы типа ШВВ (11) с номинальными параметрами ; ; ; .
Таблица 8.3 - Выбор КРУ 10 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Окончательно принимаем КРУ серии D-12PТ-10-630 У3.
Выбор вводного выключателя на стороне 10 кВ
Выбираем выключатель типа BB/TEL-10-12,5/630 У2 по (12 стр. 5).
Таблица 8.4 - Выбор вводного выключателя 10 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Окончательно принимаем выключатель типа BB/TEL-10-12,5/630 У2.
Выбор секционного выключателя на стороне 10 кВ
Выбираем выключатель типа BB/TEL-10-12,5/630 У2 по (12).
Таблица 8.5 - Выбор секционного выключателя 10 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Окончательно принимаем выключатель типа BB/TEL-10-12,5/630 У2.
Выбор выключателя на стороне 10 кВ отходящих линий ГПП
Данные выключатели выбираем для каждой магистральной линии и устанавливаем на ГПП. Расчёт рассмотрим на примере группы из цехов № 1, 3, 8, 10. Определим максимальный ток:
где - полная мощность первой линии, с учётом КУ, кВА.
Максимальный ток для второй магистральной линии равен:
Для группы 1 выбираем выключатель типа BB/TEL-10-12,5/630 У2 по (12):
Таблица 8.6 - Выбор выключателя 10 кВ на отходящих линиях
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Для второй группы расчет аналогичен, принимаем выключатель BB/TEL-10-12,5/630 У2.
Выбор вводных выключателей для КУ 10 кВ
Выбираем выключатель типа BB/TEL-10-12,5/630 У2 по (12).
Таблица 8.7 - Выбор выключателей для КУ 10 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Выбор заземлителей на стороне 10 кВ
Выбираем заземлитель типа ЗР-10У3 по (10 стр. 278).
Таблица 8.8 - Выбор заземлителя на стороне 10 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Окончательно принимаем заземлитель типа ЗР-10У3.
Выбор выключателя нагрузки на стороне 10 кВ
Данные выключатели выбираем для каждой трансформаторной подстанции. Расчёт рассмотрим на примере КТП1.
Полные мощности и максимальные токи для остальных трансформаторных подстанций приведены в таблице Таблица 8.11.
Таблица 8.9 - Полные мощности и токи для КТП
Место установки |
|||
КТП1 |
532,15 |
29,26 |
|
КТП2 |
1627,57 |
89,49 |
|
КТП3 |
1371,14 |
75,39 |
|
КТП4 |
1341,22 |
73,74 |
Для КТП1 выбираем выключатель нагрузки типа ВНР-10/400-10з У3 по(10).
Таблица 8.10 - Выбор выключателя нагрузки
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Окончательно принимаем выключатели типа ВНР-10/400-10з У3 по табл.4.11.3 [10 стр. 252]. Для остальных КТП расчёт аналогичен. На остальных подстанциях устанавливаем выключатели нагрузки типа ВНР-10/400-10з У3.
Выбор предохранителей на 10 кВ
Выбор предохранителей рассмотрим на примере КТП1:
где - номинальная мощность трансформатора, кВА.
Принимаем предохранитель ПКТ103-10-80-20 У3 с током плавкой вставки по (6 стр. 444).
Таблица 8.11 - Выбор предохранителей на 10 кВ
Расчетные параметры сети |
Условия выбора |
Каталожные данные |
|
Аналогично выбираем предохранители для остальных КТП. Результаты расчета сводим в таблицу.
Таблица 8.12 - Выбор предохранителей для всех КТП
Место установки |
Тип |
|||
КТП1 |
76,98 |
80 |
ПКТ103-10-80-20 У3 |
|
КТП2 |
123,1 |
160 |
ПКТ104-10-160-20 У3 |
|
КТП3 |
76,98 |
80 |
ПКТ103-10-80-20 У3 |
|
КТП4 |
76,98 |
80 |
ПКТ103-10-80-20 У3 |
Выбор трансформаторов тока на стороне 10 кВ
Определим максимальный ток для ГПП:
Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 400/5.
Для остальных мест установки ТТ расчет аналогичен. Результаты выбора приведем в таблице 8.13.
Таблица 8.13 - Выбор коэффициентов трансформации ТТ на 10 кВ
Место установки |
Коэф. трансформации |
||
ГПП |
361,7 |
400/5 |
|
Секционный выключатель ГПП |
160/5 |
||
Отходящая линия группы 1 |
222,91 |
250/5 |
|
Отходящая линия группы 2 |
86,6 |
100/5 |
|
Батареи КУ |
63/5 |
Выбор трансформаторов напряжения на стороне 10 кВ
Выберем по трансформатор напряжения типа НАМИТ-10-2-УХЛ2.
Выбор вводных автоматических выключателей для КТП на стороне 0,4 кВ
Выбор данных аппаратов защиты производим по условиям:
(8.2)
где - номинальный ток автомата, А;
- номинальный ток теплового расцепителя, А;
- расчётный ток, А.
Для КТП1 максимальный ток:
Выбираем автоматический выключатель по табл. П.11 [6 стр. 435] серии ВА53 с , .
Проверяем по условиям (8.2):
Условия выполняются.
Аналогично производим выбор и для остальных КТП. Результаты расчётов сводим в таблицу 8.14.
Таблица 8.14 - Выбор вводных автоматов на стороне 0,4 кВ на КТП
Место установки |
Серия автомата |
||||
КТП1 |
2500 |
2500 |
ВА53 |
||
КТП2 |
3233,1 |
3600 |
3600 |
ВА54 |
|
КТП3 |
3233,1 |
3600 |
3600 |
ВА54 |
|
КТП4 |
3233,1 |
3600 |
3600 |
ВА54 |
Таблица 8.15 Выбор секционных автоматов на стороне 0,4 кВ
Место установки |
Серия автомата |
||
КТП1 |
1600 |
ВА53 |
|
КТП2 |
1000 |
ВА53 |
|
КТП3 |
1000 |
ВА53 |
|
КТП4 |
1000 |
ВА53 |
Выбор вводных автоматических выключателей на ВРУ 0,4кВ
Рассмотрим выбор автоматических выключателей на примере ВРУ1. Расчетный ток:
Выбираем автоматический выключатель по табл. П.11 (6 стр. 435) серии ВА53 с , .
Проверяем по условиям (8.2):
Условия выполняются.
Аналогично производим выбор и для остальных КТП.
Таблица 8.16 - Выбор вводных автоматов на стороне 0,4 кВ на ВРУ
Место установки |
Серия автомата |
||||
ВРУ1 |
630 |
500 |
ВА51 |
||
ВРУ2 |
646,9 |
1000 |
1000 |
ВА51 |
|
ВРУ3 |
633,5 |
1000 |
1000 |
ВА51 |
|
ВРУ4 |
366,7 |
630 |
500 |
ВА51 |
|
ВРУ5 |
544,8 |
630 |
630 |
ВА51 |
|
ВРУ6 |
526,9 |
630 |
630 |
ВА51 |
Выбор вводных автоматических выключателей для КУ 0,4кВ
Рассмотрим выбор автоматических выключателей на примере КУ1. Расчётный ток определим по формуле:
Выбираем автоматический выключатель по табл. П.11 (6 стр. 435) серии ВА51 с , .
Проверяем по условиям (8.2):
Условия выполняются.
Аналогично производим выбор и для остальных КТП. Результаты расчётов сводим в таблицу 8.17.
Таблица 8.17 - Выбор автоматов для КУ 0,4 кВ
Место установки |
Серия автомата |
|||||
КТП2 |
400 |
1000 |
1000 |
ВА51 |
Выбор трансформаторов тока для КТП на стороне 0,4 кВ
Максимальные токи для выбора ТТ принимаем такими же, как и при выборе вводных автоматических выключателей для КТП на стороне 0,4 кВ.
Результаты выбора сведём в таблицу.
Таблица 8.18 - Выбор коэффициентов трансформации ТТ на 0,4 кВ
Место установки |
Коэф. трансформации |
||
КТП1 |
3000/5 |
||
КТП2 |
3233,1 |
4000/5 |
|
КТП3 |
3233,1 |
4000/5 |
|
КТП4 |
3233,1 |
4000/5 |
9. Выбор и описание способов прокладки электрических сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения
Так как авторемонтный завод относится к потребителю II категории надёжности электроснабжения, внешнее электроснабжение будет осуществлено по двум независимым силовым линиям. В качестве независимых линий электроснабжения будут использоваться высоковольтные воздушные линии.
Прокладка внутризаводской сети электроснабжения будет осуществляться следующим образом:
- питание цеховых трансформаторных подстанций КТП1, КТП2, КТП3, КТП4 будет осуществлено высоковольтными силовыми кабелями, которые будут прокладываться в траншеях. Прокладка двух кабельных линий в земле, будет осуществлена в одной траншее на глубине 0,8 метра параллельно друг другу на расстоянии по горизонтали в свету 300 мм. Кабели в траншее будут иметь снизу подсыпку, а сверху засыпку слоем мелкой земли, не содержащей камней, строительного мусора и шлака. На всём протяжении кабельной трассы, для защиты от механических повреждений, кабели будут покрыты ещё и глиняным обыкновенным кирпичом в один слой поперёк кабельной трассы. В соответствии с действующими правилами охраны электрических сетей над кабельной трассой будет организована охранная зона в размере площадки по 1 метру с каждой стороны от крайних кабелей (пункт 2.3.13 (13)). В соответствии с пунктом 2.3.37 (13) для питания завода будут использоваться кабели марок, имеющих броню и металлическую оболочку стойкою к химическим воздействиям. Кабели в соответствии с пунктом 2.3.37 (13) будут использоваться марок, в которых имеется броня и металлическая оболочка;
- питание ВРУ1, ВРУ2, ВРУ3, ВРУ4, ВРУ5, ВРУ6 будет осуществлено кабелями, проложенными в траншее. Способ прокладки будет такой же, как и для сети, питающей цеховые трансформаторные подстанции.
10. Электрический расчет сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения
Питание авторемонтного завода осуществляется от ГПП по воздушным линиям 110 кВ от подстанции энергосистемы.
Выбор провода, питающего ГПП
1. Определим ток, протекающий по линиям:
(10.1)
где - количество секций, шт.
Экономическая плотность тока для линий, выполненных алюминиевыми проводами по табл.1.3.36 (13) равна .
Экономическое сечение линии:
(10.2)
Выбираем ближайшее стандартное сечение 16 проводов марки АС с по табл.П13 [6].
2. Определяем минимальное сечение по условию термической стойкости к токам КЗ:
(10.3)
где - тепловой импульс тока КЗ;
c - коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и материала проводника, принимаем равным 90.
Выбираем ближайшее большее стандартное сечение 70 мм2.
Кабель марки АС с по табл.п13 [6].
3. Выбираем большее из двух рассчитанных сечений - 70 мм2.
4. Проверяем данное сечение по условию нагрева в послеаварийном режиме:
(10.4)
где - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, принимаем 1;
Условие выполняется.
Принимаем трехжильный кабель марки АС 370 с .
Выбор кабелей, питающих КТП
Выбор питающих кабелей рассмотрим на примере КТП1.
1. Ток, протекающий по линиям:
(10.5)
Экономическая плотность тока для линий, выполненных алюминиевыми кабелями, по табл.1.3.36 (13) равна .
Экономическое сечение линии:
Выбираем ближайшее стандартное сечение 35 кабелей марки АСБ с по табл.п13 (6).
2. Определяем минимальное сечение по условию термической стойкости к токам КЗ:
Выбираем ближайшее большее стандартное сечение 150 мм2.
3. Выбираем большее из двух рассчитанных сечений - 150 мм2.
4. Проверяем данное сечение по условию нагрева в послеаварийном режиме:
(10.6)
где - поправочный коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды, принимаем 0,94;
- поправочный коэффициент, учитывающий число работающих кабелей, проложенных в одной траншеи, принимаем равным 0,9;
- поправочный коэффициент, учитывающий фактическое удельное тепловое сопротивление земли, принимаем 1;
- допустимая перегрузка на период ликвидации послеаварийного режима, принимаем 1,3;
- ток послеаварийного режима:
- ток послеаварийного режима:
Условие выполняется.
Принимаем кабель марки АСБ-150 с .
Таблица 10.1 - Расчет электрической сети 10 кВ
№ кабеля |
Начало участка |
Конец участка |
||||||
1 |
ГПП |
КТП10 |
3х630; 1х1000 |
40 |
47 |
1,4 |
35 |
|
2 |
КТП10 |
КТП6 |
2х630; 1х1000 |
26,2 |
62,7 |
1,4 |
25 |
|
3 |
ГПП |
КТП4 |
2х630 |
24,25 |
36,37 |
1,4 |
25 |
|
4 |
КТП4 |
КТП8 |
1х630 |
12,12 |
24,25 |
1,4 |
16 |
Продолжение таблицы 10.1
№ кабеля |
Кол-во и марка кабеля |
|||||||
1 |
149,3 |
150 |
150 |
0,9 |
205 |
104 |
2хАСБ(3х150) |
|
2 |
149,3 |
150 |
150 |
0,9 |
205 |
57 |
2хАСБ(3х150) |
|
3 |
149,3 |
150 |
150 |
0,9 |
205 |
33,07 |
2хАСБ(3х150) |
|
4 |
149,3 |
150 |
150 |
0,9 |
205 |
22,05 |
2хАСБ(3х150) |
Выбор кабелей, питающих ВРУ
Расчёт рассмотрим на примере ВРУ1.
1. Проводники электрических сетей всех видов и назначений выбираются или проверяются по допустимому нагреву длительным расчетным током :
(10.8)
где - допустимый ток проводника, А;
- расчётный ток, А;
- поправочный коэффициент на фактические условия прокладки проводов и кабелей, принимаем 1.
Расчётный ток определяем по формуле:
Принимаем кабель марки 2хАСБ(4х120) с = 260 А (6).
При и = 1;
Т.к. данное условия выполняются, для ВРУ1 выбираем кабель 2хАСБ(4х120).
Таблица 10.2- Расчет электрической сети 0,4 кВ
№ |
Начало участка |
Конец участка |
Кол-во и марка кабеля |
|||||
7 |
КТП10 |
ВРУ2 |
609,29 |
680 |
609,29 |
2хАСБ(4х185) |
||
8 |
КТП10 |
ВРУ5 |
365,8 |
459,9 |
520 |
459,9 |
2хАСБ(4х120) |
|
9 |
КТП10 |
ВРУ9 |
527,04 |
609,29 |
680 |
609,29 |
2хАСБ(4х185) |
|
10 |
КТП4 |
ВРУ3 |
603,06 |
609,29 |
680 |
609,29 |
2хАСБ(4х185) |
|
11 |
КТП4 |
ВРУ7 |
544,9 |
609,29 |
680 |
609,29 |
2хАСБ(4х185) |
Заключение
В данном курсовом проекте была спроектирована система электроснабжения автозавода.
При проектировании данной системы были рассмотрены и решены следующие задачи: охарактеризованы и проанализированы основные исходные данные для проектирования систем внешнего и внутреннего электроснабжения, определены расчетные электрические нагрузки цехов и завода в целом, составлена картограмма и определён условный центр электрических нагрузок завода, выбрано напряжение внешнего электроснабжения, выбраны единичные мощности и количество трансформаторов цеховых ТП предприятия, выполнена компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях предприятия, разработана схема электроснабжения завода, произведён расчет токов короткого замыкания, произведён выбор и описаны способы прокладки электрических сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения, выполнен электрический расчет сетей внешнего и внутризаводского электроснабжения.
Таким образом, автозавод отнесён ко II категории надёжности электроснабжения. Питание завода осуществляется на напряжении 110 кВ по двум независимым силовым линиям, выполненным проводами АС, проложенными в земле.
Расчётная мощность завода в целом до компенсации равна 6558,72 кВА, после компенсации - 4911,37 кВА. Таким образом, установлены компенсирующие устройства на стороне 10 кВ мощностью 1200 квар, на стороне 0,4 кВ мощностью 600 квар.
Распределение электроэнергии по территории предприятия осуществляется по смешанной схеме кабелями АСБ, проложенными в земле (10 кВ) и в земле и по стенам цеховых зданий в лотках (0,4 кВ).
В графической части проекта выполнен чертёж генплана промышленного предприятия с электрической сетью и картограммой нагрузок, а так же чертёж полной однолинейной схемы электроснабжения предприятия.
Список литературы
1. Колесник Ю.Н., Токочакова Н.В. Промышленные потребители электрической энергии: практикум по одноименному курсу для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение». Гомель : ГГТУ им.П.О. Сухого, 2006.
2. Ус А.Г., Бахмутская В.В. Электроснабжение промышленных предприятий: методическое указание к изучению одноименного курса. Гомель : ГГТУ им.П.О. Сухого, 2008.
3. Козловская В.Б., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электрическое освещение. Справочник. Минск : Техноперспектива, 2007.
4. Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения. Минск : НПООО "ПИОН", 2001.
5. А.А. Федоров, В.В. Каменева. Основы электроснабения промышленных предприятий. Москва : Энергоатомиздат, 1984.
6. Ус А.Г., Евминов Л.И. Электроснабжение предприятий и гражданских зданий. Минск : НПООО "ПИОН", 2002.
7. РТМ 36.18.32.6-92.
8. Лычев П.В., Головач О.М. Электрические системы и сети. Пособие по курсовому проектированию для студентов специальости 1-43 01 03 "Электроснабжение" дневной и заочной форм обучения. Гомель : ГГТУ им. П.О. Сухого, 2006.
9. Кудрин Б.И., Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий. Минск : Вышэйшая школа, 1988.
10. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Москва : Энергоатомиздат, 1989.
11. Иносат. Каталог продукции.
12. Таврида-электрик. Вакуумный выключатель серии BB/TEL.
13. Правила устройства электроустановок, шестое издание. Москва : Госэнергонадзор, 2000.
14. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабения промышленных предприятий. Москва : Энергоатомиздат, 1984.
15. Правила устройства электроустановок, шестое издание. Москва : Госэнергонадзор, 2000.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Оборудование 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 31.05.2015Проектирование 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 02.09.2009Характеристика цехов и электроприёмников литейного завода. Расчет режима работы Дербентских электрических сетей. Разработка внутризаводского электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания, релейной защиты. Расчет заземляющего устройства подстанции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.02.2012Определение 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 10.04.2012Характеристика 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 25.06.2012Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013Краткая 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 22.04.2012Проектирование системы электроснабжения деревоперерабатывающего завода: расчет электрических нагрузок, выбор трансформаторной подстанции и коммуникационной аппаратуры. Разработка мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей завода.
дипломная работа [697,2 K], добавлен 18.06.2011Расчёт электрических нагрузок. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор мощности трансформаторов, сечения кабельных линий, схемы внешнего электроснабжения. Защита сетей от аварийных режимов. Организация эксплуатации электрохозяйства.
дипломная работа [250,0 K], добавлен 10.10.2014Описание электрического оборудования и технологического процесса цеха и завода в целом. Расчет электрических нагрузок завода, выбор трансформатора и компенсирующего устройства. Расчет и выбор элементов электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [286,7 K], добавлен 17.03.2010