Разработка и внедрение новых видов электрооборудования и систем электроснабжения для цветной металлургии
Расчет электрических нагрузок по заводу. Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ. Подсчет токов короткого замыкания на шинах. Вычисление дифференциальной и максимальной токовой защиты.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.02.2020 |
Размер файла | 1001,5 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Технологический процесс производства
1.1 Исходные данные к проекту
2. Расчет электрических нагрузок
2.1 Расчет электрических нагрузок отделения цеха обработки цветных металлов
2.2 Расчет осветительной нагрузки
2.3 Расчет электрических нагрузок по заводу
2.4 Определение числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ
2.5 Распределение Qнбк пропорционально реактивным нагрузкам ТП
2.6 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу тяжелого машиностроения
3. Сравнение вариантов внешнего электроснабжения
4. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U>1кВ
4.1 Расчет токов короткого замыкания Iкз (U=10,5 кВ) с учетом подпитки от СД
4.2 Выбор основного оборудования
5. Релейная защита и автоматика
5.1 Релейная защита трансформатора ГПП
5.2 Автоматика и сигнализация
6. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U<1кВ для ТП 1 и отделения цеха обработки цветных металлов
6.1 Выбор оборудования
6.2 Расчет ТКЗ на шинах 0,4 кВ ТП и на ШРА-1
7. Специальная часть
7.1 Выбор источников света
7.2 Выбор вида и системы освещения
7.3 Выбор освещенности и коэффициента запаса
7.4 Выбор типа светильников и размещение светильников
7.5 Расчет мощности осветительной установки
7.6 Электротехнический расчет
8. Экономическая часть
8.1 Резюме
8.2 Цели и задачи бизнес-плана
8.3 Характеристика предприятия и его продукции
8.4 Анализ рынка сбыта
8.5 Рекламная кампания
8.6 План маркетинга
8.7 Инвестиционный план
8.8 Финансовый план
9. Безопасность жизнедеятельности
9.1 Экологический паспорт
9.2 Анализ условий труда по цехам завода
9.3 Расчёт санитарно-защитной зоны предприятия
9.4 Оценка отделения цеха обработки цветных металлов
9.5 Обеспечение пожаробезопасности рабочего процесса
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Развитие народного хозяйства и промышленности диктует необходимость совершенствования электроэнергетики: создания экономичных надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, систем автоматизированного управления электроприводами и технологическими процессами. Важнейшие задачи, решаемые энергетиками и энергостроителями, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов и реконструкции старых, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда, в улучшении структуры производства электроэнергетики. На протяжении восьмидесяти лет электроэнергетика развивалась и функционировала как общенациональная монополия. Каждая республика бывшего союза являлась интегрированной частью единой энергетической системы (ЕЭС). В1991 году начался процесс децентрализации и дезинтеграции ЕЭС и электроэнергетики, начался процесс реформирования отрасли. Но несмотря на это электрическая энергия, как и прежде остается наиболее универсальной формой энергии. Она также служит основой технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства.
Основными потребителями электрической энергии являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом на промышленные объекты приходится более семидесяти процентов потребления электроэнергии.
Электроэнергия применяется буквально во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов, а в последние годы и для различных электротехнологических установок, в первую очередь для электротермических и электросварочных установок, электролиза, электроискровой и электрозвуковой обработки материалов, электроокраски.
Большую группу электроприемников составляют приводы общепромышленных механизмов, применяемые во всех отраслях народного хозяйства: подъемно-транспортные машины, поточно-транспортные системы, компрессоры, насосы, вентиляторы.
Электрическая энергия является основным видом энергии, применяемой в цветной металлургии, поэтому развитие цветной металлургии неразрывно связано с развитием электроэнергетики.
Разработкой и внедрением новых видов электрооборудования и систем электроснабжения для цветной металлургии занимается ряд научно-исследовательских и проектно-конструкторских институтов, выпуск электрооборудования производится на специализированных заводах с учетом специфики его использования.
В настоящее время быстрыми темпами развивается производство для цветной металлургии крупных электрических машин и электромашин малой мощности, электрической аппаратуры напряжением до 1000В и выше 1000В.
Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1000В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.
Передача, распределение и потребление выработанной энергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надежностью. Для обеспечения этого энергетиками создана надежная и экономичная система распределения электроэнергии на всех ступенях применяемого напряжения с максимальным приближением высокого напряжения к потребителям.
В системе цехового распределения электроэнергии широко используют комплектные распределительные устройства, подстанции и силовые токопроводы. Это создает гибкую и надежную систему распределения, в результате чего экономиться большее количество проводов и кабелей. Широко применяют совершенные системы автоматики, а также простые и надежные устройства защиты отдельных элементов системы электроснабжения промышленных предприятий.
Основной задачей проектирования объектов электроснабжения является обеспечение высокой степени надежности и экономичности их. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий ведется с учетом использования новейших достижений науки и техники. Проектирование электроснабжения осуществляется в три стадии: технико-экономическое обоснование, технический проект, рабочие чертежи. Сооружаемые электроустановки должны обеспечить безопасность эксплуатации, надежность и экономичность. При проектировании эти показатели достигаются с помощью технико-экономических расчетов.
1. Технологический процесс производства
Машиностроение является ведущей отраслью современной промышленности. Значение машиностроения в народном хозяйстве определяется тем, что оно создает один из важнейших элементов производительных сил - орудия труда. Машиностроение в силу разнообразия орудий труда производства и общественного разделения труда подразделяется на отдельные отрасли. Главными отраслями машиностроения являются: станкостроение, тяжелое машиностроения, транспортное, энергетическое и т.п.
В каждой отрасли машиностроения существуют свои специфические технологические методы и приемы, однако для машиностроения в целом характерна общность сырьевых материалов (черные и цветные металлы, их сплавы) и идентичность основных технологических принципов превращения их в детали (литье, ковка, штамповка, обработка резанием), а деталей в изделия (сварка, сборка). Процесс создания и производства изделий охватывает ряд взаимосвязанных этапов, начиная с разработки конструкции и технологии изготовления их деталей, механизмов и сборочных единиц, и кончая собственно производством изделий, их отделкой, испытаниями и отправкой потребителю.
Машиностроительные предприятия состоят из отдельных производственных единиц, называемых цехами, службами и хозяйствами. Цехи завода разделяются на основные, вспомогательные и побочные. Основные цехи работают непосредственно над созданием промышленной продукции. При технологическом принципе организации производства основные цехи разделяются на заготовительные, обрабатывающие и выпускающие продукцию. К заготовительным цехам относятся чугунолитейный, сталелитейный, кузнечно-прессовый, а к обрабатывающим - механический, термический.
В основу организации производства положен принцип групповой обработки технологически и конструктивно подобных деталей.
Режим работы основных и вспомогательных цехов предусмотрен в две смены с продолжительностью рабочей недели 41 час и 8 часовым рабочим днем, кроме литейного цеха, где режим работы предусмотрен в связи с технологическим процессом в три смены.
Рисунок 1.1. Технологический процесс производства отливок.
Литейный цех предназначен для получения фасонных изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полую форму, воспроизводящую форму и размеры будущей детали. Литейное производство относится к процессам горячей обработки металлов. Сущность его состоит в том, что расплавленный металл определенного химического состава заполняет литейную форму - полость, которая по своим очертаниям и размерам соответствует конфигурации требуемой литой заготовки или детали. После затвердевания металла получается отливка.
Технологический процесс производства отливок (рис 1.1.) состоит из трех стадий: подготовительной, основной и заключительной.
Подготовка производства.
Изготавливаемые отливки являются заготовками, подвергающимися дальнейшей обработке для получения требуемых точных размеров, геометрической формы и чистоты поверхности.
Качество литья зависит от литейных свойств металла (жидкость, усадка, плотность, однородность).
В качестве литейных материалов применяют чугун, сталь и сплавы цветных металлов. Сталь имеет более высокие механические свойства и применяется для получения отливок деталей, которые будут работать при больших ударных нагрузках.
Формовочные материалы, применяемее для стального литья обладают высокой огнеупорностью, поэтому кварцевый песок должен быть чистым, а глина без примесей. В качестве литейного материала применяется углеродистая и легированная сталь.
Для заливки полости литейной формы жидкий металл берется из конвертов электрических печей. Перед выпуском из плавильного агрегата сталь раскисляется. Для получения мелкого литья используется более горячий металл.
В электропечах для плавки стали, и чугуна горит дуга между электродами и металлом. Эти печи питаются от трансформаторов, мощность которых от 400 кВА (для печей емкостью 0,5 тонн) до 45 МВА (для печей емкостью 200 тонн). Режим работы ДСП относится к резко переменным из - за частых колебаний нагрузки в период расплавления шихты вследствие так называемых коротких эксплуатационных замыканий в момент обвала шихты, замыкающей электроды накоротко. Дуговые печи относятся к потребителям 2-ой категории, так как они не боятся кратковременного перерыва подачи электроэнергии.
Основными технико-экономическими показателями работы литейных цехов являются: годовой выпуск отливок в тоннах; съем литья с 1 м2 производственной площади цеха; доля брака литья (в процентах), уровень механизации; себестоимость литья.
Кузнечный и блок вспомогательных цехов предприятия предназначены для обеспечения основных и вспомогательных производств основными заготовками, поковками, горячими штамповками, готовыми деталями, резными заготовками, сортировочными материалами. Для резки заготовок предусмотрены ножницы с подогревом штанги перед резкой; фрезерно-отрезные полуавтоматы; станки анодно-механической резки. Для горячей штамповки заготовок предусмотрены горячештамповочный кривошипный пресс, горизонтально-ковочная машина. Поковки изготовляются на молотах свободной ковки с весом падающих молотов 250, 400, 2000 кг. Изготовление заготовок и деталей методом холодной штамповки производится на кривошипных прессах усилием 40, 100, 250 тонн.
По степени бесперебойности кузнечно-штамповочные машины и прессы относятся ко 2-ой категории.
Технологический процесс ковки и штамповки устойчив, тяжелое оборудование имеет постоянное расположение. Технологический процесс прокатного производства состоит из нескольких этапов: подготовки исходного материала, нагрев его (в случае горячей прокатки), прокатки и отделки. Сортамент стального проката делится на пять групп: сортовой прокат, листовой прокат, трубы, периодический прокат и специальный прокат.
Литые и штамповочные заготовки, а также прокат поступают с разгрузочной площадки, оборудованной козловыми кранами. В зону разгрузочно-погрузочной площадки предусмотрен железнодорожный ввод. Литые заготовки подвергаются очистке и обрубке, затем производят обтирку основных плоскостей. Далее заготовки передают электрифицированной тележкой в цех термической обработки для выполнения операций старения с целью снятия остаточных напряжений. После этого производят окраску необрабатываемых поверхностей в отделении окраски. Это необходимо для того, чтобы связать остатки формовочной смеси на поверхности заготовок и предотвратить возможность их попадания в дальнейшем на поверхность трения. Подготовленные отливки для обработки передаются на склад литейных заготовок.
Металлопрокат поступает на склад металла, а далее в заготовительный цех для резки на штучные заготовки. Штучные заготовки, полученные резкой в заготовительном цехе или по кооперации, поступают на централизованный склад заготовок. Со склада заготовки партиями передаются для обработки в механические цеха с помощью электрогрузовозов с автоматическим адресованием. В цехе крупных деталей межоперационную передачу осуществляют мостовым краном. В цехах по производству средних и мелких деталей используют автоматизированные транспортно - накопительные системы. Стальные детали для термообработки направляются в термический цех.
Термический цех предназначен для обработки деталей основного производства и вспомогательных нужд. В соответствии с тяжелыми условиями в термическом цехе предусмотрены следующие технологические процессы:
подогрев под закалку и отпуск заготовок в шихтованных электрических печах;
подогрев под закалку в камерных печах;
наплавка режущего инструмента на установках ТВЧ, которые предназначены для проведения поверхностной закалки мелких деталей.
После термического цеха детали поступают на участок механического цеха. Технологический процесс механической обработки связан с последовательным изменением размеров и формы заготовки до превращения ее в готовую продукцию.
Готовые детали и комплектующие изделия поступают на склад и далее в сборочный цех. В сборочном цехе размещены участки узловой сборки и конвейер общей сборки серийных станков, а также электромонтажный участок и участок испытания станков. Здесь же находится сборочное отделение специальных станков, окрасочное отделение и экспедиция.
1.1 Исходные данные к проекту
Тема: “Электроснабжение завода тяжелого машиностроения”
Питание завода может быть осуществлено от подстанции энергосистемы. На подстанции установлены 2 трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 115/37/10,5 кВ. Трансформаторы работают параллельно. Мощность системы 500 МВА; реактивное сопротивление системы на стороне 37 кВ отнесенное к мощности системы, 0,4. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5 км. Завод работает в две смены. Исходные данные по отделению цеха оьработки цветных металлов и заводу в целом приведены в таблицах 1.1 и 1.2 соответственно.
Таблица 1.1. Электрические нагрузки отделения цеха обработки цветных металлов.
№№ по плану |
Наименование оборудования |
Установлен. мощность, кВт |
Коэффициенты |
|||
КИ |
Cosц |
tgц |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
прокатный стан |
100 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
2,7 |
кран мостовой, 5т, ПВ=40% |
7,5+11+2,2 |
0,1 |
0,5 |
1,73 |
|
3 |
ножницы-тяпки |
5,5 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
4,20 |
ножницы дисковые, концевые |
10 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
5 |
ножницы дисковые |
4 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
6,21 |
прокладочный станок |
2,2 |
0,15 |
0,5 |
1,73 |
|
8 |
сушильная печь |
30 |
0,8 |
0,95 |
0,33 |
|
9 |
листоправочная машина |
1,5 |
0,15 |
0,5 |
1,73 |
|
10,13 |
4-х валковый прокатный стан |
175 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
11 |
кран мостовой, 10т, ПВ=100% |
16+11+2,2 |
0,1 |
0,5 |
1,73 |
|
12 |
гидравлический пресс 100т |
10 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
14 |
ножницы гильотинные |
17 |
0,25 |
0,65 |
1,16 |
|
15,19 |
вальцешлифовальный станок |
13 |
0,15 |
0,5 |
1,73 |
|
16 |
пресс |
22 |
0,4 |
0,8 |
0,75 |
|
17,18 |
брикетировочный пресс 630т |
30 |
0,4 |
0,8 |
0,75 |
|
22-24 |
токарный полуавтомат |
30+2,2+1,1 |
0,25 |
0,65 |
1,73 |
|
25,26 |
вертикально- сверлильный станок |
4+0,15 |
0,15 |
0,5 |
1,73 |
|
27-30 |
токарно-винторезный станок |
10+1,1+0,15 |
0,15 |
0,5 |
1,73 |
Таблица 1.2. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода тяжелого машиностроения.
№ п/п |
Наименование |
Кол-во ЭП,n |
Установл. Мощ-ть, кВт |
||
Одного ЭП, Рн |
Суммарная Рн |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 1а 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
Цех обработки цветн. мет.№1 Отделение цеха обработки цветных металлов Механический цех №2 Механический цех №3 Инструментальный цех Электроремонтный цех Деревообрабатывающий цех Сборочный цех Склад готовой продукции Компрессорная; а) 0,4 кВ б) СД 10кВ Цех черного литья а) 0,4 кВ б) Эл. дуговая печь 10т Механический цех №4 Цех цветного литья Заводоуправление Кузнечно-прессоый цех Насосная Гараж Испытательная станция |
100 см.при- ложен 250 120 40 50 30 50 10 10 4 50 2 80 50 30 60 10 30 30 |
1-40 1-50 1-40 1-80 1-50 1-30 1-80 1-30 10-20 1500 1-50 по катал 1-40 2-48 1-20 14-80 50-100 1-120 1-120 |
1800 3700 1900 950 870 250 1400 70 180 6000 2250 1800 1500 250 1500 800 1800 1800 |
2. Расчет электрических нагрузок
2.1 Расчет электрических нагрузок отделения цеха обработки цветных металлов
Электрические нагрузки являются исходными данными при проектировании электроснабжения промышленных предприятий. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, выбираются защитные устройства и компенсирующие установки, определяют потери мощности и электроэнергии, рассчитываются отклонения и колебания напряжения. В данном дипломном проектировании расчет производится «методом упорядоченных диаграмм нагрузки» /13/.
Для примера подробного расчета нагрузок произведем расчет электрических нагрузок цеха цветных металлов. На плане цеха (лист 2) намечаются узлы питания: распределительные шинопроводы (ШРА), шкафы распределительные (ШР), щиты осветительные (ЩО).
Все электроприемники цеха распределяются по узлам питания. При распределении необходимо учитывать:
максимально возможное число присоединений к данному узлу питания;
расстояние от электроприемника до узла питания должно быть по возможности минимальным в целях экономии цветных металлов и снижения потерь напряжения;
электроприемники мощностью 75 кВт и выше необходимо запитывать радиально от шин ТП или РП;
не допускать обратных перетоков мощности по цеху.
Расчет электрических нагрузок производится в таблице 2.1. «Расчет нагрузок по отделению цеха обработки цветных металлов». В рассматриваемом цехе цветных металлов имеется два мостовых крана с ПВ=40% грузоподъемностью 5 тонн и кран мостовой с ПВ=100% грузоподъемностью 10 тонн. Необходимо привести установленную мощность кранов к ПВ=100%:
Pн=PустЧ , в данном случае ПВ=40%, тогда Pн=PустЧ,
Рн=11?+7,5Ч+2,2Ч=6,9+4,7+1,4
Все электроприемники, присоединенные к определенному узлу питания, разбиваются на характерные группы, имеющие одинаковый режим работы (это ЭП с одинаковыми Ки и cos). Для каждой характерной группы указывается количество и мощность входящих в нее электроприемников, а для многодвигательного агрегата указывается количество и мощность входящих в него двигателей.
Таблица 2.1. Расчет нагрузок по отделения цеха обработки цветных металлов.
№№ по плану |
Наименование узлов питания и групп ЭП |
n |
Установленная мощность, кВт |
m |
Ки |
Cosц/ tgц |
Средние мощности |
Определение |
nэ |
Км |
Максимальная расчетная нагрузка |
Iр, А |
|||||||||
одного ЭП |
Суммарная |
Рсм, кВт |
Qсм. квар |
n1 |
Рn1 |
Р* |
n* |
nэ* |
Рм, кВт |
Qм, квар |
Sм, кВА |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|
6,9 |
ШРА-1 группа А Металлообраб. станки с норм. реж. работы (2,21,5) |
2 |
1,5 2,2 |
3,7 |
0,15 |
0,5/1,73 |
0,6 |
0,9 |
|||||||||||||
3,4,5, 12,14, 22 |
Металлообраб. станки с тяж. режимом работы (5,5104101733,3) |
6 |
5,5 33,3 |
79,8 |
0,25 |
0,65/1,17 |
19,9 |
23,3 |
|||||||||||||
16 |
Пресса (22) |
1 |
22 |
22 |
0,4 |
0,8/0,75 |
8,8 |
6,6 |
|||||||||||||
2,7 |
Кран мостовой с ПВ=40% 2(6,9+4,7+1,4) |
6 |
1,46,9 |
26 |
0,1 |
0,5/1,73 |
2,6 |
4,4 |
|||||||||||||
Итого по группе А |
15 |
1,5 33,3 |
131,5 |
>3 |
0,24 |
31,9 |
35,2 |
9 |
1,84 |
58,6 |
38,7 |
||||||||||
8 |
ШРА-1 группа Б Сушильная печь (30) |
1 |
30 |
30 |
0,8 |
0,95/0,33 |
24 |
7,9 |
1 |
24 |
7,9 |
||||||||||
ИТОГО ПО ШРА-1 |
16 |
1,5 33,3 |
161,5 |
55,9 |
43,1 |
82,6 |
46,6 |
94,8 |
144,2 |
||||||||||||
15,19,21,25,26 |
ШРА-2 группа А Металлообраб. станки с норм. режимом работы (2132,224,15) |
5 |
2,2 13 |
36,5 |
0,15 |
0,5/1,73 |
5,4 |
9,4 |
|||||||||||||
20,23,24 |
Металлообраб. станки с тяж. реж.имом работы (233,310) |
3 |
10 33,3 |
76,6 |
0,25 |
0,65/1,17 |
19,1 |
22,4 |
|||||||||||||
17,18 |
Пресс (130) |
2 |
30 |
60 |
0,4 |
0,8/0,75 |
24 |
18 |
|||||||||||||
11 |
Кран мостовой, ПВ=100% (16+11+2,2) |
3 |
2,2 16 |
29,2 |
0,1 |
0,5/1,73 |
2,9 |
5 |
|||||||||||||
ИТОГО ПО ШРА-2 |
13 |
202,3 |
3 |
0,25 |
51,4 |
54,8 |
12 |
1,65 |
84,8 |
54,8 |
100,9 |
153,5 |
|||||||||
27-30 |
ШР-1 Металлообрабатывающие станки с нормальным режимом работы (411,25) |
4 |
11,25 |
45 |
0,15 |
0,5/1,73 |
6,7 |
11,6 |
4 |
2,64 |
17,6 |
12,7 |
21,7 |
33 |
|||||||
ИТОГО по цеху: группа А группа Б |
32 1 |
378,8 30 |
0,23 |
90 24 |
101,6 7,9 |
22 |
1,42 1 |
127,8 24 |
101,6 7,9 |
||||||||||||
1,10, 13 |
ЭП, подключенные к шинам ТП |
3 |
100175 |
450 |
<3 |
0,25 |
0,65/1,17 |
87,5 |
102,3 |
450 |
337,5 |
||||||||||
ВСЕГО ПО ЦЕХУ |
36 |
858,8 |
201,5 |
211,8 |
601,8 |
447 |
749,6 |
1140 |
2.2 Расчет осветительной нагрузки
Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.
По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:
Рpo=Кco?Руо , кВт
Qpo=tg?о?Рро , квар,
где Кco -коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого принимаю по /таблице 3.1.,10/,
tg?о -коэффициент реактивной мощности, определяется по cos /таблица 3.3., 10/,
Руо - установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м2 поверхности пола известной производственной площади:
Руо=?о?F, кВт.
где F-площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану фабрики, в м2.
????удельная расчетная мощность в кВТ на 1м2. Эта величина зависит от рода помещения и выбирается согласно /таблице 5-42, 15/. Все расчетные данные заносятся в таблицу 2.2. «Расчет осветительной нагрузки».
2.3 Расчет электрических нагрузок по заводу
Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам завода производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 2.3. «Расчет силовой нагрузок по цехам завода тяжелого машиностроения напряжением 0,4кВ».
Таблица 2.2. Расчет осветительной нагрузки
№№ по плану |
Наименование производственного помещения |
Размеры помещения, длина(м) ширина(м) |
Площадь помещения, м2 |
Удельная осветительная нагрузка, ?о , кВт/м2 |
Коэффициент спроса, Кс |
Установленная мощность освещения, Рyо, кВт |
Расчетная мощность осветительной нагрузки |
cos / tg |
||
Рро, кВт |
Qро, квар |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
Цех обработки цветных металлов |
30171,4 |
5142,9 |
0,013 |
0,8 |
66,86 |
53,5 |
26,74 |
0,9/0,5 |
|
1а |
Отделение цеха обработки цветных металлов |
3064,3 |
1628,6 |
0,013 |
0,8 |
25,07 |
20,06 |
10,3 |
0,9/0,5 |
|
2 |
Механический цех №2 |
64,3171,4 |
11022,9 |
0,015 |
0,8 |
165,3 |
132,3 |
66,14 |
0,9/0,5 |
|
3 |
Механический цех №3 |
30150 |
4500 |
0,015 |
0,8 |
67,5 |
54 |
27 |
0,9/0,5 |
|
4 |
Инструментальный цех |
21,494,3 |
2017,7 |
0,016 |
0,8 |
32,3 |
25,8 |
12,9 |
0,9/0,5 |
|
5 |
Электроремонтный цех |
21,468,6 |
1467,4 |
0,016 |
0,85 |
23,5 |
18,8 |
9,4 |
0,9/0,5 |
|
6 |
Деревообрабатывающий цех |
21,442,9 |
917,4 |
0,016 |
0,8 |
14,7 |
11,74 |
5,87 |
0,9/0,5 |
|
7 |
Сборочный цех |
34,3214,3 |
7350 |
0,015 |
0,8 |
110,25 |
88,2 |
44,1 |
0,9/0,5 |
|
8 |
Склад готовой продукции |
51,464,29 |
3304,3 |
0,01 |
0,7 |
33,04 |
26,4 |
13,2 |
0,9/0,5 |
|
9 |
Компрессорная |
25,777,14 |
1982,6 |
0,01 |
0,8 |
19,83 |
15,8 |
7,9 |
0,9/0,5 |
|
10 |
Цех черного литья |
218,664,29 |
14052,8 |
0,013 |
0,8 |
182,7 |
146,15 |
73,07 |
0,9/0,5 |
|
11 |
Механический цех №4 |
218,655,71 |
12179,1 |
0,015 |
0,8 |
182,7 |
146,15 |
73,07 |
0,9/0,5 |
|
12 |
Цех цветного литья |
184,321,4 |
3949,29 |
0,013 |
0,8 |
51,34 |
41,07 |
20,53 |
0,9/0,5 |
|
13 |
Заводоуправление |
9047,17+21,4Ч38,6 |
3416,56 |
0,02 |
0,9 |
68,33 |
61,5 |
30,75 |
0,9/0,5 |
|
14 |
Кузнечно-прессовый цех |
77,1472,86 |
5671,93 |
0,015 |
0,8 |
85,08 |
68,06 |
34,03 |
0,9/0,5 |
|
15 |
Насосная |
3460+12,9Ч25,7+30Ч8,6 |
2131,53 |
0,01 |
0,8 |
21,32 |
17,05 |
8,53 |
0,9/0,5 |
|
16 |
Гараж |
77,1421,43+25,7Ч12,8++21,4Ч8,6 |
2167,9 |
0,01 |
0,8 |
21,68 |
17,4 |
8,7 |
0,9/0,5 |
|
17 |
Испытательная станция |
42,942,9+17,1Ч34,3+ +21,4Ч17,1 |
2792,02 |
0,016 |
0,8 |
44,67 |
35,7 |
17,8 |
0,9/0,5 |
|
18 |
Территория |
207881 |
0,0005 |
1 |
103,94 |
103,94 |
51,97 |
0,9/0,5 |
Таблица 2.3. Расчет силовых нагрузок по цехам завода тяжелого машиностроения, U = 0,4кВ
№ цехов |
Наименование цехов |
Кол-во ЭП, n |
Установленная мощность, кВт |
m |
Kи |
cos??tg? |
Средние нагрузки |
nэ |
Kм |
Расчетные нагрузки |
Iр, А |
r, мм |
? |
|||||
РнminРн max |
?Pн |
Pсм, кВт |
Qсм, квар |
Pp, кВт |
Qp, квар |
Sp, кВА |
||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
Нагрузки напряжением 0,4 кВ |
||||||||||||||||||
1 |
Цех обработки цв. металлов а) силовая |
100 |
1-40 |
1800 |
>3 |
0,2 |
0,5/1,7 |
360 |
612 |
90 |
1,13 |
406,8 |
612 |
|||||
б) осветительная |
53,5 |
26,74 |
||||||||||||||||
Итого |
460,3 |
638,74 |
787,3 |
15 |
41 |
|||||||||||||
1а |
Отделение цеха обработки цв. металла: а) силовая |
30 |
0,15-100 |
518,8 |
>3 |
0,2 |
0,5/1,7 |
103,7 |
176,4 |
10 |
1,84 |
601,8 |
447 |
|||||
б) осветительная |
20,06 |
10,03 |
||||||||||||||||
Итого |
621,86 |
457,03 |
771,7 |
17 |
11 |
|||||||||||||
2 |
Механический цех №2 а) силовая |
250 |
1-50 |
3700 |
>3 |
0,3 |
0,7/1 |
1110 |
1110 |
50 |
1,16 |
1288 |
1110 |
|||||
б) осветительная |
132,3 |
66,14 |
||||||||||||||||
Итого |
1419 |
1176,14 |
1843 |
26 |
33 |
|||||||||||||
3 |
Механический цех №3 а) силовая |
120 |
1-40 |
1900 |
>3 |
0,3 |
0,7/1 |
570 |
570 |
95 |
1,1 |
627 |
570 |
|||||
б) осветительная |
54 |
27 |
||||||||||||||||
Итого |
681 |
597 |
905,6 |
18 |
28 |
|||||||||||||
4 |
Инструментальный цех а) силовая |
40 |
1-80 |
950 |
>3 |
0,16 |
0,5/1,7 |
152 |
258,4 |
24 |
1,65 |
250,8 |
258,4 |
|||||
б) осветительная |
28,8 |
12,9 |
||||||||||||||||
Итого |
279,6 |
271,3 |
389,5 |
12 |
37 |
|||||||||||||
5 |
Электроремонтный цех а) силовая |
50 |
1-50 |
870 |
>3 |
0,4 |
0,7/1 |
348 |
348 |
35 |
1,15 |
400,2 |
348 |
|||||
б) осветительная |
18,8 |
9,4 |
||||||||||||||||
Итого |
419 |
357,4 |
550,7 |
14 |
16 |
|||||||||||||
6 |
Деревообрабатывающий а) силовая |
30 |
1-30 |
250 |
>3 |
0,2 |
0,65/1,17 |
50 |
58,5 |
17 |
1,55 |
77,5 |
58,5 |
|||||
б) осветительная |
11,74 |
5,87 |
||||||||||||||||
итого |
89,24 |
64,37 |
110 |
7 |
47 |
|||||||||||||
7 |
Сборочный цех а) силовая |
50 |
1-80 |
1400 |
>3 |
0,3 |
0,65/1,17 |
420 |
491,4 |
35 |
1,19 |
499,8 |
491,4 |
|||||
б) осветительная |
88,2 |
44,1 |
||||||||||||||||
итого |
588 |
535,5 |
795,3 |
17 |
54 |
|||||||||||||
8 |
Склад готовой продукции а) силовая |
10 |
1-30 |
70 |
>3 |
0,3 |
0,8/0,75 |
21 |
15,75 |
5 |
2 |
42 |
17,33 |
|||||
б) осветительная |
26,4 |
13,22 |
||||||||||||||||
итого |
68,4 |
30,55 |
74,9 |
6 |
38 |
|||||||||||||
9 |
Компрессорная а) силовая |
10 |
1-20 |
180 |
>3 |
0,6 |
0,7/1 |
108 |
108 |
10 |
1,26 |
136,08 |
108 |
|||||
б) осветительная |
15,86 |
7,9 |
||||||||||||||||
итого |
151,94 |
115,9 |
191 |
9 |
37 |
|||||||||||||
10 |
Цех черного литья а) силовая |
50 |
1-50 |
2250 |
>3 |
0,6 |
0,7/1 |
1350 |
1350 |
50 |
1,1 |
1485 |
1350 |
|||||
б) осветительная |
146,15 |
73,03 |
||||||||||||||||
итого |
1631,15 |
1423,03 |
2164,6 |
28 |
32 |
|||||||||||||
11 |
Механический цех №4 а) силовая |
80 |
1-40 |
1800 |
>3 |
0,3 |
0,7/1 |
540 |
540 |
80 |
1,11 |
594 |
540 |
|||||
б) осветительная |
146,15 |
73,07 |
||||||||||||||||
итого |
740,15 |
613,07 |
961 |
19 |
71 |
|||||||||||||
12 |
Цех цветного литья а) силовая |
50 |
2-48 |
1500 |
>3 |
0,6 |
0,8/0,75 |
900 |
675 |
50 |
1,1 |
990 |
675 |
|||||
б) осветительная |
41,07 |
20,53 |
||||||||||||||||
итого |
1031,07 |
695,53 |
1243,7 |
22 |
14 |
|||||||||||||
13 |
Заводоуправление а) силовая |
30 |
1-20 |
250 |
>3 |
0,2 |
0,75/0,88 |
50 |
44 |
25 |
1,4 |
70 |
44 |
|||||
б) осветительная |
61,5 |
30,75 |
||||||||||||||||
итого |
131,5 |
74,75 |
151,2 |
8 |
68 |
|||||||||||||
14 |
Кузнечно-прессовый цех а) силовая |
60 |
14-80 |
1500 |
>3 |
0,25 |
0,65/1,17 |
375 |
438,75 |
38 |
1,19 |
446,25 |
438,75 |
|||||
б) осветительная |
68,06 |
34,03 |
||||||||||||||||
итого |
514,31 |
472,78 |
698,5 |
16 |
47 |
|||||||||||||
15 |
Насосная а) силовая |
10 |
50-100 |
800 |
3 |
0,65 |
0,8/0,75 |
520 |
390 |
10 |
1,16 |
603,2 |
390 |
|||||
б) осветительная |
17,05 |
8,53 |
||||||||||||||||
итого |
620,22 |
398,53 |
737,2 |
17 |
15 |
|||||||||||||
16 |
Гараж а) силовая |
30 |
1-120 |
1800 |
>3 |
0,15 |
0,65/1,17 |
270 |
315,9 |
30 |
1,46 |
394,2 |
315,9 |
|||||
б) осветительная |
17,34 |
8,7 |
||||||||||||||||
итого |
411,54 |
324,6 |
524,1 |
14 |
15 |
|||||||||||||
17 |
Испытательная станция а) силовая |
30 |
1-120 |
1800 |
>3 |
0,4 |
0,8/0,75 |
720 |
540 |
30 |
1,19 |
856,8 |
540 |
|||||
б) осветительная |
35,7 |
17,87 |
||||||||||||||||
итого |
892,5 |
557,87 |
1052,5 |
20 |
14 |
|||||||||||||
Освещение территории |
103,94 |
51,97 |
||||||||||||||||
Итого на шинах 0,4 кВ |
10255,7 |
8585,5 |
13374,9 |
2.4 Определение числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ
Суммарная расчетная мощность НБК определяется по минимуму приведенных затрат выбором экономически оптимального числа трансформаторов цеховых ТП, а также определением дополнительной мощности НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6,10 кВ предприятия, питающей эти трансформаторы.
Суммарная расчетная мощность НБК равна:
Qнбк=Qнбк1+Qнбк2, квар (2.4.1)
Суммарная мощность НБК распределяется между отдельными трансформаторами цеха пропорционально их расчетным нагрузкам.
1. Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, равно:
Nmin т= +ДN, (2.4.2)
где ДN- добавка до ближайшего целого числа.
Завод относится ко второй категории потребителей, работает в две смены, следовательно, Кз тр=0,8.
Nmin т=+0,9875=8,01+0,98=9 трансформаторов.
Определим Nтэ- экономически оптимальное число трансформаторов:
Nтэ= Nmin т+m, (2.4.3)
где m- дополнительное число трансформаторов.
При отсутствии достоверных стоимостных показателей для практических расчетов допускается принимать З*п/ст=0,5 и Nтэ=f(m)
m=f(Nmin т, N) (рис.2.131 /2/)
З*п/ст=0,5; Кз=0,8; N=0,98; Nminт=9; следовательно m=0
Nтэ=9+0=9 трансформаторов
По выбранному числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:
Q1=Qт=
Q1=Qт==5247 квар
Qнбк1=Qp0,4-Q1=8586-5247=3338,4 квар
2. Определим дополнительную мощность НБК по условию снижения потерь в сети:
Qнбк2=Qр0,4-Qнбк1-. Nтэ. Sнт (5.5) ,
где - расчетный коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициентов К1 и К2, а также от схемы питания цеховой подстанции:
=f(К1и К2)
Значение К1 зависит от удельных приведенных затрат на БК напряжением до 1000 В и выше и стоимости потерь. При отсутствии достоверных стоимостных показателей для практических расчетов принимаем значение К1 по таблице 2.190 (/2/):
Принимаем К1=16
Значение К2 определяется по формуле:
К2= (2.4.6),
где l- длина линии до первого трансформатора, км (принимаем l=0,5 км)
F- общее сечение линии в мм2
При отсутствии соответствующих данных допускается принимать значение К2 по таблице 2.191 (/2/)
Принимаем К2=2
По рис.2.132 (/2/) для радиальной схемы питания принимаем =0,85
Qнбк2=8586-3338,4-0,85. 9. 1600= -6992,9 квар
Принимаем Qнбк2=0
Qнбк= Qнбк1=3338,4 квар
Итого N=9
Определим мощность Qнбк тп:
Qнбк тп=
Qнбк тп==370,9300 квар
НБК: УКБН-0,38-300-150У30, /13/.
На основании расчетов, полученных в данном пункте 2.4. составляется таблица 2.4. «Распределение нагрузок цехов по ТП», в которой показано распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.
Цеховые ТП принимаю одно- и двухтрансформаторными. Цеха группирую по территориальному признаку с учетом их нагрузок.
Таблица 2.4. Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП (предварительное)
№ №ТП, Sн тп, Qнбк тп |
№ № цеха |
Рр0,4 , кВт |
Qр0,4 , квар |
Sр0,4 , кВА |
Кз' |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
ТП 1 (21600) |
1 |
460,3 |
638,74 |
|||
ТП 2 (21600) |
1а |
621,8 |
457 |
|||
?Sн=6400кВА |
2 |
1419,1 |
1176,14 |
|||
Qнбк=4300=1200 квар |
3 |
681 |
597 |
|||
4 |
279,6 |
271,3 |
||||
5 |
419 |
357,4 |
||||
6 |
89,24 |
64,37 |
||||
7 |
588 |
535,5 |
||||
8 |
68,4 |
30,55 |
||||
9 |
151,94 |
115,9 |
||||
освещение терр. |
103,94 |
51,97 |
||||
4471,42 |
4024,27 |
|||||
- 1200 |
||||||
Итого |
4471,42 |
2824,27 |
5289 |
0,83 |
||
ТП 3 (21600) |
10 |
1631,15 |
1423,07 |
|||
ТП 4 (21600) |
11 |
740,15 |
613,07 |
|||
ТП 5 (11600) |
12 |
1031,07 |
695,53 |
|||
?Sн=8000 кВА |
13 |
131,5 |
74,75 |
|||
Qнбк=5300=1500 квар |
14 |
514,31 |
472,78 |
|||
15 |
620,22 |
398,53 |
||||
16 |
411,54 |
324,9 |
||||
17 |
892,5 |
557,87 |
||||
5972,44 |
4560,2 |
|||||
- 1500 |
||||||
Итого |
5972,44 |
3060,2 |
6710,8 |
0,84 |
2.5 Распределение Qнбк пропорционально реактивным нагрузкам ТП
Qнбк=3338 квар
Qр0,4=8586 квар
Qр тп1,2=2825 квар
Qр нбк тп1,2=Х
Составим пропорцию:
=
Х1=Qрнбк тп1,2==1565 квар
Х2=Qрнбк тп3,4,5,6==1773,2 квар
Qнесктп= Qр тп-Qфакт нбк тп
Расчетные и исходные данные по распределению Q НБК по ТП сведем в таблицу 2.5.
Таблица 2.5.
№ № ТП |
Qр тп, квар |
Qр нбк тп, квар |
Qф. тп, квар |
Qнеск., квар |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ТП 1,2 |
4024,8 |
1565 |
(4Ч300+2Ч75+2Ч100)=1550 |
2475 |
|
ТП 3,4,5 |
4560,2 |
1773 |
(5Ч300+5Ч50)=1750 |
2810 |
|
Итого |
8585 |
3338 |
3300 |
5285 |
2.6 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу тяжелого машиностроения
а) определим потери мощности в цеховых трансформаторах:
Потери активной мощности в трансформаторе определяются по формуле:
Рт=Рхх+Ркз. Кз2
Потери реактивной мощности в трансформаторе определяются по формуле:
Qт=Qхх+Qкз. Кз2=. Sнт+. Sнт. Кз2 (2.6.2)
Выбираем трансформаторы типа ТМ-1600-10/0,4
Паспортные данные:
Sнт=1600 кВА
Iх=1,3%
Uкз=5,5%
Рхх=3,3 кВт
Ркз=16,5 кВт
Расчет для ТП1, ТП2:
Кз=0,76
Рт=3,3+16,5. 0,742=12,33 кВт
Qт=. 1600+. 1600. 0,742=68,98 квар
Количество трансформаторов N=4
Ртп1,2=4. 12,3=49,34 кВт
Qтп1,2=4. 68,98=275 квар
Расчет для ТП3,ТП4, ТП5:
Кз=0,78
Количество трансформаторов N=5
Ртп3,4,5=5. 13,34=66,7 кВт
Qтп3,4,5=5. 74,34=371,7 квар
Суммарные потери мощности:
=Ртп1,2+Ртп3,4,5=116,04 кВт
=Qтп1,2+Qтп3,4,5=647 квар
б) Определим расчетную мощность синхронных двигателей (СД):
Расчетная активная мощность СД определяется по формуле:
Рр сд=Рн сдЧКзЧN
Расчетная реактивная мощность СД определяется по формуле:
р сд=Рн сдЧКзЧNЧtg ????????2.6???
Рн сд=1500 кВт
Количество двигателей N=4
Коэффициент загрузки Кз=0,85
cos ?=0,9
Рр сд=1500Ч0,85Ч4=5100 кВт
Qр сд=1500Ч0,85Ч4Ч0,48=2448 квар
в) Определим расчетную мощность ДСП и потери мощности в трансформаторах ДСП:
Расчетная активная мощность ДСП определяется по формуле:
Рр дсп=NЧSнЧcos ЧКз
Расчетная реактивная мощность ДСП определяется по формуле:
Qр дсп=Рр дспЧtg
ДСП-10 тонн (ДСП-10М2)
Выбираем трансформатор типа ЭТЦПК-3200/10-72У3
Схема и группа соединений: ()/-0 (11)
Номинальная мощность трансформатора Sн=2 МВА
Количество печей N=2, cos=0,85
Коэффициент загрузки Кз=0,85
Рр дсп=2Ч2000Ч0,86Ч0,85=2924 кВт
Qр дсп=2924Ч0,59=1725 квар
Потери мощности в трансформаторах ДСП:
Ртр дсп=0,02ЧSн тр дсп=0,02Ч2000=40 кВт
Ртр дсп=NЧРтр дсп=2Ч40=80 кВт
Qтр дсп=0,1ЧSн тр дсп=0,1Ч2000=200 квар
Qтр дсп=NЧQтр дсп=2Ч200=400 квар
Определение мощности высоковольтных батарей конденсаторов.
Составим схему замещения, показанную на рисунке 2.2.
Составим уравнение баланса реактивной мощности на шинах 10 кВ:
Qвбк=Qр0,4+Qтр+Qр дсп10т+Qтр дсп10т+Qрез-Qэ-Qнбк-Qсд
Резервная мощность:
Qрез=0,1Ч(Qр0,4+Qтр+Qрдсп10т+Qтрдсп10т)=0,1Ч11169,5=1116,95 квар
Мощность от энергосистемы:
Qэ= (0,23-0,25) ЧРр=0,23Ч(Рр0,4+Ртр+Рр дсп10т+Ртр дсп10т+Ррсд)=0,23Ч18478=4249,94 квар
Из уравнения баланса реактивной мощности найдем Qвбк:
Qвбк=8586+647+1725+400+1117-4250-3338-2448=2439 квар
Полученную реактивную мощность используем для индивидуальной компенсации ДСП и компенсации на шинах ГПП.
Для этого выбираем конденсаторные батареи для компесации реактивной мощности ДСП типа УК-10-750ЛУ3, где Qн =750 квар, n =2, Qн = 1500 квар, и для компенсации реактивной мощности на шинах ГПП типа УК-10-450ЛУ3, где Qн =450 квар, n =2, Qн = 900 квар
Расчет силовой нагрузки по заводу тяжелого машиностроения, включая низковольтную и высоковольтную нагрузки, потери в трансформаторах ЦТП, расчетные мощности по литейному цеху и компрессорной, приведены в таблице 2.6 «Расчет уточненной мощности по заводу тяжелого машиностроения».
Таблица 2.6. Расчет уточненной мощности по заводу тяжелого машиностроения
№№ТП, Sнт, QБК ТП |
№№ цеха |
n |
Pn min -Pn max |
Pн |
Ки |
Средняя мощность |
nэ |
Kм |
Расчетные мощности |
Kз |
||||
Рсм, кВт |
Qcм, квар |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sp, кВА |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
ТП1, ТП2 (41600 кВА) |
1 |
100 |
1-40 |
1800 |
360 |
612 |
||||||||
1а |
30 |
0,15-100 |
518,8 |
104 |
176 |
|||||||||
2 |
250 |
1-50 |
3700 |
1110 |
1110 |
|||||||||
3 |
120 |
1-40 |
1900 |
570 |
570 |
|||||||||
4 |
40 |
1-80 |
950 |
152 |
258,4 |
|||||||||
5 |
50 |
1-50 |
870 |
348 |
348 |
|||||||||
6 |
30 |
1-30 |
250 |
50 |
58,5 |
|||||||||
7 |
50 |
1-80 |
1400 |
420 |
491,4 |
|||||||||
8 |
10 |
1-30 |
70 |
21 |
15,7 |
|||||||||
9 |
10 |
1-20 |
180 |
108 |
108 |
|||||||||
Силовая: |
690 |
0,15-100 |
11639 |
0,3 |
3243 |
3748 |
233 |
1,08 |
3502,44 |
3748 |
||||
Освещение: |
450 |
225 |
||||||||||||
Освещение территории |
104 |
52 |
||||||||||||
QНБК |
-1550 |
|||||||||||||
Итого |
4056 |
2475 |
4752 |
0,74 |
||||||||||
ТП3, ТП4, ТП5 |
10 |
50 |
1-50 |
2250 |
1350 |
1350 |
||||||||
(51600 кВА) |
11 |
80 |
1-40 |
1800 |
540 |
540 |
||||||||
12 |
50 |
2-48 |
1500 |
900 |
675 |
|||||||||
13 |
30 |
1-20 |
250 |
50 |
44 |
|||||||||
14 |
60 |
14-80 |
1500 |
375 |
439 |
|||||||||
15 |
10 |
50-100 |
800 |
520 |
390 |
|||||||||
16 |
30 |
1-120 |
1800 |
270 |
316 |
|||||||||
17 |
30 |
1-120 |
1800 |
720 |
540 |
|||||||||
Силовая: |
340 |
1-120 |
11700 |
0,4 |
4725 |
4294 |
195 |
10,5 |
4961,25 |
4294 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Освещение: |
533 |
267 |
||||||||||||
QНБК |
-1750 |
|||||||||||||
Итого |
5494 |
2411 |
6171 |
0,78 |
||||||||||
Итого на шинах 0,4 кВ |
9550 |
5286 |
||||||||||||
Рт , Qт |
116 |
647 |
||||||||||||
Нагрузка 0,4 кВ, приве- денная к шинам 10 кВ. |
9666 |
5933 |
||||||||||||
Компрессорная |
9 |
4 |
1500 |
6000 |
5100 |
-2448 |
||||||||
Литейный |
10 |
2 |
2000 |
4000 |
2924 |
1725 |
||||||||
РтДСП, QтДСП |
80 |
400 |
||||||||||||
ВБК |
-2400 |
|||||||||||||
Всего по заводу |
17770 |
3210 |
18057 |
3. Сравнение вариантов внешнего электроснабжения
При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов. Многовариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведения технико-экономического расчета, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.
Питание завода может быть осуществлено от подстанции энергосистемы мощностью 500 МВА. На подстанции установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 115/37/10,5 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Мощность к.з. на стороне 115 кВ трансформаторов равна 900 МВА. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5 км.
Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:
I вариант - ЛЭП 115 кВ;
II вариант - ЛЭП 37 кВ;
Схема подстанции энергосистемы
Рисунок 3.1. Первый вариант схемы электроснабжения.
Выбираем электрооборудование по I варианту.
Выбираем трансформаторы ГПП:
Sртр гпп = ==18273 кВА
а) возьмем трансформаторы 210000 кВА:
Кз===0,91
б) возьмем трансформаторы 216000 кВА:
Кз===0,57=0,6
Окончательно принимаем 2 трансформатора типа ТДН- 16000/110
Sн тр=16000 кВА; Кз=0,6
Паспортные данные трансформаторов:
Sн=16000 кВА Рхх=17кВт Uкз=10,5%
Uвн=110 кВ Ркз=85кВт Uнн=10,5 кВ Iхх=0,65%
Рассчитаем потери мощности в этих трансформаторах:
Ртр гпп=2(Рхх+РкзЧКз2)=2(17+85. 0,62)=95,2 кВт
Qтр гпп=2(ЧSнт+ЧSнЧКз2)=2(Ч16000+Ч16000Ч0,62)=1376 квар
При двухсменном режиме работы число часов включения Твкл=4000ч и число часов использования максимума активной нагрузки Тм=4000ч (табл.2.25/2/)электрический трансформатор замыкание токовый
Wтр гпп=2(РххЧТвкл+РкзЧ?ЧКз2),
где ?=(0,124+)2Ч8760=2405,3 ч- время максимальных потерь
Wтр гпп=2(17Ч4000+85Ч2405,3Ч0,62)=283204,36 кВтЧч
Выберем сечение ЛЭП-110 кВ:
Определим мощность, проходящую по ЛЭП:
Sлэп===18364 кВА
Расчетный ток одной линии:
Iр===46А
Аварийный ток:
Iав=2. Iр=2. 46=92А
а) Определим сечение по экономической плотности тока:
Fэ=Iр/Jэ=46/1,1=42 мм2
Jэ=1,1 А/мм2 (Al, Тм=4000ч)
Выбираем провод сечением 50 мм2
б) По условию потерь на корону для ВЛ-110 кВ сечение должно быть не менее 70 мм2.
Принимаем провод АС-70
Iдоп=265А (стр 55,т.1/3/)
в) Проверим провод по рабочему току:
Iдоп провIр (265А>46А)
г) Проверим провод по аварийному режиму:
Iдоп авIав,
где Iдоп ав=1,3ЧIдоп=1,3Ч265=345А
(345А>92А)
Определим потери электроэнергии в ЛЭП-110 кВ:
Wлэп=2(3Iр2ЧRЧ10-3Ч)=2Ч3Ч462Ч2,3Ч10-3Ч2405,3=70237 кВт.ч
R=r0 . l=0,46.5=2,3 Ом,
где r0=0,46 (стр.55/3/)
Для выбора оборудования рассчитаем ток короткого замыкания.
Составим схему замещения:
Sкз=900 МВА
Sб=1000 МВА
Uб=115 кВ
Iб==5,02 кА
Хс Сопротивление системы:
Хс=Sб/Sкз=1000/900=1,1
Сопротивление ЛЭП:
Хлэп=ХоЧlЧSб/Uср2=0,4Ч5Ч1000/1152= 0,15 о.е.
Рассчитаем действующее значение тока кз в точке К1:
Iк1==5,02/1,1=4,56 кА
Ударный ток кз:
iуд1=ЧКудЧIк1=Ч1,8Ч4,56=11,6 кА
Действующее значение тока кз в точке К2:
Iк2===4,012 кА
iуд2=КудЧIк2=Ч1,8Ч4,012=10,21 кА
Мощность кз в точке К1:
Sк1=UбЧIк1=Ч115Ч4,56=908,29 МВА
Мощность кз в точке К2:
Sк2=UбЧIк2=Ч115Ч4,012=799 МВА
3) Выберем выключатели В1,В2:
Выбираем выключатели типа МКП-110-630-20У1 (таблица 3.1)
Таблица 3.1. Выбор выключателей 110 кВ
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
Uн=110 кВ Iн=630А Iоткл=20 кА Sоткл=3810,5 МВА Iдин=52 кА |
Uр=110 кВ Iав=92А Iк1=4,56 кА Sк1=908,29 МВА iуд1=11,6 кА |
UнUр Iн Iав Iоткл Iк1 Sоткл Sк1 Iдин iуд1 |
4) Выберем разъединители 110 кВ:
Выбираем разъединители типа РНД 32-СК-110/1000 У1 (таблица 3.2)
Таблица 3.2. Выбор разъединителей 110 кВ
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
Uн=110 кВ Iн=1000А Iскв.ампл.=80 кА Iпред.терм. ст.=31,5 кА |
Uр=110 кВ Iав=92А iуд2=10,2 кА Iк2=4,01 кА |
UнUр Iн Iав Iскв.ампл. iуд2 Iпред.терм. ст Iк2 |
5) Выберем отделители 110 кВ:
Выбираем отделители типа ОД-110/1000 УХЛ1 (таблица 3.3)
Таблица 3.3. Выбор отделителей 110 кВ
Паспортные данные |
Расчетные данные |
Условия выбора |
|
Uн=110 кВ Iн=1000А Iскв.ампл.=80 кА Iпред.терм. ст.=31,5 кА |
Uр=110 кВ Iав=92А iуд2=10,2 кА Iк2=4,01 кА |
UнUр Iн Iав Iскв.ампл. iуд2 Iпред.терм. ст Iк2 |
6) Выберем короткозамыкатели 110 кВ:
Выбираем короткозамыкатели типа КЗ-110-УХЛ1 (таблица 3.4)
Подобные документы
Расчёт нагрузок напряжений. Расчет картограммы нагрузок. Определение центра нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Варианты электроснабжения завода. Расчёт токов короткого замыкания.
дипломная работа [840,8 K], добавлен 08.06.2015Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор места, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор схемы распределения энергии по заводу. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита, автоматика, измерения и учет.
курсовая работа [704,4 K], добавлен 08.06.2015Определение 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 23.03.2013Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [511,9 K], добавлен 07.09.2010Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [273,0 K], добавлен 18.02.2013Характеристика потребителей. Расчет электрических нагрузок. Выбор питающих напряжений, мощности и числа цеховых трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Выбор токоведущих частей и расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет аппаратов.
курсовая работа [498,7 K], добавлен 30.12.2005Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013Определение ожидаемых электрических нагрузок промышленного предприятия. Проектирование системы электроснабжения группы цехов сталелитейного завода. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях. Расчёт максимальной токовой защиты трансформаторов.
дипломная работа [796,8 K], добавлен 06.06.2013Система электроснабжения понизительной подстанции. Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания, потерь напряжения и мощности, установки блоков микропроцессорной защиты распределительных линий и трансформаторов. Выбор электрооборудования.
дипломная работа [7,0 M], добавлен 29.01.2013