Электроснабжение меланжевого комбината города Тирасполь с внедрением мероприятий по энергосбережению

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

“ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. Т.Г.ШЕВЧЕНКО”

Физико - технический институт

Инженерно - технический факультет

Кафедра электроэнергетики и электротехники

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Электроснабжение меланжевого комбината города Тирасполь с внедрением мероприятий по энергосбережению

Разработчик

студент Н.В.Скрипник

Руководитель ВКР, профессор, д.т.н. М.В. Киорсак

Тирасполь, 2024 г



ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационную работу

Студенту: Скрипник Николай Викторович

Направление: 2.13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Профиль: Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций, учреждений

1. Тема проекта Электроснабжение меланжевого комбината города Тирасполь с внедрением мероприятий по энергосбережению

Утверждено приказом по университету № _____ от _____ 20 г

Срок сдачи законченного проекта “____” _______ 20 г

2 Исходные данные:

1. Генеральный план предприятия.

2. Электрические нагрузки по цехам.

3. Условия подключения к источнику электроснабжения.

4. План расположения оборудования в цехе.

5. Нагрузки электрооборудования в цехе.

3. Исходные данные, подлежащие разработке в выпускной работе:

4. Краткое содержание работы (перечень подлежащих разработке вопросов)

1. Технико-экономическая характеристика предприятия и цехов.

2. Расчет электрических нагрузок цеха и предприятия.

3.Расчет графиков нагрузки.

4.Построение картограмм нагрузок предприятия.

5.Выбор схемы внешнего электроснабжения.

6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций.

7.Выбор схемы и элементов внутризаводского электроснабжения.

8. Расчет токов короткого замыкания в сети до и выше 1000 В

9. Выбор и проверка коммутационно-защитной аппаратуры на действие токов КЗ.

10. Выбор релейной защиты и автоматики

11. Разработка спецвопроса «Внедрение мероприятий по энергосбережению».

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1.Генплан предприятия и картограмма нагрузок.

2.Электрическая принципиальная схема электроснабжения предприятия.

3. РЗиА.

6. Консультанты с указанием относящихся к ним разделов работ

Раздел	Консультант	Задание выдал	Задание принял



3. Исходные данные на проектирование

Тема: Электроснабжение меланжевого комбината города Тирасполь с внедрением мероприятий по энергосбережению

1. Генеральный план меланжевого комбината г. Тирасполь, рисунок 1

Рисунок 1 Генеральный план

2. Сведения об электрических нагрузках меланжевого комбината приведены в таблице

Таблица 1

Ведомость электрических нагрузок

№ по плану	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт
	Прядильный цех	4500
	Ткацкий цех №1	3800
	Ткацкий цех №2	4000
	Красительный цех	4000
	Котельная	1800
	Механический цех	550
	Электроремонтный цех	350
	См. данные цеха
	Центральный склад	70
	Заводоуправление	350
	Гараж	280
	Насосная а) 0,4 кВ б) синхр. двигат 6 кВ	150 3000

3. Ведомость электрических нагрузок механического цеха приведена в таблице 2.

Таблица 2

Ведомость электрических нагрузок

Номер по плану	Наименование электрооборудования	Мощность, кВт
1,2,3,4,34	2	5,5+0,15
5,25,28,29,32,33	Вертикально-сверлильный станок	10+1,1+0,15
6,7	Токарно-винторезный станок	2,2
8,16	Станок для намотки катушки	30
9	Шкаф сушильный	3
10	Ванна для пропитки	2,2
11	Зигмашина	1,5
12	Комбинированные пресс-ножницы	4
13,31	Машина листогибочная	1,1
14,15,35	Заточный станок	10
17,21	Пресс Станок для изоляции проводов	1,1
18	Вытяжной шкаф	15
19	Станок для стыковой сварки	3
20	Вентилятор	4
22,23	Сварочный преобразователь	18
24	Трансформатор для печки ОСУ-20, кВА	15
30	Поперечно-строгальный станок	5,5
36	Кран мостовой, G=5т, ПВ=25%	13+2,7+4,2

4. Генеральный план механического цеха, рисунок 2

Рисунок 2 Генеральный план механического цеха с установленным электрооборудованием

5. Условие подключения - сеть 110/35/10 кВ

6. Мощность питающей энергосистемы 28000 МВА

- реактивное сопротивление системы на стороне высокого напряжения, отнесенное к мощности системы - 0,55

7. Стоимость электрической энергии 0,75 руб/кВт· ч

8. Расстояние от подстанции энергосистемы до предприятия - 26 км.

Дата выдачи задания- 19 января 2023г.

Руководитель проекта- профессор,д.т.н.М.В.Киорсак



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Разработка схемы электроснабжения предприятия

1.1 Технико-экономическая характеристика меланжевого комбината и цехов

1.1.1 Общие сведения о предприятии

1.1.2 Краткое описание выпускаемой продукции. Состав и характеристика потребителей завода

1.1.3 Характеристика механического цеха

1.2 Определение электрических нагрузок и расчёт системы освещения механического цеха. Построение картограммы нагрузок цеха

1.2.1 Расчет нагрузок механического цеха

1.2.2 Расчет системы освещения механического цеха

1.2.3 Расчет аварийного освещения

1.2.4 Построение картограммы нагрузок цеха

1.3 Расчет электрических нагрузок предприятия. Построение картограммы нагрузок предприятия

1.4 Расчёт показателей графиков электрических нагрузок предприятия

1.5 Выбор схемы внешнего электроснабжения предприятия

1.6 Выбор числа, мощности, типа и расположения цеховых трансформаторных подстанций

1.7 Выбор параметров и схемы внутризаводского электроснабжения

1.8 Выбор параметров элементов и схемы сети механического цеха

1.8.1 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры и токоведущих частей

1.8.2 Выбор распределительных конструкций

1.9 Расчет токов короткого замыкания в сети до и выше 1000 В

1.10 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры. Проверка коммутационно- защитной аппаратурыи токоведущих частей на термическое и электродинамическое действие токовКЗ

1.10.1 Выбор оборудования на стороне высшего напряжения (ОРУ 35 кВ ГПП

1.10.2 Выбор оборудования на стороне 6 кВ ГПП

1.10.3 Выбор оборудования на стороне 6 кВ цеховых трансформаторных подстанций

2. Релейная защита и автоматика

2.1 Защита трансформатора ГПП

2.1.1 Расчет максимальной токовой защиты

2.1.2 Расчет токовой отсечки без выдержки времени

2.1.3 Расчет продольной дифференциальной защиты

2.1.4 Расчет защиты от перегрузки

2.1.5 Газовая защита

2.2 Расчет АВР секционного выключателя

2.3 Расчет АПВ питающей линии ГПП

3. Спецвопрос. Внедрение мероприятий по энергосбережению

3.1 Основные показатели энергетической эффективности

3.2 Этапы повышения энергоэффективности предприятия

3.3 Организационные мероприятия по энергосбережению

3.4 Технические мероприятия по энергосбережению

3.5 Мониторинг повышения энергоэффективности

4. Охрана труда и электробезопасность

Заключение

Список литературы



ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Электроэнергетика относится к базовым отраслям индустрии. Дальнейший экономический и социальный прогресс страны, повышение благосостояния людей могут быть обеспечены только при опережающем росте энергетического потенциала народного хозяйства. Поэтому развитию электроэнергетики уделяется особое внимание.

Целью выпускной квалификационной работы является освоение новейших методов проектирования высоковольтных систем электроснабжения и выбора эффективного электрооборудования. Для достижения цели поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:

1.Выбор схемы электрических сетей

2.Выбор числа и мощности трансформаторов для системы внешнего электроснабжения

3.Выбор электрооборудования схемы внешнего электроснабжения.

4.Выбор и расчет релейной защиты подстанции.

5.Спецвопрос. Анализ возможности снижения расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций.

Также необходимо рассмотреть вопросы охраны труда, защиты окружающей среды и противопожарной безопасности.

Текстильная промышленность молодой Приднестровской республики находится на подъеме, поэтому так важно обеспечить надежное и энергоэффективное электроснабжение данной отрасти промышленности.

Вот поэтому электроснабжение меланжевого комбината имеет большое значение для экономики республики.

Расчётно-пояснительная записка

1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Технико-экономическая характеристика меланжевого комбината и цехов

1.1.1 Общие сведения о предприятии

Меланжевый комбинат, для которого проектируется система электроснабжения, относится к предприятиям текстильной промышленности, располагается в г. Тирасполь в зоне умеренного континентального климата, окружающая среда нормальная. Климат здесь классифицируется по системе Кеппен-Гейгера как Cfa (умеренный, без сухого сезона, с жарким летом). В Тирасполе летом теплое; зимы морозные, снежные и ветреные; и весь год переменная облачность. В течение года температура обычно колеблется от -5 °C до 27 °C и редко бывает ниже -14 °C или выше 33 °C.В год выпадает около 488 мм осадков. Удельное сопротивление грунта =104 Ом.м. Продолжительность летнего периода для данного региона составляет 183 дня, зимнего - 182 дня. На территории предприятия, занимающего площадь 179790 м2 , расположено 12 производственных и вспомогательных цехов и зданий, перечень и занимаемая площадь которых приведены в таблице 1.1. Источником питания для данного предприятия являются разные секции сборных шин районной узловой подстанции «Тирасполь» 330/110/35/кВ. Питание осуществляется по двум воздушными линиям электропередач (ВЛЭП), длина которых составляет 26 км. Рассматриваемый вариант завода располагается максимально близко к источнику питания, что позволит существенно снизить расход электроэнергии на транспортировку. Предприятие работает в три смены. Потребителями завода являются преимущественно электроприемники 2 категории над?жности электроснабжения. электрическая нагрузка аварийное освещение

Таблица 1.1

Состав цехов завода

№ по плану	Наименование цеха	Площадь цеха S,м2
1	2	3
1.	Прядильный цех	276
2.	Ткацкий цех №1	348
3.	Ткацкий цех №2	187
4.	Красительный цех	2813
5.	Котельная	975
6.	Механический цех	3751
7.	Электроремонтный цех	846
8.	См. данные цеха	5082
9.	Центральный склад	1169
10.	Заводоуправление	274
11.	Гараж	175
12.	Насосная а) 0,4 кВ б) синхр. двигат 6 кВ	1194

1.1.2 Краткое описание выпускаемой продукции. Состав и характеристика потребителей завода

Основные производства работают в две смены.

В отношении надёжности и безопасности электроснабжения часть электроприёмников относятся к II и III категории согласно ПУЭ. К I категории относятся котельный цех и ГПП.

Потребителями электроэнергии являются: асинхронные двигатели, электросварочные аппараты, печи сопротивления, индукционные нагреватели с преобразователями частоты, дуговые плавильные печи, электрическое освещение.

В помещениях с нормальной средой электрооборудование должно быть защищено от механических повреждений, а также от случайных прикосновений персонала к токоведущим частям. Степень защиты в пожароопасных и взрывоопасных помещениях в зависимости от их классификации должна быть не ниже IP44. На заводе имеются потребители высокого напряжения - это синхронные двигатели установленные в компрессорной и насосной станциях.

Механический цех относится к помещению, обслуживающему основное производство. Потребителями электроэнергии в цехе являются металлообрабатывающие станки средней мощности, двигатели механической вентиляции, кран. Все приемники электроэнергии рассчитаны на трехфазный переменный ток и напряжение 380 В промышленной частоты. По надежности электроснабжения цех относится к потребителям III категории. Микроклимат в цехе нормальный, то есть температура воздуха не превышает +30°С, отсутствует технологическая пыль.

Газы и пары способные нарушить нормальную работу оборудования и обслуживающего персонала, отсутствуют. Расположение приемников равномерное, что позволяет выполнять схему электроснабжения комплектными распределительными шинопроводами. Из-за наличия в цехе на участке мостового крана шинопроводы располагаются на колоннах и закрепляются на кронштейнах.

Отдельные приемники подключаются к ШРА через ответвительные коробки кабелем или проводом, проложенным в трубах, коробах или металлорукавах. Для штепсельного присоединения ответвительных коробок на секциях шинопровода предусмотрены окна с автоматически закрывающимися шторками. Это обеспечивает безопасное присоединение коробок к шинопроводу, находящемуся под напряжением в процессе эксплуатации. При открывании крышки коробки питание приемника электроэнергии прекращается. Крепление шинопроводов типа ШРА выполняют на стойках на высоте 2,5 м над полом, кронштейнами к стенкам и колоннам, на тросах к фермам здания. Присоединение ШРА к распределительному щиту осуществляется кабельной перемычкой, соединяющей вводную коробку ШРА с ответвительной секцией. Распределение электроэнергии к отдельным приемникам осуществляется от ответвительных коробок шинопроводов проводом марки АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция), проложенным в металлорукавах.

Электропроводки в трубах являются надежными и в то же время наиболее трудоемкими и дорогостоящими. Применение пластмассовых труб позволяет экономить стальные трубы, а также снизить трудоемкость трубных работ. Для приема и распределения электроэнергии к группам потребителей переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

На комбинате осуществляется весь спектр отраслей текстильного производства - от кручения пряжи до обработки тканей. Кроме того, предприятие занималось покраской текстильных изделий. Производство является массовым. В основу производства положен принцип поточного производства.

Заводоуправление - корпус предназначен для размещения административно-управленческого персонала. Основное оборудование кондиционеры и вычислительная техника в бухгалтерии, канцелярии и т.д. Среда нормальная. Нарушение электроснабжения незначительно скажется на основном технологическом процессе. Потребитель относится ко второй категории.

Прядильный цех имеет следующее оборудование: ровничные машины, прядильные машины, крутильные машины, транспортеры и вентиляторы.

по надежности электроснабжения относится ко II категории надежности электроснабжения объектов

Гараж предназначен для ремонта и эксплуатации автомобилей, осуществляющих логистику как внутри завода, так и вне его. Основное оборудование - установки для мойки, сушки легковых и грузовых автомобилей, нагнетатели смазочные, оборудование для заправки и промывки жидкими маслами, компрессоры гаражные, подъемники для автомобилей, стенды для ремонта и правки кузовов, оборудование для монтажа и демонтажа шин автомобилей, окрасочные камеры, сушильные камеры, грузоподъемные механизмы, кран балки, тельферы, зарядные устройства для аккумуляторов.

Условия среды - технологическая пыль, химически активные и горючие вещества и газы.

Таблица 1.2

Характеристика цехов предприятия

№ по пла-ну	Наименование цеха	Окружающая среда	Категория бесперебойности	Степень опасности поражения эл. током	Категория взрыво и пожароопасности
1	Прядильный цех	нормальная	I	С повышенной опасностью
2	Ткацкий цех №1	нормальная	II	С повышенной опасностью
3	Ткацкий цех №2	нормальная	II	С повышенной опасностью
4	Красительный цех	жаркая	II	С особой опасностью
5	Котельная	влажная	II	С особой опасностью	П-IIа
6	Механический цех	нормальная	II	С повышенной опасностью	П-IIа
7	Электроремонтный цех	нормальная	II	С повышенной опасностью
8	Механический цех	нормальная	II	С повышенной опасностью
9	Центральный склад	нормальная	II	С повышенной опасностью
10	Заводоуправление	нормальная	I	С повышенной опасностью	П-IIа
11	Гараж	нормальная	I	С особой опасностью
12	Насосная	влажная	II	С особой опасностью

В соответствии с п.1.1.13 [1] в отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного или следующих условий, создающих повышенную опасность:

а) сырости или токопроводящей пыли;

б) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);

в) высокой температуры;

г) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования, - с другой.

3.Особоопасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

а) особой сырости;

б) химически активной или органической среды;

в) одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Практически во всех цехах присутствуют следующие 2 признака повышенной опасности: токопроводящие полы и заземленное оборудование, в связи с чем эти помещения отнесены к особоопасным помещениям.

1.1.3 Характеристика механического цеха

Механический цех -- цех промышленного предприятия для механической обработки деталей и заготовок, обрабатываемых в цехах основного производства. Габаритные размеры: длина - 36 м, ширина - 24 м, высота - 8 м. Стены выполнены бетонными блоками. В цехе имеется 7 колонн.

Пол цеха - железобетонный. Цех, как и завод, работает в две смены

токарно-винторезный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ по ч?рным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевых резьб и используется главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства.

вертикально -сверлильный станок предназначен для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, разв?ртывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей.

кран мостовой - кран с грузозахватным устройством, подвешенным к грузовой тележке или тали, которые перемещаются по подвижной стальной конструкции. Предназначен для подъ?ма и перемещения грузов в цехах и на складах.

- шкаф сушильный - лабораторный прибор для определения содержания влаги и других жидкостей в веществах. Оборудован нагревателем, прибором контроля температуры, терморегулятором, вентилятором.

- пресс-ножницы это ножницы, имеющие дыропробивной пресс. Пресс-ножницы предназначены для резки листа, резки сортового металла и пресса для пробивки отверстий. Все эти механизмы смонтированы на одной станине и имеют общий привод. Механизм управления ползуном сортовых и листовых ножниц рычажный, управление дыропробивным прессом рычажное или педальное.

С точки зрения опасности поражения электрическим током людей цех принадлежит к помещениям с повышенной опасностью, так как имеет токопроводящие полы (железобетон). По пожароопасности помещение цеха принадлежит к категории Г, так как в цехе по технологическим признакам имеются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла.

1.2 Определение электрических нагрузок и расчет системы освещения механического цеха. Построение картограммы нагрузок цеха

1.2.1 Расчет нагрузок механического цеха

В качестве цеха для детальной проработки выбран механический цех, расчет которого производим методом упорядоченных диаграмм в программе Microsoft Excel.

Таблица 1.3

Электроприемники установленные в механическом цехе

Номер по плану	Наименование электрооборудования	Мощность, кВт
1,2,3,4,34	2	5,5+0,15
5,25,28,29,32,33	Вертикально-сверлильный станок	10+1,1+0,15
6,7	Токарно-винторезный станок	2,2
8,16	Станок для намотки катушки	30
9	Шкаф сушильный	3
10	Ванна для пропитки	2,2
11	Зигмашина	1,5
12	Комбинированные пресс-ножницы	4
13,31	Машина листогибочная	1,1
14,15,35	Заточный станок	10
17,21	Пресс Станок для изоляции проводов	1,1
18	Вытяжной шкаф	15
19	Станок для стыковой сварки	3
20	Вентилятор	4
22,23	Сварочный преобразователь	18
24	Трансформатор для печки ОСУ-20, кВА	15
30	Поперечно-строгальный станок	5,5
36	Кран мостовой, G=5т, ПВ=25%	13+2,7+4,2

Все электроприемники (ЭП) цеха распределяем по узлам. В узел собираем приемники, расположенные вблизи друг от друга - в линию, в одном помещении или просто рядом.

Запитаны эти нагрузки от источников питания узлов, к которым они ближе всего расположены. ЭП будут предварительно питаться от распределительных пунктов с автоматами.

Непосредственно от ТП по радиальной схеме запитываем два самых мощных электроприемника номер 8 и 16(узел 1).

К узлу 1 относим самые мощные ЭП 8,16.

К узлу 2 относим компактно расположенные ЭП 1,2,3,4,5,6,7,9,10,12,13,14,15, 17,18,19,20,21. От этого же узла запитываем осветительную нагрузку цеха

К узлу 3 относим ЭП 22, 23,24, 28,29,30,31, 32,33,34,35,36.

Узел №2:

Определяем для данного узла величины активной и реактивной среднесменной мощности нагрузки за наиболее загруженную смену по [1]:

,(1.1)

где - номинальная активная мощность всех ЭП, входящих в узел, кВт.

Ки - коэффициент использования для каждого ЭП в данном узле

(1.2)

Для вертикально- сверлильного станка ЭП № 5 ( = 0,75):

;

Расчёт активной и реактивной средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену для ЭП других узлов производим аналогично.

Определяем величину показателя силовой сборки для 2 узла по [2]:

, (1.3)

где- номинальная мощность наиболее и наименее мощного ЭП в узле.

Определяем значение среднего коэффициента использования для второго узла по [1]:

Ки.ср2.= , (1.4)

где =48,21 кВт - суммарная активная средняя мощность нагрузки за наиболее загруженную смену ЭП первой группы;

= 228,5 кВт - суммарная номинальная мощность всех ЭП первой группы

Значение Ки.ср1 для остальных узлов определяется аналогично.

Определяем эффективное (приведённое) число ЭП для второго узла при условии по [1]:

(n = 17),

(m = 30),

(Ки.ср. = 0,211).

По (2.35) [2, 56] эффективное число ЭП будет равно:

(1.5)

Принимаем nэц = 11.

По таблице 2.13 [1] находим значение коэффициента максимума

Значение для остальных узлов определяется аналогично.

Определяем расчётный максимум активной нагрузки (2.43) [1]:

(1.6)

Значение расчётного активного максимума нагрузки остальных узлов определяется аналогично.

Определяем расчётный максимум реактивной нагрузки (2.44) [1]:

Если , то:

(1.7)

Если , то:



(1.8)

Т. к. , то расчётный максимум реактивной нагрузки равен:

Значение расчётного реактивного максимума нагрузки остальных узлов определяется аналогично.

Определяем полную расчётную максимальную нагрузку для первого узла [1]:

(1.9)

Значение полной расчётной нагрузки для остальных узлов определится аналогично.

Расчётный (максимальный) ток, потребляемый первым узлом [1]:

(1.10)

где = 0,38 кВ - номинальное напряжение сети.

Значение расчётного (максимального) тока для остальных узлов определяется аналогично.

Определяем величину расчётной (максимальной) нагрузки для всего цеха без учёта освещения

Активная и реактивная средняя мощность нагрузки для трех узлов РМЦ за наиболее загруженную смену:

(1.11)

где i - номер узла,

Определяем среднее значение коэффициента использования для цеха:

Показатель силовой сборки для цеха:

Определяем эффективное (приведённое) число ЭП для МЦ при условии

(Pн ) [1]:

(n = 31),

(m = 75),

(Ки.ср. = 0,25).

По (2.35) [2, 56] эффективное число ЭП будет равно:

(1.12)

Принимаем nэц = 11.

По таблице 2.13 [1] находим значение коэффициента максимума:

Дальнейший расчёт производится аналогично расчёту для второго узла.

Результаты расчётов сводим в таблицу 1.2.

1.2.2 Расчёт системы освещения механического цеха

Освещение равномерное, используя светодиодный светильник.

Исходные данные для расчёта:

а) высота цеха - ;

б) в соответствии с таблицей 4-4к [3] для механического цеха:

- плоскость нормирования освещения и её высота от пола (м) - Г-0,8 ();

- разряд и подразряд зрительной работы - IIIб;

- нормируемая освещённость - ;

- коэффициент запаса - ;

- показатель ослеплённости - ;

в) из §3-5 [3] и из таблицы 3-7 [3], для светодиодного светильника:

- кривая силы света - Д;

- свет светильников - ;

г) принимаем, что в цеху чистый побеленный потолок и стены при незанавешенных окнах. Тогда, по таблице 5-1 [3], коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности соответственно - , и .

Расчёт ведем по методу коэффициента использования .

Расчётную высоту определяем:

=6. (1.13)

По таблице 4-16 [3] при кривой силе света Д находим отношение расстояния между соседними светильниками к расчётной высоте: , следовательно:

но, исходя из линейный размеров цеха принимаю вдоль длины цеха и вдоль ширины цеха. Исходя из всего, распределяю светильники по площади цеха в соответствии с рисунком 1.1

Рисунок 1.1 Схема расположения светильников по территории цеха

По рисунку .1 видим, что в цехе установлено 18 светильника. индекс помещения определяем по (5-3) [3] :

; (1.14)

где: - длина помещения;

- ширина помещения.

.

Далее, по таблицу 5-10 [3], определяется коэффициент использования при принятых , , и индексе . Получаем .

Световой поток ламп в каждом светильнике, по (5-1) [3] определяется:

; (1.15)

где: - площадь помещения;

- поправочный коэффициент;

- количество светильников.

.

По данным таблицы 2-16 [3] принимаются в одной точке к установке подвесной промышленный светодиодный светильник INDUSTRY.3-430-448(740.D.BR.N) 415Вт 4000К номинальной мощностью , и световым потоком , что составляет , что допустимо согласно пределам .Результат расчета освещения цеха в таблице 1.2.

1.2.3 Расчёт аварийного освещения

Использую светильники типа СТРУНА 35 Вт с аварийным блоком питания, (данные по таблице 2-2 [3]). Принято число светильников. По формуле (2.2) вычисляется индекс помещения для рассматриваемой полосы дороги:

По данным таблицы 5-3 [3] определяется. Преобразовав формулу (2.3) выполняется расчет освещённости, создаваемую 5 светильниками:

.

Полученные данные освещенности входят в допустимые пределы 0,5 - 15 Лк (см. §5-1 [3]).

1.2.4 Построение картограммы нагрузок цеха

Радиус окружности, соответствующий нагрузке цеха с учетом освещения, мм:

(1.16)

Р_р.ц.?расчётная мощность отдельного цеха, кВт;

Р_рaсч.о?нагрузка освещения цеха, кВт;

m?масштаб, кВт/мм(m= 0,4).

Угол, определяющий сектор окружности радиусом R, который отражает содержание нагрузки освещения в общей нагрузке цеха, °:

(1.17)

Определим координаты центра нагрузок цеха по формулам

(1.18)

где Хi, Yi - координаты геометрических центров цеха, м; Рi - расчетная мощность цеха, кВт.

1.3 Расчет электрических нагрузок предприятия. Построение картограммы нагрузок предприятия

Расчет нагрузки завода проводим по методу коэффициента спроса в программе Microsoft Excel. Необходимо учитывать, что на предприятии есть высоковольтная нагрузка, которую не следует брать в расчет при выборе трансформаторных пунктов (ТП), но она имеет низковольтную нагрузку - освещение, которое необходимо учесть.

Производим расчёт электроремонтного цеха (потребителя II категории).

Определяем расчётную активную и реактивную мощности цеха по (2.1-2.2) [6]:

(1.19)

где Руст - установленная мощность каждого цеха;

Кс - коэффициент спроса, характерный для каждого вида производства из табл. П3 [6];

(1.20)

где - коэффициент мощности, характерный для каждого цеха из табл. П4 [6];

Рассчитываем освещение цеха по методу удельной мощности.

Расчетная мощность освещения цеха по (1.18-1.19) [4]:

, (1.21)

, (1.22)

где k - коэффициент запаса:

1,12 - при использовании ламп ДРЛ;

1,25 - при использовании люминесцентных ламп;

1 - при использовании ламп накаливания.

kc.o. - коэффициент спроса на освещение, из табл. П1 [6];

Руд.о - удельная мощность освещения, из табл. П2 [6]

Fц - площадь цеха;

- зависит от типа используемых ламп. При использовании ламп типа ДРЛ ); при использовании люминесцентных ламп ,.

Расчётный максимум активной и реактивной нагрузки электроремонтного цеха с учётом освещения:



.

Полная расчётная нагрузка электроремонтного цеха с учётом освещения:

Расчётный (максимальный) ток, потребляемый столовой [4]:

Определяем величину удельной силовой мощности нагрузки по (1.3) [2]:

(1.23)

.

Расчёт остальных цехов рассматриваемого завода методом коэффициента спроса выполняем аналогично.

Полученные расчёты заносим в таблицу 1.4.



Таблица 1.4

Расчетные нагрузки меланжевого комбината

Номер цеха на плане	Наименование цеха, отделения, участка	Установленная мощность Рном электроприёмников, напряжением 0,4 кВ, кВт	Коэффициент спроса, Кс	Коэффициент мощности, cos j	Рр, кВт	Qр, кВар	Руд.осве	Fц, мІ	Росвещ, кВт	Q, кВар
1	Прядильный цех	2800	0,5	0,75	1400,00	1234,68	0,02	8335,60	120,03	73,22
2	Ткацкий цех №1	450	0,5	0,75	225,00	198,43	0,01	747,12	9,41	5,74
3	Ткацкий цех №2	950	0,5	0,75	475,00	418,91	0,01	4211,04	53,06	32,37
4	Красительный цех	2100	0,5	0,75	1050,00	926,01	0,01	965,03	12,16	7,42
5	Котельная	200	0,35	0,7	70,00	71,41	0,01	464,12	5,85	3,57
6	Механический цех	1100	0,5	0,75	550,00	485,05	0,01	509,40	6,42	3,92
7	Электроремонтный цех	450	0,5	0,75	225,00	198,43	0,01	653,73	8,24	5,02
8	Механический цех	1300	0,5	0,75	650,00	573,25	0,01	376,96	4,75	2,90
9	Центральный склад	370	0,5	0,75	185,00	163,15	0,02	266,02	3,83	2,34
10	Заводоуправление	500	0,4	0,7	200,00	204,04	0,02	978,61	14,09	8,60
11	Гараж	240	0,5	0,75	131,00	112	0,01	882,96	11,13	6,79
12	Насосная	600	0,5	0,75	300,00	264,58	0,02	1030,12	14,83	9,05
ИТОГО	3980,00	3547,37			225,68	137,67

После определения осветительных и силовых нагрузок по всем цехам, были определены потери электроэнергии в сетях и трансформаторных подстанциях:

Рп = Рр.з · 0,02= 225,68 · 0,02=4,5 кВт (1.24)

Qп = Qр.з · 0,1 =137,67 · 0,1 = 13,77 кВAр (1.25)

где коэффициенты 0,1 и 0,02 приближ?нно учитывают потери электроэнергии в трансформаторах для реактивной и активной мощностей соответственно.

Расчетная мощность завода равна:

Рз = (Рр.з +Росв+Рп)*Кр.м.= (225,68+21,32+4,5)*0,9 = 226,35 кВт (1.26)

ГПП проектируемого завода желательно размещать в центре нагрузок. В этом случае параметры сети электроснабжения будут наиболее экономичными. Для этого определяем геометрические центры всех цехов и графически, в масштабе, отображаем мощность, потребляемую каждым цехом, в соотношении с мощностью, затрачиваемой на освещение этого цеха.

Определяем радиус окружности, отражающей мощность с учетом освещения по (4.1) [2]:

(1.27)

где- расчетная мощность i-ого цеха, [кВт];

m - масштаб, [].

Угол, определяющий сектор окружности радиусом R, который отражает содержание нагрузки освещения в общей нагрузке цеха по (3.2) [4]:

(1.28)

где - нагрузка освещения i-ого цеха, [кВт].

Определяем координаты центра нагрузок предприятия по (4.3) [4]:

(1.29)

где Хi, Yi - координаты геометрических центров цехов, [м];

Рi - расчетная мощность отдельного цеха, [кВт].

В таблице считаем произведение Р?Х и Р?Y для каждого цеха, а затем находим их сумму и отдельно считаем сумму Р, после чего находим отношение для соответствующей координаты. Расчет ведем в программе Microsoft Excel.

Таблица 1.5

Расчет картограммы нагрузок предприятия

№	Цех	Рр.с., кВт	Ррасч.о.,	х	у	Рр.с.*х, кВт	Рр.с*у., кВт	R, мм	угол, град.
1	Прядильный цех	70	2,3	8,0	92,0	1938,40	22291,60	19,54	3,42
2	Ткацкий цех №1	10	20,16	44,0	20,0	4847,04	2203,20	11,97	65,88
3 3	Ткацкий цех №2	30	18,14	124,0	24,0	23081,36	4467,36	16,35	35,08
4	Красительный цех	250	9,5	176,0	12,0	4488,00	306,00	5,05	134,12
5	Котельная	250	8,64	228,0	20,0	41869,92	3672,80	16,69	16,94
6	Механический цех	200	15,55	292,0	24,0	76139,00	6258,00	19,75	21,47
7	Электроремонтный цех	250	44,35	312,0	86,0	40981,20	11296,10	11,77	121,55
8	Механический цех	100	19,01	88,0	184,0	19272,88	40297,84	17,84	31,25
9	Центральный склад	160	72,58	268,0	180,0	41963,44	28184,40	11,56	166,87
10	Заводоуправление	160	8,64	228,0	128,0	8752,92	4913,92	6,88	81,02
11	Гараж	30	6,91	100,0	124,0	12691,00	15736,84	13,82	19,60
12	Насосная	90	24,19	136,0	124,0	139289,84	126999,56	39,89	8,50
		1579	585,35	126,1	113,3	994827,48	894110,54	107,84	26,70

1.4 Расчет показателей графиков электрических нагрузок предприятия

Из справочника выбираю типовой суточный график электрических нагрузок.

Суточный график соответствует рисунку 1.2, за зимние характерные сутки, рисунку 1.3 за летние характерные сутки. Таблица 1.6 отражает эти графики.



Рисунок 1.2 Суточный график нагрузки за зимний период.

Рисунок 1.3 Суточный график нагрузки за летний период

Р,Q - активная и реактивная нагрузка рабочего дня

Продолжительность летнего периода на 20 % ниже зимнего. В таблице 1.6 представлены данные по суточному графику за зимний и летний период



Таблица 1.6

График нагрузок цементного завода для зимнего и летнего периодов

часы	Зима	Лето	Зима	Лето
		Р,МВт	Р,МВт
0	39	31	2,170	1,725
1	39	31	2,170	1,725
2	39	31	2,170	1,725
3	44	35	2,447	1,946
4	39	31	2,170	1,725
5	44	35	2,447	1,946
6	48	38	2,669	2,135
7	74	59	4,115	3,292
8	81	65	4,505	3,604
9	92	73	5,116	4,093
10	85	68	4,727	3,782
11	100	80	5,561	4,449
12	92	74	5,116	4,093
13	100	80	5,561	4,449
14	92	74	5,116	4,093
15	85	68	4,727	3,782
16	100	80	5,561	4,449
17	85	68	4,727	3,782
18	34	27	1,890	1,512
19	55	44	3,059	2,447
20	55	44	3,059	2,447
21	61	49	3,392	2,714
22	34	27	1,890	1,512
23	34	27	1,890	1,512

Годовой график нагрузок представлен на рисунке 1.4

Таблица 1.7

Годовой графики нагрузок

Ступень	Рр , %	Рр , кВт	Тступ.г, ч	Wступ.с, кВт?ч
Р1	100	5561,38	1095	6089711,1
Р2	92	5116,47	1095	5602534,212
Р3	85	4727,173	1095	5176254,435
Р4	81	4504,718	365	1644221,997
Р5	74	4115,421	365	1502128,738
Р6	61	3392,442	365	1238241,257
Р7	55	3058,759	730	2232894,07
Р8	48	2669,462	365	974353,776
Р9	44	2447,007	730	1786315,256
Р10	42	2335,78	365	852559,554
Р11	39	2168,938	1095	2374987,329
Р12	34	1890,869	1095	2070501,774
СУММА	8760	31544703,5

Рисунок 1.4 Годовой график нагрузки

Из таблицы 1.7 и рисунка 1.4 определим среднее значение мощности в течение суток по [4]:

, (1.30)

где:

Тiступ.с - время действия каждой ступени в течение суток, ч;

Рiс% - мощность каждой ступени графика нагрузки, %;

Р1 - максимальная мощность, кВт.

Тогда время использования максимальной нагрузки определится по [4]:

(1.31)

ч.

Время наибольших потерь определим по [4]:

= (0,124 + Тм•10-4)2•Тг, (1.32)

где:

Тг - количество часов в году, ч.

= (0,124 + •10-4)2•8760 = 4185,3 ч.

Коэффициент заполнения графика определим по [4]:

(1.33)

.

1.5 Выбор схемы внешнего электроснабжения

Для предварительного определения напряжения системы внешнего электроснабжения при l<250км, Р<60 МВт воспользуемся формулой Cтилла по (6.1) [4]:

,(1.34)

где l-длина питающей линии

Р - передаваемая мощность, учитывающая мощность высоковольтных потребителей

(1.35)

Выбираем два ближайших стандартных значения номинальных напряжений:

1) Uном.1 = 110 кВ;

2) Uном.2 =35 кВ.

Рисунок 1.5 Варианты внешнего электроснабжения предприятия:

а) - вариант электроснабжения от СШ 35 кВ, б) - вариант электроснабжения от СШ 110 кВ.

Рассмотрим два варианта схем внешнего электроснабжения ВЛ-110, ВЛ-35. Выберем наиболее выгодный.

1) Вариант 110 кВ

Рисунок 1.5 Схема внешнего электроснабжения завода на напряжении 110кВ

Предварительно выбираются трансформаторы ТДН-10000/110 У1 с и делается проверка на систематическую и послеаварийную перегрузку.

Послеаварийная перегрузка возникает при выходе из строя одного из двух параллельно включённых трансформаторов. Если коэффициент начальной загрузки не больше 0,90, то трансформаторы допускают в течение не более 5 суток перегрузку на 40 % сверх номинального тока на время максимумов нагрузки общей продолжительностью не более 6 ч/сут. Чтобы оценить допустимость послеаварийных перегрузок в целом требуется определить их значение и длительность.

Проверим выбранный трансформатор на систематическую перегрузку. Суммарная мощность двухтрансформаторной подстанции глубокого ввода составляет 20 МВА. Даже при максимальной нагрузке полная мощность завода не достигает этого значения: коэффициент загрузки в нормальном режиме:

Поэтому проверку на систематическую перегрузку можно не производить. В итоге принимаются 2 трансформатора ТДН-10000/110 У1. Основные данные трансформатора представлены в таблице 1.8.

Таблица 1.8

Технические характеристика трансформатора

Тип трансформатора

Ном. мощ- ность кВА

Напр-ие. кВ

Схема и группа соеди- нения

Потери, кВт

Ток х.х. %

Напр. к.з. %

Размеры

Масса, кг

НН

ВН

х.х.

К.З.

L

В

Н

масла

пол- ная

ТДН -10000/110

10000

6

115

УпД-Д-11-11

10

58

0,4

10,5

5095

3140

5100

9000

28300

После выбора трансформаторов определяются уточненные потери активной и реактивной мощности и нагрузка на стороне высшего напряжения ПГВ. Расчёт ведётся для напряжения системы питания - 110 кВ.

Потери мощности в трансформаторе с расщепленной обмоткой:

Активные потери:

(1.36)

Реактивные потери:

(1.37)

Уточнённые значения расчетной мощности на стороне высокого напряжения ПГВ на напряжении 110кВ.

Номинальный ток в линии составляет:

Ток в послеаварийном режиме увеличивается вдвое:

Выбор проводов осуществляется по следующим условиям:

- по нормированной (экономической) плотности тока

Для проектируемого предприятия рассчитанное выше значение ТМ составляет 7941 ч/год. Согласно табл. 3.12. [6] для алюминиевых неизолированных проводов воздушных линий 35-500 кВ нормированная плотность тока при числе часов использования максимума нагрузки ТМ более 5000 ч/год., что соответствует современному уровню экономических условий в энергетике и отличается от значений, указанных в 6-м издании ПУЭ.

Предварительно принимаем провод марки АС-70/11.

по условию образования короны:

Согласно табл. 3.7. [3] минимальная площадь сечения проводов по условию образования короны для ВЛ напряжением 110 кВ должна приниматься не менее 70 мм².

- по длительно-допустимому току послеаварийного режима работы:

Выбранное сечение провода проходит проверку по длительно-допустимому току:

- по потерям напряжения:

Потери напряжения в ЛЭП находятся по формуле:

(1.38)

где - активное сопротивление линии, Ом;

- индуктивное сопротивление линии, Ом.

Согласно справочнику [6] удельное сопротивление линий 110 кВ на единицу длины при применении провода АС-70:

активное: 0,428 Ом/км;

индуктивное: 0,408 Ом/км

где L - длина ВЛ, км;

n - количество параллельно работающих линий.

В послеаварийном режиме потери напряжения увеличиваются вдвое:

Выбранное сечение ВЛЭП проходит проверку по потерям напряжений, так как они меньше допустимых. Столь малые потери в линии 110 кВ объясняются малой протяжённостью линии.

Окончательно принимаем к подвеске провод марки АС-70/11 (алюминиевый провод со стальным сердечником).

Капиталовложения в линию:

где k'- укрупненный зональный коэффициент к стоимости электрических сетей.

Ячейка ОРУ 110 кВ с выключателем k_в=11000 т.руб.

Стоимость выключателей:

К_в=11000·2•1,2=26400 тыс.руб.

Стоимость трансформаторов:

К_т=15000·2•1,2=47760 тыс.руб.

Постоянная часть затрат на сооружение подстанции:

К_пост=35000•1,2=42000 тыс.руб.

Капиталовложения:



Определим потери активной электроэнергии в линии с алюминиевыми кабелями:

(1.39)

R = 0,428 • 3 = 1,369 Ом

Потери электроэнергии в трансформаторах:

Суммарные потери электроэнергии:

Стоимость потерь:

Издержки:

Приведенные затраты для данного варианта:

2) Вариант 35 кВ

Порядок выбора трансформаторов аналогичен варианту 2.

Предварительно выбираются трансформаторы ТМН-10000/35 с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) и делается проверка на систематическую и послеаварийную перегрузку

Рисунок 1.6 Схема внешнего электроснабжения завода на напряжении 35 кВ

Таблица 1.9

Технические характеристика трансформатора

Тип трансформато-ра

Ном. мощ- ность кВА

Напр-ие. кВ

Схема и группа соеди- нения

Потери, кВт

Ток х.х. %

Напр. к.з. %

Размеры

Масса, кг

НН

ВН

х.х.

К.З.

L

В

Н

масла

полная

ТДН -10000/35

10000

6

35

УпД-Д-11-11

14,5

65

0,8

7,5

4410

2100

3300

8670

2250

После выбора трансформаторов определяются уточненные потери активной и реактивной мощности и нагрузка на стороне высшего напряжения ПГВ. Расчёт ведётся для напряжения системы питания 35 кВ.

Потери мощности в трансформаторе с расщепленной обмоткой:

Активные потери:

(1.40)

Реактивные потери:

(1.41)

Уточнённые значения расчетной мощности на стороне высокого напряжения ПГВ на напряжении 35кВ.

Номинальный ток в линии составляет:

Ток в послеаварийном режиме увеличивается вдвое:

Выбор проводов осуществляется по следующим условиям:

- по нормированной (экономической) плотности тока

Для проектируемого предприятия рассчитанное выше значение ТМ составляет 7941 ч/год. Согласно табл. 3.12. [6] для алюминиевых неизолированных проводов воздушных линий 35-500 кВ нормированная плотность тока при числе часов использования максимума нагрузки ТМ более 5000 ч/год., что соответствует современному уровню экономических условий в энергетике и отличается от значений, указанных в 6-м издании ПУЭ.

Предварительно принимаем провод марки АС-240/39.

- по длительно-допустимому току послеаварийного режима работы:

Выбранное сечение провода проходит проверку по длительно-допустимому току:

- по потерям напряжения:

Потери напряжения в ЛЭП находятся по формуле:

(1.42)

где - активное сопротивление линии, Ом;

- индуктивное сопротивление линии, Ом.

Согласно справочнику [6] удельное сопротивление линий 35 кВ на единицу длины при применении провода АС-240/39:

активное: 0,011 Ом/км;

индуктивное: 0,11 Ом/км

где L - длина ВЛ, км;

n - количество параллельно работающих линий.

В послеаварийном режиме потери напряжения увеличиваются вдвое:

Выбранное сечение ВЛЭП проходит проверку по потерям напряжений, так как они меньше допустимых

Окончательно принимаем к подвеске провод марки АС-240/39 (алюминиевый провод со стальным сердечником).

Капиталовложения в линию:

где k'-укрупненный зональный коэффициент к стоимости электрических сетей.

Ячейка ОРУ 35 кВ с выключателем k_в=8000 т.руб.

Стоимость выключателей:

К_в=8000·2•1,2=19200 тыс.руб.

Стоимость трансформаторов:

К_т=13000·2•1,2=31200 тыс.руб.

Постоянная часть затрат на сооружение подстанции:

К_пост=30000•1,2=36000 тыс.руб.

Капиталовложения:

Определим потери активной электроэнергии в линии с алюминиевыми кабелями:

,275

R = 0,011 • 25= 0,275 Ом

Потери электроэнергии в трансформаторах:

Суммарные потери электроэнергии:

Стоимость потерь:

Издержки:

Приведенные затраты для данного варианта:

Сравнение вариантов

Рассмотрев 2 варианта внешнего электроснабжения мясокомбината, и сравнив приведенные затраты всех вариантов, был сделан вывод, что наиболее целесообразным и экономически выгодным будет вариант 35 кВ. Приведенные затраты у этого варианта меньше на 30,2 % , чем у варианта 110 кВ. Для дальнейшего расчета принимаем схему 35 кВ

Таблица 1.10

Техническое сравнение вариантов напряжения линии для подключения предприятия к электроэнергетической системе

Вариант	Uном, kV	Тип проводника	ДUнорм, %	ДUпослеаварийн.%	ДP, kW
1	110	АС - 70/11	2,1	4,2	370
2	35	АС-150/24	0,3	0,61	86,9

Линия, питающая трансформаторы ГПП, выполнена воздушной двухцепной линией на железобетонных опорах протяженностью 11 км, выполненной сталеалюминевыми проводами АС-70. Для РУ 35кВ применена схема «мостик с выключателями». Распределительное устройство 6кВ на ГПП выполнено секционированным с двумя системами сборных шин 6кВ, что обусловлено применением трансформаторов ТДН-35/6 для питания высоковольтных потребителей компрессорной и насосной.

1.6 Выбор числа, мощности тип и расположения цеховых трансформаторных подстанций

Как правило, СЭС промышленного предприятия осуществляется двумя силовыми трансформаторами, обеспечивающими условия безопасности, требуемые электрическими приемниками I и II категорий. Подстанции с одним трансформатором предназначены для питания приемников III категории, которые допускают перебои на время резервирования, ремонта или замены трансформатора. Выбор мощности трансформаторов в СЭС осуществляется на основе вычислительной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы с учетом реактивной мощности, поставляемой из системы.

Правильный выбор количества и мощности трансформаторов в цехах может быть выполнен только с помощью технико-экономических расчетов путем сравнения вариантов. Количество трансформаторных станций (ТП) влияет на расходы, связанные со строительством распределительных установок в электрических сетях. Уменьшение количества станций преобразования приводит к уменьшению количества ячеек, увеличивает суммарную длину линий электропередачи, увеличивает потери электроэнергии. Увеличение количества трансформаторных станций сокращает расходы в сетях низкого напряжения, но увеличивает количество ячеек РУ и расходы в сетях на 6 кВ. Проблема заключается в оптимизации.

Трансформаторные подстанции с трансформатором рекомендуются для питания электрических приемников, которые допускают прерывание электропитания, до тех пор, пока резервный трансформатор монтируется или осуществляется резервирование через линии низкого напряжения от соседнего ТП. То есть ТП с трансформатором питает электрические приемники III и II категорий и даже электрические приемники I категории, когда их доля не превышает 20% от общего числа электрических приемников. Трансформаторные подстанции с двумя трансформаторами рекомендуется использовать, когда доля электрических приемников категории I составляет более 20%, когда секции имеют высокую плотность нагрузки: 0,5ч0,7 кВА / м².

Выбор номинальной мощности трансформаторов в цехах осуществляется, исходя из их нагрузки в нормальном режиме и с учетом возможностей резервирования в режиме после сбоя.

Подстанции 6 кВ в целях наибольшего приближения к ЭП применяем комплектными, что позволяют уменьшить габариты зданий и улучшить условия среды в них. В цехах с несколькими подстанциями стремимся располагать их равномерно по цеху вдоль стен здания с неавтоматическим резервированием на стороне 0,4 кВ. Подстанцию в цехе углубленной проработки располагаем в соответствии с расстановкой оборудования и учетом расположения источника питания. Подстанции остальных цехов располагаем с учетом характеристик и картограммы нагрузок.

Номинальная мощность цеховых трансформаторов выбирается исходя из рациональной нагрузки трансформаторов, а так же по условию резервирования в аварийном режиме. Число типоразмеров трансформаторов не должно превышать двух-трех.

Номинальная мощность трансформаторов должна удовлетворять условию:

(1.43)

где - расчетная мощность цеха питаемого трансформаторной подстанцией;

- число трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций;

- коэффициент загрузки трансформаторов.

При этом цеха с незначительными нагрузками на 0,4 кВ получают питание от подстанций соседних цехов.

Например, насосная станция и электрофильтры к печам, устанавливаем двухтрансформаторную КТП 2ТМЗ 250:

Аналогично выбираем КТП для остальных цехов, учитывая, что коэффициент загрузки для I-й категории равен 0,6, II-й категории равен 0,7, а для III-й категории - 0,9.

Фактический коэффициент загрузки составляет:

При выходе из строя одного трансформатора, оставшийся в работе трансформатор не сможет полностью обеспечить питание электроприемников. Определим мощность, которую необходимо отключить в аварийной ситуации:

.



Расчеты для остальных цеховых трансформаторных подстанции производятся аналогично, результаты расчетов приведены в таблице 1.11.

Таблица 1.11

Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

№ ТП	Тип КТП	Группа нагрузок	Рр, кВт	SТ, кВА			Отключаемая мощность при аварии, кВт
TП1	2хТМЗ-250	1+8	240+210= 450	321	0,64	1,2	21
TП2	2хТМЗ-250	2+3+4	90+168 +16=274	196	0,55	1,4	154
TП3	2хТМЗ-250	5+6	175+245= 420	300	0,6	1,4	50
TП4	2хТМЗ-1000	7+9	1150+87=1237	1073	0,65	1,2	327
TП5	2хТМЗ-1000	12+13+14	30+1000+180=1210	987	0,61	1,2	110
TП6	2хТМЗ-400	15+16	560+51 =611	423	0,76	1,4	137
TП7	2хТМЗ-250	10+11	200+84= 284	268	0,57	1,6	132
TП8	2хТМЗ-400	17+18	175+372 =547	286	0,68	1,4	274

1.7 Выбор параметров и схемы внутризаводского электроснабжения

Внутреннее распределение электроэнергии выполняется по радиальной, магистральной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надежности потребителей их территориальным размещением, особенностями режимов работы.

На генплане предприятия указаны число и расположение цеховых ТП, а также источник электроэнергии - ГПП - вблизи ЦЭН. Трансформаторные подстанции цехов типа КТП расположены около стен цеха или на осевой линии.

Намечено 2 варианта распределительной сети 6 кВ, для которых выбраны трансформаторы, кабельные линии. Исходя из генплана ПП и расчетных мощностей цехов, выбираем трансформаторы следующего типоразмера (250,400 и 1000 кВА).

На КТП принимаем к установке трансформаторы типа ТМЗ-250/6/0,4; ТМЗ-400/6/0,4 и ТМЗ-1000/6/0,4.

Трансформаторные подстанции максимально, насколько позволяют производственные условия, приближаем к центру энергетических нагрузок цехов, что позволяет построить экономичную и надежную систему электроснабжения, так как сокращается протяженность сетей вторичного напряжения, уменьшаются потери

Подстанцию в механическом цехе расположим в соответствии с расстановкой оборудования и учетом расположения источника питания. Подстанции остальных цехов располагаем с учетом характеристик и картограммы нагрузок.

Схема распределения электроэнергии должна быть связана с технологической схемой объекта. Питание приемников электроэнергии разных параллельных технологических потоков должно осуществляться от разных источников: подстанции (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7

Рисунок 1.8 Внутризаводское распределение электроэнергии вариант 1.

Рисунок 1.9 Внутризаводское распределение электроэнергии вариант 2



Выбранные мощности КТП 6/0,4 кВ для цеховых подстанций с фактической расчетной нагрузкой представлены в таблице 1.12

Таблица 1.12

Мощности КТП 10/04 для цеховых подстанций по 1 варианту

№ ТП	Sрасч. кВА	Sтр-ра. кВА	Тип КТП	Ip, A
1	359,96	321	2хТМЗ-250	2517,22
2	405,88	196	2хТМЗ-250	386,34
3	647,38	300	2хТМЗ-250	37,38
4	4849,14	2673	2хТМЗ-1000	279,96
5	1652,18	987	2хТМЗ-1000	95,39
6	965,11	423	2хТМЗ-400	55,72
7	565,42	268	2хТМЗ-250	32,64
8	796,7	286	2хТМЗ-400	45,99

Коэффициент мощности нагрузок предприятия равен:

cosц =, (1.44)

где Рр = 16701,17кВт, Sр=21393,75 кВА

cosц =,= = 0,78

Для доведения cosц = 0.96 необходимо установить компенсирующие устройства суммарной мощности:

, (1.45)

где tgц₁ =0,8, tgц₂= 0,29

Реактивную мощность, которую могут генерировать синхронные двигатели с перевозбуждением насосных и компрессорных станций:

, (1.46)

где - коэффициент загрузки СД насосных по активной мощности

- коэффициент загрузки СД компрессорных по активной мощности

-суммарная номинальная реактивная мощность синхронных двигателей насосных.

- суммарная номинальная реактивная мощность синхронных двигателей компрессорных.