Расчет и проектирование схемы электроснабжения цеха

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

Теоретическая часть

Основные электропотребители в промышленном цехе

Методы расчёта электрических нагрузок

Распределительные пункты электрической энергии

Расчётная часть

Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции

Расчет ЛЭП и выбор неизолированных проводов

Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Абсолютно любая система электроснабжения предназначена для безопасного и качественного распределения, регулирования и преобразования электрического тока, а потому содержит ряд основополагающих и обязательных элементов. Её можно разделить на такие основные составляющие:

электрические станции как источники энергии;

элементы распределения энергии - электрические сети и распределительные устройства;

электроприёмники, или потребители электрической энергии.

Грамотно составленный проект является отличной возможностью заблаговременно просчитать затраты, а также запланировать расходный материал. Он станет подспорьем в работе других субподрядчиков, которые будут выполнять работы, связанные с отоплением, кондиционированием, водоснабжением помещений. Опытный специалист грамотно составит схему электроснабжения многоквартирного дома, рассчитает максимальную мощность потребления энергии, подберет кабельно-проводниковую продукцию, произведет комплектацию распределительных щитов, расстановку осветительных приборов и так далее.

Проектирование схем электроснабжения следует доверять исключительно высококвалифицированным профессионалам. В ходе составления этих расчетов специалист опирается на предоставленные заказчиком документы



1.Теоретическая часть

1.1 Основные электропотребители в промышленном цехе

Система электроснабжения завода состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество энергии и бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах. В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий и объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей.

При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие внезаводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами. Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями, очередностью строительства и общим генеральным планом предприятия. Большой и все возрастающий удельный вес получают крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, которые предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Они характеризуются большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников.

Общие понятия Электроприемниками считаются устройства, в которых происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Электроприемники объединяются в электроустановки - комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений. Примеры электроустановок: конденсаторная и индукционная установки, электрическая подстанция, линия электропередачи, распределительная подстанция и т. д. Каждый электроприемник потребляет при своей работе определенную мощность, которую называют электрической нагрузкой, на практике понятие нагрузки распространяется также на ток (токовая нагрузка).

1.2 Методы расчета электрических нагрузок

1. К основные методам определения расчетных (ожидаемых) электрических нагрузок, следует отнести методы определения расчетных нагрузок по:

1) установленной мощности и коэффициенту спроса;

2) средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод);

3) средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

4) средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок).

К вспомогательным можно отнести методы определения расчетных нагрузок по:

1) удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период;

2) удельной нагрузке на единицу производственной площади.

Первый из основных и вспомогательные методы определения расчетных нагрузок являются приближенными или эмпирическими методами расчета. Последние три из указанных выше основных методов определения расчетных нагрузок используют основные положения теории вероятностей.

3) средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

4) средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок).

Первый из основных и вспомогательные методы определения расчетных нагрузок являются приближенными или эмпирическими методами расчета. Последние три из указанных выше основных методов определения расчетных нагрузок используют основные положения теории вероятностей.

Поэтому при определении расчетных нагрузок отдельных узлов системы электроснабжения проектируемого предприятия коэффициенты формы могут быть приняты по опытным данным для соответствующих узлов системы электроснабжения действующего предприятия, аналогичного по технологическому процессу и производительности проектируемому предприятию.

1.3 Распределительные пункты электрической энергии

Распределительный пункт - это подстанция промышленного предприятия или городской электрической сети, предназначенная для приема и распределения электроэнергии одним напряжением без его преобразования.

Распределительная линия - это линия, которая питает несколько трансформаторных подстанций от ЦП или распределительного устройства или вводов для электрических установок потребителей.

Подстанция представляет собой электрическую установку, которая служит для преобразования и распределения электроэнергии и состоит из трансформаторов или других силовых преобразователей, распределительных устройств до 1000 В и выше, аккумуляторных батарей, блоков управления и вспомогательных устройств.

Электроэнергия подается промышленным, городским и сельским потребителям от трансформаторных подстанций, основным элементом которых является трансформатор, который преобразует (преобразует) электрическую энергию одного напряжения в электрическую энергию другого (более высокое или более низкое напряжение). Принципиальная схема передачи и распределения электрической энергии приведена на рис. 5. Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами с номинальным напряжением 10 ... 15 кВ, подается на трансформаторы электростанции А, где ее напряжение возрастает до 220 кВ, после чего он подается на шины открытой подстанции этой электростанции, а затем по линии электропередачи 220 кВ, передаваемой на шины 220 кВ понижающей подстанции, также подключается к линиям электропередачи 220 кВ с помощью питания. станция Б.

На понижающей подстанции напряжение электрической энергии от 220 кВ снижается трансформаторами до 10 (или 6) кВ, и с этим напряжением оно подается на точку распределения, а от нее на подстанции PSI, PS2, PSZ с мощностью трансформаторы, которые в свою очередь снижают напряжение до 380 (или 220) В, т. е. до значений, с которыми электричество подается потребителям.

Электрическая энергия используется: в электродвигателях для моторных целей; в лампы накаливания и люминесцентные лампы для освещения; в электрических печах, гальванических ваннах и различных устройствах для обеспечения технологических процессов; в электросварочных установках для сварки металлов и для других целей.

Когда электрическая энергия потребляется, происходит процесс обратного преобразования: в электродвигателях электрическая энергия преобразуется в механическую; в лампах накаливания - сначала во власть, а затем в энергию светового потока; в электрических нагревательных печах - в тепловых и т. д. Эти превращения также сопровождаются потерями, в основном в виде тепла, излучаемого в окружающую среду.

Производство, передача и потребление электрической энергии осуществляются при определенных напряжениях, установленных ГОСТами. Для электродвигателей и различных электрических аппаратов номинальные напряжения - это те, для которых предназначена их изоляция, и при которых гарантируется их нормальная работа, гарантированная изготовителем. Номинальное напряжение электрооборудования должно быть указано в его паспорте (для электродвигателей, устройств) или штампе (для реле, устройств и т. Д.). Подключение устройств и аппаратов к сети с напряжением, соответствующим их номинальному напряжению, является обязательным требованием, которое гарантирует безопасность изоляции и нормальную продолжительность работы этого электрического оборудования.

Номинальное напряжение определяет нормальную работу электрооборудования. Так, на лампе или основании лампы накаливания указано, что она рассчитана на напряжение 220 В. Это означает, что если она подключена к сети с напряжением 220 В, она создаст нормальный световой поток для это и будет работать долго, гарантировано производителем. Если сетевое напряжение меньше номинального напряжения лампы, то ее срок службы немного увеличится, но световой поток резко уменьшится, и наоборот, если сетевое напряжение увеличится выше номинальной лампы, это даст больше света, но при этом срок его службы будет во много раз меньше. На работу электродвигателей напряжение питания влияет следующим образом. Если напряжение поднимается выше номинальных обмоток двигателя, они чрезмерно нагреваются, и возникает опасность повреждения изоляции. Если электродвигатель работает при пониженном напряжении, то его номинальная мощность значительно снижается, что в конечном итоге также приводит к перегреву обмоток.



2. Расчетная часть

2.1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции

Для трансформаторов, подключенных к генераторному распределительному устройству (ГРУ), вычисляют мощности трёх режимов и выбирают наибольшую из этих мощностей.

В первом режиме (S1р) считают минимальное потребление нагрузки на генераторном напряжении:

S1p=v(Pг* nгру-Pмин-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмин-Qсн*nгру)2 МВ*А, (1)

Qг=Pг*tgцг  (2)

Qмин=Pмин*tgцн (3)

Pсн=0,1*Pг (4)

Qсн=Pсн*tgцг (5)

где Рг, Рсн - активная мощность одного генератора и его собственных нужд, МВт;

Qг, Qсн - реактивная мощность одного генератора и его собственных нужд, Мвар;

Рмин - активная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;

Qмин - реактивная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, Мвар;

n гру- число генераторов, подключенных к ГРУ.

Во втором режиме - при максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (S2p, МВ*А):

S2p= v(Pг*nгру-Pмакс-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмакс-Qсн*nгру)2 MB*A, (6)

Qмакс=Pмакс*tgцн (7)

где Pмакс - активная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, MВт;

Qмакс - реактивная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, Mвар.

В третьем режиме - при отключении одного генератора и максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (S3p, MВ*А) Знак «минус» в скобках подкоренного выражения означает, что недостающая мощность потребляется из ЭНС.:

S3p=v(Pг*n'гру-Pмакс-Рсн*n'гру)2+(Qг*n'гру-Qмакс-Qсн*n'гру)2МВ*А, (8)

где n'гру-новое число генераторов подключенных к ГРУ:

n'гру=nгру-1 (9)

Условия выборов мощности трансформаторов (Sт.гру), подключенных к ГРУ:

Sт.гру=0,7*S1.рМВ*А, (10)

где Sм.р- максимальная расчётная мощность (максимальный из 3-ёх режимов). 

Sбл.р=v(Pг-Pсн)2+(Qг-Qсн)2 МВ*А (11)

Условия выбора мощности блочного трансформатора:

Sт.бл?Sбл.р МВ*А, (12)

где Sбл.р - полная расчетная мощность блочного трансформатора, МВ*А.

Для выбора трансформатора по справочнику нужно знать три величины: полную расчетную мощность, высокое и низкое напряжение .

Высокое напряжение (Vвн) ориентировочно определяют из соотношения:

Vвн= Vлэп = (1....10)*Pпер кВ, (13)

где Vлэп - напряжение линии электропередачи, кВ;

Рпер - активная мощность передаваемая от электростанции в ЛЭП, МВт

Pпер=Pг*nг-PСН*nг-Pмин МВт, (14)

где nr- количество генераторов на электростанции.

Из полученного промежутка значений напряжения выбирается класс напряжения, соответствующий среднему номинальному значению по шкале напряжений:

10,5-21 - 36,75 - 115 - 158 - 230-247-525- ... кВ.

Полную передаваемую мощность (Sпep) без учета потерь определяют по формуле:

Sлэп= (15)

где cosкоэффициент активной мощности генераторов электростанции.

Полную передаваемую мощность с учетом потерь в трансформаторах (Sлэn) определяют как:

Sлэп=, (16)

где Кпот-коэффициент потерь в трансформаторе.

Зависимость Кпот = F(cos фг)

COS	1	0,9	0,8	0,7	0,6
Kпот	1,02	1,06	1,08	1,085	1,09

Приближенно потери в трансформаторах можно определить из соотношений

0,02=0,1 (17)

Коэффициент загрузки трансформатора (Kз) определяется по формуле

K (18)

Где Sф -- фактическая нагрузка на трансформаторы, МВ*А;

Sт-- номинальная мощность трансформатора, МВ- А;

n -- число трансформаторов, на которое распределена фактическая нагрузка. В конце расчетно-практического задания пишется ответ, где указывается:

количество и марка трансформаторов;

значения их коэффициентов загрузки

полная передаваемая мощность Sлэп.

Дано:

Тип генератора-- ТВВ-165-2

Vг=18 кВ Т1 Т2 Т3

COS= 0,85

nгру = 2

nбл=1

Рмин = 200 МВт

Pмакс=300 МВт

cos0,86

Pсн=8% СН СН СН

Требуется:

G1 G2 G3

составить структурную схему электростанции (ЭС); рис.1 структурная

рассчитать и выбрать трансформаторы; схема электростанции

определить Кз,Sлэп,Vлэп.

Составляется структурная схема ЭС и наносятся данные (рис. 1)

Определяется расчетная мощность трансформатора ГРУ:

S1p=v(Pг* nгру-Pмин-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмин-Qсн*nгру)2=

=v(165*2-200-16,5*2)2+(102,3*2-118-10,23*2)2 =117,4 МВ*А (19)

Qг=Pг*tgцг=165*0,62=102,3Мвар, (20)

Qмин=Pмин*tgцн=200*0,59=118 Мвар, (21)

Pсн=0,1*Pг=0,1*165=16,5 МВт, (22)

Qсн=Pсн*tgцг=16,5*0,62=10,23 Мвар, (23)

Qмакс=Pмакс*tgцн=300*0,59=177 Мвар, (24)

S2p= v(Pг*nгру-Pмакс-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмакс-Qсн*nгру)2=

=v(165*2-300-16,5*2)2+(102,3*2-177-10,23*2)2=7,7MB*A, (24)

n'гру=nгру-1=1 , (25)

S3p=v(Pг*n'гру-Pмакс-Рсн*n'гру)2+(Qг*n'гру-Qмакс-Qсн*n'гру)2=

=v(165*2-300-16,5*2)2+(102,3*2-177-10,23*2)2= 117,4 МВ*А, (26)

Примечание. Знак «минус» в первой скобке подкоренного выражения означает, что недостающая мощность потребляется из ЭНС.

Sт.гру=0,7*S1.р? 0,7*117,4= 82,18 МВ*А, (27

Определяется расчетная мощность блочного трансформатора.

Sбл.р=v(Pг-Pсн)2+(Qг-Qсн)2 =v(165-16,5)2+(102,3-10,23)2=174,7МВ*А (28)

Sт.бл? Sбл.р=174,7 МВ*А (29)

Определяется передаваемая мощность

Pпер=Pг*nг-PСН*nг-Pмин=165*3-16,5*3-200=245,5 МВт, (30)

Sлэп==306 MB*A; (31)

Kпот=F(cosF(0,85)=1,06 (32)

Определяется напряжение передачи

= (1...10) *245,5= 245,5.....2455 кв

Согласно шкале напряжение принимается Vн =247 кВ. (33)

Выбираются трансформаторы согласно таблицам А. 1, АЗ ([5]стр-175)

Для ГРУ--два ТДЦ-200000-220/18	Блочный-- один ТДЦ 200000-220/18
Vвн=230 кв	Vвн=242кВ
Vнн = 11-11	Vнн =18 кВ
хх = 102 КВТ	хх=130кВт
кз=340 кВт	кз=660 кВт
Uк=11%	Uк=11%
Iхх=0,65%	Iхх=0,4%

Определяются коэффициенты загрузки трансформаторов

Kз.гру==0,587 (34)

Kз.бл===0,874 (35)

Наносятся необходимые данные (Sлэп, Vлэп) на структурную схему.

Принято: На ЭС выбраны трансформаторы связи ГРУ --2хТПДНЦ-100000-220/18; Кз.гру=0,587; БЛ-- ТДЦ 200000-220/18;Кз.бл = 0,874; Sлэп= 272 МВ*А.

2.2 Расчет ЛЭП и выбор неизолированных проводов

Методика расчета.

Рассчитать линию электропередачи (ЛЭП) -- это значит определить:

-- сечение провода и сформировать марку;

-- потери мощности;

-- потери напряжения.

* Сечение провода, соответствующее минимальной стоимости передачи электроэнергии (ЭЭ), называют экономическим.

ПУЭ (правила устройства электроустановок) рекомендуют для определения расчетного экономического сечения (Sэк) метод экономической плотности тока.

Sэк, (36)

Где Sэк -- экономическое сечение провода, мм2.

Iм.р-- максимальный расчетный ток в линии при нормальном режиме работы, А.

Для трехфазной сети

(37)

Jэк -- экономическая плотность тока, А/мм2; принимается на основании опыта эксплуатации

jэк = F(Тм, вид проводника),

где Тм -- время использования максимальной нагрузки за год, час.

Проводник -- неизолированные провода		Тм, час
	1000...3000	3000...5000	5000...8700
Медные	2,5	2,1	1,8
Алюминиевые	1,3	1,1	1,0

Полученное расчетное экономическое сечение (Sэк) приводят к ближайшему стандартному значению.

Если получено большое сечение, то берется несколько параллельных проводов (линий) стандартного сечения так, чтобы суммарное сечение было близко к расчетному.

Формируется марка провода, указывается допустимый ток.

Оптимальное расстояние передачи (Lлэп,км) приближенно определяется из соотношения

Lлэп=(0,3...1)Vпер (38)

Потери мощности в ЛЭП определяются по формулам

Rлэп; (39)

Где -- потери активной мощности в ЛЭП, МВт;

-- потери реактивной мощности в ЛЭП, ;

Sпер-полная передаваемая мощность, МВ

Vпер-напряжение передачи

Rлэп, Xлэп -- полное активное и индуктивное сопротивление, ; nлэп --число параллельных линий.

=+ (40)

Сопротивления в ЛЭП определяются из соотношений

=; Xлэп=Lлэп. (41)

где ro, хо -- удельные сопротивления, Ом/км

Значение активного сопротивления на единицу длины определяется для воздушных, кабельных и других линий при рабочей температуре.

=, (42)

где -- удельная проводимость, м/(Ом м“).

Так как чаще всего длительно допустимая температура проводников 65 или 70 ос, то без существенной ошибки принимают

= 50 м/(Ом * мм) для медных проводов,

2

= 30 м/(Ом * мм) для алюминиевых проводов;

S -- сечение проводника (одной жилы кабеля), мм2.

Значение индуктивного сопротивления на единицу длины с достаточной точностью принимается равным

Xo=0,4 Ом/км для воздушных ЛЭП ВН;

Xo=0,08 Ом/км для кабельных ЛЭП ВН

* Потери напряжения в ЛЭП определяются из соотношения

=(tg), (43)

где -- потеря напряжения в одной ЛЭП, %;

-- передаваемая по линии активная мощность, МВт;

протяженность ЛЭП, км;

-- активное и индуктивное сопротивления на единицу длины ЛЭП; -- напряжение передачи, кВ.

Для перевода % в кВ применяется соотношение

=. (44)

Примечания.

Наибольшая допустимая потеря напряжения в ЛЭП () не должна превышать 10 % от номинального значения.

Приближенно потери активной мощности можно определять по формуле

=0,03 (45)

В конце расчетно-практического задания пишется ответ, где указывается:

условное обозначение, допустимый ток, протяженность ЛЭП;

потери полной мощности

потери напряжения (

Дано по моему варианту:

Sпер=272 МВ*А (из 2.1) (46)

Vпер=247 кВ (из 2.1) (47)

Марка провода -АС

COS =0,9 (48)

Tм=6000 ч (49)

Требуется:

составить структурную схему ЛЭП;

рассчитать и выбрать проводники;

определить потери ,.

Составляется структурная схема ЛЭП и наносятся данные

По экономической плотности тока определяется расчетное сечение проводов и приводится к стандартному значению.

= мм2 (50)

===636,5 А (51)

=F(Tм,Ал)=F(2000 Ал)=1 А/м (52)

По [5, с. 71] выбирается для ВЛ наружной прокладки провод

АСК-3 х (3 х 120), =3х300 А. (53)

Определяется оптимальная длина ЛЭП



=(0,3.....1) Vпер=(0,3....1)*247=73,2....247 км. (54)

Принимается Lлэп=150км.

Определяется сопротивление RЛЭП :

== Ом (55)

===0,11 Ом/км (56)

=30 м/(Ом*м) (57)

=Lлэп=0,4*150=60 Ом (58)

Определяются потери мощности в ЛЭП

Rлэп=*5,5=0,74 МВт (59)

=8 Мвар (60)

=+==8 MB*A. (61)

Принимается =8, тогда с учетом потерь

Sлэп=Sпер-=272-8=264 МВ*А (62)

Определяются потери напряжения в ЛЭП

=(tg)=(*0,48)=26% (63)

Рпер=Sпер*cos=272*0,9=244,8 MBт. (64)

При cos=0,; tg=0,48.

==247*6*=14,82 кВ (65)

Ответ:

ВЛ-АС-3 ), =3х680 А;Lлэп=150км, =8 MB*A;=6%

2.3 Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Методика расчета

Метод коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм)

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (,;, ) расчетных нагрузок группы электроприемников.

=; =; =, (66)

где Рм-- максимальная активная нагрузка, кВт;

=-- максимальная реактивная нагрузка, квар;

-- максимальная полная нагрузка, кВ*А;

Км -- коэффициент максимума активной нагрузки;

Км` -- коэффициент максимума реактивной нагрузки;

-- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

-- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар.

=; =tg , (66)

где -- коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации по таблице 1.5.1;

-- номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tg ф -- коэффициент реактивной мощности;

Км = F( определяется по таблицам (трафикам) (см. табл. 1.53), а при отсутствии их может быть вычислен по формуле

Где -- эффективное число электроприемников

-- средний коэффициент использования группы электроприемников,

=, (67)

где,-- суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт;

= F(n, m, Ки.ср, Рн) может быть определено по упрощенным вариантам (таблица 1.5,2), где n-- фактическое число электроприемников в группе;

m-- показатель силовой сборки в группе,

, (68)

Где,--номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

В соответствии с практикой проектирования принимается при < 10, при >10.

Приведение мощностей З-фазных электроприемников к длительному режиму

Рн = Рп -- Для электроприемников ДР;

Рн = Рп -- для электроприемников ПКР;

Рн =cosПВ -- для сварочных трансформаторов ПКР;

Рн = cos -- для трансформаторов ДР,

где Рн, РП -- приведенная и паспортная активная мощность, кВт;

-- полная паспортная мощность, кВ*А;

продолжительность включения, отн.ед.

Приведение 1-фазных нагрузок к условной З-фазной мощности

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется величина неравномерности (Н)

H=*100% (69)

где Рф.нб, Рф.нм -- мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н>15 % и включении на фазное напряжение

=3 (70)

Где -- условная 3-фазная мощность (приведенная), кВт; -- мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15 % и включении на линейное напряжение

-для одного электроприемника.

-для нескольких электроприемников.

При Н 15 % расчет ведется как для З-фазных нагрузок (сумма всех 1-фазных нагрузок).

Примечание. Расчет электроприемников ПКР производится после приведения к длительному режиму.

Определение потерь мощности в трансформаторе

Приближенно потери мощности в трансформаторе учитываются в соответствии с соотношениями

(71)

(72)

S= (73)

Sвн=Sнн+ (74)

электроснабжение мощность нагрузка

Примечание.

-- коэффициент загрузки -- это отношение фактической потребляемой активной мощности (РФ) к номинальной активной мощности (Рн) электроприемника;

Определение мощности наиболее загруженной фазы

При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз однофазных электроприемников определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (рис. 2Размещено на http://www.allbest.ru

).

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.2. Схема включения 1-фазных нагрузок на линейное напряжение

При включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение нагрузка каждой фазы определяется суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу (рис. 3).

Рис. 3. Схема включения 1-фазных нагрузок на фазное напряжение

Примечание.

-- коэффициент загрузки -- это отношение фактической потребляемой активной мощности (РФ) к номинальной активной мощности (Рн) электроприемника;

Дано:

Вариант -- 19

Категория ЭСН--2

Электроприемники:

№ 3-6-16-21-22-26-28

Цех машиностроения-- 600

Требуется:

составить схему ЭСН;

рассчитать нагрузки и заполнить сводную ведомость нагрузок;

выбрать ТП-- 10/0,4.

По таблице 1 по номерам находятся нужные электроприемники и разбиваются на группы: 3-фазный ДР, 3-фазный ПКР, фазный ПКР, ОУ.

Выбираются виды РУ: ШМА, РП, ЩО.

Исходя из понятия категории ЭСНА, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки.

Так как потребитель 3 категории ЭСН, то ТП -- двухтрансформаторная, а между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).

Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1 (для 3-фазного ПКР), РП2 (для 1-фазного ПКР), ЩО, ШМАТ и ШМА2 (для 3-фазного ДР).

Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН (рис.2).

Нагрузки 2-фазного ПКР приводятся к длительному режиму

Рн = Рп=30*2*=30 кВт (75)

Нагрузка 1-фазного ПКР, включенная на линейное напряжение, приводится к длительному режиму и к условной 3-фазной мощности:

Pн=Sн cos=10*0,35*=4,3кВт (76)

Pв==2*4,3=8,6 кВТ (77)

=Рс===1,5*4,3=6,5 кВт (78)

H=*1=*1=33,2% >15%, (79)

рис 4. Схема ЭСН цеха без резервирования

=3=3*8,6=25,8 кВт (80)

* Определяется методом удельной мощности нагрузка ОУ

=Руд=10*600*=6 кВт (81)

Таблица 1 Распределяется нагрузка по секциям.

Секция 1	Нагрузка приведенная, кВт
1	2
РП1
Кран мостовой 30х2	60
РП2
Аппарат дуговой сварки 25,8	25,8
ЩО 6	6
ШМА
Насосная установка 55х8	440
Станок строгальный 11х10	110
Автомат фрезерный 7,5х20	150
Конвейер ленточный 35х2	70
ИТОГО	861,8

Примечание. Резервные электроприемники в расчете электрических нагрузок не учитываются.

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость...» (таблица 2).

Колонки 1, 2, З, 5, 6, 7.

Колонка 4: , кроме РП2 с 1-фазными электроприемниками и ЩО.

Так как на РП1, РП2, ЩО электроприемники одного наименования, итоговых расчетов не требуется.

Расчеты производятся для ШМА.

Определяется ,результат заносится в колнку 8.

Определяется =; =tg ,=,результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.

Определяется ===, =, для ШМА1 и ШМА2, результаты

заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Определяется = F(n,m,) = F(8, > З, > 0,2, переменная) = 8, результат заносится в колонку 12.

Определяется ,)результат заносится в колонку 13.

Определяются; =; =,, результат заносится в колонки 15, 16, 17.

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.

===9,1 А (82)

===19,8 А (83)

===863 А (84)

===7,8 А (85)

Таблица 2 Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование РУ и электроприемников	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
	кВт	n	кВт		co	tg	m	кВт	квар					квт	Qм квар	Sм кВ*А	Iм А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП 1 Кран мостовой, ПВ=25%	30	2	60	0,05	0,5	1,73	--	3	5,2	6	_	--	--	3	5,2	6	9,1
РП2 Аппарат дуговой сварки пв = 60 %	4,3	5	25,8	0,3	0,4	2,67	--	5,2	11,9	13	__	__	---	5,2	11,9	13	19,8
ШМА Насосная установка Станок строгальный Автомат фрезерный Конвейер ленточный	55 11 7,5 35	4 10 20 2	440 110 150 70	0,7 0,14 0,7 0,55	0,8 0,5 0,65 0,75	0,75 1,73 1,17 1,88		308 15,4 25,5 38,5	231 26,6 29,8 33,88
ВСЕГО по ШМА	__	40	770	0,29	0,65	1,2		387,4	321,3	344	40	1,19	1	461	321,3	561	863
ЩО с ЛН			6	0,85	1	0	_	5,1	0	5,1	_	_	_		0	5,1	7,8
Всего на ШНН											_	_	_	474,3	338,4	585,1	_
Потери														11,7	58,5	59,7	_
Всего на ВН														486	396,9	644,8	_

Определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 15, 16, 17.

=0,02*585 =11,7 кВт (86)

=0,1*585=58,5 квар (87)

===59,7 кВ*А (88)

о без компенсации реактивной мощности.

Sт? Sр=0,7*644,8=451,4 кВ (89)

По [5, с. 116] выбирается КТП 630+10/0,4;

С одним трансформатором ТМФ -630/10/0,4;

=5,6 мОм =1,31 кВт

Xт=14,9 мОм =7,6 кВт

Zт=15,9 мОм =5,3%

=195 мОм =2%

==0,93 (90)

Ответ: Выбрана цеховая КТП 630--10/0,4 =0,93;



Заключение

В данной курсовой работе были произведены расчеты электроснабжения промышленного цеха

1) -Составили структурную схему ЭС:

Выбрали количество и мощность трансформаторов с учетом оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников

2) -Составили структурную схему ЛЭП:

Выбрали марку и сечение кабеля рассчитав экономическую плотность тока, потери мощности при передачи электроэнергии

3)Составили схему ЭСН

Рассчитали нагрузку, мощность, потери и коэффициент загрузки трансформатора, заполнили сводную ведомость нагрузок ,распределили нагрузки по секциям, определили ток на РУ

-Выбрали цеховую ТП-10/0,4

Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП) 10/0,4, которая подключена к приемному пункту предприятия.

Все электроприемники по бесперебойности ЭСН - 3 категории

Комплектная трансформаторная подстанция -- подстанция, содержащая все необходимые узлы для включения в электросеть и поставляемая в собранном или полностью подготовленном к сборке виде



Список использованной литературы

Александров К. К. и др. Электротехнические чертежи и схемы. М.: Энергоатомиздат, 1990.

Ангарова Т. В. и др. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1981.

Астахов Б. А. и др. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. М.:, Энергоатомиздат, 1989.

Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122--87. М.: Энергоатомиздат, 1989.

Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения - М.;

ФОРУМ: ИНФРАМ-М, 2010. - 214 с., илл. - Профессиональное

образование.

Шеховцов В. П- Справочник-пособие по ЭО и ЭСН. Обнинск: Фабрика офсетной печати, 1994.

Смирнов А. Д. и др. Справочная книжка энергетика. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Размещено на Allbest.ru