Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

По дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий»

 

На тему «Проектирование системы электроснабжения cтанкостроительного завода»

 

КП.017.00ПЗ

 

 

Корельский Вадим Сергеевич

Факультет ОСП-ПЭ курс 4 группа 1 d

Руководитель проекта доцент Баланцев Г. А. т

Проект допущен к защите 1

 

 

Архангельск

2010

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

 

Кафедра электротехники и энергетических систем

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по «Электроснабжению промышленных предприятий»

 

студенту ОСП-ПЭ 1 факультета 4 курса 1 группы

Корельскому Вадиму Сергеевичу

ТЕМА: «Проектирование электроснабжения станкостроительного завода»

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: Электроснабжение осуществляется от районной подстанции энергосистемы 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ×А, удаленной от завода на 10 км или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода.

 

Электрические нагрузки станкостроительного завода

Наименование подразделения предприятия	n, шт.	SРном, кВт	Рном, кВт	m
1 Токарно-механический цех	190	1500	2-10	5
2 Сборочный цех	200	2405	1-50	50
3 Инструментальный цех	150	130	1-20	20
4 Литейный цех	70	2180	1-150	150
5 Кузнечный цех	50	1150	3-45	15
6 Ремонтный цех	100	1120	1-80	80
7 Насосная станция (СД, U > 1 кВ)	2	2140	1070	1
8 Компрессорная станция (СД, U > 1 кВ)	2	1100	550	1
9 Деревообделочный цех	30	400	1-20	20
10 Электрифицированный гараж	30	250	1-10	10
11 Склады готовой продукции	20	180	2-15	7,5
12 Цех (расчитываемый)	…	…	…	…

Рисунок 1– Генплан станкостроительного завода

 

Вариант 17. Электрические нагрузки Цеха

№ п/п	Наименование оборудования	n, шт	Pн, кВт
1	Мостовой кран	2	60
2	Металлообрабатывающие станки	7	20
3	Транспортеры	2	5
4	Лифты	1	30
5	Фрезерные станки	8	20
6	Электроинструменты	30	1,5
7	Вентиляторы	3	10

 

Рисунок 2– Генплан рассчитываемого цеха

 

Срок проектирования с «15» февраля 2010 г. по «15» декабря 2010 г.

Руководитель проекта доцент  Баланцев А. Р.

 

Реферат

 

Курсовой проект состоит из 60 страниц. В пояснительной записке присутствует 8 рисунков, 12 таблиц. При написании курсового проекта использовалось 7 литературных источников. Курсовой проект так же включает в себя графическую часть.

Цель работы – практическое применение и закрепление знаний, полученных по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий»; подготовка к выполнению дипломного проекта на завершающем этапе обучения в университете.

В ходе курсового проектирования были рассмотрены особенности технологического процесса станкостроительного завода; определены электрические нагрузки по цехам и предприятию в целом; произведен выбор внешней и внутренней схем электроснабжения завода, а также основного и вспомогательного оборудования.

Ключевые слова, встречающиеся в курсовом проекте:

Главная понизительная подстанция предприятия (ГПП) – подстанция предприятия, предназначенная для понижения напряжения получаемого из системы до напряжения внутризаводской сети предприятия.

Цеховая подстанция (ЦП) – подстанция, устанавливаемая в цехе или рядом и предназначенная для питания этого цеха, путем понижения напряжения внутризаводской сети до напряжения потребителей цеха.

Распределительное устройство (РУ) - электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии, содержит электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.

Внутризаводская сеть – система электроснабжения предприятия, передающая электроэнергию от ГПП к ЦП или РУ цехов питающимся на напряжении внутризаводской сети

Компенсация реактивной мощности – комплекс мероприятий направленных на уменьшение потребления реактивной мощности из системы.

 

СОДЕРЖАНие

 

Введение

1. Краткая характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения

2. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм

2.1 Выбор кабельных линий

3. Выбор автоматических выключателей

4. Определение расчетных электрических нагрузок по методу коэффициента спроса

5. Выбор места расположения ГПП (ПГВ)

6. Выбор номинального напряжения и схемы внешнего электроснабжения

7. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП

7.1 Варианты внутренней распредсети предприятия

7.2 Выбор мощности и числа цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

7.3 Выбор кабельных линий 10-0,4 кВ распредсети предприятия

7.4 Выбор варианта внутреннего электроснабжения

8. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

8.1 Выбор компенсирующих устройств ГПП

8.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП

9. Расчет токов короткого замыкания

9.1 Расчёт параметров схемы замещения

9.2 Расчет токов КЗ в сети10 кВ

9.3 Расчет токов КЗ в сети 0,4кВ

10. Проверка электрических аппаратов и проводников электрической сети по условиям КЗ

Список использованных источников

Введение

 

Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению.

Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т. д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий.

Основные задачи, решаемые при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкции промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузок и подавление высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровню надежности и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т. д.

Исходными данными на проектирование электроснабжения завода являются:

1. Генеральный план предприятия, на котором обозначены места расположения цехов, пути внутризаводского транспорта.

2. Характеристика технологического процесса производства предприятия и отдельных цехов.

3. Электрические нагрузки по цехам предприятия в виде общей установленной мощности. Для цеха, электроснабжение которого надо разработать подробно – паспортные данные отдельных приемников электроэнергии (номинальная мощность, коэффициент мощности).

4. Сведения об источниках электроснабжения промышленного предприятия:

- возможные источники питания и их мощность;

- расстояние от источников питания до промышленного предприятия;

- напряжения на сборных шинах источников питания.

Задачи курсового проектирования: систематизация: расширение и закрепление теоретических знаний по специальным дисциплинам; приобретение и развитие навыков решения инженерных задач с использованием современных методов расчета, выполнения чертежей предлагаемых конструкций; овладение методикой выбора электрооборудования и схем электроснабжения с использованием директивных, инструктивных и справочных материалов, современных научных и инженерных разработок в области электроснабжения; умение оформлять техническую документацию в соответствии с требованиями ГОСТов.

 

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

В качестве объекта проектирования выбран станкостроительный завод. В технологической цепочке по выпуску продукции участвуют следующие цеха и участки: токарно-механический, сборочный, инструментальный , литейный, кузнечный, ремонтный , насосная станция, компрессорная, деревообделочный цех, гараж, склад готовой продукции ,механический цех (рассчитываемый).

Все приемники электрической энергии в данных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением 380 В, за исключением компрессорной и насосной станций, где кроме приемников 380В имеются приемники с рабочим напряжением выше 1кВ.

По бесперебойности энергоснабжения к потребителям 2-ой категории относятся: токарно-механический, сборочный, инструментальный, литейный, деревообделочный , ремонтный, механический, рассчитываемый, кузнечный цеха, компрессорная и насосная станции.

Остальные потребители предприятия относятся к 3-ей категории: электрифицированный гараж, склад готовой продукции.

Питание завода, возможно, осуществить от подстанции 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ*А, расположенной в 10 км от завода, или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода.

 

Выбор кабельных линий

 

Сечение проводов и жил кабелей цеховой сети выбираем по нагреву длительным расчетным током. Принимаем марки кабелей АВВГ и ВВГ.

Ток в линиях находим по формуле, А:

 

.(21)

 

где S _р – нагрузка на кабель, МВ×А.

Во всех случаях для проводника выбранной марки и сечения должно выполняться условие допустимого нагрева его расчетным током

 

.

 

Коэффициент загрузки линии определяется по формуле:

 

. (22)

 

Определим нестандартное сечение провода, мм²:

 

,(23)

 

где j_э – экономическая плотность тока, А/мм², 1,4.

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

 

Таблица 3 – Выбор кабелей в цехе

участок	Ip, А	Iдоп, А	L, м	Кз	способ прокладки	марка кабеля	сечение кабеля
							по нагреву	принято
ВРУ-СП-1	91,3	156,4	18,0	0,58	в канале	АВВГ	50	4х95
СП-1-7	19,0	35	5,0	0,54	в канале	ВВГ	1,5	4х4
СП-1-5(1)	46,7	75	12,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-5(2)	46,7	75	16,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-2(1)	46,7	75	37,8	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-2(2)	46,7	75	25,2	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-3	10,1	15	29,0	0,68	в трубе	ВВГ	1	4х1,5
ВРУ-СП-2	108,2	216,2	85,4	0,5	в канале	АВВГ	50	4х150
СП-2-5(1)	46,7	50	18,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-2-5(2)	46,7	50	10,7	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-2-1	115,3	156	10,0	0,74	в канале	АВВГ	70	4х95
СП-2-2(1)	46,7	75	22,4	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-2-2(2)	46,7	75	36,4	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП2-6	17,1	34	10,7	0,50	в трубе	ВВГ	2,5	4х6
ВРУ-СП-3	171,6	216,2	23,3	0,79	в канале	АВВГ	120	4х150
СП-3-7	19,0	35	8,0	0,54	в канале	ВВГ	1,5	4х4
СП-3-1	115,3	156	9,0	0,74	в канале	АВВГ	70	4х95
СП-3-5(1)	46,7	75	16,8	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-3-5(2)	46,7	75	9,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-3-5(3)	46,7	75	28,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-3-3	10,1	15	9,0	0,68	в трубе	ВВГ	1	4х1,5
ВРУ-СП-4	53,4	156	66,0	0,34	в канале	АВВГ	16	4х95
СП-4-7	19,0	35	8,0	0,54	в канале	ВВГ	1,5	4х4
СП4-4	70,1	75	9,3	0,62	в трубе	АВВГ	35	4х35
СП4-5	46,7	75	2,8	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП4-2(1)	46,7	75	16,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП4-2(1)	46,7	75	30,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП4-2(1)	46,7	75	40,6	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16

 

Выбор места расположения ГПП (ПГВ)

 

Для определения местоположения ГПП (ПГВ) на генплан предприятия наносится картограмма электрических нагрузок. Она представляет собой размещенные на генплане круги, площади которых в выбранном масштабе равны расчетным мощностям цехов, кВт,:

 

,(38)

 

откуда радиус окружности, мм:

 

,(39)

 

где P_pi – расчетная активная мощность i-го цеха, на стороне 10кВ, кВт;

m – масштаб мощности, кВт/мм², 0,5.

Для каждого цеха наносится своя окружность. Каждый круг имеет заштрихованный сектор, соответствующий по площади осветительной нагрузке. Результаты расчета сведем в таблицу 8.

 

Таблица 8 – Выбор места расположения ГПП

наименование подразделения	Рр, кВт	x, м	y, м	Ррх, кВт*м	Ррy, кВт*м	Ri, мм
1 Токарно-механический цех	697,8	60	170	41867,3	118624	21,1
2 Сборочный цех	1025,5	160	280	164074	287130	25,6
3 Инструмент цех	129,5	170	70	22008,2	9062,2	9,1
4 Литейный цех	1751,8	300	270	525547	472992	33,4
5 Кузнечный цех	666,6	290	120	193303	79987,5	20,6
6 Ремонтный цех	514,4	390	240	200612	123453	18,1
7 Насосная станция (СД)	1832,2	390	60	714575	109935	34,2
8 Компрессорная станция (СД)	985,8	450	280	443600	276018	25,1
9 Деревообделочный цех	153,0	550	120	84175,5	18365,6	9,9
10 Электрифицированный гараж	141,3	450	50	63566,2	7062,91	9,5
11Склады готовой продукции	133,5	290	50	38707,6	6673,73	9,2
12 Цех (рассчитываемый)	262,7	60	310	15761,3	81433,2	12,9
Итого	8839,9	-	-	2507798	1590737	-

 

Картограмма активных нагрузок цехов предприятия позволяет найти центр электрических нагрузок (ЦЭН) всего предприятия. Координаты ЦЭН можно определить по формулам, м:

 

(40)

(41)

 

где X_i, Y_i – координаты центров нагрузок отдельных цехов, м.

 

м

м

 

Картограмма активных нагрузок цехов предприятия приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Картограмма активных нагрузок

 

Определения рационального напряжения

 

При выполнении расчетов целесообразно к системе внешнего электроснабжения отнести трансформаторы, установленные на подстанции энергосистемы, а также питающие линии вместе с коммутационно-защитной аппаратурой, установленной в начале линии.

Т.к. на предприятии имеются потребители второй категорий надежности, то предусматриваем сооружение двух питающих линий на стальных опорах.

Выбор напряжений для питающих линий до ГПП предприятия выполняем следующим образом.

Для определения рационального напряжения вычисляем нестандартное напряжение, соответствующее расчетным данным. Расчет выполняем по формуле Стилла, кВ:

 

(42)

 

где L – длина линии, км;

Р – передаваемая мощность, кВт, принимается равной расчетной активной нагрузке предприятия Р_р.п.

 

кВ

кВ

 

Для технико-экономического сравнения из напряжений, имеющихся на подстанции энергосистемы, выбираем ближайшие стандартные – 35 и 110кВ.

Далее определяем технико-экономические показатели для следующих вариантов: 1) строительство ВЛ-35кВ от линии 35кВ находящейся на расстоянии 8км от предприятия; 2) строительство ВЛ-110кВ от ПС-110/10кВ находящейся на расстоянии 10км от предприятия.

Исходя из расчетной нагрузки рассчитываем номинальный ток ЛЭП ВН, А:

 

,(43)

 

где n – количество параллельных линий, n = 1 (рассчитаем максимальный ток, когда питание всего предприятия осуществляется по одной линии, при отключенной второй):

 

A

 А

 

Определим нестандартное сечение провода по (4), при условии работы ВЛ в нормальном режиме (обе линии в работе):

 

F₁₁₀ = 26/1,4 = 19 мм²

F₃₅ = 81,5/1,4 = 58 мм²

 

Согласно табл. 7.38 [5], минимальное сечение проводов ВЛ напряжением 35кВ и выше – 70мм². Выбираем провод марки АС-70 на напряжение 110 кВ и 35 кВ по методу экономической плотности тока. По условию нагрева длительно допустимым током данным проводам соответствуют значение 265А, что является допустимым даже при работе линии в ремонтном или аварийном режиме. Далее выбранные провода проверяем по условию допустимой потери напряжения.

При этом должно выполняться условие:

 

∆ U _доп ≤5% U _ном

 

Потеря напряжения определяется как:

 

;(44)

 

Для ВЛ-110 кВ 3х70: r _уд = 0,428 ом/км, x _уд = 0,444 Ом/км,

Для ВЛ-35 кВ 3х70: r _уд = 0,428 ом/км, x _уд = 0,432 Ом/км,

 

В.

 

Что составляет 0,17 % от U_н.

 

В.

 

Что составляет 2,7 % от U_н.

 

Варианты внутренней распредсети предприятия.

 

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

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

Для начала намечаем 2 варианта распредсети 10 кВ, для которых выбираем трансформаторы, кабельные линии. Далее, исходя из экономических показателей, принимаем лучший из них. Результаты расчетов представлены в таблице 8–11 для 2-х вариантов, представленных на рисунках 5, 6.

 

Рисунок 5 – План сети 10 кВ предприятия, вариант 1.

 

Рисунок 6 – План сети 10 кВ предприятия, вариант 2.

 

РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

По дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий»

 

На тему «Проектирование системы электроснабжения cтанкостроительного завода»

 

КП.017.00ПЗ

 

 

Корельский Вадим Сергеевич

Факультет ОСП-ПЭ курс 4 группа 1 d

Руководитель проекта доцент Баланцев Г. А. т

Проект допущен к защите 1

 

 

Архангельск

2010

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

 

Кафедра электротехники и энергетических систем

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по «Электроснабжению промышленных предприятий»

 

студенту ОСП-ПЭ 1 факультета 4 курса 1 группы

Корельскому Вадиму Сергеевичу

ТЕМА: «Проектирование электроснабжения станкостроительного завода»

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: Электроснабжение осуществляется от районной подстанции энергосистемы 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ×А, удаленной от завода на 10 км или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода.

 

Электрические нагрузки станкостроительного завода

Наименование подразделения предприятия	n, шт.	SРном, кВт	Рном, кВт	m
1 Токарно-механический цех	190	1500	2-10	5
2 Сборочный цех	200	2405	1-50	50
3 Инструментальный цех	150	130	1-20	20
4 Литейный цех	70	2180	1-150	150
5 Кузнечный цех	50	1150	3-45	15
6 Ремонтный цех	100	1120	1-80	80
7 Насосная станция (СД, U > 1 кВ)	2	2140	1070	1
8 Компрессорная станция (СД, U > 1 кВ)	2	1100	550	1
9 Деревообделочный цех	30	400	1-20	20
10 Электрифицированный гараж	30	250	1-10	10
11 Склады готовой продукции	20	180	2-15	7,5
12 Цех (расчитываемый)	…	…	…	…

Рисунок 1– Генплан станкостроительного завода

 

Вариант 17. Электрические нагрузки Цеха

№ п/п	Наименование оборудования	n, шт	Pн, кВт
1	Мостовой кран	2	60
2	Металлообрабатывающие станки	7	20
3	Транспортеры	2	5
4	Лифты	1	30
5	Фрезерные станки	8	20
6	Электроинструменты	30	1,5
7	Вентиляторы	3	10

 

Рисунок 2– Генплан рассчитываемого цеха

 

Срок проектирования с «15» февраля 2010 г. по «15» декабря 2010 г.

Руководитель проекта доцент  Баланцев А. Р.

 

Реферат

 

Курсовой проект состоит из 60 страниц. В пояснительной записке присутствует 8 рисунков, 12 таблиц. При написании курсового проекта использовалось 7 литературных источников. Курсовой проект так же включает в себя графическую часть.

Цель работы – практическое применение и закрепление знаний, полученных по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий»; подготовка к выполнению дипломного проекта на завершающем этапе обучения в университете.

В ходе курсового проектирования были рассмотрены особенности технологического процесса станкостроительного завода; определены электрические нагрузки по цехам и предприятию в целом; произведен выбор внешней и внутренней схем электроснабжения завода, а также основного и вспомогательного оборудования.

Ключевые слова, встречающиеся в курсовом проекте:

Главная понизительная подстанция предприятия (ГПП) – подстанция предприятия, предназначенная для понижения напряжения получаемого из системы до напряжения внутризаводской сети предприятия.

Цеховая подстанция (ЦП) – подстанция, устанавливаемая в цехе или рядом и предназначенная для питания этого цеха, путем понижения напряжения внутризаводской сети до напряжения потребителей цеха.

Распределительное устройство (РУ) - электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии, содержит электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.

Внутризаводская сеть – система электроснабжения предприятия, передающая электроэнергию от ГПП к ЦП или РУ цехов питающимся на напряжении внутризаводской сети

Компенсация реактивной мощности – комплекс мероприятий направленных на уменьшение потребления реактивной мощности из системы.

 

СОДЕРЖАНие

 

Введение

1. Краткая характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения

2. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм

2.1 Выбор кабельных линий

3. Выбор автоматических выключателей

4. Определение расчетных электрических нагрузок по методу коэффициента спроса

5. Выбор места расположения ГПП (ПГВ)

6. Выбор номинального напряжения и схемы внешнего электроснабжения

7. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП

7.1 Варианты внутренней распредсети предприятия

7.2 Выбор мощности и числа цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

7.3 Выбор кабельных линий 10-0,4 кВ распредсети предприятия

7.4 Выбор варианта внутреннего электроснабжения

8. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

8.1 Выбор компенсирующих устройств ГПП

8.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП

9. Расчет токов короткого замыкания

9.1 Расчёт параметров схемы замещения

9.2 Расчет токов КЗ в сети10 кВ

9.3 Расчет токов КЗ в сети 0,4кВ

10. Проверка электрических аппаратов и проводников электрической сети по условиям КЗ

Список использованных источников

Введение

 

Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению.

Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т. д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий.

Основные задачи, решаемые при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкции промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузок и подавление высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровню надежности и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т. д.

Исходными данными на проектирование электроснабжения завода являются:

1. Генеральный план предприятия, на котором обозначены места расположения цехов, пути внутризаводского транспорта.

2. Характеристика технологического процесса производства предприятия и отдельных цехов.

3. Электрические нагрузки по цехам предприятия в виде общей установленной мощности. Для цеха, электроснабжение которого надо разработать подробно – паспортные данные отдельных приемников электроэнергии (номинальная мощность, коэффициент мощности).

4. Сведения об источниках электроснабжения промышленного предприятия:

- возможные источники питания и их мощность;

- расстояние от источников питания до промышленного предприятия;

- напряжения на сборных шинах источников питания.

Задачи курсового проектирования: систематизация: расширение и закрепление теоретических знаний по специальным дисциплинам; приобретение и развитие навыков решения инженерных задач с использованием современных методов расчета, выполнения чертежей предлагаемых конструкций; овладение методикой выбора электрооборудования и схем электроснабжения с использованием директивных, инструктивных и справочных материалов, современных научных и инженерных разработок в области электроснабжения; умение оформлять техническую документацию в соответствии с требованиями ГОСТов.

 

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

В качестве объекта проектирования выбран станкостроительный завод. В технологической цепочке по выпуску продукции участвуют следующие цеха и участки: токарно-механический, сборочный, инструментальный , литейный, кузнечный, ремонтный , насосная станция, компрессорная, деревообделочный цех, гараж, склад готовой продукции ,механический цех (рассчитываемый).

Все приемники электрической энергии в данных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением 380 В, за исключением компрессорной и насосной станций, где кроме приемников 380В имеются приемники с рабочим напряжением выше 1кВ.

По бесперебойности энергоснабжения к потребителям 2-ой категории относятся: токарно-механический, сборочный, инструментальный, литейный, деревообделочный , ремонтный, механический, рассчитываемый, кузнечный цеха, компрессорная и насосная станции.

Остальные потребители предприятия относятся к 3-ей категории: электрифицированный гараж, склад готовой продукции.

Питание завода, возможно, осуществить от подстанции 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ*А, расположенной в 10 км от завода, или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода.

 

Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм

 

При определении расчетных нагрузок цеха, используем метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным при определение расчетных нагрузок систем электроснабжения. При выполнение расчётов распределяем электроприёмники на характерные группы и намечаем узлы питания. Расчёт проводим для всех узлов нагрузки и всего цеха в целом.

Расчетная максимальная активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле , кВт

 

Р_макс = К_макс · К_и · Р_ном = К_макс · Р_см, (1)

 

где Р_ном – суммарная номинальная активная мощность электроприемников, кВт;

Р_см – средняя мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

К_и – групповой коэффициент использования;

К_макс – коэффициент максимума.

Для двигателей повторно-кратковременного режима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ = 100%) и определяется по формуле , кВт

 

р_ном = р_п ,(2)

 

где р_п и ПВ_п – соответственно паспортная мощность и паспортная продолжительность включения.

Для сварочных трансформаторов номинальная мощность определяется по формуле , кВт

р_ном = S_п cosφ_п ,(3)

 

где S_п – паспортная мощность сварочного трансформатора и паспортные значения cosφ_п и ПВ_п.

Суммарная номинальная активная мощность группы электроприемников определяется по формуле

 

Р_ном = .(4)

 

Средняя активная и реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приемника определяется по формуле

 

р_см = р_ном · к_и; (5)

q_см = р_см · tgφ_п,(6)

 

где к_и – коэффициент использования электроприемников принимаем по [3, с.31, прил.1].

Для группы электроприемников

 

Р_см = , (7)

Q_см = .(8)

 

Групповой коэффициент использования определяется по формуле :

 

К_и = Р_см / Р_ном .(9)

 

Коэффициент максимума К_макс определяется в зависимости от группового коэффициента использования К_и и эффективного числа электроприемников n_эф [3, с.9, табл.3].

Для нахождения n_эф определим показатель силовой сборки :

 

m = p_{ном.макс} / р_{нои.мин},(10)

 

где p_{ном.макс} – номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт;

р_{нои.мин} – номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт.

При К_и > 0,2 и m > 3 эффективного числа электроприемников определяют по формуле :

 

n_эф = 2·Р_ном / p_{ном.макс}.(11)

 

В тех случаях, когда n_эф > n, то следует принимать n_эф = n.

Расчетная максимальная реактивная мощность определяется по формуле :

 

Q_макс = К^’_макс · Q_см,(12)

 

где К^’_макс – коэффициент максимума реактивной нагрузки,

при n_эф ≤ 10 К^’_макс = 1,1, а при n_эф > 10 К^’_макс = 1.

Для освещения цеха принимаем лампы ДРЛ-400, соответственно для них выбираем светильники «РСП 05-400» и ПРА «1К 400ДРЛ 44-001УХЛ1»

 

Таблица 1- Параметры ПРА

Наименование	Мощность Лампы, Вт	Ток, А	Потери мощности (не более) , Вт	Коэффициент мощности	Масса,кг
1К400ДРЛ44-001УХЛ1	400	2,4	25	0,85	5,5

 

Рисунок 3- Светильник РСП 0,5-400

 

Нагрузки электрического освещения учитываются по формулам [3,с.11, ф.9]

 

Р_p.o. = p_o. · F · K_c.o., (13)

Q_p.o. = P_p.o · tgφ_o(14)

 

где - нагрузка производственной площади, для высоты помещений 4-6 м и требуемой для таких цехов освещённости 300 лк , Вт/ ;

F - площадь цеха, F = 4200 ;

- для ламп ДРЛ , т.к.  = 0,85 , то =0,62

- коэффициент спроса на осветительную нагрузку, для производственных зданий, состоящих из ряда пролётов Кс.о = 0,95 [7, с.100, табл.2.7].

Полная расчетная нагрузка цеха с освещением определяется по формуле [3,с.11, ф.10]

 

 (15)

 

 

Потери в трансформаторе можно на этой стадии проектирования определить по формулам [3, с.13, ф.13, 14]

 

ΔР_Т = 0,02 S^’_p, (16)

ΔQ_Т = 0,1 S^’_p.(17)

 

Итого по цеху полная расчетная мощность

 

.(18)

 

Расчетный ток определяется по формулам:

для одного приемника

 

 (19)

 

для группы приемников

 

. (20)

 

Результаты расчетов занесем в таблицу 2.

 

 

Таблица 2- Расчетные нагрузки электроприёмников цеха

№	Узлы питания и группы электроприемников		Установленная мощность, приведенная к ПВ=1 (кВт)						Средняя нагрузка за максимально загруженную смену				Расчетная нагрузка
		Количество эл. приемников (рабочих/резервных)	Одного эл. приемника (наименьшего - наибольшего) Рн (кВт)	Общая рабочих/резервных Рн (кВт)	m=Pн max / Pн min	Коэффициент использования Ки	cos(fi)	tg(fi)	Рсм=Ки * Рн (кВт)	Qсм=Рсм * tg (fi св)	Эффективное число эл. приемников nэ	Коэффициент максимума Км	Рр=Км * Рсм (кВт)	Qp=Qсм * К`м (квар)	Sp (кВА)	Ip,(А).
	СП-1
7	Вентилятор	1	10	10		0,6	0,8	0,75	6,00	4,50						18,9
5	Фрезерный станок	2	20	40		0,2	0,65	1,17	8,00	9,35						93,5
3	Транспортёр	1	5	5		0,45	0,75	0,88	2,25	1,98						10,1
2	Металлообрабатывающий станок	2	20	40		0,2	0,65	1,17	8,00	9,35						93,5
	Итого по СП-1	6	5-20	95	4,00	0,26	0,67		24,25	25,19	5	2,2	53,4	27,7	60,1	91,3
	СП-2
6	Электроинструмент	30	1,50	45		0,1	0,5	1,73	4,50	7,79	30	1,6	7,3	8,6	11,3	17,1
2	Металлообрабатывающий станок	2	20	40		0,2	0,65	1,17	8,00	9,35						93,50
Таблица 2- Продолжение
5	Фрезерный станок	2	20	40		0,2	0,65	1,17	8,00	9,35						93,50
1	Мостовой кран ПВ-100%.	1	37,95	37,95		0,14	0,5	1,73	5,31	9,20						115,3
	Итого по СП-2	35	1,5-37,95	163	25,3	0,16	0,57		25,81	35,70	9	2,3	59,4	39,3	71,2	108,2
	СП-3
3	Транспортёр	1	5	5		0,45	0,75	0,88	2,25	1,98						10,13
7	Вентилятор	1	10	10		0,6	0,8	0,75	6,00	4,50						18,99
1	Мостовой кран ПВ-100%.	1	37,95	37,95		0,2	0,5	1,73	7,59	13,15						115,3
5	Фрезерный станок	3	20	60		0,2	0,65	1,17	12	14,03						140,3
	Итого по СП-3	6	5-37,95	112,95	7,59	0,25	0,62		27,84	33,66	5	2,2	61,25	37,03	71,6	171,6
	СП-4
2	Металлообрабатывающий станок	3	20	60		0,2	0,55	1,52	12,00	18,22						165,8
7	Лифт	1	30	30		0,1	0,65	1,17	3,00	3,51						70,12
5	Фрезерный станок	1	20	20		0,2	0,65	1,17	4,00	4,68						46,75
7	вентилятор	1	10	10		0,6	0,8	0,75	6,00	4,50						18,99
	Итого по СП-4	6	10-30	120	3,00	0,21	0,61		25,00	30,91	6	2,2	9,00	34,0	35,2	53,43
	Итого по цеху	53		490,9			0,62	1,27	102,90	125,46			183	138,0	238,0	361,7
	Освещение												58,1	36,0	68,4	103,9
	Итого по цеху, с учетом освещения												241,	174,	306,4	465,5
	Потери в трансформаторе												6,13	30,6	31,3	47,5
	С учетом освещения и потерь в трансформаторе												247,2	204,7	337,6	513,0

 

 

Выбор кабельных линий

 

Сечение проводов и жил кабелей цеховой сети выбираем по нагреву длительным расчетным током. Принимаем марки кабелей АВВГ и ВВГ.

Ток в линиях находим по формуле, А:

 

.(21)

 

где S _р – нагрузка на кабель, МВ×А.

Во всех случаях для проводника выбранной марки и сечения должно выполняться условие допустимого нагрева его расчетным током

 

.

 

Коэффициент загрузки линии определяется по формуле:

 

. (22)

 

Определим нестандартное сечение провода, мм²:

 

,(23)

 

где j_э – экономическая плотность тока, А/мм², 1,4.

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

 

Таблица 3 – Выбор кабелей в цехе

участок	Ip, А	Iдоп, А	L, м	Кз	способ прокладки	марка кабеля	сечение кабеля
							по нагреву	принято
ВРУ-СП-1	91,3	156,4	18,0	0,58	в канале	АВВГ	50	4х95
СП-1-7	19,0	35	5,0	0,54	в канале	ВВГ	1,5	4х4
СП-1-5(1)	46,7	75	12,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-5(2)	46,7	75	16,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-2(1)	46,7	75	37,8	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-2(2)	46,7	75	25,2	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-1-3	10,1	15	29,0	0,68	в трубе	ВВГ	1	4х1,5
ВРУ-СП-2	108,2	216,2	85,4	0,5	в канале	АВВГ	50	4х150
СП-2-5(1)	46,7	50	18,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-2-5(2)	46,7	50	10,7	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-2-1	115,3	156	10,0	0,74	в канале	АВВГ	70	4х95
СП-2-2(1)	46,7	75	22,4	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-2-2(2)	46,7	75	36,4	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП2-6	17,1	34	10,7	0,50	в трубе	ВВГ	2,5	4х6
ВРУ-СП-3	171,6	216,2	23,3	0,79	в канале	АВВГ	120	4х150
СП-3-7	19,0	35	8,0	0,54	в канале	ВВГ	1,5	4х4
СП-3-1	115,3	156	9,0	0,74	в канале	АВВГ	70	4х95
СП-3-5(1)	46,7	75	16,8	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-3-5(2)	46,7	75	9,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-3-5(3)	46,7	75	28,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП-3-3	10,1	15	9,0	0,68	в трубе	ВВГ	1	4х1,5
ВРУ-СП-4	53,4	156	66,0	0,34	в канале	АВВГ	16	4х95
СП-4-7	19,0	35	8,0	0,54	в канале	ВВГ	1,5	4х4
СП4-4	70,1	75	9,3	0,62	в трубе	АВВГ	35	4х35
СП4-5	46,7	75	2,8	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП4-2(1)	46,7	75	16,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП4-2(1)	46,7	75	30,0	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16
СП4-2(1)	46,7	75	40,6	0,62	в трубе	ВВГ	10	4х16