Электроснабжение сушильно-абсорбционного участка цеха по производству серной кислоты ООО "Балаковские минеральные удобрения"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Электрификация играет важнейшую роль в развитие всех отраслей промышленности, являются стержнем строительства экономики страны. Отсюда следует необходимость опережающих темпов роста производства электроэнергии.

Принципом развития энергосистемы России является:

· производство электроэнергии на крупных электростанциях,

· объединение их в Единую энергосистему общей высоковольтной сетью 500… 1150 кВ.

До 1960 г. Самые крупные генераторы тепловых электростанций (ТЭЦ) имели мощность 100 МВт. На одной электростанции устанавливали 6…8 генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭЦ составляла 600…800 МВт. После освоения блоков 150…200 МВт мощность крупнейших электростанций повысилась до 1200МВт. Переход на блоки 300 МВт позволил увеличить мощность некоторых ТЭЦ до 2400 МВт.

В настоящие время вводят в эксплуатацию тепловые и атомные электростанции мощностью до 6000 МВт с блоками по 500…800 МВт. Эффективность объединения энергосистем обусловлена экономией суммарной установленной мощности генераторов за счет:

· уменьшения необходимой мощности аварийного и ремонтного резерва в энергообъединении по сравнению с разрозненными системами;

· укрупнения электростанций и улучшения режимов их работы благодаря взаимопомощи объединенных общей сетью энергосистем при отклонениях от плановых балансов выработки и потребления электроэнергии.

Получаемый от объединения энергосистем эффект превышает все затраты на строительство и эксплуатацию межсистемных линий электропередачи.

В настоящие время электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт.

В современных условиях главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий, являются:

· правильное определение электрических нагрузок,

· рациональная передача и распределение электроэнергии,

· обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения,

· качества электроэнергии на зажимах электроприемников,

· электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью,

· экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

· Защита основного оборудования от аварий

Эти задачи решены в данном дипломном проекте.

1. Особенности технологического процесса

Предприятие ООО «Балаковские Минеральные Удобрения » относится к предприятиям химической промышленности. На нем выпускается следующая продукция:

· Серная кислота

· Олеум серной кислоты

· Бисульфит

· Фосфорная кислота

· Жидкие Комплексные Удобрения

· Кремне Фтористый Натрий

· Кормовой Моно Кальций Фосфата

· Аммофоса

В цех СКП (Серно Кислотного Производства) состоит из:

· САО - Сушильно-Абсорбционное Отделение

· Вагоноразмораживатель

· УУХГ - Установка Улавливания Хвостовых Газов

· ВОС-2 - Водооборотная Станция - 2

· ВДО - Воздуходувное Отделение

· ККО - Контактно-Компрессионное Отделение

· АБК - Административно Бытовой Корпус

· ЦПУ - Центральный Пост Управления

· КПО - Котло-Печное Отделение

· ОЖС - Отделение Жидкой Серы

· Градирни водооборота

· Станция разбавления

· Склад кислоты

Проанализировав технологический процесс, установил, что он реализуется в следующих структурных подразделений: Установка Улавливания Хвостовых Газов, Сушильно-Абсорбционное Отделение, Станция разбавления, Отделение Жидкой Серы, Машинный зал, Склад кислоты, Водооборотная Станция - 2, Воздуходувное Отделение, Контактно- Компрессионное Отделение, в атмосфере присутствуют пары SO₂; H₂SO_4; SO₃; среда токсичная, корозионноактивная

Вагоноразмораживатель - повышенное содержание вредных газов, пожароопасное.

Градирни водооборота - влажная (98%), коррозионноактивная

Административно Бытовой Корпус, Центральный Пост Управления - помещения с нормальной средой.

Основным продуктом производства СКП является серная кислота.

Серная кислота - маслянистая жидкость от прозрачного до светло коричневого цвета. Серная кислота при взаимодействии на вещества животного и растительного происхождения, обугливает их.

Олеум - раствор серного ангидрида в серной кислоте (H₂SO₄+SO₃), маслянистая, дымящаяся на воздухе жидкость.

Технологический процесс.

Процесс получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией состоит из следующих основных стадий.

· Осушка атмосферного воздуха концентрированной серной кислоты.

· Сжигание жидкой серы в атмосфере сухого воздуха и утилизации тепла с получением технологического пара.

· Окислением серного ангидрида до серного на ванадиевом катализаторе.

· Абсорбция серного ангидрида.

· Отделение по производство аккумуляторной серной кислоты.

· Водооборотное снабжение.

· Отделение по приему, хранению и заливу серной кислоты и олеума.

· Отделение Вагонноразмораживатель.

Сушильный цикл предназначен для осушки атмосферного воздуха от содержащихся в нем водяных паров.

Пары воды не оказывают вредного влияния на работу катализатора, но при прохождении технологического газа в теплообменниках контактно- компрессионного отделения они взаимодействуют с серным ангидридом, образуя пары серной кислоты, которые конденсируются на поверхности труб теплообменной аппаратуры и разрушают их. Кроме того, при наличии в газе паров воды, которые плохо улавливаются в Сушильно-абсорбционном отделении.

Из сборника сушильной башни (поз.873), кислота погружными насосами (поз. 855) подается в кожухотрубный холодильник (поз.1005) где охлаждается оборотной водой. После холодильников (поз.1005) охлажденная до 45-60⁰С кислота направляется на оросительную систему сушильной башни (поз. 840). Избыточная часть кислоты объединенного цикла направляется в сборник смесительной установки (поз. 873).

Сжигание жидкой серы в атмосфере сухого воздуха и утилизации тепла с получением технологического пара.

Профильтрованная чистая сера поступает в сборник (поз. 500) со склада жидкой серы СК-3 далее направляется в сборник (поз.503). Из сборника сера подается в расходный сборник серы (поз. 502). Из расходного сборника (поз. 502) жидкая сера двумя погружными насосами (поз. 504) подается на форсунки циклонных топок котло-печного агрегата РКС-95/40 (поз. 501)для сжигания серы.

Осушенный в сушильной башне воздух, воздуходувкой подается в котло-печной агрегат РКС-95/40 (поз. 501) на сжигания серы.

Окисление сернистого ангидрида до серного на ванадиевом катализаторе.

Окисление сернистого ангидрида в серный в контактном аппарате осуществляется посредством кислорода, содержащегося в газе.

Абсорбция серного ангидрида.

Заключительная стадия процесса получения серной кислоты контактным способом является абсорбция серного газа серной кислотой или олеумов в зависимости от вида выпускаемой продукции

Водооборотное снабжение.

Водооборотная система № 2 предназначена для охлаждения и подачи оборотной воды в кожухотрубные холодильники сушильно-абсорбционного отделения.

Отделение вагоно-размораживателя.

Отделение вагоно-размораживателя предусмотрено для размораживания вагонов с апатитом, щебнем, песком, или других грузов, поступающих на завод в зимнее время.

вагоно-размораживателя состоит из четырех примыкающих друг к другу камер, каждая из которых вмещает по 6 вагонов.

Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения.

Согласно ПУЭ, все потребители электроэнергии по надежности и бесперебойности электроснабжения делятся на три категории.

Проанализировав технологический процесс, установили, что электро потребители относятся к следующим категориям электроснабжения представленные в таблице 1.1.

Данные электрооборудования заносим в сводную ведомость электропотребителей Сушильно-Абсорбционного Отделения таблица 1.2.

Данные по Серно Кислотному Производству заносим в сводную ведомость потребителей электро энергии по цехам СКП таблица 1.3

Таблицу 1.1.

Сводная ведомость категорий электроснабжения подразделений СКП.

Наименование цеха	Категория надежности электроснабжения
Сушильно-Абсорбционное Отделение	I
Контактно-Компрессионное Отделение	I
Воздуходувное Отделение	I
Котло-Печное Отделение	I
Водооборотная Станция - 2	I
Отделение Жидкой Серы	I
Центральный Пост Управления	I
Вагонно-размораживатель	I
Станция разбавления	I
Установка Улавливания Хвостовых Газов	II
Склад кислоты	II
Административно Бытовой Корпус	III

Таблица 1.2

Сводная ведомость электропотребителей сушильно-абсорбционного отделения.

№ поз.	Электроприемники	Кол-во	Установленная мощность	cosц	Тип среды	Номинальное напряжение UНОМ кВ
			Одного ЭП РНОМ кВт	Общая ? РНОМ кВт
855А 859С 1002С	Погружные насосы	3	185	555	0,93	Пары SO3, токсичная, коррозионноактивная	0,4
850	Погружные насосы	1	132	132	0,83		0,4
1003А 1003В	Погружные насосы	2	200	400	0,83		0,4
1010	Вентиляторы отсоса газов	2	22	44	0,87		0,4
	Крышные вентиляторы	9	2,2	19,8	0,73		0,4
1 - 9	Привода задвижек	9	1,1	9,9	0,81		0,4
10-36	Привода задвижек	27	1,5	40,5	0,74		0,4
37 38	Привода задвижек	2	2,2	4,4	0,87		0,4
39-46	Привода задвижек	8	2,2	17,6	0,73		0,4
151	Кран-балка	3	1,5 1,5 2,2	5,2	0,69		0,4

Таблица 1.3

Сводная ведомость потребителей электроэнергии по цехам СКП.

Наименование цеха	РУСТ кВт	UНОМ кВ	КС	Кат. эл. снаб.	Тип среды	cosц	Класс пожара безоп-ти
1	2	3	4	5	6	7	8
Административно Бытовой Корпус	100	0,4	0,9	III	Сухая, не агрессивная	0,6	В II
Центральный Пост Управления	4,64	0,4	0,4	I	Сухая, не агрессивная	0,7	В II
Воздуходувное Отделение	62,4 3000	0,4 6	0,9	I	Токсичная, пары H2SO4	0,7	В II
Контактно-Компрессионное Отделение	199,51	0,4	0,7	I	пары H2SO4 корозионноактивная	0,71	В II
Котло-Печное Отделение	130	0,4	0,8	I	пары H2SO4	0,6	В II
Водооборотная Станция - 2	3230 945	0,4 6	0,75	В II	Влажная ] неагрессивная	0,8	В II
Отделение Жидкой Серы	4350	0,4	0,77	I	Пыль серы	0,7	В II
Установка Улавливания Хвостовых Газов	635	0,4	0,7	I	пары SO2 влажная	0,8	В II
Вагонноразмораживатель	330	0,4	0,8	I	Загазованное	0,5	В II
Станция разбавления	1085	0,4	0,7	I	пары H2SO4 токсичная	0,8	В II
Склад кислоты	750	0,4	0,7	II	пары H2SO4	0,8

1.1 Выбор схемы электроснабжения

Для энергообеспечения серно-кислотного производства применяем радиальную схему электроснабжения. При данной схеме от РУ ГПП отходят питающие линии без разветвления к отдельным электроприемникам или отдельным РП, от которых, в свою очередь питаются электроприемники. Достоинства радиальной схемы заключается в её надежности т. к. при выходе из строя одной питающей линии отключается только один электроприемник или группа электроприемников присоединенных к одному РП.

2. Расчет электрических нагрузок

2.1 Общее положение по расчету электрических нагрузок

Электрические нагрузки определяются для последующего выбора и проверки токоведущих элементов и трансформаторов по нагреву и экономическим соображениям. Основные исходные данные для расчетов берем из таблиц 1.1; 1.2, 1,3. Для расчета применяют два метода:

· По средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм).

· По номинальной мощности и коэффициенту спроса

2.2 Определение нагрузок по средней мощности и коэффициенту максимума для сушильно-абсорбционного отделения

Для группы электроприемников одного режима работы средняя активная и реактивная мощности нагрузок за наиболее загруженную смену находится по следующим формулам:

кВт

квар

где: Ки - групповой коэффициент использования активной мощности определяемый для отдельных характерных групп из Л 4

Рсм - активная мощность

Q_СМ, - реактивная мощность

tgц - берется из cosц

Для СП - 1.

кВт

квар

кВт

квар

кВт

квар

кВт

квар

Определяем эффективное число электроприемников n_Э.

При числе электроприемников в группе, равном четырем и более, принимаем n_Э равным действительному числу электроприемников n при условии что отношение номинальной мощности наибольшего из них к номинальной мощности наименьшего электроприемника меньше 3.

Для СП - 1:

<3

т.е. n_{Э СП-1}=6

В зависимости от n_Э и К_И определяем К_МАКС согласно таблицы 2,13 Л 3 стр. 54.

Определяем расчетные максимальные нагрузки по группам электроприемников по формулам:

кВт

квар

кВА

Для СП-1:

кВт

квар

кВА

Для остальных СП метод расчета ведется аналогичным способом. Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 2.1.

2.3 Определение электрических нагрузок по методу коэффициента спроса для подразделений СКП

Для группы электроприемников расчетные нагрузки определяются по формулам:

кВт

квар

кВА

где: Р_Р; Q_Р; S_Р - соответственно расчетные активная, реактивная и полная мощность;

Р_НОМ - суммарная номинальная мощность данной группы приемников, кВт;

К_С - коэффициент спроса из Л 3 табл. 2.2 стр. 37 -47;

Tgц - определяется из cosц Л 3 табл. 2.2 стр. 37 - 47.

Для административно бытового корпуса нагрузки будут следующими:

кВт

квар

кВА

Для остальных подразделений расчет нагрузок ведется аналогичным способом. Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 2,2.

2.4 Определение расчетной нагрузки на освещение

Расчетную нагрузку на освещение находим по установленной мощности электроприемников освещения Р_НОМ.О и коэффициенту спроса К_С.О.

Значения установленной мощности находим по удельной установленной мощности электроприемников освещения Р_УД на единицу площади F

где: F- площадь цеха из таблицы 2.2

Расчетная реактивная нагрузка от электроприемников освещения.

где: Tgц - определяется из cosц.

Суммарная расчетная нагрузка цеха от осветительных и силовых электроприемников определяется по формуле:

где: К_Р.М.- коэффициент разновременности максимумов нагрузки отдельных групп приемников, принимаем равным - 0.9.

Для административно бытового корпуса нагрузки будут следующими:

Р_УД,= 4 Вт/м² - из Л8 таб. 5 - 42 стр. 161 - 162.

К_С.О.= 0.8 - из Л11 табл. 4 - 3 стр. 295.

Вт

Вт

вар

Для остальных подразделений методы расчета ведутся аналогичным способом. Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 2.2.

2.5 Компенсация реактивной мощности. Выбор компенсирующих устройств

Компенсация реактивной мощности одновременно с улучшением качества электроэнергии в сетях промышленных предприятий является одним из основных способов сокращения потерь электроэнергии,

Мощность Q_{К. У} = Q_С компенсирующего устройства определяем как разность между фактической наибольшей реактивной мощности Q_МАКС. нагрузки предприятия и предельной реактивной мощности Q_Э, предоставляемой предприятию энергосистемой.

квар

где: Q_МАКС - реактивная максимальная мощность подразделения;

Р_МАКС - активная максимальная мощность подразделения;

Tgц_МАКС - фактический Tgц подразделения;

Tgц_Э - Tgц установленный энергосистемой Tgц_Э = 1.28.

Компенсацию реактивной мощности производим для вагоноразмораживателя и сушильно абсорбционного отделения т. к. их Tgц_МАКС превышает Tgц_Э.

Tgц_МАКС > Tgц_Э.

Разрядное сопротивление для компенсирующего устройства определяется по формуле:

Ом

где: U_Ф - фазное напряжение, кВ;

Q - мощность батареи, квар.

Расчет компенсирующего устройства для вагоноразмораживателя:

квар

кОм

Тип конденсаторных батарей: КС2 - 0.44 - 45 У3; КС2 - 0.44 - 40 У3 - Л3 табл. 2.192 стр. 399.

Схема подсоединения конденсаторных батарей показана на рис. 2.5

Расчет компенсирующего устройства для сушильно абсорбционного отделения:

квар

кОм

Тип конденсаторных батарей: УКЛН - 0.38 - 600 - 150 У3; УКЛН - 0.38 - 450 - 150 У3 - Л3 таб. 2.192 стр. 400.

Схема подсоединения конденсаторных батарей показана на рис. 2.5



Рис. 2.5.1 Схема подсоединения конденсаторной батареи

2.6 Технико-экономический выбор схемы внешнего электроснабжения предприятия

Под схемой внешнего электроснабжения понимается система передающих и приёмных устройств, предназначенных для передачи электрической энергии от источника питания приёмному пункту цеха.

Определяем напряжение линии электропередачи:

кВ

Принимаем напряжение питания цеховой подстанции 10 кВ т.к. рядом имеется подстанция с низшим напряжением 10 кВ. Для сравнения применяем две схемы электроснабжения, технико-экономический выбор делаем между трансформаторами с РПН и без РПН. Схема электроснабжения вариантов представлена на рисунке 2.6. Определяем капитальные затраты на трансформатор.

где: К_О - стоимость одного трансформатора;

n - количество трансформаторов.

Для первого варианта на 2500 кВА U_ВН=10кВ

К=274400 руб. Л18 табл. 4.16 стр. 354. Р_ХХ=23.5 кВт, I_ХХ=3.5%, U_КЗ=5.5%.

руб.

Определяем капитальные затраты по питающим линиям:

где: С_О - стоимость 1 км линии Л12 табл.4.12 стр. 348;

n - количество кабелей

l - длинна линии

С_О=5700000 руб.

руб.

Определяем суммарные капитальные затраты:

руб.

Определяем потери в трансформаторе для 1 варианта.

Реактивные потери холостого хода:

кар

квар

Реактивные потери короткого замыкания:

квар

квар

Приведенные потери холостого хода:

кВт

где: К_Э- экономический эквивалент; К_Э-0.05 кВт/квар

кВт

Приведенные потери короткого замыкания:

кВт

кВт

Определяем полную потерю мощности в трансформаторе:

кВт

К_З=0.8

кВт

Определяем потери в линии:

кВт

?Р=44 кВт/ кВ Л18 табл. 4.7

l=1км n=2

кВт

Определяем суммарные потери:

кВт

кВт

Определяем годовую потерю электроэнергии:

кВт Ч Т_r=6400

кВт Ч

Определяем стоимость потерь электроэнергии:

руб.

где: Со=0.6936 руб./кВт - из данных по практике.

руб.

Определяем амортизационные отчисления для трансформатора:

руб.

где: Ра=0.033- коэффициент амортизации для трансформатора.

руб.

Определяем амортизационные отчисления для питающих линий:

руб.

где: Ра=0.013- коэффициент амортизации для трансформатора.

руб.

Определяем суммарные эксплуатационные затраты:

руб.

руб.

Технико-экономический расчет для второго варианта ведем аналогичным способом.

Все данные полученные в результате расчетов двух вариантов заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

Сводная ведомость технико-экономического расчета вариантов.

Вариант	Кт	Кл	Сп	САТ	САЛ	?К	?Сэ
1	548800	11400000	559629.7	18110.4	148200	11948800	725940.1
2	1024000	11400000	532107.7	33792	148200	12424000	714099.7

При сравнении двух вариантов установили, что при использовании трансформатора с устройством регулировки под напряжением (РПН) расходы оказываются меньше из-за меньших потерь в трансформаторе.

2.7 Выбор типа и числа подстанций, числа и мощности силовых трансформаторов

Из-за преобладания электроприемников первой и второй категории на цеховой подстанции сушильно абсорбционного отделения устанавливаем 2х трансформаторную подстанцию; при выходе из строя одного из трансформаторов оставшийся берет на себя всю нагрузку потребителей первой и второй категории. Выбор номинальной мощности трансформаторов на двух трансформаторной подстанции подстанций:

кВА

где: Sпо - мощность нагрузки подстанции в послеаварийном режиме кВА

При отсутствии складского резерва и невозможности отремонтировать поврежденный трансформатор за сутки, под нагрузкой послеаварийного режима следует понимать всю расчетную нагрузку подстанции.

S_па=S_макс

Sмакс=1596,3 также от данной подстанции питаются следующие подразделения:

ЦП - S_МАКС=6.16 кВА

АБК - S_МАКС=142.32кВА

ВДО - S_МАКС=74.63кВА

КПО - S_МАКС=109.8кВА

Вагоноразмораживатель - S_МАКС=470 кВА

S_{МАКС тп90}=1596.3+6.16+142.32+74.63+109.8+470=2399.21 кВА

кВА

Кз=0.5

Принимаем мощность трансформатора S_{ном т} =2500 кВА. Мощность завышена для дальнейшего расширения мощности производства.

Тип трансформатора ТМ2500/10 (S_ном=2500 кВА; Р_ХХ=3.85 кВт; U_К=6.5%; ВП=10 кВ; НН=0.4 кВ; I_ХХ=1%) - Л12 таб. 3.4 стр. 126

Для остальных трансформаторных подстанций расчет трансформаторов ведется аналогичным способом, все полученные данные сводим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Выбор силовых трансформаторов.

№ Т.П.	Наименование цеха	Мощ. цеха. кВА	Кат. эл. снаб.	Кол. транс.	Кол. ТП	Тип транс.	Мощ транс. кВА	UОБМ. U1/U2 кВ	UК %	IХХ %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
ТП 90	САО Вагоно- размора- живатель КПО ВДО ЦПУ АБК	2420.76 470 109.8 74.63 6.16 142.32		2	1	ТМ2500/10	2500	10/0.4	6.5	1
ТП 91	Склад кислоты Станция разбавления	591.42 856.24		2	1	ТМ1600/10	1600	10/0.4	5.5	1.3
ТП 19	ВОС-2	2730.56		2	1	ТМ2500/10	2500	10/0.4	6.5	1
ТП 18	УУХГ	501.95		2	1	ТСЗ400/10	400	10/0.4	5.5	3
ТП 88	ОЖС ККО	4307.84 169.71		2	1	ТМ1000/10 ТМ2500/10	1000 2500	10/0.4	6.5 6.5	1 1

Расчет силы токов короткого замыкания.

В электрических установках могут возникнуть различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением силы тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания.

Для вычисления силы токов короткого замыкания составляем расчетную схему.

Расчетная схема для расчета токов короткого замыкания представлена на рисунке 2.8.1.

Для расчета сопротивления кабельных линий предварительно выбираем их сечение по экономической плотности тока по формуле:

мм²

где: Iр - расчетная (рабочая) сила тока А;

Jэ - экономическая плотность тока А/мм²

Jэ=1.6 из Л20 табл. 1.3.36 стр. 40

S_МАКС - полная максимальная мощность передаваемая по линии кВА

Кабельная линия от ГПП до РП87 - 10кВ

S_МАКС=7378.71 кВА; Iр=213 А Sэ=50 мм²

Для остальных кабельных линий расчет ведется аналогично, полученные данные сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

Сводная ведомость предварительного выбора сечения кабелей.

Линия	SМАКС кВА	Jэ А/мм2	Iр А	Сечение кабеля (шины) мм2
От ГПП до РП87 10 кВ	7378.71	1.6	213	50
От ГПП до РП87 6 кВ	7745	1.6	372.6	240
ШМА РП87 10 кВ	7378.71	1.6	213	60
ШМА РП 6кВ	7745	1.6	372.6	160
От РП87 10 кВ до ТП90	2399.21	1.6	69.25	50
От РП87 10 кВ до ТП88	3198.25	1.6	92.3	70
От РП87 10 кВ до ТП18	358.5	1.6	10.3	8
От РП87 10 кВ до ТП91	1447.66	1.6	41.79	50
От РП87 10 кВ до ТП19	2730.56	1.6	78.8	50
От ТП90 до ЩСУ	1447.5	1.6	1044.6	400+300
От ЩСУ до насоса	482.5	1.6	348.2	240

Определение параметров схемы замещения проводим в относительных базисных единицах. При этом методе все расчетные данные приводим к базисным единицам.

За базисное напряжение принимаем номинальное напряжение: 0.4 кВ, 10.5 кВ. В качестве базисной мощности S_Б выбираем мощность равной 100 МВА.

Определяем базисную силу тока:

при U_Б=10.5 кВ

кА

кА

при U_Б=0.4 кВ

кА

Определяем базисные реактивные и активные сопротивления схемы замещения по формулам:

где:Х₀ - реактивное сопротивление участка линии длиной 1 км [Ом/км];

l - длина линии (км);

r₀ - активное сопротивление участка линии длиной 1 км [Ом/км].

Для высоковольтных линий, коротких участков распределительной сети и трансформаторов мощностью свыше 630 кВА активное сопротивление не учитывают.

Для линии от ГПП2 до РП87 10кВ:

Хо=0.09, l =7.3 км

Для линии от РП87 до ТП90:

Хо=0.09, l =1.8

Трансформатор на ТП90

U_К=6.5%, S_НОМ.Т. =2500 кВА

Линия от ТП90 до ЩСУ

Хо=0.08, l =1.8, r₀=0.044

Линия от ЩСУ до двигателя

Хо=0.08, l =0.72, r₀=0.129

Расчет силы токов короткого замыкания в точках проводим по формулам

кА,

кА,

МВА.

где: I_К - ток короткого замыкания;

S_К - мощность короткого замыкания;

К_У - ударный коэффициент из Л5 табл. 7.1 и рис. 7.4 стр. 358 - 359.

В точке К1:

кА,

кА,

МВА.

В точке К2:

кА,

кА,

МВА.

В точке К3:

r_*=2.475

кА,

кА,

МВА.

В точке К4:

кА,

кА,

МВА.

3. Выбор электрооборудования подстанции

Выбираются токоведущие части, и все виды аппаратов, они должны соответствовать максимальным расчетным значениям для нормального режима и короткого замыкания.

Для их выбора сравниваем полученные расчетные значения и допустимые (паспортные) значения токоведущих частей и аппаратов. Все значения расчетов и сравнений заносим в таблицы 3.1.1 - 3.2.2.

3.1 Выбор выключателей

Выключатели: Q21, Q24, Q33, Q34.

тип ВЭМ - 10Э - 1000/20У3

Таблица 3.1.1

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ = 10 кВ	UНОМ =10 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=138.7 А	I НОМ =1000 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =7.2 кА	Iоткл =20 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =13.9 кА	Iдин =52 кА
ВК ? I2тер• tтер	ВК = 4.14 кА	I2тер• tтер =20/4 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: Q39, Q40, Q41.

тип МГГ - 10 - 4000 - 45У3

Таблица 3.1.2

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =10 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=3477.1 А	I НОМ =4000 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =17.5 кА	Iоткл =45 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =27.2 кА	Iдин =120 кА
ВК ? I2тер• tтер	ВК =49 кА	I2тер• tтер =45/4 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF1, QF2, QF36, QF37, Q49.

тип АВМ15С

Таблица 3.1.3

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.4 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=1307 А	I НОМ =1500 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =17.5 кА	Iоткл =3 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =27.2 кА	Iдин =35 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF49, QF50, QF51, QF52, QF53.

тип АВМ10С

Таблица 3.1.4

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.4 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=452 А	I НОМ =500 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =1.94 кА	Iоткл =4 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =2.74 кА	Iдин =20 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF7, QF8, QF68, QF69, Q55.

тип А3700

Таблица 3.1.5

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ = 0.66 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=30.9 А	I НОМ = 160 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк = 17,5 кА	Iоткл =1.6 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =27.2 кА	Iдин = 30 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF70, QF71, QF72, QF73.

тип А3710Б - А3740Б

Таблица 3.1.6

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.44 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=637 А	I НОМ =160 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =1.94 кА	Iоткл =600 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =2.74 кА	Iдин =25 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF5, QF6, QF35, QF36, Q12.

тип АВМ10С

Таблица 3.1.7

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.4 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=899 А	I НОМ =1000 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =17.5 кА	Iоткл =10 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =27.2 кА	Iдин =30 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF46, QF47, QF48

тип АВМ10Н

Таблица 3.1.8

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.4 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=357 А	I НОМ =800 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =1.94 кА	Iоткл =2 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =2.74 кА	Iдин =20 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Выключатели: QF3, QF4, QF66, QF67, Q54. тип АВМ4Н

Таблица 3.1.9

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.4 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=113 А	I НОМ =160 А
Iк ? Iоткл по отключающей способности	Iк =17.5 кА	Iоткл =4.4 кА
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =27.2 кА	Iдин =30 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Остальные выключатели типа: А-63, АЕ - 2443, АВМ4Н,

3.2 Выбор трансформаторов тока

Выбираем трансформаторы установленные в ТП90 рабочим напряжением на 10 кВ и 0.4 кВ.

Таблица 3.2.1

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =10 кВ	UНОМ =10 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=138.7 А	I НОМ = 150/5 А
По конструкции и классу точности	10Р 0.1	10Р 0.1
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =13.9 кА	Iдин =74.5 кА
ВК ? I2тер• tтер	ВК =4.14 кА	I2тер• tтер =28.35 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Тип трансформатора ТПЛК - 10У из Л12 табл.5.9 стр.294.

Таблица 3.2.2

Условия выбора и проверки	Расчетные данные	Справочные данные
UУСТ ? UНОМ по напряжению	UУСТ =0.4 кВ	UНОМ =0.4 кВ
Iраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока	Iраб. макс.=3477.1 А	I НОМ =4000/5 А
По конструкции и классу точности	10Р 0.1	10Р 0.1
i у ? iдин на электродинамическую устойчивость	i у =17.5 кА	Iдин =16.1 кА
ВК ? I2тер• tтер	ВК =49 кА	I2тер• tтер =45/4 кА
По конструкции и роду установки	Внутренняя	Внутренняя

Тип трансформатора: ТНШЛ - 0.5 из Л12 табл.5.9 стр.294

3.3 Выбор питающих шин

Шины выбираются по силе тока нагрузки и проверяются на термическое и динамическое действие токов короткого замыкания.

Выбираем питающие шины для РП87 10кВ.

Выбор шин по экономической плотности тока:

мм²

мм²

Принимаем сечение шин равным S=200 мм² Н=4мм, В=60мм.

Минимальное сечение шин по термической стойкости определяется по формуле:

мм²

где: S_ТУ - площадь термически стойкого сечения мм²;

I_КЗ - сила тока короткого замыкания;

t_ПР - приведенное время короткого замыкания;

С - коэффициент термической стойкости, для алюминиевых шин С=88

мм²

Динамическую устойчивость шин к токам короткого замыкания определяют по формуле:

где: l - расстояние между опорными изоляторами (см);

а - расстояние между осями шин смежных фаз (см);

w - момент сопротивления (см³)

- при расположении шин плашмя.

см³

Выбираем марку шин - АД31Т 60?4 Л13 табл.4.2, стр.224

423.9 кгс/см² = 41.58 мПа

4. Выбор питающих кабелей

4.1 Проверка по нагреву

Проверка по нагреву сводится к сравнению рабочей (расчетной) силе тока в линии с допустимой токовой нагрузкой кабеля.

В нормальном режиме:

В послеаварийном режиме:

где: К_ПР - поправочный коэффициент на условия прокладки из Л20 табл.1.3.1 стр.18

К_ПЕР - допустимый коэффициент перегрузки из Л20 табл.1.3.2 стр.18

4.2 Проверка по потере напряжения

Выбранное сечение кабеля должно соответствовать условиям обеспечения потребителей качественной электрической энергии. Согласно ПУЭ и ГОСТ 13109 - 67, для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более

Потерю напряжения определяем по формуле:

4.3 Проверка на термическую стойкость

Термическая устойчивость кабеля для тока трехфазного замыкания зависит от площади его сечения. Для проверки применяем формулу:

мм²

где: С - коэффициент термической стойкости для кабелей напряжением 6-10 кВ с алюминиевыми жилами С=85

Для линии ГПП2 - РП87 10 кВ:

I_Р=213, S=185.

Все остальные кабельные линии выбирают аналогичным образом.

Полученные данные сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Выбор питающих кабелей

Линия	Iр А	IД А	Сечение кабеля мм2	Марка кабеля.	Способ прокладки.
От ГПП до РП87 10 кВ	213	235	185		Открыто в галереи
От ГПП до РП87 6 кВ	352.6	270	240		Открыто в галереи
От РП87 10 кВ до ТП90	69.25	105	50		Открыто в галереи
От РП87 10 кВ до ТП88	129.2	155	95		Открыто в галереи
От РП87 10 кВ до ТП18	10.3	46	16		Открыто в галереи
От РП87 10 кВ до ТП91	41.79	46	16		Открыто в галереи
От РП87 10 кВ до ТП19	78.8	80	35		Открыто в галереи

5. Расчет электрических сетей напряжением до 1000в

5.1.Выбор сечения кабелей

Выбранное сечение кабелей проверяем по условию нагрева, по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты, по потере напряжения:

Проверка по условию нагрева осуществляем по формуле:

Проверка по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты осуществляем по формуле:

Проверка по потере напряжения осуществляем по формуле:

где: U - номинальное напряжение сети кВ;

Р - мощность потребителей кВт;

l - расстояние от потребителя до источника электроэнергии;

r₀ - активное сопротивление потребителя;

х₀ - реактивное сопротивление

Кзащ - коэффициент защиты из Л5 табл.3.10 стр. 163.

Для линии от ТП90 до ЩСУ:

%

Все остальные кабельные линии выбирают аналогичным образом.

Полученные данные сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.

Выбор питающих кабелей

Линия	Iр А	IД А	Сечение кабеля мм2	Марка кабеля.	Способ прокладки.
От ТП90 до ЩСУ	1044.6	1080	800		Открыто в лотках
От ЩСУ до насоса	348.2	405	240		в трубах
От ТП90 до поз.850	267.8	290	150		в трубах
От ТП90 до поз. 1010	89.5	115	35		в трубах
От ТП90 до крышных вентиляторов	29.1	42	6

Подобные документы

• Электроснабжение внешнего распределительного пункта сушильно-печного отделения цеха огнеупоров

  Расчет электрических нагрузок силовой и осветительной сети цеха. Выбор количества и мощности силовых трансформаторов понижающей подстанции. Расчет нагрузок по допустимому нагреву по трансформаторам. Выбор питающего кабеля и выключателей на РП 10 кВ.
  
  дипломная работа [124,9 K], добавлен 03.09.2010
  

• Электроснабжение инструментального цеха

  Характеристики потребителей электроэнергии. Расчет электрических нагрузок и мощности компенсирующих устройств реактивной мощности. Выбор мощности трансформаторов подстанции. Расчет заземляющего устройства подстанции и выбор распределительной сети.
  
  курсовая работа [702,9 K], добавлен 23.04.2021
  

• Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха

  Расчет электрических нагрузок, коэффициентов использования и коэффициентов мощности. Расчет распределительной сети на участке кузнечно-прессового цеха. Выбор оборудования для электроснабжения, трансформаторной подстанции. Расчет заземляющего устройства.
  
  курсовая работа [35,7 K], добавлен 04.05.2014
  

• Разработка системы электроснабжения и монтажа электрооборудования фрезерного участка электромеханического цеха

  Характеристика монтажного участка электромеханического цеха. Расчет электрических нагрузок, освещения, потерь мощности в трансформаторе, токов короткого замыкания. Выбор элементов питающей и распределительной сетей. Расчет заземляющего устройства.
  
  курсовая работа [249,2 K], добавлен 24.11.2014
  

• Электроснабжение производственного участка

  Характеристика производственного участка, схема его электроснабжения. Расчет электрических нагрузок, токов КЗ, релейной защиты, компенсирующего устройства. Выбор аппаратов защиты, силовых трансформаторов, проводниковых материалов, заземляющего устройства.
  
  курсовая работа [190,4 K], добавлен 16.04.2012
  

• Проектирование электроснабжения цеха механической и антикоррозийной обработки деталей

  Общая характеристика здания цеха и потребителей электроэнергии. Анализ электрических нагрузок. Расчет и выбор компенсирующего устройства, мощности трансформаторов, сетей, аппаратов защиты, высоковольтного электрооборудования и заземляющего устройства.
  
  реферат [515,8 K], добавлен 10.04.2014
  

• Электроснабжение токарного цеха

  Выбор схемы и линий электроснабжения оборудования. Расчет электрических нагрузок, числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующей установки, аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства и молниезащиты.
  
  курсовая работа [663,0 K], добавлен 04.11.2014
  

• Электрическая часть подстанций систем электроснабжения

  Расчет электрической части подстанции. Определение суммарной мощности потребителей подстанции. Выбор силовых трансформаторов и схемы главных электрических соединений подстанции. Расчет заземляющего устройства, выбор защиты от перенапряжений и грозы.
  
  курсовая работа [489,4 K], добавлен 21.02.2011
  

• Электроснабжение завода высоковольтной аппаратуры

  Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.
  
  дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015
  

• Электроснабжение электромеханического цеха

  Определение электрических нагрузок цеха методом упорядоченных диаграмм. Расчет и выбор компенсирующего устройства. Расчет внутрицеховых электрических сетей. Выбор аппаратов защиты. Расчет тока короткого замыкания. Проверка элементов цеховой сети.
  
  курсовая работа [717,4 K], добавлен 01.07.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам