Електропостачання машинобудiвного заводу

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

РЕФЕРАТ

ПЗ: 50с,12 табл,3 рис.

Тема курсового проекту: «Електропостачання машинобудiвного заводу».

Метою проекту є розробка економічної та надійної схеми електропостачання, а також засвоєння навичок проектування внутрішньозаводського електропостачання.

В курсовому проекті були розроблені:

-характеристика споживачів і вимоги до надійності електропостачання;

-розрахунок електричних навантажень

-вибір напруги живлячої мережі і розподільчої мережі внутрішньозаводського електропостачання;

-вибір кількості і потужності трансформаторів КТП;

-вибір місця розташування вузлів навантаження і джерела живлення на основі картограми навантажень;

-вибір електричних апаратів і провідників для джерела живлення;

-вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання на основі техніко-економічного розрахунку;

-вибір компенсуючи пристроїв в мережіU>1 кВ;

-визначення економії електроенергії від застосування компенсації реактивної потужності;

-основні заходи з техніки безпеки.

ЗВЕДЕНІ ВИТРАТИ, ЗАХИСНЕ ЗАЗЕМЛЕННЯ, КОМПЕНСАЦІЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ, КАТЕГОРІЯ НАДІЙНОСТІ, КОЕФІЦІЕНТ ПОПИТУ, НОРМАТИВНА ОСВІТЛЕНІСТЬ, ЕКОНОМІЧНА ГУСТИНА СТРУМУ,ЗАХИСНЕ ЗАЗЕМЛЕННЯ.

електропостачання напруга живлячий навантаження

1. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПРОЕКТОВАНОГО ОБ'ЄКТА

У даному курсовому проекті виконується проект електропостачання машинобудівного заводу .

Основне виробництво проходить у термічному, складальному, головному корпусі преса,інструментальному,ковальському цехах. Допоміжне - у ремонтно-механічному цеху.

До цехів основного виробництва сировина надходить з матеріального складу.

Також на території підприємства знаходяться - насосна,компресорна,столова,ЦЗЛ, прохідна, заводоуправління.

Всі приміщення крім насосної відносяться до приміщень сухого типу з нормальним середовищем. В насосній - середовище вологе.

За надійністю електропостачання більшість електроприймачів відносяться до ІІ та ІІІ категорій, крім насосної та компресорної , де є електроприймачі І категорії надійності.

Зовнішнє джерело живлення заводу - підстанція енергосистеми з двома трансформаторами ТДТН - 40000/150/35/10 кВ, яка знаходиться на відстані 12 км.

Число годин максимального навантаження складає Тм = 4000 год/рік. Графік роботи основного виробництва - 3 зміни з нерівномірним завантаженням.

2. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

2.1 Розрахунок навантаження силових електроприймачів напругою

до і вище 1000В.

Розрахунок силового навантаження проводимо методом коефіцієнту попиту.

, (2.1)

, (2.2)

де - коефіцієнт попиту для і-го споживача, наведений у [1];

- встановлена активна потужність і-го споживача, кВт;

tgці - відповідає значенню коефіцієнта потужності cosці, , у [1] наведено значення cosці.

Результати розрахунку силових навантажень споживачів наведено у

таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Результати розрахунків силового навантаження

електроприймачів напругою 0,4кВ

№	Назва електроспоживача	Руст і, кВт	Ксі	cosці	tgці	Розрахункове навантаження
						Ррозр і, кВт	Qрозр і кВАр
1	Головний корпус(преса)	3020	0,2	0,5	1,73	604	1046,1
2	Інструментальний цех	1580	0,4	0,6	1,33	632	842,6
3	Ремонтно-механічний цех	980	0,25	0,5	1,73	245	424,3
4	Насосна станція	760	0,7	0,8	0,75	532	399
5	Компресорна	500	0,75	0,8	0,75	375	281,2
6	Ковальський цех	1360	0,3	0,5	1,73	408	706,6
7	Термічний цех	2500	0,8	0,5	1,73	2000	3464,1
8	Прохідна	20	0,5	0,8	0,75	10	7,5
9	Столова	310	0,8	0,8	0,75	248	186
10	ЦЗЛ	240	0,7	0,75	0,88	168	148,1
11	Заводоуправління	90	0,75	0,75	0,88	67,5	59,5
12	Матеріальний склад	70	0,3	0,5	1,73	21	36,3

2.2 Розрахунок електричного навантаження освітлення

Для освітлення приміщень використовуємо лампи ДРЛ або люмінесцентні. Встановлена потужність навантаження освітлення визначається методом питомої потужності:

, кВт (2.3)

де - питоме навантаження і-го приміщення за площею для вибраного типу ламп і для визначеного значення нормальної освітленості, наведений у [2];

- площа і-го цеху.

Розрахункове навантаження освітлення кожного цеху:

, (2.4)

, (2.5)

де - коефіцієнт попиту:

=0,95 - для робочого освітлення ,

=0,85 - для адміністративно - побутових приміщень ;

- коефіцієнт, який враховує втрати у пускорегулюючій апаратурі:

=1,1 - для ламп ДРЛ, =1,2 - для люмінесцентних ламп;

- реактивної потужності: =1,33 - для ламп ДРЛ, =1,73 - для люмінесцентних ламп.

Результати розрахунку силових навантажень споживачів наведено у

таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 - Результати розрахунків навантаження освітлення

№	S, м2	Н, м	Джерело світла	Енорм, лк	Рпит, Вт/м	Руст і·, кВт	Кс	Кпра	tgці	кВт	кВАр
1	13400	7	ДРЛ	300	6,3	253,26	0,95	1,1	1,33	264,6	351,9
2	5850	7	ДРЛ	300	6,3	110,5	0,95	1,1	1,33	115,5	153,7
3	8350	7	ДРЛ	300	6,3	157,8	0,95	1,1	1,33	164,9	219,3
4	2789	5	ЛЛ	75	5,4	11,3	0,95	1,2	1,33	12,8	22,2
5	3350	5	ЛЛ	75	5,4	13,5	0,95	1,2	1,33	15,4	26,7
6	7906	7	ДРЛ	300	6,3	149,4	0,95	1,1	1,33	156,1	207,6
7	8924,5	7	ДРЛ	200	6,3	112,4	0,95	1,1	1,33	117,5	156,2
8	625	4	ЛЛ	75	5,4	2,5	0,95	1,2	1,33	2,8	4,99
9	1670	4	ЛЛ	200	5,4	18	0,85	1,2	1,73	18,3	31,8
10	3907,8	4	ЛЛ	300	5,4	63,3	0,85	1,2	1,73	64,5	111,7
11	2789	4	ЛЛ	200	5,4	30,1	0,85	1,2	1,73	30,7	53,1
12	9114	3	ЛЛ	100	5,4	49,2	0,85	1,2	1,73	50,2	86,8

2.3 Розрахунок сумарного навантаження заводу

Сумарне навантаження кожного споживача напругою 0,4кВ:

, кВт (2.6)

, кВАр (2.7)

, кВА (2.8)

Результати розрахунку заносимо таблицю 2.3.

Таблиця 2.3 - Результати розрахунків сумарного навантаження споживачів напругою 0,4 кВ

№	Назва споживачів	, кВт	, кВт	, кВт	, кВАр	., кВт	кВАр
1	Головний корпус(преса)	604	1046,1	264,6	351,9	868,6	1398
2	Інструментальний цех	632	842,6	115,5	153,7	747,5	996,3
3	Ремонтно-механічний цех	245	424,3	164,9	219,3	409,9	643,6
4	Насосна станція	532	399	12,8	22,2	544,8	421,2
5	Компресорна	375	281,2	15,4	26,7	390,4	307,9
6	Ковальський цех	408	706,6	156,1	207,6	564,1	914,2
7	Термічний цех	2000	3464,1	117,5	156,2	2117,5	3620,3
8	Прохідна	10	7,5	2,8	4,99	12,8	12,49
9	Столова	248	186	18,3	31,8	266,3	217,8
10	ЦЗЛ	168	148,1	64,5	111,7	232,5	259,8
11	Заводоуправління	67,5	59,5	30,7	53,1	98,2	112,6
12	Матеріальний склад	21	36,3	50,2	86,8	71,2	123,1
	Всього					6323,8	9027,9

2.3Розрахунок навантаження силових електроприймачів напругою

вище 1000В

Розрахунок силового навантаження проводимо методом коефіцієнту попиту.

, (2.9)

де - коефіцієнт попиту для і-го споживача, наведений у [1];

- встановлена активна потужність і-го споживача, кВт;

tgці - відповідає значенню коефіцієнта потужності cosці, , у [1] наведено значення cosці.

,кВАр

, (2.10)

tgці - відповідає значенню коефіцієнта потужності cosці, , у [1] наведено значення cosці.

,

2.4Розрахунок сумарного навантаження заводу

Повне активне та реактивне навантаження:

, кВт (2.12)

, кВт

, кВт

, кВт

, кВт (2.12)

, кВт

, кВт

,

Економічно обґрунтоване значення реактивної потужності, яке дозволено підприємству споживати з енергосистеми у часи її максимального навантаження:

,кВАр (2.9)

де =0,25 - коефіцієнт реактивної потужності, що задається енергосистемою.

кВАр

Таким чином, повна розрахункова потужність заводу:

, кВАр (2.10)

кВА

3. ВИБІР НАПРУГ ЗОВНІШНЬОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ І ВНУТРІШНЬЗАВОДСЬКОГО РОЗПОДІЛУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ

Напруга живлячої мережі вибирається в залежності від рівня напруги і віддаленості від заводу джерела живлення, а також від активного розрахункового навантаження підприємства.

При довжині лінії до 250 км і потужності, що передається, до 60 МВт раціональну величину нестандартної напруги знаходимо за формулою Стілла [9]:

, кВ (3.1)

де Рл - активна потужність, що передається однією лінією, сумарне навантаження підприємства;

- відстань від зовнішнього джерела живлення до підприємства,

км.

МВт,

кВ

Обираємо стандартну напругу живлення кВ, так як джерело живлення заводу - підстанція енергосистеми з двома трансформаторами ТДТН - 63000/150/35/10 кВ.

Для розподільчої заводської мережі найбільш раціональною є напруга 10кВ.

Отже джерелом живлення заводу приймаємо головну знижувальну підстанцію ГЗП 150/10кВ.

Розрахунок потужності трансформаторів виконується виходячи з економічного режиму роботи у нормальному режимі та з допустимого перевантаження у після аварійному режимі. При встановленні двох трансформаторів (автотрансформаторів) потужність кожного з них вибирається згідно з виразом:

кВАр(3.2)

кВА

Приймаємо трансформатор 2хТМН-6300/35.

Перевіряємо прийняті трансформатори за режимом роботи. Навантаження трансформатора в нормальному режимі:

(3.3)

де nт - кількість трансформаторів на підстанції, шт.

Навантаження трансформатора в ПАР:

(3.4)

Отримані значення коефіцієнтів завантаженості знаходяться у припустимих межах.

4. ВИБІР КІЛЬКОСТІ, ПОТУЖНОСТІ ЦЕХОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

4.1 Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів КТП

Кількість і потужності трансформаторів на КТП визначається розрахунковим навантаженням цеху, категорією електроприймачів, способом компенсації реактивної потужності, режимом роботи трансформаторів.

Однотрансформаторні КТП слід застосовувати, як правило, для живлення електроприймачів 2-ї та 3-ї категорії надійності з урахуванням резервування потужності за низькою напругою від інших трансформаторних підстанцій.

Двотрансформаторні підстанції рекомендується застосовувати при зосереджених навантаженнях або перевазі електроприймачів 1-ї та 2-ї категорії, а також у випадку нерівномірного добового або річного графіка навантаження, коли економічно змінювати приєднану потужність трасформаторів.

Розрахуемо кількість та потужність трансформаторів для ЦЗЛ, столової, гаражу та заводоуправління,так як вони розташовані поряд та навантаження невеликі ,то вони можуть живитися від одніеї КТП.Так як на цих обектах переважають споживачі 3 категорії надійності електропостачання тому приймаемо кількість трансформаторів=1.

Потужність трансформаторів КТП вибираємо за розрахунковим активним навантаженням з урахуванням пропускної спроможності їх за реактивною потужністю.

, кВА (4.1)

де Ррозр. - активне розрахункове навантаження, кВт;

- кількість трансформаторів;

- оптимальний коефіцієнт навантаження трансформаторів;

- для двотрансформаторних підстанцій;

- для однотрансформаторних підстанцій.

Пропускна здатність трансформаторів за реактивною потужністю розраховується за формулою:

, кВАр (4.2)

Втрати реактивної потужності у трансформаторі:

,кВАр (4.3)

Потужність компенсуючи пристроїв на стороні 0,4кВ:

, кВАр (4.4)

Перевіряємо трансформатори за режимом роботи. Для цього знайдемо значення коефіцієнтів завантаженості у нормальному та після аварійному режимах роботи:

, (4.5)

, (4.6)

Розрахуємо кількість і потужність трансформаторів КТП №1.

кВт,

кВАр,

За довідником [3] приймаємо КТП 2хТМ-630/10. Його паспортні дані: = 630кВА, Uвн=10 кВ, Uнн=0,4 кВ, Uк=5,5%, Іх=1,8%.

Пропускна здатність трансформатора:

, кВАр.

Втрати реактивної потужності у трансформаторі:

Потужність компенсуючи пристроїв на стороні 0,4кВ:

, кВАр.

Вибираємо за довідником [10] компенсуючи пристрої : 4хУРП-0,4-320-20 У3

Розрахункова потужність із урахуванням установки компенсуючих пристроїв:

(4.7)

Перевіряємо трансформатори за режимом роботи:

,

Усі отримані розрахункові дані заносимо у таблицю 4.1.

Таблиця 4.1 - Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів

№ КТП	№ ЕП	Назва споживачів	., кВт	кВАр	категорія ЕП	Кількість та Потужність тр-ра	Qт, кВАр	?Qт, кВАр	Qнкп, кВАр	Тип НКП	Режим работи тр-ру
											НР	ПАР
1	1	Головний корпус(преса)	868,6	1398	I	2х ТМ-630/10	152	59,17	1305,16	2хУКЛН-0,38-600-150 У3	0,7	1,4
2	2	Інструментальний цех	747,5	996,3	I	2х ТМ-630/10	468,15	59,17	587,25	2хУКЛН-0,38-300-150 У3	0,69	1,38
3	3	Ремонтно-механічний цех	409,9	643,6	II	2хТМ-400/10	381,55	34,4	296,2	2хУКЛН-0,38-150 У3	0,69	1,39
4	4	Насосна	544,8	421,2	I	2хТМ-1000/10	1041,8	81,9	-230	-	0,61	1,22
	5	Компресорна	390,4	307,9	I
		всього	935,2	729,9
5	6	Ковальський цех	282,67	339,2	I	2хТМ-400/10	757,3	34,4	-148,4	-	0,7	1,4
	11	Заводоуправління	98,2	112,6
	12	Матеріальний склад	71,2	123,1
		всього	452,07	574,9
6	7	Термічний цех	2117,5	3620,3		2хТМ-1600/10	692,4	127,84	3067,84	5хУКЛН-0,38-600-150 У3	0,69	1,39
	8	Прохідна	12,8	12,49
		всього	2130,3	3632,8
7	9	Столова	266,3	217,8	І	2хТМ-400/10	254,5	34,4	257,48	2хУК4-0.38-100-УЗ	0,7	1,44
	10	ЦЗЛ	232,5	259,8	ІІ
		всього	498,8	477,6

5. ВИБІР МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

На вибір розміщення джерела живлення заводу впливає зовнішнє джерело живлення. Для вирішення задачі вибору місця знаходження джерела живлення необхідно визначити координати центру електричних навантажень. Найбільш оптимальне розміщення - у розрахункових координатах центру.

Для визначення характеру розподілу навантажень на генплані підприємства будується картограма навантажень при умові, що площа кіл F у вибраному масштабі m пропорційна розрахунковим навантаженням відповідних об'єктів:

(5.1)

З цього виразу визначається радіус кола

(5.2)

де - розрахункове навантаження і-го цеху, кВт;

rі - радіус кола і-го цеху, см або мм;

m - масштаб, кВт/см2 або кВт/мм2.

Приймаємо кВт/см2

Розрахунки для цехів підприємства наведені в таблиці 4.1.

Таблиця 5.1 - Радіуси кіл картограм окремих цехів

№ ЕП на ГП	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
,кВт	868,6	747,5	409,9	544,8	390,4	564,1	2117,5	12,8	266,3	232,5	98,2	71,2
rі , см	5,25	4,87	3,61	4,17	3,52	4,23	8,21	0,63	2,91	2,72	1,76	1,5

Таблиця 5.2 - Розподіл електроприймачiв по КТП та знаходження їх координат на картограмі навантажень

№ ЕП	№ КТП	Ррозр,кВт	Qрозр КВАр	,м	,м
1	1	868,6	1398	170	350
2	2	747,5	996,3	350	350
3	3	409,9	643,6	490	350
4,5	4	935,2	729,9	550	230
6,11,12	5	452,07	574,9	320	160
7,8	6	2130,3	3632,8	120	240
9,10	7	498,8	477,6	170	100

На основі картограми навантажень були вибрані КТП прибудованого типу .

Координати ЦЕН визначені в умовній системі координат, яка нанесена на план підприємства довільним чином з умовними одиницями виміру.

Координати ЦЕН підприємства обчислені за формулами:у

(4.3)

(4.4)

де - де координати ЦЕН і-го цеху.

Результати розрахунків наведені в таблиці 4.2.

Таблиця 5.3- Координати центрів електричних навантажень

№ КТП	,кВт	, м	, м	,кВт• м	,кВт• м
1	868,6	170	350	147662	304010
2	747,5	350	350	261625	261625
3	409,9	490	350	200851	143465
4	935,2	550	230	514360	215096
5	452,07	320	160	144662,4	72331,2
6	2130,3	120	240	255636	511272
7	498,8	170	100	84796	49880
Всього	6042,4			1609592	1557679

Координати ЦЕН підприємства обчислені за формулами:

266,38 м

257,79 м

Враховуючи картограму навантажень, а також підведення живлення від зовнішнього джерела приймаємо місце розміщення ГПП у координатах:

= 266 м, = 258 м.

6. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КЗ. ВИБІР ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ, ЩО

ЖИВЛЯТЬ ЗАВОД

6.1. Розрахунок струмів КЗ

Вибір перерізу повітряних ліній здійснюється за умовою економічної густини струму:

, мм2 (6.1)

де jе - економічна густина струму, jе = 1,1А/мм2 при Тмах = 3770 год/рік [5].

, А (6.2)

А

, мм2

Приймаємо повітряні лінії найближчого стандартного перерізу АС-70 і перевіряємо за нагрівом при допустимому навантаженні струмом Ідоп та за умов втрат на корону.

, А (6.3)

, А (6.4)

А

З [5] визначаємо, що для АС-70 А

А>А, шо задовольняє умові.

За умовою втрат на корону при Uном =35кВ провід не перевіряємо.

Розрахунок струмів КЗ здійснюємо методом відносних одиниць, схема живлення підприємства та схема заміщення електропостачання заводу зображена на рисунку 6.1 .

Рисунок 6.1 - Розрахункова схема та схема заміщення електропостачання заводу .

Оскільки система не задана,то опір знаходимо через номінальний струм відключення вимикача,що встановлюється на живлячій пiдстанцii ВПБЗ-35-12,5/1000У1.Розрахунок струмів КЗ здiйснюемо методом відносних одиниць.

Приймаємо базисні умови:

Sб=1000 МВА

Базисний струм на базисному ступені напруги розраховується:

Iб = (6.5)

для точки К1 : Iб1 = = 1,65 кА

для точки К2 : Iб2 = = 5,78 кА

Визначаємо опори елементів схеми заміщення.

Опір системи:

Xс =

Опір трансформатора:

xT1В =

Опір лінії:

хВЛ = x0? l?

Опір синхронних двигунів :

Xсд =

Де Кп-коефіціент пуску,приймаемо Кп=6,5.

Sномсд--номінальна повна потужність синхронного двигуна,кВА

Sномсд =

Sномсд =

Xс =

хВЛ =0,45? 12? = 0,44

Для трансформатора ТДТН- 40000/150/35/10:

Uкв =

xTВН =

xст =

Xсд =

Розглянемо точку К1:

Х1=Хс+

Х1=0,46+=0,82 Ом

Надперехідний струм :

I"к1 = ? Iб1, (6.6)

I"к1 = ?1,65=2,01 кА ,

Ударний струм:

i1у = ? kу ? I"к1 , (6.7)

i1у = ? 2,01?1,8 = 5,11кА,

Встановлений струм:

I?= ? Iб, кА (6.8)

I?= ?1,65=2,01 кА ,

Точка К2:

Х2=Хк1+Хст

Х3=0,82+1,19=2,01Ом.

I?= ? Iб, А

I?= ?5,78=2,87А ,

Струм підживлення вiд СД:

I"сд = ? Iб2, (6.9)

I"сд = ?5,78=0,367кА,

Надперехідний струм для К2 :

I"к2 = I?+ ?I"сд , (6.10)

I"к2 =2,87+0,367=3,237 кА ,

i1у = ?3,237?1,8 = 8,21кА,

7. ВИБІР ВАРІАНТА СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО РОЗПОДІЛУ ЕЛЕКРОЕНЕРГІЇ

7.1 Вибір перерізів кабельних ліній в електричній мережі напругою 10 кВ

Переріз кабельних ліній вибиратимемо за умовами:

За умовою термічної стійкості до струмів КЗ:

, мм2 (7.1)

де - струм КЗ,

С - температурний коефіцієнт, який враховує обмеження допустимої

температури провідника (наводиться в довідкових таблицях), С=88 Ас1/2 /мм2,

- приведений час КЗ,

tn=tna+ tnn, с (7.2)

де tnn - періодична складова , визначаємо з [4] за відповідними кривими tкз і ,

tna - аперіодична складова ,

tпа-аперiодична складова tп

.

tкз-час протіканная струму кз, приймаемо tкз =0,6 с

=0,064с.

tn=0,68+ 0,064=0,714с

=28,05мм2

Приймаємо найближчий стандартний переріз кабельних ліній =25мм2.

2)За нагрівом при допустимому навантаженні струмом :

, А (7.3)

де - поправочний коефіцієнт на температуру навколишнього середовища, якщо вона відрізняється від стандартної (ПУЕ), =1,2,

- поправочний коефіцієнт на кількість кабелів, що лежать поруч у землі (таблиця 1.3.26 ПУЕ), =0,9;

3)За економічною густиною струму визначають за формулою:

, мм2 (7.4)

де jе - економічна густина струму , jе = 1,3А/мм2 для кабельних ліній з алюмінієвими жилами [5],

-розрахунковий струм кабельних ліній у нормальному режимі, А.

Після визначення перерізу кабельних ліній за трьома вказаними умовами вибираємо найбільше стандартне значення з трьох розглянутих.

Визначимо перерізи кабельних ліній для двох варіантів схеми внутрішньозаводського електропостачання. Результати вибору перерізів заносимо у таблицю 7.1

Таблиця 7.1 - Визначення перерізів кабельних ліній

Призначення КЛ	, кВА	, кВА		За умовою тривало-допустимого нагріву	За економічною густиною струму
			nкл	Кn	, А	, А	, А	Sст.,мм2	, А	Sек,мм2	Sст.,мм2	Smin,мм2	S,мм2
	Варіант 1
КЛ1 ГПП-КТП1	1645,8	3291,7	2	0,9	95,1	102,7	115	35	47,5	36,5	35	25	35
КЛ2 ГПП-КТП2	1245,5	2491,0	2	0,9	72,0	77,7	90	25	36,0	27,6	35		35
КЛ 3 ГПП-КТП3	763,0	1526,0	2	0,9	44,1	47,6	75	16	22,0	16,9	25		25
КЛ 4 ГПП-КТП5	731,3	1462,7	2	0,9	42,3	45,6	75	16	21,1	16,2	16		25
КЛ 5 ГПП-КТП6	4211,3	8422,7	2	0,9	243,4	262,9	275	150	121,7	93,6	90		150
КЛ 6 ГПП-КТП7	690,5	1381,1	2	0,9	39,9	43,1	75	16	20,0	15,3	16		25
КЛ7-РП-СД4х400	417,1	835,2	4	0,8	24,2	23,1	75	16	26,0	18,57	25		25
КЛ 8 РП-КТП4	1186,1	2372,7	2	0,9	68,6	74,05	75	16	34,3	26,37	25		25
	Варіант 2
КЛ1 ГПП-КТП1	2007,2	4014,4	2	0,9	95,1	102,7	115	35	47,5	36,5	35	25	35
КЛ2 ГПП-(КТП2+КТП3)	441	882	4	0,8	116,0	111,4	115	35	58,0	44,6	50		50
КЛ 4 ГПП-КТП5	731,3	1462,7	2	0,9	42,3	45,6	75	16	21,1	16,2	16		25
КЛ 4 ГПП-(КТП6+КТП7)	4879,3	9758,6	4	0,8	282,0	270,7	275	150	141,0	108,4	120		150
КЛ7-РП-СД4х400	417,1	835,2	4	0,8	24,2	23,1	75	16	26,0	18,57	25		25
КЛ 8 РП-КТП4	1186,1	2372,7	2	0,9	68,6	74,05	75	16	34,3	26,37	25	25	25

Размещено на http://www.allbest.ru

7.2 Техніко-економічне порівняння варіантів схеми

Визначення оптимального варіанту схеми електропостачання провадиться на основі техніко-економічного розрахунку шляхом визначення зведених витрат за формулою:

, тис.грн. (7.5)

де Ен -нормативний коефіцієнт порівняльної ефективності капіталовкладень, Ен = 0,15 ;

Кі -капіталовкладення для і-го варіанту, тис.грн:

, тис.грн (7.6)

И -експлуатаційні витрати для і-го варіанту, тис.грн:

, тис.грн (7.7)

де Иа,о- експлуатаційні витрати на амортизацію та обслуговування, тис.грн;

Ивтр- експлуатаційні витрати від втрат електроенергії, тис.грн;

, тис.грн (7.8)

де ка, ко - відрахування на амортизацію та обслуговування відповідно, %;

для КРП : ка=6,4%, ко=3%;

для кабельних ліній напругою 10кВ: ка=5,3%, ко=2%;

Втрати на покриття втрат електроенергії:

(7.9)

де в - ставка тарифу на електроенергію, в=0,75 грн/кВт·год;

ДWа -втрати активної електроенергії у кабельних лініях, кВт•год;

(7.10)

де roi- питомний активний опір кабельної лінії, Ом/км;

lк - довжина і-ої кабельної лінії, км;

ф - час максимальних втрат.

(7.11)

=2405,28 годин.

Таблиця 7.2 - Розрахунок капітальних затрат

Найменування обладнання	Вартість одиниці, тис.грн.	Варіант 1	Варіант 2
		Кількість , шт.(км)	Вартість, тис.грн.	Кількість , шт.(км)	Вартість, тис.грн.
КРП типу КУ-10	26,4	6	158,4	-	-
КЛ типу ААШв 3х25	12,77	2,225	14,995	1,9	24,26
3х35	14,8	0,38	5,624	0,175	2,59
3х50	16,88	-	-	0,15	2,53
3х150	22,08	0,175	3,864	0,175	3,86
ШВВ	9,3	-	-	8	74,4
Всього	-	-	182,883	-	107,64

Таблиця 7.3 - Розрахунок втрат активної потужності

Призначення КЛ	, А	rо, Ом/км	l, км	?Wкл, кВт·год
Варіант 1
КЛ1 ГПП-КТП1	47,5	0,89	0,175	2535,7
КЛ2 ГПП-КТП2	36,0	0,89	0,15	1248,5
КЛ 3 ГПП-КТП3	22,0	1,25	0,375	1637,1
КЛ 4 ГПП-КТП5	21,1	1,25	0,15	602,3
КЛ 5 ГПП-КТП6	121,7	0,198	0,175	3703,1
КЛ 6 ГПП-КТП7	20,0	1,25	0,3	1082,4
КЛ7-РП-СД4х400	26,0	1,25	0,35	2134,1
КЛ 8 РП-КТП4	34,3	1,25	0,35	3714,1
Всього	-	-		16657,3
Варіант 2
КЛ1 ГПП-КТП1	47,5	0,89	0,175	2535,7
КЛ2 ГПП-КТП2	58,0	0,62	0,15	2257,5
КЛ 4 ГПП-КТП5	21,1	1,25	0,15	602,3
КЛ 4 ГПП-(КТП6+КТП7)	141,0	0,198	0,175	4970,8
КЛ7-РП-СД4х400	26,0	1,25	0,35	2134,2
КЛ 8 РП-КТП4	34,3	1,25	0,35	3714,2
КЛ9 КТП2-КТП3	22,0	1,25	0,15	654,8
КЛ10 КТП6-КТП7	20,0	1,25	0,225	811,8
Всього	-	-		17681,2

тис. грн.

тис. грн.

тис. грн.

тис. грн.

тис. грн.

тис. грн.

Визначимо найбільш оптимальний варіант схеми:

Варіанти схем нерівноцінні, так як різниця у зведених затратах більше 5%. Тобто вибираємо варіант 2.

8. ВИБIР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРIВ ДЛЯ ЗРУ-10кВ

8.1 Вибір апаратів для ГЗП

Вибір апаратів для ГЗП здійснюємо за наступними умовами:

Uном ? Uс (8.1)

Іном ?Ір.max (8.2)

Івим ? І"к.з. (8.3)

ідин ? іуд. (8.4)

ІТ2·tТ > І?2·tкз (8.5)

Таблиця 7.1 - Вибір електричних апаратів для ГЗП

	Вимикач	Роз'єднувач	Транcф. струму	Розрядник
	ВБПЗ-35-12,5/10000У1	РНД-35/1000У1	ТФЗМ-35А- У1	РВС-110МУ1
Uном ? Uс	35=35	35=35	35=35	35=35
Іном ?Ір.max	1000>144,4	1000>144,4	1000>144.4	-
Івим ? І"к.з.	12,5>2,01	-	-	-
ідин ? іуд.	32>5,11	63>5,11	134>5,11	-
ІТ2·tТ > І?2·tкз	468,75>2,42	2500>2,42	4107>2,42	-

8.2 Вибір електричних апаратів для ЗРУ-10кВ

Номінальний струм ЗРУ-10 кВ в нормальному режимі роботи:

(8.6)

А

Максимальний струм на вводі:

(8.7)

А

Номінальний струм секційного вимикача ЗРУ-10 кВ:

(8.8)

А

Для комплектації ЗРУ-10кВ приймаємо шафи КУ-10Ц.

Вибір апаратів для ЗРУ-10кВ також будемо проводити за умовами

(8.10) - (8.14). Отримані результати заносимо у таблицю 8.1.

Згідно ПУЕ на двотрансформаторних підстанціях встановлюють трансформатори власних потреб:

(8.9)

кВА

Обираємо трансформатор ТМ-4010.

Струм трансформатора власних потреб:

(8.10)

А

Для трансформатора власних потреб обираємо запобіжник

ПКТ101-10-5-31,5У3.

Таблиця 7.2 - Вибір апаратів для ЗРУ-10кВ

Найменування	Умови вибору	Каталожні дані	Розрахункові дані
Комірка вводу
Вимикач ВР-1-10-20/630У1	Uном ? Uс	10кВ	10кВ
	Іном ?Ір.max	630А	466,18 А
	Івим ? І"к.з.	20кА	3,237 кА
	ідин ? іуд.	52кА	8,21 кА
	ІТ2·tТ > І?2·tкз	202·3=1200кА2с	3,2372·0,6=6,28 кА2с
Трансформатор струму ТЛК-10/600-1У3	Uном ? Uс	10кВ	10кВ
	Іном ?Ір.max	600А	466,18 А
	ідин ? іуд.	81кА	3,237 кА
	ІТ2·tТ > І?2·tкз	31,52·3=2976,75кА2с	3,2372·0,6=6,28 кА2с
Трансформатор напруги ЗНОЛ.06-10У3	Uном ? Uс	10кВ	10кВ
Розрядник РВ0-10У1	Uном ? Uс	10кВ	10кВ
Комірка секційного вимикача
Вимикач ВР-1-10-20/630У1	Uном ? Uс	10кВ	10кВ
	Іном ?Ір.max	630А	233,09 А
	Івим ? І"к.з.	20кА	3,237 кА
	ідин ? іуд.	52кА	8,21 кА
	ІТ2·tТ > І?2·tкз	202·3=1200кА2с	3,2372·0,6=6,28 кА2с
Трансформатор струму ТЛК-10/600-1У3	Uном ? Uс	10кВ	10кВ
	Іном ?Ір.max	1000А	233,09 А
	ідин ? іуд.	81кА	8,21 кА
	ІТ2·tТ > І?2·tкз	31,52·3=2976,75кА2с	3,2372·0,6=6,28 кА2с

9. КОМПЕНСАЦІЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ

9.1 Компенсація реактивної потужності на напрузі 10 кВ

На основі балансу реактивної потужності на межі енергосистема -підприємство визначають чи потрібна компенсація в межі 10кВ:

(9.1)

де -розрахункова реактивна потужність з урахуванням компенсуючої здатності синхронних двигунів, кВАр

, кВАр (9.2)

де -коефіцієнт, що враховує розбіжність за часом найбільшого активного навантаження енергосистеми і реактивної потужності підприємства , =0,95 [9];з

- сумарні втрати реактивної потужності в трансформаторах КТП, кВАр, (таблиця 5.1);

- втрати реактивної потужності в трансформаторах ГЗП, кВАр, розраховуємо за формулою (5.1);

- сумарна реактивна потужність компенсуючи пристроїв, встановлених на напрузі 0,4кВ, кВАр, (таблиця 5.1).

=8120,4 кВАр,

=59,17+59,17+34,4 + 81,9 + 34,4 +127,84+ 34,4 = 431,3 кВАр,

кВАр.

=2·600 + 2·300 +2·150 + 5·600 + 2·100 = 5300кВАр.

З формули (9.1):

(9.3)

=8120,4+431,3+500,1 - 1956,05 -5300=1795,75кВАр.

Так як QВКУ >400 кВАр на боці напруги 10кВ вибираємо компенсуючий пристрій потужністю 1800 кВАр: 1ЧУКЛ-10,5-1800 У3

9.2 Економія електроенергii вiд компенсаціi реактивної потужності

Економія електроенергії від компенсації реактивної потужності визначається як різниця між втратами електроенергії без застосування компенсуючи пристроїв та з їх установкою

(9.4)

Втрати електроенергії складаються з:

, МВт·год (9.5)

де - сумарні втрати електроенергії у трансформаторах КТП, МВт·год;

- втрати електроенергії у трансформаторах ГЗП, МВт·год;

- сумарні втрати електроенергії у кабельних лініях, МВт·год.

, МВт·год (9.6)

де - коефіцієнтів завантаженості, який визначаємо за формулою (4.5).

Результати розрахунку втрат електроенергії у трансформаторах КТП заносимо у таблицю 9.2

, (9.7)

, МВт·год

, МВт·год

Результати розрахунку втрат електроенергії в трансформаторах КТП зводимо до таблиці 9.1.

Таблиця 9.1 - Розрахунок втрат електроенергії у трансформаторах КТП

№КТП				з КРП	без КРП
				Кз	МВт год	Кз	МВт год
КТП1	2	1,31	7,6	0,7	40,8	1,4	94,6
КТП2	2	1,31	7,6	0,69	40,3	1,31	85,7
КТП3	2	0,95	5,5	0,69	29,2	1,38	67,0
КТП4	2	2,45	11,6	0,61	63,7	1,02	100,9
КТП5	2	0,95	5,5	0,7	29,6	1,76	98,6
КТП6	2	3,3	16,5	0,69	95,6	1,49	234,0
КТП7	2	0,95	5,5	0,7	29,6	1,12	49,8
					329,0		730,8

Результати розрахунку втрат активної потужності у кабельних лініях із застосуванням КРП наведено у таблиці 7.3, а без КРП - у таблиці 9.2

Таблиця 9.2 - Розрахунок втрат електроенергії у кабельних лініях без КРП

Призначення КЛ	, А	rо, Ом/км	l, км	?Wкл, кВт·год
КЛ1 ГПП-КТП1	51,0	0,89	0,175	2923,18
КЛ2 ГПП-КТП2	79,7	0,62	0,15	4262,7
КЛ 4 ГПП-КТП5	40,8	1,25	0,15	2252,2
КЛ 4 ГПП-(КТП6+КТП7)	163,8	0,198	0,175	6708,3
КЛ7-РП-СД4х400	26,0	1,25	0,35	2134,0
КЛ 8 РП-КТП4	59,06	1,25	0,35	11011,6
КЛ9 КТП2-КТП3	31,96	1,25	0,15	1381,9
КЛ10 КТП6-КТП7	25,85	1,25	0,225	1356,1
Всього				32030,3

, МВт·год

, МВт·год

Втрати електроенергії при компенсації реактивної потужності зменшаться на 51,87 %.

10. ОСНОВНІ ЗАХОДИ З ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

У мережі напругою 35кВ з режимом ізольованої нейтралі трансформатора основним захисним заходом з техніки безпеки є заземлення. Згідно [5] опір заземлюючого пристрою не повинен перевищувати Rнорм=4Ом.

Обираємо пристрій заземлення для ГЗП. Заземлення виконується за допомогою заглиблених вертикальних електродів, що розташовані за периметром і з'єднані горизонтальним заглибленим електродом. У якості вертикальних електродів приймаємо сталеві стержні діаметром d=0,014м і довжиною l=4м при зануренні на глибину 0,7м. У якості горизонтального електроду приймаємо сталеву полосу 40х4мм2, довжина якої співпадає з периметром ГЗП LГЕ=160м.

Оскільки грунт не задано, то приймаємо його як суглинок, питомий опір якого складає со =100 Ом·м.

Коефіцієнти сезонності враховують зміну питомого опору грунту впродовж року і приймаються окремо для вертикальних і горизонтальних електродів. З урахуванням цих коефіцієнтів питомий опір визначається за формулою:

ср.=Кс.·со , Ом·м (10.1)

де Кс.в=1,4 - для вертикальних електродів;

Кс.г=2 - для горизонтальних електродів.

ср в.=1,4.·100=140 Ом·м

ср. г =2.·100 =200 Ом·м

Опір розтікання струму для одного вертикального електрода:

Ом (10.2)

де 1=4 --довжина вертикального электрода, м;

d=14-10-3 --діаметр электрода, м;

t=2,7 --відстань від поверхні грунта до середини электрода, м;

=86,3 Ом

Попередня кількість вертикальних електродів:

,. (10.3)

де - коефіцієнт використання вертикальних електродів, =0,64 [10]

=33,7.

Приймаємо nв =34 .

Відстань між вертикальними електродами:

,м

Тоді сумарний опір вертикальних електродів:

, Ом

, Ом

Опір розтікання струму для горизонтального електроду:

Ом (10.4)

де - коефіцієнт використання горизонтальних електродів, =0,24

=16,072 Ом

Опір пристрою заземлення:

,Ом (10.5)

=3,18Ом

RПЗ=3,18<Rнорм=4 Ом, що вдовольняє вимогам ПУЕ. Отже приймаємо 34 вертикальних електродів.

Інші організаційні і технічні заходи з техніки безпеки приймають у відповідності до вимог правил техніки безпеки.

ВИСНОВКИ

В курсовому проекті було розроблено схему електропостачання машинобудівного заводу.

Методом коефіцієнту попиту на основі даних установлених потужностей силового обладнання і освітлення були визначені електричні розрахункові навантаження та розрахункові навантаження освітлення. В якості джерела живлення вибрана ГЗП 35/10кВ с двома трансформаторами ТМН-6300/35. Місце розташування джерела живлення прийнято на основі визначення координат ЦЕН.

За активною потужністю з урахуванням пропускної здатності за реактивною потужністю були вибрані трансформатори КТП. Для внутрішньозаводського електропостачання було розглянуто 2 варіанти схем та на основі техніко-економічного розрахунку був вибраний варіант 2 як найбільш економічний.

Розрахунок компенсації реактивної потужності у мережі напругою вище 1кВ показав недоцільність встановлення додаткових компенсуючи пристроїв.

Компенсуючи пристрої встановлені на напрузі 0,4кВ у ЦТП і економія електроенергії завдяки ним становить приблизно 51,87%.

У якості основних заходів з техніки безпеки було розраховане заземлення - 34 заглиблених вертикальних електродів, розташованих по периметру ГЗП і з`єднаних горизонтальним електродом.

ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ

Справочник по проектированию электроснабжения - под ред Ю.Г. Барібина и др. - М.: Энергоатомиздат 1990-570с

Кнорринг Г.М. Осветительніе установки. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 288 с.

Блок В.М. Электрические сети и системі. Учебное пособие для вузов. - М.:Вісшая школа, 1986 - 430 с.

Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промішленніх предприятий.Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987 - 386 с.

Правила устройства электроустановок. -Х.: Индустрия, 2007 - 416с.

Солдаткина Л.А. Электрические сети и системі: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергия, 1978. - 216 с.

Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочніе материалі для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с

Петренко Л.И. Электрические сети. Сборник задач - К. : Вища школа, 1985 - 271с.

Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни “Спеціальні питання електропостачання” для студентів спеціальності 8.090603 “Електротехнічні системи електроспоживання” всіх форм навчання - Запоріжжя ЗНТУ, 2005-43с.

Рудницький В.Г. Внутрішньозаводське електропостачання. Курсове проектування: Навчальний посібник. - Суми, 2006. - 153с

Размещено на Allbest.ru