Электрооборудование и электрохозяйство завода металлообрабатывающих станков "Луч"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Целью дипломного проекта является проектирование системы электроснабжения, электрооборудования и электрохозяйства станкостроительного завода «Луч».

Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создания экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическими процессами; внедрения новых комплектных преобразовательных устройств и т.д.

Решение многих задач промышленной электроэнергетики может быть получено технологическими средствами. Многовариантность задач систем электроснабжения промышленных предприятий обуславливает проведение технико-экономических расчетов (ТЭР), целью которых является экономическое обоснование выбранного технического решения.

Рационально выполненная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять таким требованиям, как экономичность и надежность качества электроэнергии. При этом должна предусматриваться гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. Нужно по возможности принимать решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия необходимо учитывать многочисленные факторы: потребляемую мощность, категорийность, размещение электрических нагрузок и т.п. Задачей дипломного проекта является разработка надежной и целесообразной в технико-экономическом отношении системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода.

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Рассматриваемый завод производит выпуск различного рода продукции, относящийся к области станкостроения. Продукция завода удовлетворяет нужды населения и промышленного производства. Весь технологический процесс завода можно разделить на две составляющие:

1) основной или главный технологический процесс;

2) вспомогательный технологический процесс.

В ходе основного технологического процесса происходит непосредственное преобразование исходного сырья в выпускаемую продукцию. Технология производства изделий на рассматриваемом заводе заключается в следующем:

поступающее со склада сырьё подвергается переработки в инструментальный цех, кузнечном цехе, литейном цехе, термическом цехе и электроцехе. Здесь для реализации технологического процесса используется прежде всего оборудование связанное с обработкой металлов (токарные, фрезерные станки, станки типа «обрабатывающий центр», шлифовальные станки, печи плавки металла для литья и т.п.). Потребителями электрической энергии в этом технологическом оборудовании являются прежде всего асинхронный двигатели с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности, двигатели постоянного тока малой мощности, нагревательные элементы. Кроме этого, в цехах размещается осветительная установка использующая в своём составе лампы ДРЛ, лампы дневного света, лампы накаливания.

Основной технологический процесс не может быть реализован без так называемого вспомогательного технологического процесса, в ходе реализации которого выполняются мероприятия по обслуживанию основного технологического процесса. К таким мероприятиям можно отнести:

1) ремонт выходящего из строя оборудования основного технологического процесса. Данные задачи решаются в ремонтно-механическом цехе. Для ремонта вышедшего из строя оборудования применяются станки для механической обработки металла, подъёмники, электрокары и т.п. В состав перечисленного оборудования входят асинхронные двигатели и двигатели постоянного тока малой и средней мощности;

2) Данная задача в токарно-механическом цеху, реализует основной и вспомогательный технологические процессы. Для этих целей на заводе предусмотрен токарно-механический цех. В качестве электрооборудования в токарно-механическом цехе можно выделить осветительную установку в состав которой входят люминесцентные лампы и лампы накаливания, асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором малой мощности, токарные станки, и т.п.

3) выработка и контроль за реализацией различного рода управленческих функций (разработка технологического процесса выпуска продукции, обеспечение сырьём, контроль за реализацией готовых изделий…). Данные функции выполняются управленческим персоналом завода для размещения которого на территории предусмотрен заводоуправляющий корпус. Основной потребитель электрической энергии в заводоуправляющем корпусе - осветительная установка, использующая в своём составе лампы накаливания и лампы дневного света;

4) отладка основного технологического процесса и испытание готовых изделий. Данные мероприятия производятся на испытательной станции. Основным оборудованием здесь являются испытательные стенды содержащие в своём составе асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели постоянного тока малой и средней мощности.

5) создание сжатого воздуха в пневмосетях завода, для этих целей используется компрессорная станция. Здесь применяются мощные асинхронные двигатели с фазным либо с короткозамкнутым ротором, которые и являются основным потребителем электрической энергии

6) обеспечение водоснабжения предприятия и отвода сточных вод, для этих целей на территории завода служит насосная. Основными потребителями электрической энергии в данном случае являются мощные синхронные двигатели.

Рисунок 1.1- Технологический процесс

Кроме вышерассмотренных цехов, реализующих основной и вспомогательный технологические процессы, на территории предприятия находятся или могут находиться потребители непосредственно не имеющие отношение к процессу выпуска готовых изделий на заводе. Но поскольку они расположены на территории рассматриваемого предприятия, необходимо обеспечить их электроэнергией. Здесь можно выделить магазины, гараж, пожарное депо. В качестве потребителей электрической энергии здесь, прежде всего, выделяется осветительная установка, в состав которой входят люминесцентный лампы и лампы накаливания.

Ниже будут рассмотрены вопросы, связанные с проектированием системы электроснабжения завода. Проектируемая система электроснабжения должна учитывать особенности вышеупомянутых потребителей электрической энергии и обеспечивать бесперебойное их снабжение электрической энергией, не приводящее к сбою в технологическом процессе.



2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 2.1

Ведомость электрических нагрузок завода

№ по плану	Наименование цеха	Кс	cosц	у, Вт/м2	Установленная мощность, кВт
1	Инструментальный цех	0,5	0,65	14	700
2	Термический цех	0,85	0,95	12	900
3	Литейный цех	0,65	0,65	12	2800
4	Насосная Насосная (6 кВ)	0,8 0,85	0,85 -0,9	12	400 1500
5	Компрессорная Компрессорная (6 кВ)	0,8 0,85	0,85 -0,9	12	300 1500
6	Электроцех	0,5	0,7	14	500
7	Склад готовой продукции	0,4	0,8	10	120
8	Сборочный цех	0,5	0,65	16	1350
9	Токарно-механический цех	0,35	0,6	14	1700
10	Кузнечный цех	0,4	0,65	12	1150
11	Ремонтно-механический цех	0,6	0,75	14	500
12	Склад оборудования и материалов	0,4	0,7	10	80
13	Гараж и пожарное депо	0,4	0,8	14	180
14	Медпункт	0,5	0,95	20	150
15	Заводоуправление	0,5	0,9	20	90
16	Столовая	0,5	0,9	20	210
17	Центральная заводская лаборатория	0,55	0,75	20	300
	Освещение цехов и территории завода			1	Определить по площади

Мощность системы - 1700 МВА.

Реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы - 0,15.

Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 12,3 км.



Рисунок 2.1 - Генеральный план завода



3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК ЦЕХОВ И ЗАВОДА

3.1 Расчет мощности нагрузок напряжением 0,4 кВ

Расчетные нагрузки цехов завода определим методом коэффициента спроса.

Активная мощность определяется следующим образом.

(3.1.1)

где Р_уст - номинальная активная мощность цеха;

К_с - коэффициент спроса для цеха;

Реактивная мощность определяется по следующей формуле:

(3.1.2)

гдеtg?=tg(arcos?);

tg?=tg(arcos(0,65))=1,17;

Расчет для остальных цехов производим аналогично, и полученные результаты сводим в таблицу 2.1.

Так как цех №1 имеет сложную (Г-образную) форму то определим его площадь по формуле:



(3.1.3)

где а - длина 1 крыла здания

в - ширина 1 крыла здания

с - длина 2 крыла здания

d - ширина 2 крыла здания

r - масштаб (1см - 66,67м)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 - Определение площади цеха №1

Расчет площади остальных цехов производим аналогично, и полученные результаты сводим в таблицу 2.1.

Активную нагрузку искусственного освещения определяем методом коэффициента спроса по формуле:

(3.1.4)

где К_со - принимаем равным 0,9;

у - удельная плотность осветительной нагрузки

Рассчитываем реактивную нагрузку освещения:

(3.1.5)

Учитывая, что освещение цеха выполнено лампами ДРЛ, то есть tg_о=1,73, получим:

Определяем активную расчетную мощность цеха с учетом искусственного освещения:

(3.1.6)

Определяем реактивную мощность:

(3.1.7)

Полная мощность цеха с учетом искусственного освещения:

(3.1.8)

Расчет для остальных цехов выполняем аналогично, и полученные результаты сводим в таблицу 3.2.1.

Так как на данном этапе не известны потери мощности цеховых ТП, то потери мощности учитываем приближенно по суммарным значениям нагрузок в цехе напряжением до 1000 В.

Рассчитываем потери мощности в цеховых трансформаторах.

Потери активной мощности определяются по формуле:

(3.1.9)

Потери реактивной мощности определяются по формуле:

(3.1.10)

Активная мощность цеха с учетом потерь в трансформаторах:

(3.1.11)

Определяем реактивную мощность:

(3.1.12)

Определяем полную мощность цеха с учетом потерь мощности в трансформаторах:

(3.1.13)

Расчет для других цехов выполняем аналогично, и полученные результаты заносим в таблицу 2.2.1.

3.2 Расчет мощности нагрузок напряжением 6 кВ

Определяем расчетную активную мощность:

(3.2.1)

Определяем расчетную реактивную мощность:

Определяем полную мощность:

(3.2.2)

Таблица 2.2.1

Расчетные данные

3.3 Расчет мощности осветительной нагрузки территории завода

Определяем площадь освещаемой территории завода:

(3.3.1)

где F_з - площадь завода, равная 500000 м²;

Определяем мощность, требуемую для освещения территории завода.

Активная мощность:

(3.3.2)

где К_сотер=1 - для внешнего освещения;

_тер=1.

Реактивная мощность:

(3.3.3)

где tg_отер=1,73 для территории, освещаемой лампами ДРЛ.

(2.3.4)

3.4 Расчет полной мощности завода

Определяем полную активную мощность завода по формуле:

(3.4.1)

где К_рм=0,95 - коэффициент разновременности максимумов нагрузки.

Полная реактивная мощность завода:

(2.4.2)

Определяем полную мощность завода:

(3.4.3)

3.5 Расчет мощности компенсирующих устройств

Определяем экономическую величину реактивной мощности в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя:



(3.5.1)

где tg_э1 принимаем равным 0,3

Определяем мощность компенсирующих устройств, которые необходимо установить у потребителя:

(3.5.2)

4. ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

4.1 Расчет мощности компенсирующих устройств

Величину мощности БСК определяем по формуле:

(4.1.1)

где Q_рцi - реактивная мощность цеха;

n - количество цехов, в которых устанавливаются батареи

Для цеха №1 необходимая мощность БСК:

Расчет для остальных цехов выполняем аналогично, и полученные результаты сводим в таблицу 4.1.1.

Таблица 4.1.1

Расчет цеховых компенсирующих устройств

№ цеха	1	2	3	6	8	9	10	11	17
Qрц, квар	739,7	536,2	2580,9	306,6	1164,5	911,4	928,1	364,3	276,7
Qбi, квар	429,4	311,3	1498,3	178,0	676,0	529,1	538,8	211,5	160,6
Марка	УКЗ-0,38-100 У3	УКЗ-0,38-75 У3	УКЛН-0,4-250-50 У3	УКЗ-0,38-75 У3	УКТ-0,38-150 У3	УКМ-0,4-250-50 У3	УКМ-0,4-250-50 У3	УКЗ-0,38-75 У3	УКЗ-0,38-75 У3
Qбст, квар	4 х100	4х75	6х250	2х75	4х150	2х250	2х250	4х75	2х75
Qбст, квар	400	300	1500	150	600	500	500	300	150
Ррц, кВт	509,8	892,5	1969,3	284,6	1166,2	898,6	646,3	304,3	357,4
Q'ру, квар	339,7	236,2	1080,9	156,6	564,5	411,4	428,1	64,3	126,7
Sрц, кВА	612,64	923,26	2246,46	324,83	1295,66	988,33	775,24	310,99	379,19



После выбора БСК проводим проверку:

(4.1.2)

4532,9>4400

Условие выполняется.

Окончательный расчет нагрузки с учетом установки БСК сводим в таблицу 4.1.2.

Таблица 4.1.2

Расчетные данные



4.2 Окончательный расчет полной мощности завода с учетом установки БСК

Определяем полную активную мощность завода:

(3.2.1)

где К_рм=0,95 - коэффициент разновременности максимумов нагрузки.

Определяем полную реактивную мощность завода:

(3.2.2)

Определяем полную мощность завода:

(4.2.3)



5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Картограммой нагрузок называют план, на котором изображена картина средней интенсивности распределения нагрузок приемников электроэнергии.

Картограмма активных нагрузок необходима для выбора рационального места расположения подстанций и распределительных пунктов.

Геометрические изображения средней интенсивности распределения нагрузок на картограмме выполняют различными способами. Наиболее простой из них состоит в изображении степени интенсивности распределения нагрузок при помощи кругов. Он состоит в следующем: в качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки (ЦЭН) приемника электроэнергии, значение его находят из условия равенства расчетной мощности Р_р площади круга:

Р_pi = r²_im,(5.1)

где r_i - радиус круга;

m - масштаб;

= 3,14.

(5.2)

где Р_ц - расчетная активная мощность цеха

Каждый круг может быть разделен на секторы, площади которых равны соответственно осветительной и силовой нагрузкам. В этом случае картограмма дает представление не только о значениях нагрузок, но и об их структуре.

Определяем радиус окружности цеха №1:

m - принимаем равным 0,25 мм

Осветительная нагрузка приемников электроэнергии (цехов, промышленного предприятия в целом и т.п.) показывается на картограмме в виде сегментов круга. Определяем долю осветительной нагрузки для цеха №1:

(5.3)

Определяем радиус окружности цеха №4:

Принимаем масштаб m=0,25 мм

Расчет для остальных цехов сводим в таблицу 5.1:

Таблица 5.1

Расчет центра электрических нагрузок и доли осветительной нагрузки

№ цеха	Uн, кВ	Рр, кВт	х, см	у, см	Ро, кВт	r, мм	?, град	х*Р	у*Р
1	0,4 кВ	510	8,4	29	143	25,5	101	4282,4	14785
2		893	18,5	29	108	33,7	43,6	16512	25884
3		1969	27,1	29	89,8	50,1	16,4	53368	57109
4		340	31,6	31,7	12	20,8	12,7	10736	10770
5		282	32,5	27,8	36	19	45,9	9173,7	7847
6		285	39,6	26,7	26,9	19	34	11270	7598,4
7		156	1	22,3	104	14,1	241	155,5	3467,7
8		1166	9,5	15,8	461	38,5	142	11079	18426
9		899	18,8	15,8	280	33,8	112	16894	14198
10		646	28,6	15,8	166	28,7	92,2	18484	10212
11		304	36,2	12,9	70,6	19,7	83,5	11015	3925,2
12		94,2	41,8	15,5	60	11	229	3938,3	1460,4
13		126	1	3	50,4	12,7	144	126,14	378,42
14		131	8,1	1,2	52,8	12,9	146	1057,4	156,65
15		210	19,4	1,8	160	16,3	275	4065,4	377,2
16		160	27,6	1,8	51,2	14,3	115	4406,7	287,39
17		357	1	40,6	184	21,3	185	357,41	14511
4'	6 кВ	1275	31,6	31,7		40,3		40290	40418
5'		1275	32,5	27,8		40,3		41438	35445

Понятие центра электрических нагрузок введено в теорию электроснабжения промышленных предприятий по аналогии с понятием центра тяжести системы материальных точек. Теперь в связи с изучением распределения нагрузок в группе приемников это понятие получило иное обоснование.

ЦЭН группы электроприемников называется точка с координатами х_о; у_о, относительно которой показатели разброса нагрузок наименьшие. Показатели разброса нагрузок и центр электрических нагрузок являются взаимосвязанными простейшими характеристиками распределения нагрузок группы приемников.

Из данных таблицы определим координаты центра электрических нагрузок по оси абсцисс:

(4.4)



По оси ординат:

(4.5)

Отмечаем координаты центра электрических нагрузок на плане завода.

Так как расположение ППЭ в центре электрических нагрузок невозможно (недостаточное расстояние между цехами 2 и 3), то устанавливаем ППЭ с привязкой к цеху 2.

Рисунок 5.1 - Картограмма электрических нагрузок

6. Выбор рационального напряжения питания

Комплекс основных вопросов при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятии наряду с выбором общей схемы питания и определением целесообразной мощности силовых трансформаторов включает в себя выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку последними определяются параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а, следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы и распределения. Под рациональным напряжением U_рац понимается такое значение стандартного напряжения, при котором сооружение и эксплуатация СЭС имеют минимальное значение приведенных затрат.

В проектной практике обычно используют следующее выражение для определения приближенного значения рационального напряжения:

(6.1)

где L - длина линии, км;

Р_рз - расчетная активная мощность завода, МВт.

Намечаются два уровня напряжения из стандартногоряда-35 и 110 кВ. Для выбора одного из них произведем технико-экономический расчет (ТЭР).

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Для выбора напряжения питания произведем технико-экономическое сравнение двух вариантов - 35 кВ и 110 кВ.

Для обоих вариантов общими являются следующие условия:

- воздушные линии длинной L=12,3 км выполнены сталеалюминиевыми проводами марки АС;

- район по гололеду принимаем II;

- трансформаторы двухобмоточные с номинальной мощностью S_ном=10 МВА;

- расчётная мощность завода S_рз=11431,5 кВА;

- время использования максимальной нагрузки: Т_мах=5880 ч.

- время максимальных потерь ф определяется по формуле:

(7.1)

где - время максимальных потерь, ч;

- время использования максимальной нагрузки, ч.

;

- удельные приведённые затраты на возмещение потерь электроэнергии;

- экономическая плотность тока для неизолированных алюминиевых проводов j_эк=1,0 А/мм² (при Т_мах>5000 ч).

Порядок определения приведенных затрат по каждому из сопоставляемых вариантов:

а) Определяются капитальные вложения. При этом можно не учитывать одни и те же элементы, повторяющиеся в обоих вариантах, а именно К_ЗРУ.

Устройства компенсации потерь мощности в обоих вариантах отсутствуют, в связи с этим принимаем равными нулю элементы К_КУ и к_уд(К_доп).

б) Определяются ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание сети. При этом для линии суммарный коэффициент _л=2,8%, а для подстанции- _пс=9,4%.

в) Вычисляются ежегодные затраты на возмещение потерь электроэнергии.

г) Определяются приведенные затраты без учёта ущерба, полагая, что оба варианта обладают одинаковой надежностью электроснабжения.

Оптимальным по экономическим показателям будет являться вариант, характеризующийся минимальными приведенными затратами.

6.1 Расчет приведенных затрат при U_сети=35 кВ

Ток в одной линии в нормальном и послеаварийном режиме:

,(7.1.1)

.(7.1.2)

где - ток нормального режима, А;

- количество линий, шт;

- ток послеаварийного режима, А.



,

.

Экономическое сечение линии:

(7.1.3)

где - экономическое сечение линии, мм²;

- экономическая плотность тока, А/мм².

Принимаем сечение95мм².

По ПУЭ длительно допустимый ток при таком сечении равен 330 А, т.е. I_доп>I_пар.

Тогда капитальные вложения на сооружение линии:

(6.1.4)

тыс. руб.

Стоимость двух трансформаторов: тыс. руб.

Стоимость выбранной схемы РУ ВН: тыс. руб.

Постоянная часть затрат по подстанции: тыс. руб.

Капиталовложения в строительство подстанции:

(6.1.5)

тыс.руб.

Общие капиталовложения:

(7.1.6)

К=11634,5+67650=79284,5тыс.руб.

Издержки на амортизацию и ремонт линии и подстанции:

тыс.руб.

тыс.руб.

Суммарные потери энергии складываются из постоянных потерь в линии и потерь в трансформаторе (постоянных и нагрузочных):

(7.1.7)

где -потери электроэнергии, кВТч;

- потери хх трансформатора, кВт;

- нагрузочные потери активной мощности в трансформаторе, в линии, кВт;

Т=8760 ч. - число часов в году;

- время максимальных потерь, ч.

Параметры линии: АС-95/16: R_л=3,76 Ом.

Потери активной мощности:

, (7.1.8)

.(7.1.9)

где - активные сопротивления трансформатора, линии, Ом;

- полная мощность нагрузки, кВА;

- номинальное напряжение, кВ.

S_нагр=S_рз=11431кВА,

,

,

.

Издержки, связанные с потерями электроэнергии , определяются по формуле:

(7.1.10)

где- удельные приведённые затраты на возмещение потерь электроэнергии, руб/кВтч;

- суммарные потери энергии, кВтч.

тыс. руб

Итого, ежегодные издержки на эксплуатацию будут равны:

И = И_л + И_п/ст + И_w (7.1.11)

И=1894,2+1093,6+2144=5131,8тыс.руб.

Приведенные затраты:

З = Е_н К + И+У (7.1.12)

где Е_н - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, Е_н = 0,12;

У - возможный ежегодный народнохозяйственный ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям из-за перерывов электроснабжения, руб.

тыс.руб.

6.2 Расчет приведенных затрат при U_сети=110 кВ

Ток в одной линии в нормальном и послеаварийном режиме:

,

.

Экономическое сечение линии:

По условиям коронирования минимальное сечение на напряжение 110 кВ равно 70 мм².Принимаем стандартное сечение провода 70 мм². По ПУЭ длительно допустимый ток при таком сечении равен 265А, т.е. I_доп>I_пар.

Капитальные вложения на сооружение линии:

тыс. руб.

Стоимость двух трансформаторов: тыс. руб.

Стоимость выбранной схемы РУ ВН: тыс. руб.

Постоянная часть затрат по подстанции: тыс. руб.

Капиталовложения в строительство подстанции:

тыс.руб.

Общие капиталовложения:

К=86100+20145=106245тыс.руб.

Издержки на амортизацию и ремонт линии и подстанции:

тыс.руб.

тыс.руб.

Параметры линии АС-70/11: R_л=5,3 Ом.

Потери активной мощности:

,

,

.

Издержки, связанные с потерями энергии:

тыс.руб.

Итого, ежегодные издержки на эксплуатацию будут равны:

И=2410,8+1893,6+4202=80506,4тыс.руб.

Приведенные затраты:

тыс.руб.

В результате проведения технико-экономического расчета мы получили, что напряжение питания завода металлообрабатывающих станков целесообразно выбратьU_сети=35кВ с приведенными затратами З= 14645,9, чем 110кВ с З= 21255,8, так как даже по условию затраты превосходят более, чем на 15%.



8. ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Рациональное напряжение U_рац распределения электроэнергии выше 1000В на предприятии определяется на основании технико-экономического расчета и для вновь проектируемых предприятий в основном зависит от наличия и значения мощности приемников электрической энергии напряжением 6 кВ, 10 кВ, начиная с собственной ТЭЦ и величины ее генераторного напряжения, а также напряжения системы питания. Для учебного проектирования ТЭР не проводим. Поэтому при выборе напряжения распределения пользуемся следующими условиями.

Если мощность ЭП 6 кВ составляет от суммарной мощности предприятия менее 10-15%, то U_рац распределения принимается равным 10 кВ, а электроприемники на напряжение 6кВ получают питание через понижающие трансформаторы 10/6 кВ.

Если мощность электроприемников 6 кВ составляет от суммарной мощности предприятия более 40%, то U_рац распределения принимается равным 6 кВ.

При других процентных соотношениях нагрузок выбор рационального напряжения следует осуществлять на основе экономического сравнения вариантов.

Доля нагрузки 6 кВ в общем по заводу:

(7.1)

По согласованию с руководителем проекта выбираем напряжение распределения - 10 кВ. Для приемников с напряжением питания 6 кВ будем устанавливать понижающие трансформаторы 10/6 кВ.

9. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПГВ

9.1 Суточный график нагрузки

Построение суточного графика нагрузки предприятия необходимо для определения среднеквадратичной нагрузки и выбора силовых трансформаторов ПГВ. Для построения графиков используем типовые таблицы суточной загрузки электрооборудования проектируемой отрасли промышленности.

Составляем таблицу суточной нагрузки станкостроительного завода в зимний период.

Таблица 9.1.1

Суточная нагрузка завода в зимний период

Часы	S, кВА	%
0	7430,3	65
1	7430,3	65
2	6858,8	60
3	7430,3	65
4	7430,3	65
5	7087,4	62
6	6287,2	55
7	8001,9	70
8	10288	90
9	11431	100
10	11431	100
11	10974	96
12	10060	88
13	10060	95
14	10631	93
15	10288	90
16	10060	88
17	10288	90
18	10517	92
19	10288	90
20	10631	93
21	10631	93
22	10288	90
23	9145	80

По этим данным строим суточный график нагрузки станкостроительного завода:

Вычисляем среднеквадратичную мощность:

(9.1.1)

9.2 Выбор трансформатора

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций промышленных предприятий должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

При выборе числа трансформаторов необходимо учитывать требование резервирования потребителей, исходя из следующих соображений. Потребители 1-й категории должны получать питание от двух независимых взаимно резервирующих источников электроэнергии, и перерыв их электроснабжения (при нарушении электроснабжения от одного из источников питания) может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. При питании этих потребителей от двух подстанций на них можно устанавливать по одному трансформатору. Обеспечивая питание потребителей 1-й категории от одной подстанции, необходимо иметь по одному трансформатору на каждую секцию шин высокого напряжения. При этом для обеспечения питания потребителей мощность трансформаторов должна быть выбрана с учетом допустимой перегрузки каждого из них при отключении любого из трансформаторов. Для электроснабжения особой группы электроприемников 1-й категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Ввод резервного питания потребителей 2-й категории должен осуществляться действиями дежурного персонала. При питании этих потребителей от одной подстанции необходимо иметь два трансформатора.

Потребители 3-й категории могут получить питание от подстанции с одним трансформатором при наличии «складского» резервного трансформатора. При проектировании электроснабжения промышленного предприятия следует использовать трансформаторы с регулировкой напряжения под нагрузкой (система РПН).

Определяем требуемую мощность одного трансформатора:

(9.2.1)

где К_зmax - максимальный коэффициент загрузки трансформатора равный 1,5.

Выбираем трансформатор ТМН-10000/35 со следующими данными S_ном=10 МВА; U_вн=35 кВ; U_нн=10,5кВ; Р_х=12,5 кВт; Р_к=60 кВт; U_к=8 %; I_х=0,6 %.

Произведем проверку на эксплуатационную перегрузку.

Коэффициент предварительной загрузки:

(9.2.2)

где - коэффициент предварительной загрузки;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- расчетная полная мощность завода в i-й момент времени суток, кВА;

Коэффициент послеаварийнойперегрузки:

(9.2.3)

где - коэффициент послеаварийной перегрузки;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- расчетная полная мощность завода в i-й момент времени суток, кВА;

Коэффициент максимальной перегрузки:

(9.2.4)

где - коэффициент максимальной перегрузки трансформатора.

Если , то , иначе,

Время перегрузки по графику составляет 15 часов, время перегрузки по ГОСТ 14209 - 24 ч. Следовательно, трансформатор проходит по нагреву.

Выбираем его к установке.

Определяем нормальную загрузку трансформатора (в номинальном режиме):

(8.2.5)

где S_нт - номинальная мощность трансформатора.

Определяем загрузку трансформатора при работе в послеаварийном режиме:

(8.2.6)



10. ВЫБОР СХЕМЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Так как на заводе есть потребитель 1-й категории, то следует принять схему ППЭ, по условиям учебного проектирования с выключателями на стороне высокого напряжения. Для снижения токов КЗ и облегчения работы аппаратов в нормальном режиме обычно применяют раздельную работу трансформаторов. Для резервирования части нагрузки при отключении одного из работающих трансформаторов второй включается с помощью секционного автоматического выключателя. Ввод резервного питания для потребителей первой категории должен осуществляться автоматически.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10.1 - Схема РУ на стороне высокого напряжения



11. ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ

Сечения проводов и жил кабелей выбирают в зависимости от ряда технических и экономических факторов.

Технические факторы, влияющие на выбор сечений, следующие:

1. нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током;

2. нагрев от кратковременного выделения тепла током КЗ;

3. потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушной линии электропередачи от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;

4. механическая прочность - устойчивость к механической нагрузке (собственная масса, гололед, ветер);

5. коронирование - фактор, зависящий от применяемого напряжения, сечения провода и окружающей среды.

Влияние и учет перечисленных факторов в воздушных и кабельных линиях неодинаковы.

Выбор экономически целесообразного сечения ВЛ, производят по так называемой экономической плотности тока J_э (так как в данном случае этот фактор является определяющим). Величина J_э зависит от материала провода и количества часов использования максимума нагрузки.

11.1 Определение мощности потерь трансформатора ПГВ

Определяем активные потери трансформатора:

(10.1.1)

где _?Р_х - потери холостого хода (опыт х.х.)

_?Р_к - потери короткого замыкания (опыт к.з.)



Определяем реактивные потери трансформаторов:

(11.1.2)

где I_х - ток холостого хода

(11.1.3)

где U_к - напряжение короткого замыкания

(11.1.4)

Определяем полные потери трансформатора:

(11.1.5)

Определяем мощность линии:

(11.1.6)

(11.1.7)

(11.1.8)

11.2 Расчет и выбор сечения провода

Определяем ток в линии в нормальном и послеаварийном режиме:

Нормальный режим:

(11.2.1)

где n - количество линий;

U_с - напряжение сети.

Послеаварийный режим:

(11.2.2)

Рассчитываем сечение провода по экономической плотности тока:

(11.2.3)

По полученному сечению выбираем алюминиевый провод со стальным сердечником марки АС-95/16 мм².

11.3 Проверка выбранного провода

Проверяем провод по условию допустимого нагрева. По ПУЭ допустимый предельный ток для провода сечением 95/16 мм² равен 330 А, следовательно I_пар=191 А <I_д=330 А. Провод по данному условию проходит.

Проверяем сечение провода по падению напряжения в нормальном и послеаварийном режимах:

Нормальный режим.

Определяем активное сопротивление линии:

(11.3.1)

где r₀ - активное сопротивление провода на 1 км;

l - длина линии;

n - количество линий.

Определяем индуктивное сопротивление:

(10.3.2)

где х₀ - индуктивное сопротивление провода на 1 км.

Определяем потери напряжения:

(11.3.3)

2,5% < 10-15% условие выполняется.

Послеаварийный режим. Определяем активное сопротивление линии:

(11.3.4)

Определяем индуктивное сопротивление:

(11.3.5)

Определяем потери напряжения:

(11.3.6)

5,8% < 20% условие выполняется.

Выбранное сечение провода проходит по всем условиям.



12. ВЫБОР СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Для выбора ячеек ЗРУ определяем ток нагрузки по формуле:

(12.1)

Выбираем ячейки серии КРУ.

Для двухобмоточных трансформаторов применяем следующую схему:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12.1 - Схема РУ на стороне низкого напряжения

13. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Выбор двигателей осуществляется по установленной мощности и номинальному напряжению.

Таблица 13.1

Параметры высоковольтных двигателей

№ цеха	Марка двигателя	Uн, кВ	Рн, кВА	Sн, кВА	n	Cosцн			Та, с	кп	з
4	СТД-500-2УХЛ4	6	500	581	3	0,86	0,145	0,177	0,0315	5,85	0,958
5	СТД-500-8УХЛ4	6	500	581	3	0,86	0,145	0,177	0,0315	5,85	0,958

Двигатели серии СТД общего назначения.



14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА ЦЕХОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

При решении вопроса о типе, конструктивном исполнении и месте расположения цеховой подстанции необходимо принимать во внимание следующие положения:

а) стремиться к созданию внутренних цеховых подстанций и желательно встроенных в цех, ибо при этом уменьшаются затраты на строительные работы, и архитектурное выполнение здания получается наиболее удачным. При невозможности обеспечить применение встроенной подстанции, желательно (как следующий вариант) рассматривать пристроенные (около стен цеха) трансформаторные подстанции;

б) стоящие отдельно подстанции применять только в тех случаях, когда:

- от данной подстанции питается несколько цехов и ни один из них не может служить местом целесообразного размещения в нем этой подстанции;

- размещение подстанции внутри или около цеха недопустимо по соображениям пожаро- и взрывобезопасности;

- размещение подстанции внутри или около цеха нецелесообразно или недопустимо из-за воздействия на её оборудование химических веществ.

При проектировании рекомендуется применять комплектные трансформаторные подстанции (КТП), изготовляемые на заводах и транспортируемые в собранном виде до места установки со всем оборудованием.

Определяем удельную плотность электрической нагрузки:

(14.1)

где F - площадь цеха.

Расчет для других цехов выполняем аналогично, и полученные результаты сводим в таблицу 13.1.

Так как плотность электрической нагрузки не превышает 0,2 кВА/м², то мощность трансформаторов не может превышать 1000 кВА. По величине расчетной максимальной мощности цеха S_рц выбираем два трансформатора ТМ-630/10 со следующими данными S_ном=630 кВА; U_вн=10 кВ; U_нн=0,4 кВ; Р_х=1,42 кВт; Р_к=7,6 кВт; U_к=5,5 %; I_х=2 %.

Проверяем их на перегрузочную способность:

(14.2)

(14.3)

Таким образом, трансформаторы обеспечивают резервирование.

Определяем потери в трансформаторе.

Активные потери трансформаторов:

(13.4)

Реактивные потери трансформаторов:

(14.5)

(14.6)

(13.7)

Определяем полные потери трансформатора:

(13.8)

Таблица 14.1

Результаты расчетов



15. ВЫБОР СПОСОБА КАНАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И СЕЧЕНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

15.1 Схемы внутреннего электроснабжения

Схемы внутреннего электроснабжения делятся на радиальные и магистральные.

Радиальными называются схемы, в которых электроэнергию от центра питания (электроподстанции предприятия, подстанции или распределительного пункта) передают прямо к цеховой подстанции без ответвления на пути для питания других потребителей. Такие схемы имеют значительное количество отключающей аппаратуры и число питающих линий.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 15.1.1 - Радиальные схемы внутреннего электроснабжения промышленного предприятия

Схема (рис. 15.1.1, а) предназначена для питания потребителей 3-й категории, схема (рис. 15.1.1, б) - для питания потребителей 2-й категории, перерыв питания которых допускается на время ручного ввода резерва. Для электроснабжения потребителей 1-й категории применяют схему (рис. 15.1.1, в), но ее также используют и для питания потребителей 2-й категории, перерыв в питании которых влечет за собой нарушение технологического процесса и остановку производства.

Магистральные схемы применяют в системе внутреннего электроснабжения предприятий в том случае, когда потребителей достаточно много и радиальные схемы питания нецелесообразны. Обычно магистральные схемы обеспечивают присоединение пяти-шести подстанций с общей мощностью потребителей не более 5000-6000 кВА. Эти схемы характеризуются пониженной надежностью питания, но дают возможность уменьшить число отключающих аппаратов и более удачно скомпоновать потребителей для питания.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 15.1.2 - Магистральная схема питания со сквозными двойными магистралями

Когда необходимо сохранить преимущество магистральных схем и обеспечить высокую надежность питания, применяют систему транзитных (сквозных) двойных магистралей (рис. 15.1.2). В этой схеме при повреждении любой из питающих магистралей высшего напряжения питание надежно обеспечивают по второй магистрали путем автоматического переключения потребителей на секцию шин низшего напряжения трансформатора, оставшегося в работе.

В практике проектирования и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий редко встречаются схемы, построенные только по радиальному или только магистральному принципам. Обычно крупные и ответственные потребители или приемники питаются по радиальной схеме. Средние и мелкие потребители группируются, и питание их осуществляется по магистральному принципу. Такое решение позволяет создать схему внутреннего электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями (смешанные схемы питания).

15.2 Выбор сечения кабельных линий

Произведем расчет кабеля от ПГВ до цеха № 1.

Мощность кабеля:

(14.2.1)

Расчетный ток в номинальном режиме:

(15.2.2)

Определяем экономическое сечение кабеля:

(15.2.3)



где j_эк - экономическая плотность тока при использовании максимума нагрузки 3000-5000 часов.

Ток в послеаварийном режиме:

(15.2.4)

Выбор кабеля производим по нагреву током нормального и послеаварийного режимов с учетом поправочных коэффициентов.

По таблице стандартных сечений предварительно выбираем кабель сечением жилы 16 мм² с допустимым током 75 А.

Проверяем по следующим условиям:

(15.2.5)

>I_н.р.

(15.2.6)

>I_ПАР

где К₁=1 - коэффициент допустимой кратковременной перегрузки в нормальном режиме работы;

К₂=1 - коэффициент дополнительной перегрузки на период ликвидации аварий;

К₃=1 - поправочный коэффициент на реальную температуру окружающей среды;

К₄=1 - поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных в одной траншее;

К₅=1 - поправочный коэффициент на реальное удельное сопротивление земли;

К_п=1,3 - коэффициент перегрузки (при послеаварийном режиме для кабелейс бумажной изоляцией - 30%).

Окончательно принимаем кабель марки ААВ-3х16.

Расчет для остальных кабелей производим аналогично, и полученные результаты сводим в таблицу 15.2.1.

Таблица 15.2.1

Результаты расчетов

№	Линия между…	Sлинии, кВА	Iр, А	Fэк, мм2	Fст, мм2	Iдл. доп табл.	К2	Iдл.доп, А	Количество и сечение кабелей
			н.р.	пар					н.р.	пар
1	ПГВ - ТП1	627,0	17	34	12	16	46	1	46	59,8	2х(ААВ 3х16)
2	ПГВ - ТП2	937,0	26	52	18	16	46	1	46	59,8	2х(ААВ 3х16)
3	ПГВ - ТП3	2287,9	63	126	45	50	105	1	105	136,5	2х(ААВ 3х50)
4	ТП4 - ТП5	343,0	9	19	7	16	46	1	46	59,8	2х(ААВ 3х16)
5	ПГВ - ТП4	1015,6	28	56	20	25	65	1	65	84,5	2х(ААВ 3х25)
6	ПГВ - ЭД (цех №5)	1500	72,2	144,5	51	50	105		105	105	1х(ААВ 3х50)
7	ТП4 -ТП6	332,2	9	18	7	16	46	1	46	59,8	2х(ААВ 3х16)
8	ПГВ - ЭД (цех №4)	1500	72,2	144,5	51	50	105		105	105	1х(ААВ 3х50)
9	ТП8.1 - РП7	186,9	135	270	67	95	240	1	240	312	2х(ВВГ 4х95)
10	ТП8.1 - РП13	203,7	147	294	74	95	240	1	240	312	2х(ВВГ 4х95)
11	ТП8.2 - ТП8.1	970,3	27	53	19	25	65	1	65	84,5	2х(ААВ 3х25)
12	ПГВ - ТП8.2	1518,7	42	84	30	25	65	1	65	84,5	2х(ААВ 3х25)
13	ТП15 - РП14	145,3	105	210	52	70	200	1	200	260	2х(ВВГ 4х70)
14	ТП15 - РП16	184,7	133	267	67	95	240	1	240	312	2х(ВВГ 4х95)
15	ТП11 - РП12	119,0	86	172	43	50	200	1	200	260	2х(ВВГ 4х50)
16	ТП11 - ТП17	434,3	12	24	9	16	46	1	46	59,8	2х(ААВ 3х16)
17	ТП15 - ТП17	820,3	23	45	16	16	46	1	46	59,8	2х(ААВ 3х16)
18	ТП10 - ТП15	1072,2	29	59	21	25	65	1	65	84,5	2х(ААВ 3х25)
19	ТП9 - ТП10	1857,7	51	102	36	35	80	1	80	104	2х(ААВ 3х35)
20	ПГВ - ТП9	1007,8	28	55	20	25	65	1	65	84,5	2х(ААВ 3х25)



Рисунок 15.2.1 - Канализация электроэнергии



16. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Рисунок 16.1 - Исходная схема

Составляем схему замещения:



Рисунок 16.2 - Схема замещения

Расчет токов КЗ в точке К₁:

Принимаем базисные условия:

S_б=S_с=1700 МВА

U_б=37,5 кВ

Е_с=1

Определяем базисный ток:

(16.1)

Сопротивление воздушной линии:

(16.2)

(16.3)

Сопротивление точки К₁:

(16.4)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₁:

(16.5)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₁:

(16.6)



Ударный коэффициент:

(16.7)

Ударный ток КЗ:

(16.8)

Определяем ток КЗ в точке К₂:

Принимаем базисные условия:

S_б=S_с=1700 МВА

U_б=10,5 кВ

Так как двигатели подключены через трансформаторы, т.е. электрически удалены, ток подпитки от них не учитываем.

Определяем базисный ток:

Сопротивление трансформатора:

(16.9)



Сопротивление точки К2:

(16.10)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₂:

(16.11)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₂:

(15.12)

Ударный коэффициент:

Ударный ток КЗ:

Определяем ток КЗ в точке К₃:

Принимаем базисные условия:

S_б=S_с=1700 МВА

U_б=6,3 кВ

Определяем базисный ток:

Сопротивление кабельной линии:

(16.13)

(16.14)

Сопротивление трансформатора:

(16.15)

Сопротивление до точки к.з.:

(16.16)



Сопротивление двигателя:

(16.17)

(16.18)

(16.19)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₃:

(16.20)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К₃:

Ударный коэффициент:

Ударный ток КЗ:

Расчет токов КЗ в точке К₄:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 16.3 - Схема замещения

Систему принимаем системой бесконечной мощности, сопротивление системы равно 0.

Сопротивление силового трансформатора ТП-3:

Активное сопротивление:

(16.21)

Индуктивное сопротивление:

(16.22)

Сопротивление трансформатора тока при токе большем 500 А:

r_та=0 мОм, х_та=0 мОм

сопротивление автоматического выключателя I_н=4000 А:

r_кв=0,1мОм, х_кв=0,05мОм

включает в себя сопротивление контактов.

сопротивление контактов:

r_к=1мОм

сопротивление шинопровода:

r_ш=1,5мОм, х_ш=1,7мОм

сопротивление дуги:

r_д=4 мОм

результирующее сопротивление схемы замещения:

(15.23)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К-4.

(15.24)

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К4:

Ударный коэффициент:

Ударный ток КЗ

электроснабжение нагрузка подстанция осветительный



17. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

К коммутационным аппаратам выше 1000 В относятся высоковольтные выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, отделители и короткозамыкатели. Все эти аппараты имеют свои назначения и области применения и, как следствие, к ним предъявляют соответствующие требования. Все данные аппараты должны удовлетворять условиям длительной работы, режиму перегрузки и режиму возможных коротких замыканий. Аппараты должны соответствовать условиям окружающей среды (открытая или закрытая установки, температура, запыленность, влажность и другие показатели окружающей среды). Как правило, все элементы системы электроснабжения выбираются по номинальным параметрам и проверяются по устойчивости при сквозных токах короткого замыкания и перенапряжениях.

Номинальное напряжение аппарата соответствует классу его изоляции. Всегда имеется запас электрической прочности, оговариваемый техническими условиями на изготовление и позволяющий аппарату работать длительное время при напряжении 10-15% выше номинального (максимальное рабочее напряжение аппарата). Отклонение напряжения на практике обычно не превышает этих величин. Поэтому при выборе аппарата достаточно соблюсти условие где - номинальное напряжение аппарата; - номинальное напряжение сети.

При протекании номинального тока при номинальной температуре окружающей среды аппарат может работать неопределенно долго без допустимого перегрева. Поэтому аппарат надлежит выбирать так, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи не превышал номинального тока, указанного в паспорте аппарата (расчетная температура окружающей среды принята +35°С)., где - номинальный ток аппарата; - наибольший ток утяжеленного режима.

Аппараты, выбранные по номинальному напряжению и номинальному току, подлежат проверке на термическую и динамическую стойкости при токах короткого замыкания

17.1 Выбор и проверка высоковольтных выключателей

Ток в питающей линии ВЛЭП в нормальном режиме I_н.р. = 95,4 А; послеаварийном режиме - I_пар= 191 А.

Предварительно выбираем выключатель ВБ-35-25(31,5)/630-1600 УХЛ2.

(16.1.1)

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =35 кВ	Uном =35 кВ	Uуст Uном
Iраб.max =191 А	Iном =1000 А	Iном Iраб.max
Iпо = 3,3 кА	Iоткл.н =16 кА	Iоткл.н Iпо
iу =5,2 кA	im.дин =102 кА	im.дин iу
Вк = 12,7кА2/с	Iт/tт = 40 кА/3с	Вк I2т tт

Выключатель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.

17.2 Выбор и проверка выключателей на стороне 10 кВ

Выбираем выключатель на отводе трансформатора ВВУ-СЭЩ-Э(П)3-10 УХЛ2.

Максимальный рабочий ток:

(17.2.1)

(17.2.2)

Предварительновыбираем выключатель марки ВВУ-СЭЩ-Э(П)3-10 УХЛ2.

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =10 кВ	Uном =10 кВ	Uном Uном
Iраб.max =629А	Iном =630 А	Iном Iраб.max
Iпо = 4,56 кА	Iоткл.н =20 кА	Iоткл.н Iпо
iу =9,6 кA	im.дин =52 кА	im.дин iу
Вк = 12,6 кА2/с	Iт/tт = 20 кА/4с	Вк I2т tт

Данный выключатель по условиям проверки проходит.

17.3 Выбор типа ячеек 10 кВ

Водные, отходящие и секционные ячейки выбираем типа КРУ-СЭЩ-63 Самарского завода ОАО «Электрощит»

U_ном =10 кВ, остальные параметры ячеек выбраны исходя из параметров нагрузок каждого цеха.

Для подключения высоковольтных двигателей в цехах №4 и №5 выбраны ячейки серии КРУ специального исполнения, параметры которого выбираются по листу согласования с поставщиком.

17.4 Выбор и проверка разъединителей

Предварительно выбираем разъединитель РНД-35 1000У1.

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =35 кВ	Uном =35 кВ	Uном Uном
Iраб.max =191 А	Iном =1000 А	Iном Iраб.max
iу =5,2 кA	im.дин =63 кА	im.дин iу
Вк = 12,7 кА2/с	Iт/tт = 25 кА/3с	Вк I2т tт

Разъединитель по условиям проверки проходит. Принимаем его к установке.

17.5 Выбор и проверка трансформаторов тока

По напряжению и току в первичной обмотке трансформатора тока выбираем трансформатор тока марки ТШЛП-10:

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные трансформатора тока	Условия выбора и проверки
Uуст =10 кВ	Uном =10 кВ	Uном Uном
Iраб.max =629 А	Iном =1000 А	Iном Iраб.max
Вк = 12,6 кА2/с	(k•I1ном)2•tт=11,7	Вк(k•I1ном)2 tт
z2 = 0,52 Ом	z2ном = 0,8 Ом	z2номz2

Проверку на динамическую стойкость не делаем, т.к. это - шинный трансформатор тока. Трансформаторы тока включены в сеть по схеме "неполной звезды" на разность токов двух фаз.

Чтобы трансформатор тока не вышел за заданные пределы класса точности, необходимо выполнение условия z_2номz₂

(17.5.1)

Для определения сопротивления приборов, питающихся от трансформаторов тока, необходимо составить таблицу - перечень электроизмерительных приборов, устанавливаемых в данном присоединении

Суммарное сопротивление приборов рассчитывается по суммарной мощности:

(17.5.2)

Наименование прибора	Количество	Sпр ,В А	Sпр,В А
Амперметр Э-377	1	0,1	0,1
Ваттметр Д-335	1	0,5	0,5
ВарметрД-335	1	0,5	0,5
Счетчик активной мощности СА4У	1	2,5	2,5
Счетчик реактивной мощности СР4У	2	2,5	5

Сопротивление соединительных проводов определяем по площади сечения и длине проводов (при установке приборов в шкафах КРУ 1 = 6 м, т.к. схема соединения - неполная звезда, то l_р = ):

(17.5.3)

Сопротивление контактов г_к принимаем 0,10м (т.к. приборов более 3).

Трансформатор тока по условиям проверки подходит.

17.6 Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения на ПГВ (РУНН) выбираем по конструкции, схеме соединения; U_с.ном = U_1ном , где U_с.ном - номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ; U_1ном - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ; классу точности; S_2ном^>S_2расч, где S_2расч - расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, В А; S_2ном - номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, ВА.

Выбираем трансформатор напряжения марки НАМИ - 10.

Наименование прибора	Количество	Sпр ,BA	Sпр ,BA Sup'
Вольтметр Э-335	1	2	2
Ваттметр Д-335	1	1,5	1,5
ВарметрД-335	1	1,5	1,5
Частотомер Д-337	1	3	3
Счетчик активной мощности СА4У	9	2,5	22,5
Счетчик реактивной мощности СР4У	2	2,5	5

U_с.ном =U_1ном= 10кВ; класс точности 0,5; S_2ном =120 ВА S_2расч =35,5 ВА, трансформатор напряжения подобран правильно.

17.7 Выбор и проверка выключателей на стороне 6 кВ

Выбираем выключатель на отводе трансформатора.

Максимальный рабочий ток

Предварительно выбираем выключатель марки ВБЭМ-10-20(12,5)/1000(800) У2.

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные аппарата	Условия выбора и проверки
Uуст =10 кВ	Uном =10 кВ	Uном Uном
Iраб.max =51А	Iном =800 А	Iном Iраб.max
Iпо = 3,18 кА	Iоткл.н =20 кА	Iоткл.н Iпо
iу =9,65 кA	im.дин =25,5 кА	im.дин iу
Вк = 6,26 кА2/с	Iт/tт = 10 кА/3с	Вк I2т tт

Данный выключатель по условиям проверки проходит.

17.8 Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0,4 кВ

Выбираем автоматический выключатель на стороне 0,4 кВ трансформаторной подстанции № 3.

(17.8.1)

Выбираем выключатель марки ВА75-47:

Расчетный параметр цепи	Каталожные данные	Условия выбора и проверки
Uуст = 400 В	Uном = 660 В	Uном Uном
Iраб.max = 3246 А	Iном = 4000 А	Iном Iраб.max
Iпо = 21,9 кА	Iоткл.н = 70 кА	Iоткл.н Iпо

Выключатель по условиям проверки подобран правильно.

Уставка тока срабатывания защиты от перегрузки:

(17.8.2)



Принимаем уставку I_расц = 4000 А

Выбор для других подстанций сведен в таблицу 16.8.1.

Таблица 17.8.1

Результаты выбора

№ п/ст	Sрц, кВА	Iраб.max, А	Iном, А	Iрасц, А	Uном, В	Марка
1	612,6	885,32	1000	973,852	500	АВМ10Н
2	923,3	1334,2	1500	1467,62	500	АВМ15Н
3	2246,5	3246,32	4000	3895,6	660	ВА-75-47
4	414,2	598,592	1000	717,5	500	АВМ10Н
5	334,8	483,85	1000	579,9	500	АВМ10Н
6	324,8	469,404	1000	562,6	500	АВМ10Н
7	187,0	270,22	400	323,9	500	АВМ4Н
8,1	908,765	1313,24	1500	1444,57	500	АВМ15Н
8,2	908,765	1313,24	1500	1444,57	500	АВМ15Н
9	1131,7	1635,47	2000	1799,02

Подобные документы

• Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

  Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
  
  дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016
  

• Проектирование и монтаж оборудования и сетей системы электроснабжения завода

  Технологический процесс и электрооборудование цементного завода, расчет силовых электрических нагрузок цеха. Выбор схемы питающей и распределительной сети, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций, коммутационного оборудования завода.
  
  дипломная работа [2,3 M], добавлен 25.09.2012
  

• Электрооборудование и электрохозяйство завода металлообрабатывающих станков

  Выбор линии питания завода, трансформаторов на пункте приема электроэнергии и коммутационной аппаратуры. Расчет напряжения распределения по заводу, дифференциальной токовой защиты на основе реле РНТ-565 и максимальной токовой защиты трансформатора.
  
  дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.02.2013
  

• Проектирование системы электроснабжения группы цехов металлургического завода

  Расчёты электрических нагрузок и освещения для группы цехов металлургического завода. Выбор числа, мощности и типа цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Определение напряжения внешнего электроснабжения. Полная расчетная нагрузка системы.
  
  дипломная работа [836,3 K], добавлен 04.06.2013
  

• Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак"

  Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.03.2010
  

• Расчет системы электроснабжения завода железнодорожного машиностроения

  Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
  
  курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015
  

• Особенности электроснабжения завода

  Определение расчетных активных нагрузок при электроснабжении завода. Выбор силовых трансформаторов главной подстанции завода и трансформаторных подстанций в цехах. Расчет и выбор аппаратов релейной защиты. Автоматика в системах электроснабжения.
  
  курсовая работа [770,9 K], добавлен 04.05.2014
  

• Разработка системы электроснабжения авторемонтного завода

  Оборудование авторемонтного завода, оценка электрических нагрузок. Определение степени надежности электроснабжения электроприемников, расчетных нагрузок цехов. Мощность компенсирующих устройств. Выбор силовых трансформаторов. Расчет схемы заземления.
  
  дипломная работа [2,7 M], добавлен 31.05.2015
  

• Электроснабжение автомобильного завода

  Расчет электрических нагрузок цехов и разработка проекта по электроснабжению автомобильного завода. Выбор числа трансформаторов и определение порядка компенсации реактивной мощности энергосети. Технико-экономическое обоснование схемы электроснабжения.
  
  курсовая работа [923,6 K], добавлен 02.05.2013
  

• Электроснабжение завода металлоконструкций

  Определение электрических нагрузок завода металлических конструкций. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Особенности выбора величины напряжения внешнего электроснабжения по технико-экономическим параметрам.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 13.01.2023
  

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