Електропостачання ливарного цеху

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовий проект

Електропостачання ливарного цеху

Завдання на проектування

Вихідні дані:

1) План розташування обладнання представлений на рисунку. 1:

Рисунок 1 - План розташування обладнання

2) Дані про електроприймачі ливарного цеху представлені в таблиці 1.

електроприймач цех навантаження освітлювальний

Таблиця 1 - Дані про електроприймачі ливарного цеху

Номер на плані	Електроприймач	Номінальна потужність, кВт
1,2	Електротермічна піч	19
3-6	Електрозагартівна піч	8
7,8	Індукційна піч	70
9,10	-||-	40
11-14	Електротермічна піч	19
15	Сушильна шафа	8
16,17	Кран-балка, ТВ=25%	18
18-24	Плавильна піч	62
25-27	Ливарна машина	14
28-30	-||-	24
31	Галтувальний барабан	14
32-34	Очисний барабан	12
35-38	Шліфувальний верстат	12
39-42	Вентилятор	10

Вступ

У даному курсовому проекті розглядаються питання проектування електропостачання ливарного цеху.

Проект поділяється на чотири частини: умови проектування, в якій вказується коротка характеристика цеху, характеристика електроприймачів та характеристика джерела живлення; електротехнічну частину, що включає: розрахунок електричних навантажень методом розрахункових коефіцієнтів, розрахунок навантаження освітлювальних установок, розрахунок сумарного електричного навантаження всього цеху, вибір конструкції та місця знаходження розподільчого пункту та цехової підстанції, вибір економічної потужності та числа цехових трансформаторів, вибір схеми електропостачання цеха, вибір конструктивного виконання цехового електропостачання, розрахунок цехової електричної мережі, розрахунок, перевірка цехової мережі на допустиме відхилення напруги.

1. Умови проектування

1.1 Коротка характеристика цеху

Ливарний цех заводу являється самостійним підрозділом в технічному процесі підприємства. Режим роботи цеху - тризмінний. 6800 годин - кількість робочих годин за рік.

По степені надійності електропостачання електроприймачі (ЕП) ливарного цеху відносяться до споживачів ІІ - категорії.

В склад цеху входять виробничі відділи, допоміжні відділи, склади, службове і побутове приміщення.

По охороні праці працюючих в ливарному цеху передбачають: пристрій проточно-витяжної вентиляції; пристрій місцевих підсосів і обладнання, виділяючий шкідливі гази і пил.

1.2 Характеристика електроприймачів

Дані по електроприймачам наведені в таблиці 1 (див. завдання на проектування).

Електроприймачі цеху можна розбити на дві групи:

1. Головні - печі (електротермічна, електрозагартівна, індукційна, плавильна, ливарна), сушильна шафа, галтувальний барабан, очисний барабан, шліфувальний верстат.

2. Допоміжні - вентилятор, кран балка.

Всі електроприймачі працюють на трьохфазному змінному струмі промислової частоти 50 Гц і напрузі 380 В.

1.3 Характеристика джерела живлення

Джерелом живлення є РП-10кВ ГПП розташований в прилеглому цеху і віддалений на відстані 100 м. Внутрішньо цехова мережа виконана за радіальною схемою. ТП цеха живиться від РП високовольтним кабелем РП-10 кВ має дві секції збірних шин, котрі можливо розглядати як незалежні джерела живлення.

2. Електротехнічна частина

2.1 Розрахунок електричних навантажень методом розрахункових коефіцієнтів

Загальні відомості

Метод розрахункових коефіцієнтів, котрий базується на методі упорядкованих діаграм, дає можливість більш точно враховувати формування середніх значень електричних навантажень на високих ступенях електропостачання і тим самим усунути збільшення розрахункових навантажень.

Визначення величин обчислюємо за формулами:

;

;

.

Замість максимальних навантажень визначаються безпосередньо розрахункові значення ЕН за формулами:

;

;

.

Розрахункові коефіцієнти:

· Коефіцієнт активної потужності знаходять в залежності від значень ефективного числа електроприймачів () та коефіцієнта використання ().

· Значення коефіцієнту реактивної потужності () визначаємо в залежності від величини , тобто при , і при .

Розрахунок

Розрахунок навантажень проводимо в табличній формі. Данні приведені в таблиці 2.1.

Розраховуємо номінальну потужність групи ЕП:

,

де - номінальна потужність одного ЕП, кВт:

n - кількість ЕП, шт.

Тоді для електротермічної печі маємо:

кВт.

Для кожного ЕП по таблиці 15 [7] вибираємо коефіцієнти використання та коефіцієнти потужності , результати зводимо в таблицю 2.1.

Знаючи та можемо розрахувати проміжне активне навантаження , що визначається:

.

Тоді для електротермічної печі маємо:

Знаходимо проміжне реактивне навантаження :

.

Тоді для електротермічної печі маємо:

квар.

Ведемо розрахунок для СП1.

Груповий коефіцієнт використання ЕП вузла або цеху підраховується за виразом:

Ефективна кількість ЕП визначається за виразом

,

де - сумарна номінальна потужність всіх споживачів

.

Приймаємо шт.

По таблиці 2.1 [1] знаходимо значення коефіцієнту активної потужності (), в залежності від значень ефективного числа електроприймачів () та коефіцієнта використання (), отримаємо:

при , .

Значення коефіцієнту реактивної потужності () визначимо в залежності від величини . Оскільки шт., то:

.

Обчислимо розрахункову активну та реактивну потужності:

;

Маємо:

Обчислимо повну розрахункову потужність:

;

Для інших СП цеху розрахунки проводяться аналогічно. Дані розрахунків наведено в таблиці 2.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця 2.1 - Визначення розрахункових електричних навантажень силових ЕП напругою 0,38 кВ методом розрахункових коефіцієнтів

№ п/п	Електроприймач	Кількість, шт	Номінальна потужність, кВт	Коефіцієнт використання			Проміжне навантаження
			одного	загальна				Активне Рпр, кВт	Реактивне Qпр, кВАр
1	Електротермічна піч	2	19	38	0,7	0,9	0,5	26,6	13,3
2	Індукційна піч	1	70	70	0,8	0,87	0,6	56	33,6
3	Індукційна піч	1	40	40	0,8	0,87	0,6	32	19,2
4	Електротермічна піч	1	19	19	0,7	0,9	0,5	13,3	6,65
5	Вентилятор	1	10	10	0,6	0,65	0,75	6	4,5
Всього	СП1	6		177	0,756			133,9	77,25
1	Індукційна піч	1	70	70	0,8	0,87	0,6	56	33,6
2	Електротермічна піч	1	19	19	0,7	0,9	0,5	13,3	6,65
3	Кран-балка	1	18	18	0,05	0,5	1,732	0,9	1,559
4	Плавильна піч	1	62	62	0,65	0,87	0,6	40,3	24,18
5	Ливарна машина	1	14	14	0,3	0,8	0,75	4,2	3,15
Всього	СП2	5		183	0,627			114,7	69,139
1	Плавильна піч	2	62	124	0,65	0,87	0,6	80,6	48,36
2	Ливарна машина	2	14	28	0,3	0,8	0,75	8,4	6,3
3	Шліфувальний верстат	1	12	12	0,2	0,65	1,15	2,4	2,76
4	Вентилятор	1	10	10	0,6	0,65	0,75	6	4,5
Всього	СП3	6		174	0,56			97,4	61,92
1	Плавильна піч	1	62	62	0,65	0,87	0,6	40,3	24,18
2	Ливарна машина	2	24	48	0,3	0,8	0,75	14,4	10,8
3	Очисний барабан	1	12	12	0,25	0,65	1,15	3	3,45
Всього	СП4	8		168	0,422			70,9	51,21

2.2 Розрахунок навантаження освітлювальних установок

Визначення розрахункових навантажень освітлювальних установок, як правило, передують розрахунки електричного освітлення проектованого цеху, яке поділяють на робоче та аварійне.

Для розрахунку освітлення в ливарному цеху використаємо метод коефіцієнта використання. Для цього використаємо рисунок 2 на якому представлені розміри цеху.

Рисунок 2 - Розміри цеху

Потрібний потік ламп в кожнім світильнику знаходиться з формули:

,

де - коефіцієнт запасу;

- мінімальна освітленість, ;

- площа, приміщення, що освітлюється, ;

- коефіцієнт нерівномірності освітленості;

- коефіцієнт використання світлового потоку - відношення світлового потоку, який падає на робочу поверхню, до світлового потоку світильників.

Коефіцієнт використання з залежить від типу світильника, коефіцієнтів відбиття стін , стелі , робочої поверхні , та від показника приміщення , який враховує співвідношення розмірів приміщення. Приймаємо:

Згідно [1], [2] та вище приведених формул, визначаємо:

Коефіцієнт запасу .

Мінімальна освітленість лк.

Коефіцієнт нерівномірності .

Площа приміщення:

;

м².

Визначимо показник, який враховує співвідношення розмірів приміщення (індекс приміщення):

;

h=H-h_p-h_c,

де Н=16 м - висота приміщення цеху;

h_p=0,8 м - висота розрахункової поверхні над підлогою згідно норм[2];

h_c=0,2 м - відстань світильників від перекриття.

h=16 - 0.8 - 0.2 =15 м.

Тоді:

;

Визначимо світловий потік однієї лампи, необхідний для забезпечення заданої мінімальної освітленості, лм:

,

де Е_min - нормоване значення освітленості, лк;

F - площа приміщення, яке освітлюється, м²;

n - кількість установлених світильників;

K_з - коефіцієнт запасу;

z - коефіцієнт мінімальної освітленості.

Нормоване значення освітленості при загальному освітлені для ливарного цеху дорівнює 200 лк (по таблиці 56.20 [3]). По таблиці 56.28 [3] вибираємо рекомендоване відношення l / Н_р = 0,8 - 1,2 (де l - відстань між світильниками), коефіцієнт мінімальної освітленості вибираємо по таблиці 56.30 [3], маємо z = 1,15. По таблиці 56.23 [3] для ливарного цеху вибираємо значення коефіцієнту запасу К_з = 1,8.

Вибираємо лампи ДРЛ-700 (12) - 3.

Напруга 140 В

Потужність 700 Вт

Світовий потік 41000 Лм

Час горіння 20000 год

Тип цоколя Е40

Тоді світловий потік:

лм.

Кількість світильників:

Використовуємо ПРА 1K700ДРЛ44-002УХЛ1

Потужність ламп 700 Вт

Струм 4А

Коеф. Потужності не менше 0,85

Тоді .

Визначаємо активну потужність освітлювального навантаження при коефіцієнті попиту:

;

кВт.

Визначаємо реактивну потужність освітлювального навантаження:

;

квар.

Розрахунок аварійного освітлення:

Світильники аварійного освітлення розмістимо рівномірно по всій площі приміщення, значення освітленості при аварійному освітлені для ливарного цеху рекомендується брати 5% від норми робочого освітлення, але не менш як 5 та не більше 30 лк. Для освітлення використаємо лампи розжарення Б 215-225

;

кВт.

Розрахуємо повне освітлювальне навантаження:

;

;

кВт;

кВА.

2.3 Розрахунок сумарного електричного навантаження всього цеху

Для розрахунку сумарного розрахункового навантаження по всьому цеху використаємо дані методу розрахункових коефіцієнтів.

Визначимо сумарне активне навантаження по всьому цеху:

;

кВт.

Визначимо сумарне реактивне навантаження по всьому цеху:

;

квар.

Визначимо сумарне повне навантаження по всьому цеху:

;

кВА.

Втрати потужності в трансформаторі обчислимо за допомогою приблизних формул:

;

.

Одержимо:

кВт;

квар.

Зведемо отримані значення в таблицю 2.3.

Таблиця 2.3 - Розрахункові навантаження по цеху

Вид електричного навантаження	Розрахункові електричні навантаження
	Р, кВт	Q, квар	S, кВА
Силове навантаження	619,6	384,712	729,32
Освітлювальне навантаження	179,928	128,52	221,114
Втрати в трансформаторі	19,001	95,008	96,889
Всього	818,529	608,24	1019,777

2.4 Вибір конструкції та місця знаходження розподільчого пункту та цехової підстанції

У ливарному цеху використовується КТП Київського заводу трансформаторних підстанцій напругою 10/0.4 кВ.

КТП внутрішнього встановлення складається з трьох основних елементів та водного пристрою на 10 кВ, силового трансформатора, розподільчого пристрою на 0.4 кВ. Ввідний пристрій високої напруги тип ВВ-2-закрита шафа з вбудованим в нього вимикачами навантаження тип ВНП-17 та запобіжника тип ПК.

Вимикач навантаження пристосований для відключення трансформатора з сторони ВН при холостому ході або при номінальному навантаженні. При короткому замиканні трансформатор вимикається запобіжником. Для вимикання однієї із ліній в шафі є мінні підкладки.

В силовому трансформаторі тип ТМ маємо природне масляне охолодження та герметичний блок повищеної міцності. Напруга регулюється при відключеному трансформаторі. Трансформатор обладнаний електроконтактами, вакуумметром для контролю за внутрішнім тиском. Трансформатор має також термоаналізатори, а рівень масла контролюється маслопоказником. Розподільчий пристрій складається з металевих шаф з вмонтованою апаратурою та проводами.

Вимірювальні прилади та реле розміщуються в відсіках приладів та на дверях шаф.

Визначимо центр навантажень цеха. Розрахунки наведемо в табл. 2.4.

X_ун= м;

Y_ун= м.

При даному розташуванні КТП будемо заважати технологічному процесу, при цьому виносимо її за прибудову цеха в спеціально пристроєну до зовнішньої сторони цеха.

Будуємо картограму навантажень цього цеху. Для побудови необхідно знайти радіус кола та кут, що пропорційний освітлювальному навантаженню.

де Р_МУ - сумарне максимальне навантаження цеху, кВт;

Р_МО - максимальне освітлювальне навантаження;

k - коефіцієнт пропорційності, підбирається в залежності від масштабу.

см;

Таблиця 2.4 - Розрахунок центра навантажень цеха

Номер на плані	Номінальна потужність кВт	Xi	Yi	Pн*Xi	Pн*Yi
1	19	9	83	171	1577
2	19	9	68	171	1292
3	8	9	52	72	416
4	8	9	40	72	320
5	8	9	28	72	224
6	8	9	16	72	128
7	70	31,5	75	2205	5250
8	70	51	75	3570	5250
9	40	31,5	34	1260	1360
10	40	51	34	2040	1360
11	19	31,5	96,5	598,5	1833,5
12	19	51	96,5	969	1833,5
13	19	31,5	14	598,5	266
14	19	51	14	969	266
15	8	41	22	328	176
16	18	70	85	1260	1530
17	18	70	25	1260	450
18	62	83	94	5146	5828
19	62	108	94	6696	5828
20	62	130	94	8060	5828
21	62	83	16	5146	992
23	62	108	16	6696	992
24	62	130	16	8060	992
25	14	96	94	1344	1316
26	14	116	94	1624	1316
27	14	142	94	1988	1316
28	24	96	16	2304	384
29	24	116	16	2784	384
30	24	142	16	3408	384
31	14	105	31	1470	434
32	12	86	40	1032	480
33	12	100	40	1200	480
34	12	131	40	1572	480
35	12	151	94	1812	1128
36	12	151	70	1812	840
37	12	151	40	1812	480
38	12	151	16	1812	192
39	10	35	113,5	350	1135
40	10	122,5	113,5	1225	1135
41	10	35	-3,5	350	-35
42	10	122,5	-3,5	1225	-35
Всього	1034			84616	55806

2.5 Вибір економічної потужності та числа цехових трансформаторів

Приймаємо до уваги, що трансформаторна підстанція даного цеха буде здійснювати питання споживачів сусіднього цеху максимальна потужність яких:

;

кВт;

;

квар.

Тоді загальне навантаження буде складати:

;

кВт;

_;

квар;

кВА.

Вибираємо варіанти для порівняння виходячи з питомої густини навантаження:

де F₁ та F₂ - площі 1 та 2 цехів;

Найбільш економічним, згідно [1] є трансформатори з S_н=1000 кВА.

Виходячи з характеристики цеха в якості варіантів для порівняння приймаємо:

1-двотрансформаторна підстанція з трансформатором S_н=1000 кВА;

2 - двотрансформаторна підстанція з трансформатором S_н=1600 кВА;

Мінімальну кількість цехових трансформаторів однакової потужності , що призначені для живлення технологічно зв'язаних навантажень, знаходять за виразом:

де - коефіцієнт завантаження (згідно табл. 2.9 [1]);

- номінальна потужність трансформатора, кВА;

- дробовий доданок до найближчого цілого числа.

Економічно оптимальне число трансформаторів:

n _{тр е}=n_{тр min}+m;

m=f(n_{тр min}, К_з, n_тр) згідно [1]

В обох випадках m=0, тому n _{тр е}=n _{тр min}=2.

Вибираємо трансформатор:

І - ТМ -1000/10: S_н=1000 кВА; U₁/U₂=10/0,4 кВ

ДР_х.х=1,9 кВт; ДР_к.з=12,2 кВт

U_к.з=5,5%; I_х.х=1,7%.

Ціна трансформатора -21600 грн.

IІ - ТМ -1600/10: S_н=1600 кВА; U₁/U₂=10/0,4 кВ

ДР_х.х.=3.3 кВт; ДР_к.з.=16.5 кВт

U_к.з.=5,5%; I_х.х.=1,3%.

Ціна трансформатора - 27850 грн.

За рахунок та з'являється некомпенсована потужність Q_max.т, яка передаватиметься через трансформатори в мережу 0,38 кВ визначають її за виразом:

Q_max.т=,

де k_з.ф - фактичний коефіцієнт завантаження:

;

;

;

Q _max.т1= квар;

Q _max.т2= квар.

Потужність батареї статичних конденсаторів напругою до 1000 В

Q_нк1 = Q_м - Q_маx.т;

Q_нк11=846,366 - 875,388 = -29,022 квар;

Q_нк12=849,956 - 875,388 = -25,432 квар.

Знак мінус говорить про те, що на першому етапі розрахунку КБ не встановлюються, в цьому випадку Q_нк1 = 0.

Знаходимо додаткову потужність низької напруги КБ за виразом

Q_нк2 = Q_м - Q_нк1 - гn_тре - S_т.ном,

де г - розрахунковий коефіцієнт, який визначається в функції показників К₁ та К₂, схеми та напруги розподільчої мережі.

Показник К₁ характеризує відношення питомих витрат на низько - та високовольтні конденсатори і в практичних розрахунках для енергетичної системи України.

Показник К₂ - враховує віддаленість ТП від ГПП та потужність трансформаторів рис. 2.7 [1].

К₁=11 - троьхзмінне підприємство;

К₂=3; г=0,53-1 варіант;

К₂=5; г=0,53-2 варіант.

Q_нк21=846,366-0 -0,53•2-1000=-154,694 квар;

Q_нк22=846,366-0-0,53•2-1600=-754,694 квар.

Оскільки Q_нк2<0, то додаткову кількість батарей встановлювати не треба.

Знаходимо втрати потужності в трансформаторі:

ДР_т=ДР_х+К_з²ДР_кз,

де К_з=S_м/S_{ном тр} - коефіцієнт завантаження

;

;

ДР_т1=2•(1,9+1,605²•12,2)=66,655 кВт;

ДР_т2=2•(3,3+1,003²•16,5)=39,798 кВт.

Знаходимо річне число годин використання максимуму втрат:

ф_max=(0,124+Т_м/10000)²•8760=(0,124+6800/10000)²•8760=5662,604 год.

Знаходимо річну вартість 1 кВт активних втрат та втрат х.х.

m=(а / Тм+b•10^-3)•ф_max;

m=(50,7/6800+0,156•10^-3)•5662,604=43,103 грн/кВт•год,

де а=50,7 грн/кВт•год.; b=0,156 грн./ кВт•год. - ставка двоставкового тарифа по Київенерго

m₀=(а / Тм+b•10^-3)•Т_в

m₀=(50,7/6800+0,156•10^-3)•8760=66,68 грн/кВт год.

Визначимо витрати по варіантам

И=ДР_хm₀+ДР_кm;

И₁=2•1,9•66,68+2•12,2•43,103=1305,097 грн/рік;

И₂=2•3,3•66,68+2•16,5•43,103=1862,487 грн/рік.

Приведені затрати

З=2Е_нК+И, де Е_н=0,15;

З₁=2•0,15•21600+1305,097=7785,097 грн;

З₂=2•0,15•27850+1862,487=10217,487 грн.

Вибираємо перший варіант, як найбільш економічний.

Перевірка трансформатора на перенавантаження

,

де К_н.доп=1,605 - допустимий коефіцієнт перезавантаження, вибирається виходячи з попереднього графіка роботи трансформатора

;

1000 > 999,6 кВА.

Умова виконується, тому приймаємо до встановлення трансформатор типа ТМ-1000/10.

2.6 Вибір схеми електропостачання цеха

Схема електропостачання цеха містить розподільчу мережу 10 кВ від ГПП до ТП та цехову електричну мережу напругою 0,4 кВ. Для розподільчої мережі 10 кВ вибираємо магістральну схему електропостачання згідно [1]. Цехову електричну мережу також виконуємо магістральною. При цій схемі одна або кілька ліній, які відходять від РПр низької напруги ТП, живлять розосереджене навантаження у вигляді розподільчих шинопроводів і силових шаф та великих ЕП. Приймаємо дану схему, оскільки маємо відносно рівномірне розташування силового та освітлювального навантаження по площині цеха. Схема забезпечить надійність, універсальність і високу гнучкість.

2.7 Вибір конструктивного виконання цехового електропостачання

Цехова електрична мережа напругою 0,4 кВ у відповідності з прийнятою схемою електропостачання та умови навколишнього середовища виконується кабельними лініями від ТП до СШ та проводами в трубах від СШ до електроприймачів.

Магістральну мережу виконуємо по типу розводки, яка складається з кабелів з алюмініївними жилами та проводом прокладеним в пазах кроком - відстань між сусідніми магістралями; який змінюється в залежності від розташування устаткування у межах 2; 6 м. Уздовж магістралі встановлені коробки приєднань на 3-6 ЕП з глухими (болтовими) з'єднаннями та запобіжники. Тролей для живлення кран-балки виконують комплектним шинопроводом.

Для пересувних ЕП використовують гнучкі переносні кабелі. З'єднання та відгалуження коробок електропроводок мають ступінь захисту ІРБ.

Схема цехової електричної мережі представлена на рисунку 2.2.

В схемі електропостачання цеха передбачена апаратура керування та захисту, яка призначена для включення та відключення споживачів електроенергії та мереж, реверсування та електричного гальмування електропривода, захисту від короткого замикання, перевантажень, зниження напруги, забезпечення самозапуска двигунів від перенавантажень здійснюється магнітними пускачами типа АЕ за допомогою теплових реле з біметалевою пластиною.

Кожна ділянка, що відходить має захист від КЗ, виконану запобіжниками та автоматами. Ввід виконується через вимикач типа АВМ-15 з установкою струму спрацювання 1000 А.

2.8 Розрахунок цехової електричної мережі

Вибір силових розподільчих шаф та перерізів проводів живлячих окремі електроприймачі

Вибір кабелю від РП до ТП здійснюємо за розрахунковим струмом, знайденим за формулою:

;

Приймаємо кабель марки АПВ 1-4 (1х10), ; ; .

Розрахунок та вибір силових розподільчих шаф проводимо в табличній формі (табл. 2.5). Покажемо розрахунок та вибір СШ1. Кількість та потужність приєднаних до СШ1 електроприймачів представлено на плані розміщення електрообладнання та розводка електричної мережі (лист робочого креслення №1).

Сумарна номінальна потужність

Максимальну потужність за середньо навантажену зміну



Ефективна кількість ЕП визначається за виразом

,

де - сумарна номінальна потужність всіх споживачів;

.

Приймаємо шт.

Груповий коефіцієнт використання

К_в=

По таблиці 2.1 [1] знаходимо значення коефіцієнту активної потужності (), в залежності від значень ефективного числа електроприймачів () та коефіцієнта використання (), отримаємо:

при , .

Значення коефіцієнту реактивної потужності () визначимо в залежності від величини . Оскільки шт., то:

.

Обчислимо розрахункову активну та реактивну потужності:

;

.

Маємо:

Обчислимо повну розрахункову потужність:

;

Розрахунковий струм

По даному розрахунковому струму вибираємо кабель марки АВВГ 4Ч120 з I_доп=300А, живлячий СШ1 від ТП.

СШ типа ШРС1-55У3 з I_доп=280 А. Дані заносимо до табл. 2.5.

Вибираємо перерізи проводів живлячих електроприймачі. Провідники вибираємо по критеріям економічності, допустимого нагріву, механічної міцності, умови захищеності вибраного перерізу від перенавантаження струмами КЗ.

Визначимо розрахунковий струм кожного ЕП та діаметр труби

I_рi=;

Вибираємо кабель марки АПВ 1-4 (1Ч10) з I_доп=47 А; приймаємо d=25 мм

Дані розрахунків по кожному ЕП, а також силовій шафі заносимо в табл. 2.6.

Таблиця 2.5-Вибір силових шаф

Номер СШ	Номер устаткуваня	Рн, кВт	Рпр, кВт	Qпр, квар	Кв	nеф	Кр.а	Кр.р	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВА	Iр, А	Тип шафи Iдоп
1	1,2 7 10 11 40	19 70 40 19 10	26,6 56 32 13,3 6	13,3 33,6 19,2 6,65 4,5	0,756 0,756	4	1,035	1,1	138,587	84,975	162,564	246,99	ШРС1-55У3 Ідоп=280 А, 4х60+4х100
Всього		177	133,9	77,25
2	8 12 16 18 25	70 19 18 62 14	56 13,3 0,9 40,3 40,2	33,6 6,65 1,559 24,18 3,15	0,627 0,8	4	1,124	,1	128,923	76,053	149,684	227,421	ШРС1-55У3 Ідоп=280 А, 4х60+4х100
Всього		183	114,7	69,139
3	19,20 26,27 35 41	62 14 12 10	80,6 8,4 2,4 6	48,36 6,3 2,76 4,5	0,56	4	1,438	1,1	140,061	68,112	155,744	236,629	ШРС1-55У3 Ідоп=280 А, 4х60+4х100
Всього		174	97,4	61,92
4	24 29,30 34 36-38 42	62 24 12 12 10	40,3 14,4 3 7,2 6	24,18 10,8 3,45 8,28 4,5	0,422	4	1,287	1,1	91,248	56,331	107,235	162,927	ШРС1-51У3 Ідоп=175А, 5х60
Всього		168	70,9	51,21
5	21,23 28 31 33	62 24 14 12	80,6 7,2 9,8 3	48,36 5,4 7,35 3,45	0,578	2	1,389	1,1	139,733	71,016	156,744	238,148	ШРС1-55У3 Ідоп=280 А, 4х60+4х100
Всього		174	100,6	64,56
6	3-6 9 13,14 15 17 32 39	8 40 19 8 18 12 10	28,8 32 26,6 4,8 0,9 3 6	14,4 19,2 13,3 4,224 1,559 3,45 4,5	0,646	5	1,057	1,1	107,92	66,696	126,866	192,753	ШРС1-55У3 Ідоп=280 А, 4х60+4х100
Всього		158	102,1	60,63
ЩО	освітлення								179,928	128,52	221,114	335,948	ОШВ-12 Ідоп=400А

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця 2.6 - Вибір перерізу проводів та жил кабеля

№ п/п	Електро-приймачі	Розрахунковий струм	Марка кабеля	Діаметр труби, dТР	Допустимий струм, IДОП, А
1	1, 2	32,075	АПВ-4 (1х10)	25	47
2	3-6	13,505	АПВ-4 (1х6)	20	32
3	7,8	122,246	АВВГ-4 (1х35)	50	145
4	9,10	69,855	АПВ-4 (1х25)	41	80
5	11-14	32,075	АПВ-4 (1х10)	25	47
6	15	16,206	АПВ-4 (1х6)	20	32
7	16,17	54,696	АПВ-4 (1х25)	41	80
8	18-24	108,275	АВВГ-4 (1х35)	50	145
9	25-27	26,588	АПВ-4 (1х6)	20	32
10	28-30	45,58	АПВ-4 (1х10)	25	47
11	31	26,588	АПВ-4 (1х6)	20	32
12	32-34	28,049	АПВ-4 (1х6)	20	32
13	35-38	28,049	АПВ-4 (1х6)	20	32
14	39-42	23,375	АПВ-4 (1х6)	20	32
15	СШ1	246,99	АВВГ 4х120	150	300
16	СШ2	227,421	АВВГ 4х120	150	300
17	СШ3	236,629	АВВГ 4х120	150	300
18	СШ4	162,927	АВВГ 4х50	41	180
19	СШ5	238,148	АВВГ 4х120	150	300
20	СШ6	192,753	АВВГ 4х70	95	220
22	ЩО	335,948	АВВГ 4х185	185	400

2.9 Вибір робочого відгалуження розподільчих трансформаторів ТП1

Цехова електрична мережа потребує перевірки по допустимому відхиленню напруги. Відхилення напруги з інтегральною ймовірністю 0,95 на затискачах силових ЕП повинна бути +5%. Відхилення напруги в будь-якій точці мережі визначається за наступним виразом:

де додаток напруги, створений трансформатором і конденсаторними батареями;

Втрата напруги в елементах мережі.

Розрахунок по відхиленню напруги виконуються в режимах максимальних і мінімальних навантажень. В режимі максимальних навантажень перевіряємо відхилення напруги у найбільш віддаленого споживача, в режимі мінімальних навантажень - у найближчого споживача. В режимі мінімальних навантажень приймаємо навантаження, яке дорівнює 20-30% від максимального навантаження.

Для режиму максимальних навантажень відхилення напруги визначається за формулою:

де величина додатку напруги, на регульованих виводах трансформатора;

величина додатку напруги, створена конденсаторними батареями;

, втрата напруги, відповідно в трансформаторі, кабелі, і на відгалужені від ЕП.

Визначимо ці величини:

де потужність конденсаторних батарей;

опір системи;

номінальна напруга на зажимах трансформатора.



де S - навантаження цеху;

потужність трансформатора, від якого живиться даний ЕП.

Визначимо втрати напруги у високовольтній КЛ, яка з'єднує РП 10 кВ ГПП з ТП, %:

,

де допустимий струм КЛ,

довжина КЛ,

питомий активний і реактивний опори КЛ, .

Визначимо витрати напруги в низьковольтній мережі, %:



де перехідні опори, відповідно активний та індуктивний, низьковольтного відгалуження;

допустимий струм КЛ,

Відхилення напруги в режимі мінімальних навантажень:

де мінімальний коефіцієнт завантаження, рівний 0,3.

Для виконання умови допустимого відхилення навантажень вибираємо відгалуження -2,5%.

Тоді одержимо:

3. Електропостачання мікрорайону міста

Електричне навантаження районів міст складається з ЕН житлових будинків і будівель громадського призначення. Дані житлових будинків, що живляться від ТП 4, наведено в табл. 3.1.

Квартири щодо оснащеності побутовими електроприладами та їх розрахункових навантажень згідно [1] відносяться до першого виду - квартири в будинках масового будівництва, споруджувані із загальною площею від 35 до 95 м² та заявленою потужністю електроприладів до 30 кВт.

До силових ЕП відносяться ліфти з асинхронними електродвигунами з короткозамкненим ротором.

Квартири 9-ти поверхових будинків оснащено газовими плитами, а 16-ти поверхових - електроплитами.

Дані громадських будинків, що живляться від ТП 4, наведено в табл. 3.2.

Таблиця 3.1 - Дані житлових будинків

Номер варіанта	16-ти поверхові будівлі	9-ти поверхові будівлі
	Кількість будинків	Кількість секцій	Кількість квартир	Кількість будинків	Кількість секцій	Кількість квартир
8	1 3	2 1	1х128 3х64	2 2 2	1 2 3	2х36 2х74 2х108

Таблиця 3.2 - Дані громадських будинків

Номер варіанта	Школа на 2000 уч.	Дитячий садок на 1000 дітей	Поліклініка на 2000 відвідувачів на зміну	Лікарня на 1200 ліжко-місць	Продмаг на 300 м2 торг. зали	Кінотеатр на 1000 місць	Адмін. заклад на 1000 м2	Хімчистка на 100 кг речей
8		+	+		+

3.1 Розрахунок електричних навантажень житлових будинків

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку визначається за формулою:

,

де - максимальна активна потужність квартир, кВт;

- максимальна активна потужність силових споживачів, кВт;

- коефіцієнт одночасності.

Максимальна активна потужність квартир визначається з використанням нормативної потужності однієї квартири для багатоповерхової забудівлі, значення якої наведені в [1] в залежності від числа квартир і способу приготування їжі по формулі:

,

де - питома активна потужність квартир, кВт/кв;

- число квартир в будинку.

Розрахункова активна потужність силових електроприймачів, включаючи ліфти, визначається по числу ліфтових установок в будинку з врахуванням коефіцієнту попиту, що визначається по [1] в залежності від числа установок:

,

де - коефіцієнт попиту;

- номінальна активна потужність електродвигуна і-ої ліфтової установки;

m - кількість ліфтових установок.

В 9-ти поверхових будинках використовується по одному ліфту на секцію за сумарною номінальною потужністю електродвигунів ; в будинках з 16 поверхами - по 2 ліфта на секцію (вантажний і пасажирський) з номінальною потужністю електродвигунів .

1) Розглянемо розрахунок навантаження 16-ти поверхового двохсекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

2) Розглянемо розрахунок навантаження 16-ти поверхового односекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

3) Розглянемо розрахунок навантаження 9-ти поверхового односекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

4) Розглянемо розрахунок навантаження 9-ти поверхового двосекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

5) Розглянемо розрахунок навантаження 9-ти поверхового трьохсекційного житлового будинку.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів житлового будинку:

Сумарна максимальна активна потужність житлового будинку:

Сумарна максимальна реактивна потужність житлового будинку визначається по формулі:

Таблиця 3.3 Розрахунки житлових будинків

№ п/п	Тип житлового будинку	, шт.	, кВт	, кВт	, кВт	, квар
1	16 пов.	2 с.	128	208,896	24	230,496	67,051
2	16 пов.	1 с.	64	132,032	13,5	144,182	40,622
3	9 пов.	1 с.	36	50,22	5,4	55,08	20,25
4	9 пов.	2 с.	74	80,734	9,6	89,374	33,522
5	9 пов.	3 с.	108	106,92	14,4	119,88	46,17

3.2 Розрахунок навантажень громадських будинків

Розрахунок максимальних активних потужностей громадських будинків здійснюється з використанням нормативної питомої активної потужності для конкретного типу будинків, що наведені в [1]. Таким чином:

,

де - питоме навантаження на розрахункову одиницю (кВт);

- кількість розрахункових одиниць.

Розрахунок максимальних активних потужностей громадських будинків :

,

де - тангенс кута між струмом і напругою, визначається для окремого споживача згідно [5].

Визначимо розрахункову активну потужність для дитячого садка на 1000 дітей з газовими плитами:

Визначимо розрахункову реактивну потужність для дитячого садка на 1000 дітей з газовими плитами:

Визначимо розрахункову активну потужність для поліклініки на 2000 відвідувачів:



Визначимо розрахункову реактивну потужність для поліклініки на 2000 відвідувачів:

Визначимо розрахункову активну потужність для продмагазину на

300 м² с кондиціюванням повітря:

Визначимо розрахункову реактивну потужність для продмагазину на

300 м² с кондиціюванням повітря:

3.3 Розрахунок навантажень житлового району, зведених до шин ТП

При визначенні сумарного розрахункового навантаження житлового району, зважають на суміщення максимумів навантаження окремих будинків, враховуючи не тільки величину навантаження кожного і-ого споживача, а також його характер за допомогою коефіцієнту суміщення максимумів навантажень.

Таким чином, розрахункове активне навантаження на шинах ТП:

,

е - найбільше з максимальних навантажень і-тих будинків, кВт;

- максимальне навантаження і-го будинку, кВт.

Максимальне реактивне навантаження на шинах ТП визначається аналогічно:

.

Слід відзначити, що розрахунок максимального реактивного навантаження ТП здійснюється незалежно, т.ч. будинки, максимальне активне навантаження яких для даного ТП є найбільшим, можуть мати не найбільше реактивне навантаження.

Сумарне максимальне навантаження групи будинків з однотипним способом приготування їжі вважається як навантаження одного об'єкту.

1) Сумарне максимальне навантаження 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами:

Кількість квартир:

де - кількість квартир і-го будинку, кВт;

- кількість будинків з однотипним способом приготування їжі, кВт.

Кількість секцій:

де - кількість секцій і-го будинку, кВт;

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами:

Сумарна максимальна активна потужність 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами:

Сумарна максимальна реактивна потужність 16-ти поверхових житлових будинків з електроплитами визначається по формулі:

2) Сумарне максимальне навантаження 9-ти поверхових житлових будинків з газовими плитами:

Кількість квартир:

де - кількість квартир і-го будинку, кВт;

- кількість будинків з однотипним способом приготування їжі, кВт.

Кількість секцій:

де - кількість секцій і-го будинку, кВт.

Максимальна активна потужність квартир:

Максимальна активна потужність силових електроприймачів

Сумарна максимальна активна потужність 9-ти поверхових житлових будинків з газовими плитами:

Сумарна максимальна реактивна потужність 9-ти поверхових житлових будинків з газовими плитами визначається по формулі:

3) Розрахункове активне навантаження на шинах:

4) Розрахункове реактивне навантаження на шинах ТП:

5) Повна потужність на шинах ТП:

4. Електропостачання споживачів напругою 35 кВ

Визначити річні втрати електричної енергії у лінії 35 кВ і трансформаторах підстанції 35/10 кВ номінальною потужністю (рис. 1.1), використовуючи метод середніх навантажень.

Скласти баланс річних витрат електричної енергії, зробити висновки відносно похибки, пов'язаної з використанням різних розрахункових методів визначення технічних втрат електричної енергії.

Параметри повітряної лінії 35 кВ (переріз F, мм² та довжина L, км), номінальна потужність та параметри трансформаторів 35/10 кВ наведені у табл. 4.1. Від підстанції 35/10 кВ живляться дві групи споживачів: S₁ та S₂. Споживачі S₁ працюють n₁ діб згідно графіка та n₂ діб за графіком . Відповідно, споживачі S₂ працюють n₁ діб згідно графіка та n₂ діб за графіком . Решта часу (365 - n₁ - n₂ діб) трансформатори та лінія відключені.

Чотирьохступеневі (тривалість кожної ступені 6 годин) добові графіки навантаження у відносних одиницях та максимальне навантаження кожного споживача наведені у табл. 4.2, табл. 4.3.

Річний відпуск електричної енергії та максимальне річне навантаження ліній і наведені у табл. 4.4.

Таблиця 4.1 - Параметри ліній та трансформаторів

Варіант	Лінія 35 кВ	Трансформатори 35/10 кВ
8	150	20	16	23	90	8	0,75

4.1 Розрахунок методом середніх навантажень

Знайдемо кількість годин роботи заданих елементів:

Розрахуємо середнє активне та реактивне навантаження першого трансформатора:

Розрахуємо середнє активне та реактивне навантаження другого трансформатора:

Розрахуємо середнє активне та реактивне навантаження ліній:

Знайдемо втрати в трансформаторах при середньому навантаженні:

Знайдемо активний і реактивний опір лінії:

Погонні опори для заданого перерізу повітряної лінії:

Визначимо активні та реактивні втрати в лініях:

Визначимо число годин, за які споживається така ж кількість енергії при роботі з максимальним навантаженням, як в заданому випадку, для першого та другого трансформаторів та ліній:

Розрахуємо коефіцієнт заповнення графіка навантаження для першого та другого трансформаторів та для ліній:

Далі ведемо розрахунок кількома способами:

1. Розраховуємо коефіцієнт форми для першого та другого трансформаторів та для ліній:

Знайдемо активні й реактивні втрати навантаження в трансформаторах за рік:

Знайдемо активні й реактивні втрати холостого ходу в трансформаторах за рік:

Розрахуємо реактивні втрати холостого ходу в трансформаторі:

Розрахуємо активні та реактивні втрати енергії в трансформаторах:

Визначимо втрати активної та реактивної енергії в лініях:

2. Розраховуємо коефіцієнт форти для першого та другого трансформаторів та для ліній:

Знайдемо активні й реактивні втрати навантаження в трансформаторах за рік:

 кВтгод/рік;

кваргод/рік;

кВтгод/рік;

кваргод/рік.

Знайдемо активні й реактивні втрати холостого ходу в трансформаторах за рік:

кВтгод/рік;

кваргод/рік.

Розрахуємо активні та реактивні втрати енергії в трансформаторах:

Визначимо втрати активної та реактивної енергії в лініях:

кВтгод/рік;

кваргод/рік;

кВтгод/рік;

кваргод/рік;

кваргод/рік;

кваргод/рік.

Складемо порівняльну таблицю 4.2, в яку занесемо дані, отримані по всіх методах розрахунку.

Таблиця 4.2 - Порівняльна характеристика методів розрахунку

Метод розрахунку	, кВтгод/рік	, кваргод/рік	, кВтгод/рік	, кваргод/рік
1	607428,006	5061006,466	6871038,926	8448822,236
2	613281,675	5144257,083	7077528,058	8702727,022

5. Шини центра живлення напругою 10 кВ

Розрахункове навантаження на шинах центра живлення (п/ст) визначають з врахуванням розбіжності у часі максимумів навантажень комунально-побутових і промислових споживачів:

.

Значення коефіцієнтів наведені у відповідних довідкових таблицях.

1) Задамося параметрами фабрики

Збагачувальна фабрика - гірниче підприємство для первинної переробки твердих корисних копалин з метою отримання технічно цінних продуктів, придатних до промислового використання.

На збагачувальних фабриках перероблюються (збагачуються) руди кольорових металів (мідні, міднонікелеві, свинцево-цинкові, вольфрам-молібденові, олов'яні та інші), руди чорних металів (залізні, марганцеві, хромові), неметалічні корисні копалини (фосфорні, калійні, графітові та інші руди і матеріали) і вугілля.

- активне навантаження збагачувальної фабрика

- реактивне навантаження збагачувальної фабрики

Розрахуємо активне навантаження мікрорайону міста:

Розрахуємо реактивне навантаження мікрорайону міста:

Розрахуємо активне навантаження на шинах ЦЖ 10 кВ:

Розрахуємо реактивне навантаження на шинах ЦЖ 10 кВ:

Список використаної літератури

електроприймач цех навантаження освітлювальний

1 Методичні вказівки та завдання до курсового проектування з курсу «Електропостачання промислових підприємств» для студентів спеціалізації «Електропостачання промислових підприємств» / Укл. М.А. Денисенко, О.І. Соловей, Є.М. Іншеков. - К.; КПІ, 1994. - 64 с.

2 Шестеренко В.Є. «Системи електроспоживання та електропостачання промислових підприємств». Підручник. - Вінниця: Нова Книга, 2004. - 656 с.

3 Каталог світлотехнічної продукції ЗАТ МСК (http://www.mscom.ru).

4 Кнорринг Г.М. «Осветительные установки», Л., Энергоиздат, 1981 - 288 с.

5 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. «Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования», 4 - е изд., М., Энергоатомиздат, 1989 - 608 с.

6 Электротехнический справочник, в 3-х т. Т. 2. Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского и др., 6 - е изд., М., Энергоиздат, 1981 - 640 с.

7 Справочник энергетика промышленных предприятий. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. Издание второе, исправленное и дополненное. «Техніка», 1972, 562 с.

8 Каталог електротехнічної продукції АсКо^ТМ.

9 Справочник по проектированию электрических сетей и электрического оборудования / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 464 с.

10 Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов: Учебное пособие для студентов электроэнергетических специальностей вузов, 2-е издание, переработанное и дополненное. / В.М. Блок, Г.К. Обушев / Высшая школа, 1990 - 383 с.: ил.

11 Электротехнические промышленные установки: Учебник для вузов / И.П. Евтюкова и др.; Под ред. А.Д. Свенчанского. - М.: Энергоиздат, 1982.

12 Каталог електротехнічної продукції ЗАТ «Сілкон-Квар» (www.silkon.kvar.ua).

13 Каталог кабельної продукції «ТФ Кабель» (www.tf-cable.com).

14 Каталог автоматичних вимикачів ABB серії S.

15 ГОСТ 28249-93. Короткое замыкание в електроустановках. Методы расчета в електроустановках переменного тока напряженим до 1 кВ.

16 Катагог шино проводів Schneider Electric.

17 Катагог силових щитів Schneider Electric.

Размещено на Allbest.ru