Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Электроснабжение является одной из составных частей обеспечения народного хозяйства страны. Без электроснабжения в настоящее время не обходится ни одна промышленность, город и т.д. Одной из задач электроснабжения является обеспечение электроэнергией какого-либо объекта для нормальной работы и жизнедеятельности.

В данном дипломном проекте произведен полный расчет системы электроснабжения машиностроительного завода с учетом специфики его работы.

Цель работы: выбрать схему внешнего электроснабжения предприятия на основе технико-экономических расчётов. Определить центр электрических нагрузок с помощью задач оптимизации. Для этого необходимо определить расчётные нагрузки предприятия, построить картограмму нагрузок, произвести расчёт и выбор схемы внешнего электроснабжения.

1. Проектирование электроснабжения машиностроительного завода

1.1 Исходные данные

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трёхобмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 115/37/6,3 кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1200 МВА. Трансформаторы работают раздельно. Расстояние от энергосистемы до завода 4 км. Завод работает в 2 смены. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода приведены в таблице 1.1.

электроснабжение распределительный замыкание резинотехнический

Таблица 1.1 Электрические нагрузки по цехам

№№ п/п	Наименование	Количество ЭП, n	Установленная мощность, кВт
			Одного ЭП, Рн	У Рн
1	Механический цех №1	110	1-70	4200
2	Механосборочный цех	120	1-90	3200
3	Цех обработки цв. литья	33	10-175	720
4	Литейный цех
	А) ДСП 12т;	4	По каталогу
	Б) 0,4 кВ	80	1-85	3500
5	Компрессорная:
	А) СД 6 кВ;	12	1-27	320
	Б) 0,4 кВ	2	1250	2500
6	Блок вспомогательных цехов	72	2-25	850
7	Склад металла	7	1-20	50
8	Административный корпус	28	2-25	200
9	Столовая	24	1-42	220
10	Склад ГСМ	10	1-5	30
11	Склад	12	1-60	250
12	Насосная станция	10	50-100	350
13	Сварочно-заготовительный цех	52	2-70	1300

1.2 Расчет для механического цеха №1

Расчет осветительной нагрузки

Расчет для механического цеха №1

Рассчитываем установленную мощность освещения территории

Рассчитываем расчетную мощность осветительной нагрузки:

Где с₀=0,002, Ксо=1, tgц=0,5. Для освещения территории.

Аналогичный расчет проводим для остальных помещений, полученные данные вносим в таблицу 1.2

1.3 Расчет электрических нагрузок 0,4 кВ

Рассчитываем силовую часть, средние нагрузки:

где К_и=0,25.

Находим n_Э:

Рассчитываем силовую часть, расчетные нагрузки:

Где К_М=1,11 находится из таблицы2.6 [1] в соответсвии с n_Э и К_И

Находим расчетный ток:

Аналогичный расчет проводим для остальных помещений, полученные данные заносим в таблицу 1.3

Таблица 1.2. - Расчет осветительной нагрузки

№№ п/п	Наименование производственного помещения	Размеры помещения, длинна (м) Ч ширина (м)	Площадь помещения, мІ	Удельная осветительная нагрузка, с0, кВт/мІ	Коэффициент спроса, Кс	Установленная мощность освещения, Руо, кВт	Расчетная мощность осветительной нагрузки	cosц/tgц
							Рро, кВт	Qpo, квар
1	Механический цех №1	75х156	11700	0,014	0,8	163,08	131,04	65,52	0,9/0,5
2	Механосборочный цех	69х180+96х51	17316	0,014	0,8	242,42	193,94	96,97	0,9/0,5
3	Цех обработки цв. литья	57x24	1368	0,014	0,8	19,15	15,32	7,66	0,9/0,5
4	Литейный цех	51x180	9180	0,014	0,8	128,52	102,82	51,41	0,9/0,5
5	Компрессорная:	24x27	648	0,013	0,7	8,42	5,89	0	1/0
6	Блок вспомогательных цехов	171x15	2565	0,014	0,8	35,91	28,73	14,37	0,9/0,5
7	Склад металла	27x12	324	0,01	0,6	3,24	1,95	0	1/0
8	Административный корпус	24x93	2232	0,02	0,9	44,64	40,18	20,09	0,9/0,5
9	Столовая	27x24	648	0,02	0,9	12,96	11,66	5,83	0,9/0,5
10	Склад ГСМ	30x18	540	0,01	0,6	5,4	3,24	0	1/0
11	Склад	51x15	765	0,01	0,6	7,65	4,59	0	1/0
12	Насосная станция	18x15	270	0,013	0,7	3,51	2,457	0	1/0
13	Сварочно-заготовительный цех	69x30	2070	0,014	0,8	28,98	23,18	11,59	0,9/0,5
14	Освещение территории	265x278	24044	0,002	1	48,08	48,08	24,04	0,9/0,5

Таблица 1.3 Расчет Электрических нагрузок по цехам, U = 0,4 кВ

№	Наименование	Кол-во ЭП, n	Установленная мощность, кВт	M	Ки	cosц/tgц	Средние нагрузки	nэ	Км	Расчетные нагрузки	Ip, A
			Pн min - Pн max	У Pн				Рсм, кВт	Qсм, квар			Рр, кВт	Qp, квар	Sp, кВА
1	Механический цех а) силовая	110	1-70	4200	>3	0.25	0.6/1.33	1050	1396.5	110	1.11	1165.5	1396.5	1818.96	2836.9
	б) осветительная						0.9/0.5					131.04	65.52	146.5
	Итого											1296.5	1462.02	1965.46
2	Механосборочный цех а) силовая	120	1-90	3200	>3	0.25	0.65/1.17	800	936	71	1.12	896	936	1295.73	2183.32
	б) осветительная						0.9/0.5					193.94	96.97	216.83
	Итого											1089.94	1032.97	1512.56
3	Цех обработки цветного литья а) силовая	33	10-175	720	>3	0.7	0.8/0.75	504	378	8	1.2	604.8	415.8	733.94	1084.07
	б) осветительная						0.9/0.5					15.32	7.66	17.13
	Итого											620.12	423.46	751.07
4	Литейных цех а) силовая	80	1-85	3500	>3	0.7	0.7/1.02	2450	2499	80	1.06	2597	2499	3604.08	5350.65
	б) осветительная											102.82	51.41	114.96
	Продолжение таблицы 1.3
	Итого											2699.8	2550.41	3707.04
5	компрессорная а) силовая	12	1-27	320	>3	0.6	0.7/1.02	192	195.84	12	1.23	236.16	195.84	306.77	451.29
	б) осветительная						1/0					5.89	0	5.89
	Итого											242.05	195.84	312.66
6	Блок вспомогательных агрегатов а) силовая	72	2-25	850	>3	0.3	0.7/1.02	15	15.3	68	1.13	16.95	15.3	22.83	79.31
	б) осветительная						0.9/0.5					28.73	14.37	32.12
	Итого											45.7	29.67	54.95
7	Склад металла а) силовая	7	1-20	50	>3	0.25	0.6/1.33	12.5	16.63	5	2.2	27.5	18.3	33.03
	б) осветительная						1/0					1.95	0	1.95
	Итого											29.45	18.3	34.98	50.48
8	Административный корпус а) силовая	28	2-25	200	>3	0.4	0.7/1.02	204	208.08	16	1.28	261.12	208.08	262.63	545.52
	б) осветительная						0.9/0.5					40.18	20.09	44.92
	Итого											301.3	228.17	377.94
9	столовая а) силовая	24	1-42	220	>3	0.4	0.9/0.5	88	44	11	1.4	123.2	44	130.82	207.52
	Продолжение таблицы 1.3
	б) осветительная						0.9/0.5					11.66	5.83	12.95
	Итого											134.86	49.83	143.77
10	Склад ГСМ а) силовая	10	1-5	30	>3	0.25	0.6/1.33	7.5	9.97	10	1.7	12.75	9.97	16.18	27.2
	б) осветительная						1/0					3.24	0	3.24
	Итого											15.99	9.97	18.84
11	Склад а) силовая	12	1-60	250	>3	0.3	0.8/0.75	75	56.25	8	1.72	129	61.88	143.07	213.13
	б) осветительная						1./0					4.59	0	4.59
	Итого											133.59	61.88	147.66
12	Насосная станция а) силовая	10	50-100	350	<3	0.6	0.7/1.02	210	214.2	10	1.26	264.6	214.2	340.43	494.92
	б) осветительная						1/0					2.46	0	2.46
	Итого											267.06	214.2	342.89
13	Сварочно-заготовительный цех а) силовая	52	2-70	1300	>3	0.4	0.6/1.33	520	691.6	37	1.15	598	691.6	914.28	1357.06
	б) осветительная											23.18	11.59	25.92
	Итого											621.18	703.19	940.2
14	Освещение территории а) силовая
	б) осветительная											48.08	24.04	57.75
	Итого
	Итого											7545,64	6300,76	9831,8

1.4 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

Распределяем низковольтную нагрузку по цеховым ТП. Для этого определяем мощности трансформаторов ТП:



Полученное число округляем в большую сторону и получаем количество трансформаторов для ТП предприятия.

Далее делаем расчет батареи конденсаторов:

Выбираем трансформатор ТСЗЛ-1000-10/0,4 и конденсаторные батареи УКЛН - 0,38-300-150 в количестве 10 шт.

Таблица 1.4 Паспортные данные трансформатора ТСЗЛ-1000-10/0,4

Тип	, кВА	обмоток, кВ	Потери, Вт	, %	, %
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТСЗЛ-1000/10	1000	10	0,4	2000	10200	5,5	1,0

Таблица 1.5 Паспортные данные конденсаторной батареи УКЛН - 0,38-300-150

Тип	, кВ	, квар	Масса, кг	Габариты, мм
УКЛН - 0,38-300-150	0,38	300	612	1920х500х1800

Для завода выбираем шесть ТП

1.5 Делаем расчет для ТП1-ТП2

Делаем расчет для ТП1-ТП2:

Исходя из расположения помещений и их мощности выбираем помещения для ТП1-ТП2:

Помещение №1

Помещение №9

Помещение №10

Помещение №13

На ТП устанавливаем три конденсаторные батареи типа УКЛН - 0,38-300-150

Подсчитываем полную мощность помещений, подходящих к ТП с вычетом БК:

Далее находим К_З для данной ТП. К_З для ТП должен лежать в пределах 0,75 - 0,85.



Аналогичный расчет проводим для остальных ТП, данные заносим в таблицу 1.7.2

1.6 Определение потерь мощности в ЦТП

Далее проводим уточненный расчет мощности по промышленному предприятию. Для этого рассчитываем потери в трансформаторах ТП:

Для ТП1-ТП2:

Для ТП3-ТП4:

Для ТП5-ТП6:

1.7 Определяем расчетные мощности СД. Для проведения расчета

принимаем , К_з=0,85.

Принимаем к установке СД типаСДН16-51-12У3

Определяем расчетные мощности ДСП. Для проведения расчета принимаем , К_з=0,7.

Принимаем к установке печной трансформатор типа ЭТЦПК-2500/10-74УЗ

Определяем потери в трансформаторе ДСП:

Далее рассчитываем :

Выбираем высоковольтные БК типа 2хУКЛ - 10,5-1350 У3 и 4хУКЛ - 10,5-2700 У1.

Таблица 1.6 Паспортные данные высоковольтных БК

Тип	, кВ	, квар
УКЛ - 10,5-1350 У3	10,5	1350
УКЛ - 10,5-2700 У1	10,5	2700

Находим полную мощность, потребляемую данным предприятием:

Таблица 1.8 Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП

№ТП, Sн.тр., QНБК	№ цехов	РР0,4, кВт	QР0,4, квар	SР0,4, кВА	Кз
ТП1-ТП2 ТП1 (2х1000), ТП2 (1х1000)
Sн.тр.=3х1000 кВА	1	1296.5	1462.02
	9	134.86	49.83
	10	15.99	9.97
	13	621.18	703.19
	освещение	48.08	24.04
QНБК=3х300 кВАр			-900
ИТОГО		2134.43	1349.05	2525.02	0.84
ТП3-ТП5 ТП3 (2х1000), ТП4 (2х1000), ТП5 (1х1000)
Sн.тр.=5х1000 кВА	3	620.12	423.48
	4	2699.82	2550.41
	5	242.05	195.84
	8	301.3	228.17
QНБК=5х300 кВАр			-1500
ИТОГО		3863.29	1897.88	4304.29	0.86
ТП6 ТП6 (2х1000)
Sн.тр.=2х1000 кВА	2	1089.94	1032.92
	11	133.59	61.88
	7	29.45	18.3
	6	45.7	29.67
	12	267.06	214.2
QНБК=2х300 кВАр			-600
ИТОГО		1565.74	756.97	1739.12	0.85

Таблица 1.9 Уточненный расчет мощности по промышленному предприятию.

№№ТП, Sн.тр., QБК ТП	№№ цеха	n	Pн min - Pн max	У Pн	Ки	Средняя мощность	nэ	Км	Расчетные мощности	Кз
						Рсм, кВт	Qсм, квар			Рр, кВт	Qp, квар	Sp, кВА
ТП1, ТП2	Sтр = 3х1000 кВА
Силовая нагрузка	1	110	1-70	4200		1050	1396,5
	9	24	1-42	220		88	44
	10	10	1-5	20		7,5	9,97
	13	52	2-70	1300		520	691,6
Итого силовая		196		5750	0,29	1665,5	2142,07	164	1,09	1815,4	2142,07
Итого осветит										169,12	82,94
БК 3х300 кВАр											-900
Освещение тер.										48,08	24,04
ИТОГО										2032,6	1349,05	2439,55	0,81
ТП3, ТП4, ТП5	Sтр = 5х1000 кВА
Силовая нагрузка	3	33	10-175	720		504	378
	4	80	1-85	3500		2450	2499
	5	12	1-27	320		192	195,84
	8	28	2-25	200		204	208,88
Итого силовая		153		4740	0,7	3350	3281,72	54	1,08	3618	3281,72	4884,6
Итого осветит										164,21	79,16
БК 5х300 кВАр											-1500
ИТОГО										3782,2	1860,88	4215,2	0,84
ТП6	Sтр = 2х1000 кВА
Силовая нагрузка	2	120	1-90	3200		800	936
	11	12	1-60	250		75	56,25
	7	7	1-20	50		12,5	16,63
	6	72	2-25	850		15	15,3
	12	10	50-100	350		210	214,2
Итого силовая		221		4700	0,24	1112,5	1238,38	94	1,13	1257,13	1238,38
Итого осветит										231,67	111,34
БК 2х300 кВАр											-600
ИТОГО										1488,8	749,72	1666,9	0,83
ИТОГО по 0,4 кВ		7303,6	3959,65	8307,9
Потери в тр. ТП		94,06	499,29	508,07
ИТОГО по 10 кВ
Компрессорная	5	2	1250	2500		2125	-1062,5
Литейный цех	4	4				11900	12140,4
РТР ДСП		400	2000
QВБК			-13500
ИТОГО		21822,66	4036,84	22193

1.8 Сравнение вариантов внешнего электроснабжения

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы на которой установлены два трёхобмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 115/37/10,5 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Мощностьк.з. на стороне 115 кВ равна 1200 МВА. Расстояние от энергосистемы до завода 4 км. Завод работает в две смены. Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим три варианта:

1. I вариант - ЛЭП 115 кВ;

2. II вариант - ЛЭП 37 кВ;

3. III вариант - ЛЭП 10,5 кВ.

I вариант схемы электроснабжения

Рисунок 1.8.1 Первый вариант схемы электроснабжения

Выбираем электрооборудование по I варианту.

Полная расчетная мощность трансформатора ГПП:

где - значение берется по таблице 5 название графы «Итого по предприятию»;

- мощность энергосистемы.

Коэффициент загрузки трансформатора ГПП:

где - номинальная мощность трансформатора ГПП.

Если коэффициент загрузки трансформатора получился равным 0,5, то дальнейший расчет не целесообразен.

Выбираем к установке два трансформатора ГПП марки ТДН-16000/110, стоимостью 585 000 евро.

Таблица 1.8.1 Паспортные данные трансформатора ГПП

, МВА	, кВ	, кВ	, кВт	, кВт	, %	, %
16	115	10,5	18	85	10,5	0,7

Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторе ГПП:

где берем из паспортных данных выбранного трансформатора ГПП.

Полная расчетная мощность в ЛЭП:

Расчётный ток в ЛЭП:

где в зависимости от класса напряжения

Аварийный ток в ЛЭП:

Экономическое сечение провода:

где экономическая плотность тока равна .

По условию потерь на корону, минимальное сечение для линий 110 кВ равно 70 ммІ. Экономическое сечение получилось равным 52 ммІ, однако минимальное сечение для линий 110 кВ равно70 ммІ, следовательно выбираем сечение 70 ммІ. Стоимость строительства одного километра ВЛЭП с проводами марки АС-70 составляет 19460 евро.

Выбор провода осуществляется по следующим двум условиям:

,

Принимаем к установке провод марки АС-70 ().

Потери в трансформаторе ГПП:

где - время максимальных потерь,

,

выбираются в зависимости от сменности.

Потери в ЛЭП:

где выбирают в зависимости от сечения, r₀=0,4 ом/км для провода АС-70/16. - дано в исходных данных.

Рисунок 1.8.2 Схема КЗ

Базисный ток:

принимаем =1000 МВА,

Реактивное сопротивление системы:

где мощность к.з на стороне ВН трансформаторов подстанции дана по заданию.

Ток короткого замыкания в точке К₁:

Реактивное сопротивление линии

где выбирают в зависимости от класса напряжения.

Ток короткого замыкания в точке К₂:

Ударный ток:

где ударный коэффициент равный 1,8.

К установке выбираем высоковольтный баковый элегазовый выключатель фирмы ABB, марки 121РМ40-20В, стоимостью 119 300 евро.

Проверка по условиям выбора высоковольтных выключателей:

К установке выбираем разъединители трехполюсные фирмы АВВ NSA123/1600+2E с 2 комплектами заземляющих ножей, стоимость 49 410 евро.

Проверка по условиям выбора разъединителей:

Выбор ограничителей перенапряжения (ОПН) производится по напряжению. К установке выбираем ОПН фирмы АВВ PEXLIM на 110кВ стоимостью 21 690 евро.

1 евро равен 185 тенге.

Капитальные затраты на трансформатор ГПП:

где - количество трансформаторов,

- стоимость трансформатора.

Капитальные затраты на ЛЭП:

где - стоимость 1 км ЛЭП.

Капитальные затраты на выключатели:

где - стоимость одного выключателя,

- количество выключателей.

Капитальные затраты на разъединители:

где - стоимость одного разъединителя,

- количество разъединителей.

Капитальные затраты на ОПН

где - стоимость одного ОПН,

- количество ОПН.

Суммарные капитальные затраты по первому варианту схемы электроснабжения

II вариант схемы электроснабжения

Рисунок 1.8.3 Второй вариант схемы электроснабжения

Полная расчетная мощность трансформатора ГПП не меняется, трансформатор ГПП выбирается по той же мощность только на другой класс напряжения.

Выбираем к установке два трансформатора ГПП марки ТД-16000/35, стоимостью 915 000 евро.

Таблица 1.8.3 Паспортные данные трансформатора ТД-16000/35

, МВА	, кВ	, кВ	, кВт	, кВт	, %	, %
16	38,5	10,5	16	105	8	0,6

Выбираем трансформатор системы

Выбираем к установке два трансформатора системы марки ТРДН-40000/110, стоимостью 1 830 000 евро.

Таблица 1.8.4 Паспортные данные трансформатора системы ТДТН-40000/110

, МВА	, кВ	, кВ	, кВ	, кВт	, кВт	, %	, %	, %	, %
40	115	38,5	10,5	39	200	10,5	6,5	17,5	0,6

Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторе ГПП:

где берем из паспортных данных выбранного трансформатора ГПП.

Полная расчетная мощность в ЛЭП:



Расчётный ток в ЛЭП:

где в зависимости от класса напряжения.

Аварийный ток в ЛЭП:

Экономическое сечение провода:

где экономическая плотность тока равна .

Экономическое сечение получилось равным 161 ммІ, следовательно выбираем сечение 150 ммІ. Стоимость одного километра провода АС-150/24 составляет 21890 евро.

Выбор провода осуществляется по следующим двум условиям:

,

Принимаем к установке провод марки АС-150/24 ().

Потери в трансформаторе ГПП:



где - время максимальных потерь,

, ч.

выбираются в зависимости от сменности.

Потери в ЛЭП:

где выбирают в зависимости от сечения, для провода сечением 150 ммІ r₀ = 0.192 ом/км, - дано в исходных данных.

Рисунок 1.8.4 Схема КЗ

Базисный ток

где в зависимости от шины берем ,

принимаем 1000 МВА.

Реактивное сопротивление системы:

где мощность к.з на стороне ВН трансформаторов подстанции дана по заданию.

Реактивное сопротивление трансформатора системы:

Ток короткого замыкания в точке К₁:

Реактивное сопротивление линии:

где выбирают в зависимости от класса напряжения.

Ток короткого замыкания в точке К₂:

Ударный ток:

где ударный коэффициент равный 1,8.

К установке выбираем высоковольтные элегазовые баковые выключатели с одной дугогасящей камерой на фазу (В4, В5, В6, В7) фирмы ABB, марки 38РМі1-12, стоимостью 60 000 евро.

Проверка по условиям выбора высоковольтных выключателей:

Выбираем секционный вакуумный выключатель с моторно-пружинным приводом(В8), фирмы АВВ, марки 38РМі1-12, по расчетному току, стоимостью 60 000 евро.

Проверка по условиям выбора высоковольтных выключателей:

Аварийный ток системы:

Выбираем элегазовые баковые выключатели с одной дугогасящей камерой на фазу (В1, В2, В3) фирмы АВВ, марки 38РМі1-12, стоимостью 60 000 евро.

Проверка по условиям выбора высоковольтных выключателей:

К установке выбираем разъединители трехполюсные фирмы АВВ NSA123/1600+1E с 1 комплектами заземляющих ножей, стоимость 117 510 евро.

Проверка по условиям выбора разъединителей

38

Выбор ограничителей перенапряжения (ОПН) производится по напряжению. К установке выбираем ОПН фирмы АВВ, марки PEXLIM, стоимостью 6 000 евро.

1 евро равен 185 тенге.

Капитальные затраты на трансформатор ГПП:

где - количество трансформаторов,

- стоимость трансформатора.

Капитальные затраты на ЛЭП:

где - стоимость 1 км ЛЭП.

Капитальные затраты на выключатели:

где - стоимость одного выключателя,

- количество выключателей.

Капитальные затраты на разъединители:

где - стоимость одного разъединителя,

- количество разъединителей.

Капитальные затраты на ОПН

где - стоимость одного ОПН,

- количество ОПН.

Долевое участие трансформатора системы:

Капитальные затраты на трансформатор системы:

Долевое участие выключателей В1 и В2

Капитальные затраты на выключатели В1 и В2:



Долевое участие выключателя В3:

Капитальные затраты на выключатель В3:

Суммарные капитальные затраты по второму варианту схемы:

III вариант схемы электроснабжения

Рисунок 1.8.5 Третий вариант схемы электроснабжения

Выбираем трансформатор системы. Оставляем такой же трансформатор системы как в расчете варианта II.

Выбираем к установке два трансформатора системы марки ТДТН-40000/110, стоимостью 1 830 000 евро.

Таблица 1.8.5 Паспортные данные трансформатора системы ТДТН-40000/110

, МВА	, кВ	, кВ	, кВ	, кВт	, кВт	, %	, %	, %	, %
40	115	38,5	10,5	39	200	10,5	6,5	17,5	0,6

Полная расчетная мощность в ЛЭП:

Расчётный ток в ЛЭП:

где в зависимости от класса напряжения.

Аварийный ток в ЛЭП:

Экономическое сечение провода:

ммІ,

где экономическая плотность тока равна .

Экономическое сечение получилось равным 569,1 ммІ, следовательно выбираем 5 провода сечением 120 ммІ. Стоимость одного километра провода АС-120/19 на класс напряжения 10 кВ составляет 2500 евро.

Выбор провода осуществляется по следующим двум условиям:

,

Принимаем к установке провод марки 5хАС-120/19 ().

Потери в ЛЭП

т.к. потери в ЛЭП составляют более 10⁶ кВт, такой вариант не приемлем. Дальнейший расчет не целесообразен.

Таблица 1.8.6 сравнение вариантов электроснабжения

N варианта	U, кВ	?К, тенге
1	110	386146000
2	35	630207790,6
3	10	-

Следовательно, выбираем как наиболее выгодный вариант питания от ЛЭП 110кВ.

1.9 Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания U>1кВ

Расчет токов короткого замыкания Iкз (U= 10кВ) с учетом подпитки от СД

Рисунок 1.9 Схема замещения электроснабжения ГПП

S_б=1000 МВА;

1.10 Расчет тока подпитки от СД

В цехе установлено 2 синхронных двигателя со следующими характеристиками: Рн=1250 кВт, Uн= 10 кВ, х»_d= 0,2%

Выбираем кабель к СД:

а) по экономической плотности тока:

б) по минимальному сечению:



Принимаем кабель марки ААШв-10 - (3х50), Iдоп=130А

Тогда ток от двигателей будет равен:

Суммарный ток КЗ в точке К-3 на шинах 110кВ с учетом подпитки от двигателей компрессорной будет равен:

I_кз = I^/_к-3 + I_{кз СД}=7,32+0,536=7,856 кА.

Ударный ток в точке К-3: i_уд3=К_уд

.

1.11 Выбор оборудования

S_{р.завода} =22621, кВА;

I_ав=2I_р.зав =2621,9=1243,8А.

Выбираем выключатель типа ВB/TEL - 10 - 20/1600 У2.

Секционный выключатель

Принимаем выключатель типа ВB/TEL - 10 - 12,5/630 У2.

Таблица 1.11.1 Исходные данные выключателей

	Вводные выключатели	Секционный выключатель
	Расчетные	Паспортные	Расчетные	Паспортные
Uн, кВ	10,5	10,5	10,5	10,5
Iн, А	1243,8	1600	621,9	630
Iотк, кА	7,856	12,5	7,856	12,5

Выбор выключателей отходящих линий:

Магистраль ГПП - (ТП1-ТП2):

Выбираем выключатель типа ВB/TEL - 10-12,5.630У2

Таблица 1.11.2

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн= 10,5 кВ Iн = 630A Iоткл= 12,5 кА Iскв= 32кА I2*t =(Iоткл)2Ч4=4096 кА2 Чс	U= 10,5 кВ Iав= 140А Iкз= 7,856кА Iуд= 19,99кА B=(Iкз)2Ч0,12= 7,4кА2Чс
Привод электромагнитный

Магистраль ГПП - (ТП3-ТП4):

Выбираем выключатель типа ВB/TEL - 10-12,5.630У2

Таблица 1.11.3

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн= 10,5 кВ Iн = 630A Iоткл= 12,5 кА Iскв= 32кА I2*t =(Iоткл)2Ч4=4096 кА2 Чс	U= 10,5 кВ Iав= 239,15А Iкз= 7,856кА Iуд= 19,99кА B=(Iкз)2Ч0,12= 7,4кА2Чс с
Привод электромагнитный

Магистраль ГПП - (ТП5-ТП6):

Выбираем выключатель типа ВB/TEL - 10-12,5.630У2

Таблица 1.11.4

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн= 10,5 кВ Iн = 630A Iоткл= 12,5 кА Iскв= 32кА I2*t =(Iоткл)2Ч4=4096 кА2 Чс	U= 10,5 кВ Iав= 96,53А Iкз= 7,856кА Iуд= 19,99кА B=(Iкз)2Ч0,12= 7,4кА2Чс
Привод электромагнитный

Магистраль ГПП-СД:

Выбираем выключатель типа ВB/TEL - 10-12,5.630У2

Таблица 1.11.5

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн= 10,5 кВ Iн = 630A Iоткл= 12,5 кА Iскв= 32кА I2*t =(Iоткл)2Ч4=4096кА2 Чс	U= 10,5 кВ Iр= 64,9 А Iкз= 7,856кА Iуд= 19,99кА B=(Iкз)2Ч0,12= 7,4кА2Чс
Привод электромагнитный

Магистраль ГПП-ВБК:

Выбираем выключатель типа ВB/TEL - 10-12,5.630У2

Таблица 1.11.6

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн= 10,5 кВ Iн = 630A Iоткл= 12,5 кА Iскв= 32кА I2*t =(Iоткл)2Ч4=4096кА2 Чс	U= 10,5 кВ Iр= 74,23 А Iкз= 7,856кА Iуд= 19,99кА B=(Iкз)2Ч0,12= 7,4кА2Чс
Привод электромагнитный

Печи ДСП

Выбираем кабель 3хААШв (1х120) Iдоп = 220А

Выбираем выключатель BB-TEL-10-12,5/630У2 из [17]

Таблица 1.11.7

Паспортные данные	Расчетные данные
Uн= 10,5 кВ Iн = 630A Iоткл= 12,5 кА Iскв= 32кА I2*t =(Iоткл)2Ч4=4096 кА2 Чс	U= 10,5 кВ Iр= 175,27А Iкз= 7,856кА Iуд= 19,99кА B=(Iкз)2Ч0,12= 7,4кА2Чс
Привод электромагнитный

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям:

по напряжению установки: U_{ном тт}U_{ном уст-ки};

по току: I_{ном тт}I_расч;

по электродинамической стойкости: К_дин;

по вторичной нагрузки: S_н2S_{нагр расч};

5. по термической стойкости: К_тс=;

а) Выбор трансформаторов тока на вводе и секционном выключателе.

Таблица 1.11.8 таблица приборов

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
A	Э-350	0,5	0,5	0,5
Wh	FBU 11200	2,5	2,5	2,5
Varh	OD 4165	2,5	2,5	2,5
W	DBB13200	0,5	-	0,5
Var	OD4110	0,5	-	0,5
Итого		6,5	5,5	6,5

Примем трансформатор токаТВ10-1У2: Iн= 1500 А; Uн= 10,5 кВ; Sн = 20М ВА.

Таблица 1.11.9

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iав= 1243А	Iн= 1500 А
iуд= 19,99кА	Iдин= 52 кА
S2 р= 10,4 ВА	S2 н= 20 ВА

Рассчитаем вторичную нагрузку трансформаторов тока.

Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

R₂=R_приб+R_пров+R_к-тов

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где S_приб. - мощность, потребляемая приборами;

I₂ - вторичный номинальный ток прибора.

Допустимое сопротивление проводов:

принимаем провод АКР ТВ; F=2,5 ммІ;

S₂=R₂· =0,416·5²=10,5 ВА;

Где R₂=R_приб+R_пров+R_к-тов=0,26+0,056+0,1=0,416 Ом

Выбираем трансформатор тока на секционном выключателе шин ГПП: Iр= 300 А; ТПЛК-10УЗ: Iн= 300 А; Uн= 10,5 кВ.

Таблица 1.11.10

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Aмперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Итого		0,5	0,5	0,5

Таблица 1.11.11

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iав= 621,9 А	Iн= 800 А
iуд= 19,99 кА	Iдин= 52 кА
S2 р= 4,4 ВА	S2 н= 10ВА

0,4-0,02-0,1=0,28 Ом;

принимаем провод АКР ТВ; F=2,5 ммІ;

S₂=R₂? =0,0,176?5²=4,4 ВА;

R₂= 0,02+0,056+0,1=0,176 Ом.

б) Выбираем трансформатор тока на линии ГПП - (ТП1-ТП2); ГПП - (ТП3-ТП4); ГПП - (ТП5-ТП6); ГПП-СД; ГПП-ВБК.

Таблица 1.11.12

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
Амперметр	Э-350	0,5	0,5	0,5
Wh	FBU 11200	2,5	2,5	2,5
Varh	OD 4165	2,5	2,5	2,5
Итого		5,5	5,5	5,5

0,4-0,22-0,1=0,08 Ом;

принимаем кабель АКРТВ; F=2,5 ммІ;

S₂=R₂·=0,376·5²=9,4 ВА;

R₂= 0,22+0,056+0,1=0,376 Ом.

Трансформатор тока на линии ГПП - (ТП1-ТП2): Iав=140 А; примем трансформатор тока ТПЛК-10УЗ: I_н= 300 А; U_н= 10,5 кВ; S_н = 10 ВА.

Таблица 1.11.13

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iав= 140 А	Iн= 300 А
iуд= 19,99кА	Iдин= 52кА
S2 р= 9,4 ВА	S2 н= 10 ВА

Трансформатор тока на линии ГПП - (ТП3-ТП4): Iав=239,15А; примем трансформатор тока ТПЛК-10УЗ: I_н= 300 А; U_н= 10,5 кВ; S_н = 10 ВА.

Таблица 1.11.14

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iав= 239,15А	Iн= 300 А
iуд= 19,99кА	Iдин= 52кА
S2 р= 9,4 ВА	S2 н= 10 ВА

Трансформатор тока на линии ГПП - (ТП5-ТП6): Iав=96,53А; примем трансформатор тока ТПЛК-10УЗ: I_н= 300 А; U_н= 10,5 кВ; S_н = 10 ВА.

Таблица 1.11.15

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iав= 96,53 А	Iн= 300 А
iуд= 19,99кА	Iдин= 52кА
S2 р= 9,4 ВА	S2 н= 10 ВА

Трансформаторов тока на СД: Iр= 64,9А; примем трансформатор тока ТПЛК-10УЗ: I_н= 100 А; U_н= 10,5 кВ; S_н = 10 ВА.

Таблица 1.11.16

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iр= 64,9 А	Iн= 100 А
iуд= 19,99кА	Iдин= 52кА
S2 р=4,9 ВА	S2 н=10ВА

Трансформаторов тока на ВБК: Iр= 72,23 А; примем трансформатор тока ТПЛК-10УЗ: I_н= 300 А; U_н= 10,5 кВ; S_н = 10 ВА.

Таблица 1.11.17

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iр= 72,23А	Iн= 300 А
iуд= 19,99 кА	Iдин= 52кА
S2 р=4,9 ВА	S2 н=10ВА

Трансформаторов тока на ВБК ДСП 4х2700: Iр= 175,27 А; примем трансформатор тока ТПЛК-10УЗ: I_н= 300 А; U_н= 10,5 кВ; S_н = 10 ВА.

Таблица 1.11.18

Расчетные величины	По каталогу
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iр= 175,27 А	Iн= 300 А
iуд= 19,99 кА	Iдин= 52кА
S2 р=4,9 ВА	S2 н=10ВА

Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

1. по напряжению установки: U_номU_уст;

2. по вторичной нагрузки: S_номІS_2расч;

3. по классу точности

4. по конструкции и схеме соединения

Таблица 1.11.19

Прибор	Тип	, ВА	Число обм.		Число приб.	, Вт	, вар
V	Э-350	2	2	1	2	8	-
Wh	FBU 11200	1,5	2	1	1	3	-
Varh	OD 4165	1,5	2	1	1	3	-
W	DBB13200	3	2	0,38	8	48	116,64
Var	OD4110	3	2	0,38	8	48	116,64
ИТОГО						110	233,28

Расчетная вторичная нагрузка:

Выбираем ТН - НТМК-10-У3. Класс точности 3 для номинальной мощности 500 ВА.

Таблица 1.11.20

Uн т= 10,5 кВ	Uн т= 10,5 кВ
Sн 2= 257,91 кВА	Sр 2= 300 ВА
Схема соединения обмоток

Выбор выключателей нагрузки

ТП1,2 Iр= 69,44А ТП3,4 Iр= 119,575 А ТП5,6 Iр= 48,265 А;

Для трансформаторов выключатель ВНПу-10/400-10ЗпУЗ

Таблица 1.11.21

Расчетные	Паспортные
Uн= 10,5 кВ	Uн= 10,5 кВ
Iрасч= 119,575 А	Iн=400А
Iк= 7,856кА	Iотк= 10 кА

Выбор силовых кабелей отходящих линий

Выбор кабелей производится по следующим условиям:

по экономической плотности тока:

по минимальному сечению F_min =·I_кз·t_п;

по условию нагрева рабочим током I_{доп каб}I_р;

по аварийному режиму I_{доп ав}I_ав;

по потере напряжения U_допU_рас.

Выбираем кабель ГПП-ТП1-ТП2:

а) по экономической плотности тока:

F_э = I_р /j_эк = 64,99/1,4=49,6 ммІ,

j_эк=1,4 - для Т_м= 3000-5000 ч.

Принимаем кабель марки ААШв-10 - (3х50); I_доп= 180 А;

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к Iкз, найдем минимальное сечение кабеля по

I_кз: F_min=б·I_кз·, ммІ;

принимаем окончательно кабель ААШв-10 - (3х70); Iдоп= 130 А;

С учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,8 (4 кабеля в траншее):

I_р/К_попр =64,99/ 0,8=86,8А, (130А>86,8А).

Условия выполняются, тогда окончательно принимаем кабель марки ААШВ-10 - (3х50), с I_доп=130А.

Все расчетные данные выбора остальных кабелей занесены в таблицу 1.11.22 Кабельный журнал.

Выбор шин ГПП

Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и экономической целесообразности. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.

Выбираем твердотянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения марки АТ-80х6; I_доп=1625 А (одна полоса на фазу), I_ав=1243,8 А;

а) I_доп?I_ав;

б) проверка по термической стойкости к I_кз

Fmin=б·Iкз·ммІ<Fn;

в) проверка по динамической стойкости к·i_удкз?у_доп=700 кгс/смІ:

W=0,167·b·h²=0,167·1·6=1,003 смі

Где L=80 см-расстояние между изоляторами;

а=100 см-расстояние между фазами;

b=1 см-толщина одной полосы;

h=6 см-ширина (высота) шины.

Из условия видно, что шины динамически устойчивы

Выбор изоляторов

Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

по номинальному напряжению: U_номU_уст;

по допустимой нагрузке: F_доп?F_расч.

Где F_расч. - сила, действующая на изолятор;

F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора, F_доп = 0,6·F_{разруш.};

Выбираем изолятор типа ОНШ-10-500У1, F_разруш=500 кгс.

F_доп= 0,6·F_разруш= 0,6 500=300 кгс. (>55,37 кгс), условие выполняется

Таблица 1.11.21 Кабельный журнал

Наименование участка	Sр, кВА	Кол-во кабелей в траншее	Нагрузка	По экономической плотности тока, ммІ	По допустимой нагрузке, ммІ	По току короткого замыкания, ммІ	Выбранный кабель	Iдоп, A
			Iр, A	Iав, A	jэ	Fэ	Кп	Iдоп	Iк, A	S
ГПП-ТП1-ТП2	3611,28	4	64,99	138,88	1,4	46,4	0,8	81,2	7856	70	ААШВ-10 - (3х70)	95
ГПП-ТП3-ТП5	4349,4	4	119,58	239,15	1,4	85,4	0,8	149,5	7856	70	ААШВ-10 - (370)	155
ГПП-ТП6	1755,6	4	48,27	96,53	1,4	34,47	0,8	60,33	7856	70	ААШВ-10 - (3х70)	80
ГПП-ДСП	12320	4	338,72	-	1,4	241,9	0,9	376	7856	70	ААШВ-10 - (3120)	220
ГПП-ВБКДСП	4х2700	4	338,72	-	1,4	241,9	0,9	376	7856	70	ААШВ-10 - (3120)	220
ГПП-СД	1388,88	2	64,9	-	1,4	46,35	0,8	81,13	7856	70	ААШВ-10 - (3х70)	95
ГПП-ВБК	2х1350	2	74,2	-	1,4	53	1	74,2	-	70	ААШВ-10 - (370)	80

2. Модернизация цеха РТИ

Каждое производство ведет за собой износ оборудования. В связи с этим в цеху требуется замена проводки и заодно коммутационных аппаратов, а также переход от системы TN-C к системе TN-S. Это необходимо для установки УЗО и модернизации системы проводки цеха. Исходные данные для электроприемников представлены в таблицах 2.1 и 2.2.

Для цеха резинотехнических изделий промышленного предприятия, план которого приведен ниже, произвести перечисленные мероприятия и расчеты с выбором схем и электрооборудования электрической сети.

1 Наметить узлы питания электроприёмников (силовые шкафы, распределительные шинопроводы)

2 Определить силовые нагрузки по узлам питания, осветительную нагрузку и расчетную нагрузку по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума.

3 Выбрать схему питающей и распределительной сетей цеха.

4 Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховой подстанции.

5 Определить сечение и марку проводов, кабелей и шин сети цеха.

6 Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.

7 Начертить на плане силовую электрическую сеть цеха.

8 Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприемников.

2.1 Исходные данные

Таблица 2.1 Электрические нагрузки цеха

№ по плану	Наименование оборудования	Установленная мощность, кВт
1, 2, 3, 4,5	Штамповочный пресс	26,2
6,7,15,16	Градирня	10
9,8	Вентилятор	45
10	Пресс	42
11	ЭПС	16
12	Пресс	30
13	Пресс горячего литья	55
14	Пресс	4

Таблица 2.2 Коэффициенты электроприемников

№ по плану	Ки	cosц
1, 2, 3, 4,5	0,3	0,65
6,7,15,16	0,12	0,5
9,8	0,3	0,65
10	0,3	0,65
11	0,15	0,6
12	0,3	0,65
13	0,12	0,5
14	0,7	0,8

2.2 Расчет нагрузок электроприемников

Расчет нагрузок для группы электроприемников проводится по методу упорядоченных диаграмм. [1]

Далее описан упрощенный метод упорядоченных диаграм

Число m определяется по формуле

(2.1)

где - номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников.

Средняя активная нагрузка за наиболее нагруженную смену

(2.2)

Средняя реактивная нагрузка за наиболее нагруженную смену

(2.3)

Для определения итоговой нагрузки узла питания необходимо определить средневзвешенное значение коэффициента использования

(2.4)

Эффектное число электроприемников

(2.5)

Максимальная активная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла

(2.6)

Максимальная реактивная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла

- при

- при

Максимальная полная нагрузка расчетного узла питания

(2.7)

Расчетный максимальный ток определяется из формулы

(2.8)

Все расчеты производятся с помощью специальной программы, разработанной на кафедре ЭПП. Расчет производится с помощью метода упорядоченных диаграмм.

Интерфейс программы приведен ниже

Рисунок 2.1 Интерфейс программы расчета электрических нагрузок



Рисунок 2.2 Программа расчета электрических нагрузок

Все расчеты заносятся в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 Расчет нагрузок по цеху

№№ по плану	Наименование узлов питание и групп ЭП	n	Установленная мощность, кВт	m	Ки	cosц/tgц	Средние мощности	Определение	nэ	Kм	Максимальная расчетная нагрузка	Iр, А
			одного ЭП	Сум-марная				Рсм, кВт	Qсм, квар	n1	Pn1	P*	n*	nэ*			Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
	ШРА-1
6	Градирня	1	10	10		0,3	0,65/1,17	3	3,5								6,56	7,22	9,75	14,07
7	Градирня	1	10	10		0,3	0,65/1,17	3	3,5								6,56	7,22	9,75	14,07
8	Вентилятор	1	5	5		0,3	0,65/1,17	1,5	1,76								3,28	3,61	4,88	7,04
9	Вентилятор	1	5	5		0,3	0,65/1,17	1,5	1,76								3,28	3,61	4,88	7,04
10	Пресс	1	42	42		0,3	0,65/1,17	14	16,38								30,6	35,84	47,14	68,04
Итого по ШРА-1	5		72	>3	0,37		23	26,9						4	1,87	50,31	55,34	74,8	110,3
	ШР-1
14	Штамповочный пресс	1	26,2	26,2		0,3	0,65/1,17	7,86	8,65								15,7	17,3	23,36	33,72
19	Штамповочный пресс	1	26,2	26,2			0,65/1,17	7,86	8,65								15,7	17,3	23,36	33,72
10	Штамповочный пресс	1	26,2	26,2			0,65/1,17	7,86	8,65								15,7	17,3	23,36	33,72
12	Штамповочный пресс	1	26,2	26,2			0,65/1,17	7,86	8,65								15,7	17,3	23,36	33,72
23	Штамповочный пресс	1	26,2	26,2			0,65/1,17	7,86	8,65								15,7	17,3	23,36	33,72
Итого по ШР-2	15		131	>3	0,34		39,3	43,25						5	2	78,5	86,5	116,8	168,6
	ШР-2
11	ЭПС	1	16	16		0,15	0,6/1,33	2,4	3,2								5,14	5,65	7,64	11,02
12	Пресс	1	30	30		0,3	0,65/1,17	9	10,53								19,26	21,19	28,6	41,3
13	Пресс горяч. Литья	1	55	55		0,3	0,65/1,17	16,5	19,3								35,31	38,84	52,5	75,8
14	Пресс	1	4	4		0,12	0,5/1,73	0,48	0,83								1,03	1,13	1,13	1,63
15	Градирня	1	10	10		0,12	0,5/1,73	1,2	2,07								2,57	2,23	3,43	4,94
16	Градирня	1	10	10		0,12	0,5/1,73	1,2	2,07								2,57	2,23	3,43	4,94
Итого по ШРА-3	6		105	>3	0.3		30,78	38						4	2,14	65,88	71,37	96,7	139,6

2.3 Выбор оборудования

Выбор автоматических выключателей

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

(2.14)

Автоматические выключатели выбраны согласно [18], силовые автоматы выбраны согласно [19]

Кабели от силовых пунктов и приемников, подключенных к ТП прокладываем в траншее, по 1. Поправочный коэффициент будет равен 1

Выбор автоматических выключателей приведен в таблице 2.4. Выключатели выбраны для каждого агрегата отдельно.

Таблица 2.4 Выбор защитного оборудования

ЭП	Расчетный ток	Автоматический выключатель		Тип аппарата защиты	Кз	Токовая наг-ка провода	Марка и сечение провода
	Iдлит (Iном)	Iкр (Iпуск)	Iном. ав.	Iрасц ном	Уставка мгн. срабатывания				Кз*Iз	Iдоп пров
					Кратн.ср. расц	Iср расц
ШР-1
6	48,11	70,35	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	60	АПВ-3 (110)+(16)
7	48,11	70,35	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	60	АПВ-3 (110)+(16)
8	24,65	35,2	32	100	6	600		ABB-SH200L32C	1	32	35	АПВ - (4х2,5)
9	24,65	35,2	32	100	6	600		ABB-SH200L32C	1	32	35	АПВ - (4х2,5)
10	202,9	340,2	250	250	2	500		ABB-TmaxT1P	1	250	210	АПВ-3 (170)+(150)
От ТП к ШРА - 1	348,4	688	800	400	10	4000		ABB-TmaxT6	1	400	400	ААШв-1 - (395)+(170)
ШР-2
1	58,18	168,6	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	80	АПВ-3 (116)+(110)
2	58,18	168,6	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	80	АПВ-3 (116)+(110)
3	58,18	168,6	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	80	АПВ-3 (116)+(110)
4	58,18	168,6	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	80	АПВ-3 (116)+(110)
5	58,18	168,6	63	100	6	600		ABB-SH200L63C	1	63	80	АПВ-3 (116)+(110)
От ТП к ШРА-2	290,9	459.5	400	630	10	4000		ABB-TmaxT6	1	400	400	ААШв-1 - (395)+(170)
							ШРА-1
11	38,5	44,08	40	100	6	600		ABB-SH200L40C	1	40	42	АПВ-3 (16)+(14)
12	66,62	206,5	80	100	5	400		ABB-SH201L80C	1	80	80	АПВ-3 (116)+(110)
13	122,1	262,5	125	125	5	625		ABB-SH201L125C	1	125	125	АПВ-3 (135)+(1х25)
14	11,55	9,78	16	63	6	378		ABB-SH200L16C	1	16	25	АПВ-4 (12,5)
15	28,87	29,64	32	63	6	378		ABB-SH200L32C	1	32	35	АПВ-4 (14)
16	28,87	29,64	32	63	6	378		ABB-SH200L32C	1	32	35	АПВ-4 (14)
От ТП к ШР-1	296.51	559	400	630	10	4000		ABB-TmaxT5	1	1000	340	ААШв-1 - (370)+(150)

Таблица 2.5. Коэффициенты пуска и пусковые токи ЭП

№ по плану	Наименование оборудования	РН, кВт	Iр	КП	Iпуск	Iпуск/б	1,25хIпуск
1, 2, 3, 4,5	Штамповочный пресс	26,2	33,72	5	168,6	105,38	210,75
6,7,15,16	Градирня	10	14,07	5	70,35	43,97	87,94
9,8	Вентилятор	45	7,04	5	35,2	22	44
10	Пресс	42	68,04	5	340,2	212,63	425,25
11	ЭПС	16	11,02	4	44,08	22,04	55,1
12	Пресс	30	41,3	5	206,5	129,06	258,13
13	Пресс горячего литья	55	75,8	3	227,4	142,13	284,25
14	Пресс	4	1,63	5	8,15	3,26	10,19

2.4 Выбор силового распределительного шкафа и шинопровода

Выбор силового распределительного шкафа и шинопровода представлен в таблице 2.6.

Таблица 2.6 Выбор силового распределительного шкафа и шинопроводов

Тип	Iр, А	Iном, А	Обозначение силового распределительного шкафа и шинопровода	iамп, кА	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	zп.ф-о, Ом/км
ШРА-1	348,4	400	ШРА73ВУ3	15	0,21	0,21	0,9
ШРА-2	290,9	400	ШРА73ВУ3	25	0,15	0,17	0,65
ШР-1	296,5	400	ШР11-73-702	25	0,15	0,17	0,65
ТП	935,8	1000	ШМА4	100	0,0297	0,0143	0,0872

2.5 Расчет токов кз

Для проверки выбранных защитных аппаратов по условию отключения тока КЗ используется программа расчета токов КЗ в сетях до 1000В, разработанной на кафедре ЭПП, интерфейс, которой показан рисунке 2.2, а расчетная схема на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 вводные данные и полученные результаты

Рисунок 2.4 Расчетная схема электроснабжения электродвигателей участка цеха

Расчет токов короткого замыкания вручную

После выбора автоматов необходимо убедиться, расцепитель автомата надежно защищают участок сети, на котором они установлены. В качестве примера для расчета принимается наиболее удаленный от шин ТП ЭП. Расчетные точки для определения токов к.з. приведены на рисунке 2.4.

Рисунок 5.4 схема расчетных точек

ТП - трансформаторная подстанция; А1, А2, А3 - защитные аппараты; КЛ - кабельная линия; АПВ - провод для питания ЭП; СП - силовой пункт; ЭП - электроприемник; К1 - точка к.з. на шинах ТП: К2 - точка к.з. на шинах узла питания; К3 - точка к.з. на зажимах электроприемника.

Составляется схема замещения (рисунок 2) и находятся трехфазные, двухфазные и однофазные токи короткого замыкания для заданных точек.

Выбираем трансформатор - ТСЗ-630-10/0,4: S_ном=630 кВА; активное сопротивление R_тр=3,4 мОм; индуктивное сопротивление Х_тр=13,5 мОм.

Выключатель АВВ-ТмахТ6: R_авт.1=0,14 мОм; X_авт.1=0,08 мОм; R_кв=0,07 мОм.

Шина: r_ш=0,167 мОм/м; х_ш=0,06 мОм/м; R_ш= r_ш*l=0,167*6=1,002 мОм; Х_ш= х_ш*l=0,36 мОм.

где l - длина шины 6 м.

Выключатель АВВ-ТмахТ5: R_авт.2=0,14 мОм; X_авт.2=0,1 мОм; R_кв=0,08 мОм.

Кабель ААШв-1 - (3х50)+(1х35): r_каб=0,625 мОм/м; х_каб=0,0625 мОм/м;

где l - длина кабеля 16 м.

Шинопровод ШРА73ВУЗ: R_шра=0,15 мОм; Х_шра=0,17 мОм.

Выключатель АВВ-ТмахТ3Р: R_авт.3=2,15 мОм; X_авт.3=1,2 мОм; R_кв=0,5 мОм.

Провод АПВ-3 (1х16)+(1х10): R_пров=1,95 мОм; Х_пров=0,0675 мОм.

Ток трехфазного к.з. определяется из выражения

(2.14)

где U_н - номинальное напряжение сети 0,4 кВ;

- полное сопротивление сети, мОм.

R₁=R_тр+R_авт.1+R_кв+ R_ш=3,4+0,14+0,07+1,002=4,612 мОм.

Х₁=Х_тр+Х_авт.1+ Х_ш=13,5+0,08+0,36=13,94 мОм.

Рисунок 2.5 Схема замещения

R₂=R₁+R_авт.2+R_кв+R_каб+R_шра=4,612+0,24+10+0,495+0,08=15,427 мОм.

Х₂=Х₁+Х_авт.2+ Х_каб+Х_шра=13,94+0,1+1+0,0561=15,09мОм.

R₃=R₂+R_авт.3+R_кв+R_пров=15,427+2,15+0,5+0,117=18,194мОм.

Х₃=Х₂+Х_авт.3+ Х_пров=15,09+1,2+0,00405=16,29мОм.

В точке К1 ток трехфазного к.з.

где

В точке К2 ток трехфазного к.з.

где

В точке К3 ток трехфазного к.з.

где

Ток двухфазного к.з. определяется из выражения

В точке К1 ток двухфазного к.з.

В точке К2 ток двухфазного к.з.

В точке К3 ток двухфазного к.з.

Ток однофазного к.з. определяется из выражения

где U_ф - фазное напряжение сети 220 В;

Z_тр - сопротивление трансформатора, Ом.

- полное сопротивление петли фаза-нуль провода линии, Ом:

Z_{шра.п.ф.0}=0,65 Ом/км; Z_{пров.п.ф.0}(АПВ)=8,6 Ом/км; Z_{каб.п.ф.0}=0,36 Ом/км;

Z_ш.п.ф.0=0,086 Ом/км.

В точке К1 ток однофазного к.з.

В точке К2 ток однофазного к.з.

В точке К3 ток однофазного к.з.

Кратность тока однофазного к.з. в наиболее удаленной точке сети должна быть

I⁽¹⁾_к.мин.?1,25I_M

Выключатель АВВ-Тмах6: 4970?1,25·1600

Выключатель АВВ-Тмах5: 4970?1,25·1000

Выключатель АВВ-SH200L63C: 4970?1,25·63

Следовательно выбранные выключатели при однофазном к.з. надежно защищают сеть.

Таким образом видно, что погрешность составила всего лишь 3,4%.

Заключение

В данной дипломной работе были рассмотрены вопросы по расчету нагрузок цеха, нагрузок на ГПП, произведены расчеты токов короткого замыкания, выбрано современное коммутационное оборудование компании АВВ, а также батареи конденсаторов низквольтные и высоковольтные. Выбрано наиболее эффективное электроснабжение машиностроительного завода.

Кроме того рассмотрен вопрос о модернизации цеха, проверены уставки автоматов и надежность отключения. Подсчитана кратность токов и найдена погрешность в расчетах.

Список использованной литературы

1 Справочник по проектированию электроснабжения Барыбин Ю.Г. - М.: Энерго, 2009

2 ПУЭ. 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. -160 с.

3 Охрана труда. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - М.: ИНФРА-М, 2003.

4 Справочное пособие. - СПб: НОУ ДПО «УМИТЦ «Электро Сервис», 2010

5 Продукция АВВ за 2012 год. - М:АВВ. 2012 -185с

6 СНиП 12-01-2004

7 БЖД С. В. Белов, А. В. Ильницкая; 2-е издание; М.: Высшая школа, 1999 г.

8 БЖД С. В. Белов, А. В. Ильницкая: 7-е издание; М.: Высшая школа, 2007 г.

9 Чернобровов Н.В. Релейная защита энергетических систем: - М.: Энергоатомиздат, 2003.

10Каталог продукции международной группы компаний «световые технологии»

11 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Выбор электрооборудования, Москва, «Издательство НЦ ЭНАС», 2002 г.

12Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов и изделий 2010

13 Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник. 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1979.

14 Лапицкий В.И. Организация и планирование энергетики - М. Высшая школа, 1979 г.

15 Экология и безопасность жизнедеятельности. Под редакцией доктора физ.-мат. наук, чл.-корр. РЭА, профессора Л.А. Муравья. Издательство Юнитидан, 2000

16 Индексы цен в строительстве. Выпуск 55. - М.: КО-ИНВЕСТ, 2006

17 http://velto.ru/tavrida.htm

18 http://www.uzo.abb-electro.ru

19 http://www.sac.abb-electro.ru/

20 Ополева Г.Н. Схемы подстанций электроснабжения: Справочник: Учебное пособие. - М.: ФОРУМ ИНФА, 2006

Размещено на Allbest.ru