Расчет системы электроснабжения нефтеперерабатывающего завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

114

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Расчет системы электроснабжения нефтеперерабатывающего завода

2009

Аннотация

Пояснительная записка 114 стр., 18 рис., 31 табл., 26 источников.

ТРАНСФОРМАТОР, ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ, РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА, ГПП, РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ, УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ.

Объектом исследования является система электроснабжения нефтеперерабатывающего завода.

Цель работы - выбор схемы и основного электрооборудования на основе технико-экономического сравнения вариантов.

В процессе работы проводились расчет внешнего и внутреннего электроснабжения, компенсация реактивной мощности, расчет релейной защиты, отдельные разделы посвящены безопасности и экологичности проекта и определение основных технико-экономических показателей СЭС.

В результате предложена схема СЭС и выбрано основное электрооборудование.

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: расчетный максимум нагрузки, коэффициент мощности, уровень расхода электроэнергии на передачу и распределение (потери электроэнергии), установки релейной защиты.

Показатели эффективности определены в экономической части проекта.

Дипломный проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, программного обеспечения Auto CAD и представлен на одном диске CD-R (конверте на обороте обложки).

Введение

Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной энергетики, создания экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий внедрение и рациональную эксплуатацию высоковольтного электрооборудования, снижения непроизводственных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении, широкое внедрение устройств управления, распределения и потребления электроэнергии на базе современной вычислительной техники. Все это поднимает проблему подготовки высококвалифицированных специалистов.

И нефтеперерабатывающая отрасль является исключением. Где начинается мощность электрической нагрузки цехов различны от 34,5 до 2900 кВт, суммарная номинальная мощность составляет 14154,5 кВт. С учетом коэффициентов использования среднесменная и расчетные мощности будут меньше, т.к. оборудование не работает всею смену в полную мощность. Предприятие не имеет мощных потребителей работающих продолжительно и так как потребителей довольно много то нагрузку предприятие можно условно предсказать путем расчетов.

Электроснабжение нефтеперерабатывающего завода производиться от подстанции системы от которой будет прокрадываться ЛЭП, на наиболее экономически выгодном напряжении.

В ходе выполнения дипломного проекта развиваются навыки самостоятельного решения задач и практического применения теоретических знаний. Дипломный проект имеет цель правильного решения и выбора уровня напряжения питающей сети воздушных и кабельных линий, электрооборудования.

Задание на дипломный проект

Схема генерального плана завода (рис. 1.1).

Сведенья об электрических нагрузках по цехам завода (табл. 1).

Питание завода может быть осуществлено от подстанции энергосистемы

неограниченной мощности, на которой установлены два трансформатора мощностью по 25 МВ-А, напряжением 115/38,5/11 кВ. Работа трансформаторов раздельная. Мощность кз на стороне 110 кВ подстанции равна 1500 MB-А.

Расстояние от подстанции до завода 8,9 км.

Стоимость 1 кВт-ч электроэнергии 1,3 к.

Завод работает в две смены.

Таблица 1. - Электрические нагрузки завода

№ п/п	Наименование цехов	Кол-во ЭП	Установленная мощность, кВт
			Одного ЭП Рном	Суммарная ?Рном
1	Административный корпус	50	1...10	150
2	Установка прямой гонки	52	10...80	2400
3	Установка термического крекинга	48	10...80	2300
4	ЭЛОУ	45	1...100	1560
5	Сырьевой парк №1	33	1...40	280
6	Сырьевой парк №2	25	1...55	310
7	Установка каталитического крекинга	55	10...80	2900
8	Товарно-насосная	16	10...200	1600
9	Водозабор	15	1...50	300
10	Ремонтно-механический цех	40	1...40	750
11	Электроремонтный цех
12	Сырьевой парк	21	2,8...55	750
13	Парк готовой продукции	19	1...40	480
14	Нефтеловушка	14	4,5...20	140
15	Склад	5	4,5...10	34,5
16	Транспортный цех	25	2,5...25	200

Таблица 2. - Электроприемники электроремонтного цеха

№ п/п	Наименование приемника	Установленная мощность, кВт	КИ
1,2,3,4	Вертикально-сверлильный станок	5,65	0,14
23,24,31	Токарно-винторезной станок	14,25	0,14
6	Резьбонарезной станок	27,9	0,14
7	Станок для намотки катушек	3	0,3
8,30	Шкаф сушильный	30	0,65
9	Ванна для пропитки	3	0,7
10	Зигмашина	1,5	0,17
11	Прессножницы	2,2	0,17
12	Машина листогибочная	4,5	0,1
13,17	Заточный станок	2,8	0,1
14	Пресс	10	0,17
15	Поперечно-строгальный станок	5	0,14
25,16,21,26,27	Станок для изоляции проводов	1,2	0,3
5,18,19,22	Сварочный преобразователь	15	0,4
20	Вентилятор	4,5	0,8
28,29,32,33	Станок для стыковой сварки	4,5	0,25
34	Вытяжной шкаф	2,2	0,8
35	Трансформатор для пайки	18	0,7
36	Кран мостовой с ПВ=25%	18,7	0,35

Таблица 3. - Характеристика цехов по надежности электроснабжения

№ п/п	Наименование цеха	Категория надежности	Производственная среда
1	Административный корпус	III	Нормальная
2	Установка прямой гонки	I	Пожароопасная
3	Установка термического крекинга	I	Пожароопасная
4	ЭЛОУ	I	Пожароопасная
5	Сырьевой парк №1	III	Пожароопасная
6	Сырьевой парк №2	III	Пожароопасная
7	Установка каталитического крекинга	I	Пожароопасная
8	Товарно-насосная	II	Пожароопасная
9	Водозабор	I	Влажная
10	Ремонтно-механический цех	II	Нормальная
11	Электроремонтный цех	II	Нормальная
12	Сырьевой парк	III	Пожароопасная
13	Парк готовой продукции	III	Пожароопасная
14	Нефтеловушка	I	Пожароопасная
15	Склад	III	Пожароопасная
16	Транспортный цех	III	Нормальная

1. Основная часть

1.1 Расчет электрических нагрузок

От правильного определения электрических нагрузок на всех ступенях и узлах системы электроснабжения предприятия зависит размеры капитальных затрат на электроустановку, потери, надежность работы системы электроснабжения, долговечность электрооборудования и др.

Согласно указаниям по определению электрической нагрузки промышленных предприятий, расчетные нагрузки следует определять методом упорядоченных диаграмм, т.е. с помощью коэффициентов использования «Ки» и максимума «Км».

Исходными данными для расчетных нагрузок является перечень рабочих машин по цехам с указанием номинальных параметров. Соотношение между номинальными, средними, и расчетными нагрузками следующие:

Рср = Ки.а- Рн (кВт); (1.1)

Qcp = Pcp-tg (кВАр); (1.2)

S = vPcp + Qcp (кВА); (1.3)

где Ки.а - коэффициент использования активной мощности определяемый из справочных данных /5/;

tgcp - тангенс угла ср, соответствующий cos ц, определяется по справочным данным /5/;

Рр = Рср * Км.а= Рн * Ки * Км (кВт). (1.4)

Точное определение значения N3 производится по формуле:

N_э = (?Р_Hi)/ ?Р_Hi (1.5)

где п - действительное число приемников в группе. В практических расчетах при большом числе электроприемников предлагается ряд упрощений:

а) при п_э > 200 - К_м = 1

б) при К_н >0,9-К_М=1

в) при ,то п_э=п,

где Р_НМАХ - номинальная мощность наибольшего приемника (кВт);

P_HMIN- номинальная мощность наименьшего приемника группы (кВт);

г) при m>3 и К_и > 0,2 то

д) при m>3 и К_и < 0,2 то эффективное число электроприемников определяется по графоаналитическому методу, где п_э=п_э•п; п_э =f(п_э;Р*);

;

где п_} -- число приемников в группе, мощность каждого из которых не меньше половины самого мощного приемника;

?Р_н - суммарная мощность всех приемников группы;

P₁ - мощность n₁ приемников.

Во всех случаях, если окажется, что п_э>п, то принимается п_э=п. Таким образом, расчетная активная и реактивная нагрузка приемников групп:

Р_р=Р_с-К_м,(кВт);. (1.6)

Q_P=1,1•Q_C,(кВар) (1.7)

при К_и<0,2 и п_э<100 или К_и>0,2 и п_э<10.

В других случаях Q_P = Q_c. (1.8)

1.1.1 Определение расчетных нагрузок электроремонтного цеха

Распределим все электроприемники на группы. Определим для каждой группы и для цеха в целом расчетные нагрузки. Средневзвешенные значения К_и и tg определяются из:

К_И- (1.9)

. (1.10)

В расчете электроремонтного цеха берем 4 распределительных шкафа, которые образуют две магистрали, подходящие к ВРП. Разность суммарных мощностей между этими двумя магистралями не должна превышать 30%, иначе необходимо перебрасывать приемники из одной группы в другую. Добиваться минимальных процентов тоже не надо, т.к. из-за увеличения длины кабелей растут потери и затраты.

После расчета цеха необходимо суммировать все его активные, реактивные и полные нагрузки и занести их в таблицу завода для дальнейшего расчета завода. Расчет сведен в Таблицу 1.1. Цех представлен на Рисунке 1.1.

1.1.2 Определение расчетных нагрузок по цехам завода

Расчет производим аналогично расчету расчетных нагрузок электроремонтного цеха.

Для административного корпуса:

n=50,

m=10,

К_и =0,6; cos ц = 0,75 ; tg ц = 0,88,

Р_СР = 0,6 * 150 = 90 (кВт) (по (1.1))

Q_CP=P_CP -tg ц = 90 0,88 =79,37 (кВар) (по (1.2))

(кВА) (по (1.3))

Р_Р =90 1,13 = 101,7 (кВт) (по(1.6))

Рисунок 1.1 - Электромонтажный цех

Таблица 1.1 - Расчет нагрузок по цеху

№	Наименование ЭП	N	Рном	КИ	cosц	tgц	Pc,	QC,	Sc	Pp	Qp	Sp
			Один	сумма
	РШ 1
1,2,3,4	Вер.-сверл. станок	4	5,65	22,6	0,14	0,5	1,732
6	Резьбонарезной станок	1	27,9	27,9	0,14	0,5	1,732
7	Станок для намотки катушки	1	3	3	0,3	0,6	1,732
12	Машина листосгибочная	1	4,5	4,5	0,1	0,7	1,333
10	Зигмашина	1	1,5	1,5	0,17	0,65	1,02
11	Прессножницы	1	2,2	2,2	0,17	0,65	1,169
36	Кран мостовой	1	9,35	9,35	0,35	0,35	1,732
9	Ванна для пропитки	1	3	3	0,7	0,7	1,02
	Итого по РШ 1	11		73,25				13,862	21,788	25,876	31,358	23,967	39,513
	РШ2
13,17	Заточный станок	2	2,8	5,6	0,1	0,7	1,02
14	Пресс	1	10	10	0,17	0,65	1,169
15	Поперечно строгальный станок	1	5	5	0,14	0,5	1,732
16,21	Станок для изоляции проводов	2	1,2	2,4	0,3	0,6	1,3
18,19	Сварочный преобразователь	2	15	30	0,4	0,5	1,732
8	Шкаф сушильный	1	30	30	0,65	1	0
20	Вентилятор	1	4,5	4,5	0,8	0,8	0,75
	Итого по РШ2	10		87,5				38,78	26,29	51,04	51,324	28,92	61,903
	РШ 3
2,22	Сварочный преобразователь	2	15	30	0,4	0,6	1,333
23,24	Токарно-винторезный станок	2	14,52	28,5	0,14	0,7	1,02
25,26,27	Станок для изоляции проводов	3	1,2	3,6	0,3	0,75	0,882
	РШ 4
28,29,32,33	Ст. для стыковой св-и	4	4,5	18	0,25	0,65	1,169
31	Токарный станок	1	14,25	14,25	0,14	0,5	1,732
35	Тр. для пайки	1	18	18	0,7	0,5	1,732
30	Шкаф сушильный	1	30	30	0,8	1	0
34	Вытяжной шкаф	1	2,2	2,2	0,65	0,8	0,75
	Итого по РШ4	8		82,45				44,5	34,078	56,708	58,294	37,485	69,502
	Итого по цеху	36		305,3				114,2365	102,017	160,676	171,702	112,219	208,618

Q_P=Q_С=79,37 (кВар)(по(1.8))

S_P = 129,007(я-5Л)

Расчет для остальных цехов сведен в Таблицу 1.2.

1.2 Определение расчетных осветительных нагрузок

Осветительная нагрузка по цеху определяется по удельной мощности Ро на единицу площади цеха F м² и коэффициента спроса освещения К_СО

P_OCВ=P₀•K_CO•F. (1.11)

Для освещения завода и территории принимаем лампы накаливания, т.е. Q_ОСВ=0. Р_о будет варьироваться в зависимости от зрительного напряжения в каком либо цехе и будет составлять от 10 до 20 Вт/м². Для освещения территории принимаем Р₀=0,15-0,2 Вт/м (из 1201). Коэффициент спроса для освещения территории К_СО принимаем равным 1,0.

Так, например, для электроремонтного цеха :

Р_ОСВ= 17 * 0,8 * 5850 = 79560(Вт) = 79,56 (кВт)

1.3 Определение ЦЭН и местоположения ГПП (ГРП)

Для определения местонахождения ГПП (ГРП) на генеральном плане предприятия наносится картограммы нагрузок, которая представляет собой размещение окружностей, центр которых совпадают с центром нагрузок цеха. Нагрузка представляет собой сумму силовой и осветительной нагрузки (Таблица 1.3). Радиус окружностей определяется по формуле:

(1.12)

Таблица 1.2 - Расчет нагрузок по заводу

№ п/п	Наименование цеха	n	Pном	m	Ки	cosf	tgf	Средняя сменная нагрузка	n(э)	Км	Расчетная нагрузка
			одного	Сумм.					Рс(кВт)	Qc(кВт)	Sc(кВА)			Рр (кВт)	Qp (KBT)	Sр (кВА)
1	Административный корпус	50	1...10	150	10	0,6	0,75	0,88	90,000	79,373	120,000	30	1,13	101,700	79.373	129,007
2	Установка прямой гонки	52	10...80	2400	8	0,8	0.8	0,75	1920,000	1440,000	2400,000	52	1,04	1996,800	1440,000	2461,871
3	Установка термического крекинга	48	10...80	2300	8	0,8	0.8	0,75	1840.000	1380,000	2300.000	48	1,04	1913,600	1380,000	2359,293
4	ЭЛОУ	45	1...100	1560	100	0,8	0.8	0,75	1248.000	936.000	1560,000	31	1,05	1310,400	936,000	1610.355
5	Сырьевой парк №1	33	1...40	280	40	0,4	0.8	0,75	112,000	84,000	140,000	14	1,32	147,840	84.000	170,037
6	Сырьевой парк №2	25	1...55	310	55	0,4	0,8	0,75	124,000	93,000	155,000	11	1,43	177,320	93,000	200,228
7	Установка каталитического крекинга	55	10...80	2900	8	0,85	0.9	0,48	2465,000	1193,854	2738.889	55	1,03	2538,950	1193,854	2805,629
8	Товарно-насосная	16	10...200	1600	20	0,8	0.8	0,75	1280.000	960.000	1600,000	16	1,07	1369,600	960,000	1672,544
9	Водозабор	15	1...50	300	50	0,8	0.8	0,75	240,000	180.000	300,000	12	1,07	256.800	180,000	313.602
10	Ремонтно-механический цех	40	1...40	750	40	0,4	0.8	0,75	300.000	225,000	375,000	38	1,15	345,000	225.000	411.886
11	Электроремонтный цех	36	1,5...30	305,3					114.237	102,017	160,677			171,702	112,218	208,618
12	Сырьевой парк	21	2,8...55	750	20	0,5	0,75	0,88	375,000	330.719	500,000	21	1,2	450,000	330,719	558,458
13	Парк готовой продукции	19	1...40	480	40	0,3	0.7	1,02	144,000	146,909	205,714	19	1,34	192.960	146,909	242.520
14	Нефтеловушка	14	4,5... 20	140	4	0,4	0,75	0,88	56,000	49,387	74,667	14	1,32	73,920	49.387	88,900
15	Склад	5	4,5...10	34,5	2	0,3	0.7	1,02	10,350	10,559	14,786	5	2	20,700	11,615	23,736
16	Транспортный цех	25	2,5...25	200	10	0,5	0.7	1,02	100,000	102,020	142,857	16	1,23	123.000	102.020	159,804
	Итого по заводу	499		14459.8										11190.29	7324.10	13374.04

Таблица 1.3 - Расчет полной нагрузки по заводу (включая освещение)

№	Наименование цеха	Fцех, м2	Ро (кВт/м2)	Ксо	Рро (кВт)	Рс (кВт)	Рро+Рс	Qc (кВар)	Sc (кВА)	Ррс (кВт)	Рро+Рс	Qp (кВар)	Sp (кВА)
1	Административный корпус	8525	0,019	0,8	129,58	90	219,58	79,37	233,49	101,7	231,28	79,372	244,52
2	Установка прямой гонки	5850	0,012	0,8	56,16	1920	1976,16	1440	2445,16	1996,8	2052,96	1440	2507,64
3	Установка термического крекинга	9125	0,012	0,8	87,6	1840	1937,6	1380	2370,66	1913,6	2001,2	1380	2430,88
4	ЭЛОУ	8100	0,012	0,8	77,76	1248	1325,76	936	1622,88	1310,4	1388,16	936	1674,24
5	Сырьевой парк №1	13500	0,011	0,8	118,8	112	230,8	84	245,61	147,84	266,64	84	279,56
6	Сырьевой парк №2	11700	0,011	0,8	102,96	124	226,96	93	245,28	177,32	280,28	93	295,31
7	Установка каталитического крекинга	9000	0,012	0,8	86,4	2465	2551,4	1193,85	2816,9	2538,95	2625,35	1193,85	2884,05
8	Товарно-насосная	6000	0,012	0,8	57,6	1280	1337,6	960	1646,44	1369,6	1427,2	960	1720,03
9	Водозабор	2450	0,013	0,8	25,48	240	265,48	180	320,75	256,8	282,28	180	334,79
10	Ремонтно-механический цех	6500	0,017	0,8	88,4	300	338,4	225	448,86	345	433,4	225	488,32
11	Электроремонтный цех	5850	0,017	0,8	79,56	114,24	193,8	102,02	219,01	171,7	251,26	112,218	275,18
12	Сырьевой парк	26000	0,011	0,8	228,8	375	603,8	330,72	388,44	450	678,8	330,719	755,08
13	Парк готовой продукции	9300	0,011	0,8	81,84	144	225,84	146,91	269,42	192,96	274,8	146,91	311,6
14	Нефтеловушка	2100	0,012	0,8	20,16	56	76,16	49,39	90,77	73,92	94,08	49,39	106,26
15	Склад	4725	0,011	0,8	41,58	10,35	51,93	10,56	52,99	20,7	62,28	11,61	63,35
16	Транспортный цех	5250	0,0015	0,8	63	100	163	102,02	192,29	123	186	102,02	212,14
	Территория	221750	0,0002	0,8	44,35						44,35		44,35
	Итого												14627,31

Таблица 1.4 - Картограмма нагрузок

№ п п	Наименование цеха	Кр(кВА)	m(кВ\ мм)	R	Рро	а
1	Административный корпус	244,52	5	3,95	129.28	191
2	Установка прямой гонки	2507,64	5	12,64	56.16	8
3	Установка термического крекинга	2403,88	10	8,8	87.6	13
4	ЭЛОУ	1674,24	5	10,33	77.76	17
5	Сырьевой парк №1	279,56	5	4,22	1 18.8	153
6	Сырьевой парк №2	295,31	5	4,34	102.96	126
7	Установка каталитического крекинга	2884,05	5	13,55	86.4	11
8	Товарно-насосная	1720,03	5	10,47	57.6	12
9	Водозабор	334,79	5	4,62	25.48	27
10	Ремонтно-механический цех	488,32	5	5,58	88.4	65
11	Электроремонтный цех	275,18	5	4,19	79.56	104
12	Сырьевой парк	755,08	5	6,93	228.8	109
13	Парк готовой продукции	311,6	5	4,46	81.84	95
14	Нефтеловушка	106,26	5	2,6	20.16	68
15	Склад	63,35	5	2,01	41.58	236
16	Транспортный цех	212,14	5	3,68	63	107

На картограмме нагрузок определенный сектор представляет собой осветительную нагрузку с учетом угла:

(1.13)

Выбор местонахождения Г1111 (ГРП) производится на основе определения центра электрических нагрузок предприятия в целом по осям X и У:

(1.14)

(1.15)

где X_i; У_i; - центры электрических нагрузок i-го цеха. Например, для административного корпуса:

(по (1.12))

(по (1.13))

Координаты ЦЭН:

Х₀= 75,09;

Y₀=51;29.

Расчеты сведены в таблицу 1.4 и таблицу 1.5. Картограмма представлена на Рисунке 1.2.

1.4 Выбор варианта электроснабжения, количества

трансформаторов и месторасположения ЦТП

1.4.1 Общие сведения

Из-за существующих условий в цехах цеховые ТП принимаем пристроенного типа. Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов ТП производится на основании требуемой надежности электроснабжения. На заводе большинство потребителей 2 и 3 категории. ЦТП установленные на 2 категории снабжаются двумя трансформаторами, а 3 категории одним трансформатором. Для уменьшения токов КЗ предусматривается в нормальном режиме раздельная работа трансформаторов.

Номинальная мощность цеховых трансформаторов выбирается по среднесменной мощности, исходя из условия экономической работы трансформаторов 70% в нормальном режиме и допускаются перегрузки на 40% в послеаварийном режиме от номинальной мощности.

Основной принцип выбора - это максимальное приближение цеховых трансформаторных подстанций к питаемым приемникам, целесообразное дробление цеховых ТП, чтобы на них было не более 2-х трансформаторов. Питание маломощных приемников решается сравнением вариантов установки там ЦТП или РУ-0.4 кВ запитываемого от ближайшего ЦТП. Трансформаторы по возможности должны быть однотипными.

Для разных категорий потребителя предусмотрены различные коэффициенты загрузки в:

а) Для 1 категории: 0,7;

б) Для 2 категории: 0,8;

в) Для 3 категории: 0,95.

Мощность ЦТП выбирается исходя из формулы:

KBA; (1.16)

где S_p - расчетная мощность подводимая к трансформатору;

n - число трансформаторов исходя из категории потребителя;

в - коэффициент загрузки исходя из категоричности потребителя.

Трансформаторы также должны быть проверены на перегрузку, которая составляет 40%:

(1.17)

где К_п=1,4 - коэффициент перегрузки трансформатора.

Исходя из этих формул и выбирается предварительно ЦТП. Расчет представлен в Таблице 1.6. Предварительная схема на Рисунке 1.2.

Таблица 1.5 - Нахождение координат ЦЭН

№ п.п.	Наименование ЭП	Sр(кВА)	Координаты (мм)
			Х0	Уо	х чертеж	у чертеж
1	Административный корпус	244,52			70	87,5
2	Установка прямой гонки	2507,64			13	70,5
3	Установка термического крекинга	2430,88			46,644	60,3085
4	ЭЛОУ	1674,24			65,5	- 52,5
5	Сырьевой парк №1	279,56			115,4867	68,3327
6	Сырьевой парк №2	295,31			138,5	73
7	Установка каталитического крекинга	2884,05			116	47
8	Товарно-насосная	1720,03			147	42,5
9	Водозабор	334,79			7	44
10	Ремонтно-механический цех	488,32			29,5	37,5
11	Электроремонтный цех	275,18			42,5	28
12	Сырьевой парк	755,08			72,5	20
13	Парк готовой продукции	311,60			112,5	26
14	Нефтеловушка	106,26			109,5	7,5
15	Склад	63,35			10	4,5
16	Транспортный цех	212,14			147	4,5
Сумма	14582,96	75,09	51,29

Рисунок 1.2 - картограмма нагрузок завода

Таблица 1.6 - Выбор ЦТП

№ ЦТП	Зр.кВА	Рр.Квт	Ор.кВАр	Рс.Квт	Ос.кВАр	Зс.кВА	Зопт.кВА	Вт	п	Зном.т.кВА	СН.кВАр	ОО.кВАр	БК	Ок.кВАр	О'.кВАр	Зр'.кВА	Вт'	Кп	Зона охвата	Располож ТП
ТП-1	2507,64	2052,96	1440,00	1976,16	1440,00	2445,16	1746,54	0,7	2	1600	896,08	543,92	2*300	600,00	840,00	2218,16	0,69	1,39	2	Цех №2
ТП-2	2430,88	2001,20	1380,00	1927,60	1380,00	2370,66	1693,33	0,7	2	1600	1006,38	373,62	2*225	450,00	930,00	2206,74	0,69	1,38	3	Цех №3
ТП-3	1674,24	1388,16	936,00	1325,76	936,00	1622,88	1159,20	0,7	2	1000	181,69	754,31	2*450	900,00	36,00	1388,63	0,69	1,39	4	Цех №4
ТП-4	524,04	497,92	163,37	450,38	163,37	479,10	504,31	0,95	1	630	332,08	-168,71	-	0,00	163,37	524,04	0,83	0,83	1;5	Цех №5
ТП-5	295,31	280,28	93,00	226,96	93,00	245,28	258,18	0,95	1	400	256,60	-163,60		0,00	93,00	295,31	0,74	0,74	6	Цех №6
ТП-6	2884,05	2625,35	1193,85	2551,40	1193,85	2816,90	2012,07	0,7	2	2500	2314,64	-1120,78	-	0,00	1193,85	2884,05	0,58	1,15	7	Цех №7
ТП-7	1720,03	1427,20	960,00	1337,60	960,00	1646,44	1176,03	0,7	2	1600	1726,47	-766,47		0,00	960,00	1720,03	0,54	1,08	8	Цех №8
ТП-8	394,26	344,56	191,62	317,41	190,56	370,22	264,44	0,7	2	250	61,47	130,15	2*75	150,00	41,62	347,06	0,69	1,39	9;15	Цех №9
ТП-9	488,32	433,40	225,00	388,40	225,00	448,86	280,54	0,8	2	400	470,92	-245,92		0,00	225,00	488,32	0,61	1,22	10	Цех №10
ТП-10	275,18	251,26	112,22	193,80	102,02	219,01	136,88	0,8	2	160	49,02	63,20	2*50	100,00	12,22	251,56	0,79	1,57	11	Цех №11
ТП-11	755,08	678,80	330,72	603,80	330,72	688,44	724,67	0,95	1	1000	664,63	-333,91	-	0,00	330,72	755,08	0,76	0,76	12	Цех №12
ТП-1 2	31 1,60	274,80	146,91	225,84	146,91	269,42	283,60	0,95	1	400	262,46	-115,55	-	0,00	146,91	31 1,60	0,78	0,78	13	Цех №13
ТП-13	318,39	280,08	151,41	239,16	151,41	283,06	202,18	0,7	2	250	209,89	-58,49	-	0,00	151,41	318,39	0,64	1,27	14;16	Цех №14

На ТП-10 перегрузка составила 17% (42,765 кВА) свыше допустимой, можно отключить потребители 3-ей категории.

1.4.2 Компенсация реактивной мощности на стороне низкого

напряжения

По выбранному числу и мощности трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформатор в сеть напряжением до 1 кВ.

; (1.18)

где n - число трансформаторов;

Р_м - расчетная активная мощность каждой ЦТП.

Суммарная мощность конденсаторных батарей для данной группы трансформаторов:

Q_КУ=Q_M-Q₁; (1.19)

где Q_m - расчетная реактивная мощность каждой ЦТП.

Если окажется, что Q_КУ <0 или иметь малые значения, то установки конденсаторных батарей не требуется. Например, для ТП- 4 :

Р_м=231,28+266,64=497,92 кВт

(кВар)

Q_КУ=Q_M-Q₁=163,37-332,08=-168,71(кВар)

Т.о, оказалось, что Q_КУ <0. Значит установка конденсаторных батарей на ТП-4 не требуется.

Выбор конденсаторных батарей осуществлен в Таблице 1.6. 1.4.3 Окончательный выбор мощности цеховых трансформаторов

Окончательный выбор мощности трансформаторов производим с учетом компенсации реактивной мощности и сводим в таблицу 1.6.

1.4.3 Компенсация реактивной мощности и выбор

компенсирующих устройств на ГПП

Если промышленное предприятие питается электроэнергией от генераторов местной или собственной электростанции, в большинстве случаев экономически оправдана передача реактивной мощности от генераторов предприятию, при условии, что это связано с увеличением числа цеховых трансформаторов предприятия, а также числа и сечений проводов линий электропередач. Однако, необходимо знать, что увеличение сверхноминальной реактивной мощности генераторов связано с уменьшением их активной мощности.

КУ в сетях промышленных предприятий напряжением 6-10 кВ устанавливаются на ГПП (ГРП), мощность их для одной секции шин определяется:

, (1.20)

где - потери в ЦТП;

- реактивная мощность после компенсации.

(1.21)

где U_кз- из справочника по параметрам трансформаторов;

S_P- расчетная мощность цеха;

S_ПОТ(Т)- номинальная мощность трансформатора.

Q₁₀ = 5606,076 + 481,979 = 6088.055(кВар)

(1.21)

где ?Рм- сумма расчетных нагрузок и активных потерь в трансформаторе.

tgц = 6088,055/12748,717 = 0,44,

(1.23)

где Р_кз - берется из справочника (по номинальной мощности трансформатора).

Мощность компенсирующих устройств определяется:

(1.24)

где tgц_(ном)=033 соответствует нормативному коэффициенту мощности 0,95.

Q_KУ = 12748,717 * (0,44-0,33) = 1290,62(кВар).

Компенсация рассчитана в таблице 1.7.

1.4.4 Определение расчетной нагрузки завода в целом

Полная расчетная мощность завода рассчитывается по формуле:

(1.25)

где - расчетная активная мощность всех цехов;

- расчетная реактивная мощность всех цехов. Остальные величины были приведены выше. Полная расчетная мощность завода рассчитана в таблице 1.7.

1.5 Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения

1.5.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения

Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность и экономичность. Для выбора системы внешнего электроснабжения завода необходимо рассмотреть несколько вариантов и дать технико-экономическое обоснования наиболее целесообразного варианта.

(1.26)

(1.27)

где S_зав.р расчетная нагрузка завода с учетом компенсации реактивной мощности на ГПП.

Наибольший ток в линии:

(1.28)

где S - нагрузка питающей ГПП линии.

Расчёт сведён в таблицу 1.8.

Вариант №1 (U_пит=110 кВ)

1) Схема на рисунке 1.3в.

Выбираем провод марки АС-70/11

2) Потери напряжения в линии:

L=8,9 (км); r₀=0,428 (Ом/км); х₀=0,444 (Ом/км);

(1.29)

3) Потери мощности в линии:

(1.30)

4) Потери э/э (данные из таблицы 1.8):

(1.31)

5) Затраты на возмещение потерь:

6) Капиталовложения в сооружение п/ст:

К_п/ст=226,66 т.р (ГПП-110-2x16000);

Таблица 1.7 - Расчет суммарной мощности завода

№ ЦТП	Марка тр-ра.	shom.t	DРк.т.кВт	uk.t,%	Sp'	DРт.кВт	DQт.кВАр	DSт.кВА	Рр.вн.кВт	Qp.BH.KBAp	Sр.вн.кВА
ТП-1	ТМ-1 600/10	1600	18	5,5	2218,16	17,298	84,567	86,318	2070,258	924,567	2267,331	tgц		0,443436
ТП-2	ТМ-2500/10	1600	18	5,5	2206,74	17,120	83,698	85,431	2018,320	1013,698	2258,583	Qку	кВАр	1290,692
ТП-3	ТМ-1 000/10	1000	12,2	5,5	1388,63	1 1,763	53,028	54,317	1399,923	89,028	1402,751	2*600, 2*90		1380
ТП-4	ТМ-630/10	630	7,6	5,5	524,04	5,258	23,974	24,544	503,178	187,347	536,924	Q'эав.р	кВАр	3665,468
ТП-5	ТМ-400/10	400	5,5	4,5	295,31	2,998	9,811	10,258	283,278	102,811	301,357	S'эав.р	кВА	11953,95
ТП-6	ТМ-2500/10	2500	26	5,5	2884,05	17,301	91,495	93,117	2642,651	1285,349	2938,661	Sт.гпп	кВА	10867,23
ТП-7	ТМ-1 600/10	1600	18	5,5	1720,03	10,401	50,849	51,902	1437,601	1010,849	1757,416
ТП-8	ТМ-250/10	250	3,7	4,5	347,06	3,565	10,841	11,412	348,125	52,456	352,055
ТП-9	ТМ-400/1 0	400	5,5	4,5	488,32	4,099	13,413	14,026	437,499	238,413	498,243
ТП-10	ТМ-1 60/10	160	2,65	4,5	251,56	3,275	8,899	9,483	254,538	21,118	255,41 2
ТП-11	ТМ-1 000/10	1000	12,2	5,5	755,08	6,956	31,358	32,120	685,756	362,077	775,474
ТП-1 2	ТМ-400/10	400	5,5	4,5	31 1,60	3,338	10,923	1 1,422	278,138	157,833	319,800
ТП-13	ТМ-250/10	250	3,7	4,5	318,39	3,001	9,123	9,604	283,081	160,531	325,430
								Сумма	12642,344	5606,076	13989,438
								Км*Сумма	11378,11	5045,468	12590,496

Таблица 1.8 - Выбор схемы внешнего электроснабжения

Величины	35 кВ	110 кВ	10 кВ
	ТДН-16000	ТДН-16000
Ркз, кВт	90	104
Uкз, кВ	8	10,5
Рхх, кВт	21	58
потРт.гпп, кВт	25,119	29,026
потQт.гпп, кВАр	357,243	468,881
Р, кВт	12667,463	12671,370	12642,3.44
Q, кВАр	4022,711	4134,349	5606,076
S, ВА	13290,855	13328,783	13989,438
Iнб., А	219,242	69,958	807,6806
F, мм 2	2*70	2*2*95
I доп., А	265	320
Ro, Ом	0,428	0,306
Хо, Ом	0,432	0,444	0,366
L,км.	8,9	8,9
пот U, кВ	0,91	0,29	1,3
потРл., кВт	274,646	27,964
потА, кВт* ч	1308077,857	721792,38
Зпот., т.руб./год	17,005	9,383
Ко, т.руб./км	10,700	15,850
Кл, т.руб.	190,46	282,13
Кгпп, т.руб.	200,46	226,66
И, т. руб. /год	10,946	14,246
3, т.руб. /год	76,816	87,228

Рисунок 1.3 - Схемы внешнего электроснабжения предприятия

7) Капиталовложения в сооружение ЛЭП:

К_о = 15,85 т.р; (ж/б, 2-х цепная);

(тыс.руб.) (1.33)

(т.р.) ;

8) Амортизационные отчисления:

; (1.34)

И = 0,028 (282,13 + 226,66) = 14,246 (т.р.);

9) Приведенные затраты:

3 = Е_Н -(К_лэп + К_П/СТ)+И + 3_ПОГЛ (1.35)

3 = 0,125 * (282,13 + 226,66)+14,246 + 9,383 = 87,228 (т.р.);

Вариант №2 (U_пит=35 кВ)

1) Схема на рисунке 1.36.

Выбираем провод марки АС-70/11.

Все остальные вычисления сводим в таблицу 1.8

3 = 0,125 * (190,46 + 200,46) +10,946 + 17,005 = 76,816 (т.р.)

Вариант №3 (U_пит=10 кВ) - ЛЭП

1) Схема на рисунке 1.3а.

Выбираем провод марки АС-95, двухцепная с 2 линиями на одну цепь.

2) Потери напряжения в линии:

L=8,9 м; r₀=0,306 (Ом/км); х₀=0,366 (Ом/км); R= r₀ -L=2,723 Ом; Х= х₀ L=3,257 (Ом);

Из-за того, что потеря напряжения (15%) больше 10% от номинального, этот вариант выходит из рассмотрения.

Сравнивая два первых варианта, окончательно выбираем 35 кВ, т.к. она на 13,56% дешевле 110 кВ.

1.5.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

Внутреннее электроснабжение можно выполнить по радиальной или смешанной схеме.

Расчет радиальной и смешанной схемы аналогичен и представлен в таблицах с 1.9 по 1.12. Эти схемы представлены на рисунках 1.4, 1.5.

Приведём используемые формулы в этих расчетах.

Определение расчетного тока в аварийном режиме по формуле (1.28), а в нормальном режиме:

(1.36)

где S_p - расчетная мощность протекающая по кабелю (кВА);

n - число кабелей.

Допустимый ток кабельных линий определяем из соотношения:

(1.37)

где 1,25- коэффициент снижения токовой нагрузки.

Потери напряжения по формуле (30).

Потери мощности в линии при действительной нагрузке:

(1.38)

где - коэффициент загрузки кабеля.

Потери энергии в линии составляют:

ДЭ = ДР_ЛЧф (1.39)

Стоимость потерь энергии в линии:

ДС = ДЭЧЗ_Э; (1.40)

где: З_э=1,3 коп.

Капитальные вложения на сооружение линии:

К_кл=К_удЧL (1.41)

где К_уд - стоимость 1 км кабельной линии, проложенной в траншее.

Амортизационные отчисления:

(1.42)

где а = 2,8%.

Суммарные капитальные затраты:

K = N-K_B+K_KЛ+K_T (1.43)

где N - число ячеек РУ с выключателями на напряжение 10 KB;

Кт - суммарная стоимость цеховых трансформаторов (т.р).

Потери электроэнергии в силовых трансформаторах:

ДЭ_Т = ДР_Х * Т_ф + ДР_К * К_з² * ф (1.44)

где ДР_Х - потери XX трансформатора, кВт;

Т_ф =8760 ч - количество часов в году;

ДР_К - потери КЗ трансформатора, кВт.

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторе за год по формуле (1.31).

Амортизационные отчисления выключателей и трансформаторов определяются по формуле (1.34).

Приведенные затраты:

3 = Е_Н•К + И + С_П (1.45)

Потери электроэнергии:

ДЭ= ДЭ_т+ ДЭ_КЛ (1.46)

В итоге после сравнения смешанной и радиальной схем окончательно выбираем радиальную схему электроснабжения завода, т.к. разница между приведенными затратами составляет 4,4%. Этот вариант выбираем вследствие малых потерь электроэнергии в течение года, а также в связи с высокой надежностью электроснабжения и простотой РзиА.



Рисунок 1.4 - Радиальная схема снабжения завода

Рисунок 1.5 - Смешанная схема снабжения завода

1.5.3 Выбор кабелей низковольтной сети завода

Выбор кабелей производим по расчетной мощности. Вторая и первая категории обеспечиваются двумя кабелями, из-за соблюдения надежности электроснабжения, а третья категория одним кабелем. Расчет приведен в таблице.

1.6 Расчет токов короткого замыкания

Для расчёта токов короткого замыкания составляем схему замещения электрической сети (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Схема замещения электрической сети завода

Расчёт токов короткого замыкания проводим методом ТПИЕ, применяя расчёт методом эквивалентных ЭДС. Все параметры схемы приводим к U= 10,5 кВ. Расчёт проводим с чисто реактивными сопротивлениями элементов.

Т.к. питание завода осуществлено от подстанции системы неограниченной мощности, то

Х_с=0 Ом Е_с =10,5 кВ.

Для трехобмоточных трансформаторов системной подстанции ТДТН - 25000/110, с параметрами:

115/38,5/11

U_K с -н =6,5%;

X_T1 = (U_KC-_H%/100) (U_Нн²/S_н)К_Т1² К_т2²(Ом) (1.47)

отсюда:

Х_Т1 = (6,5% / 100) (10,5² /25) = 0,287 Ом ;

Для двухцепной линии связи с системой выполненной проводом АС-70 /11, с параметрами:

Худ =0,432 Ом/км; длина линии до ГПП L =8,9 км.

X_w = Х_уд -L К_Т2²

X_w = 0,432 8,9 (10,5 / 38,5)²= 0,285Ом.

Для двухобмоточных трансформаторов, установленных на ГПП ТДН-16000/35, с параметрами :

38,5/10,5; U_K =8% ;

X _Т2 = (8 /100) (10,5² / 16) - 0,551 Ом ;

Для ТП1:

для кабельной линии связи с ГПП:

Худ =0,09 Ом/км, длина линии до ГПП L =0,443 км. (параметры кабеля взяты из таблицы 1.9).

Х_клтп1 = 0,09 •0,443= 0,04 Ом.

Для двухобмоточного трансформатора, установленного на ТП1 ТМ-1600/10, с параметрами:

10 / 0,4 ; U_к =5,5% ; ДР_К = 18 кВт.

Х_{Ттп 1} = (5,5% / 100) Ч(10² / 1,6) =3,438 Ом

для нагрузки

Х_Нтп1=(0,35ЧU_н²ЧК_тп²) /S_H Ом; (1.48)

Х_Нтп1 =(0,35Ч 0,4 ² Ч10²/0,4²)/2,267 =15,44 Ом;

E_H=0,85ЧU_HЧ К_тп, кВ. (1.49)

Е_н = 0,85Ч 0,4Ч 10/0,4 =8,5 кВ.

Для остальных элементов схемы расчёт аналогичен, данные расчётов сведены в Таблицу.

Таблица 1.9 - Расчет реактивных сопротивлений

Участок	Марка	Кr	Uk	ДPk	X1,	Кол-во	Хкл	Хн	?X	Ен
ГПП	Тр-ра		%	кВт	Ом		Ом	Ом	Ом	кВ
ТП- 1	ТМ-1600/10	10/0,4	5,5	18	3,438	2	0,04	15,44	18,918	8,5
ТП-2	ТМ-1600/10	10/0,4	5,5	18	3,438	2	0,025	15,49	18,953	8,5
ТП-3	ТМ-1000/10	10/0,4	5,5	12,2	5,5	2	0,016	24,95	30,47	8,5
ТП-4	ТМ-30/10	10/0,4	5,5	7,6	8,730	1	0,017	65,18	73,93	8,5
ТП-5	ТМ-400/10	10/0,4	4,5	5,5	13,750	1	0,04	116,28	130,07	8,5
ТП-6	ТМ-2500/10	10/0,4	5,5	26	2,2	2	0,0086	11,91	14,119	8,5
ТП-7	ТМ-600/10	10/0,4	5,5	18	3,438	2	0,026	19,92	22,684	8,5
ТП-8	ТМ-250/10	10/0,4	4,5	3,7	22	2	0,046	99,43	121,476	8,5
ТП-9	ТМ-400/10	10/0,4	4,5	5,5	13,750	2	0,032	70,28	84,062	8,5
ТП- 10	ТМ-160/10	10/0,4	4,5	2,65	34,38	2	0,032	137,25	171,066	8,5
ТП- 11	ТМ-1000/10	10/0,4	5,5	12,2	5,5	1	0,034	45,16	50,691	8,5
ТП- 12	ТМ-400/10	10/0,4	4,5	5,5	13,750	1	0,001	109,72	123,471	8,5
ТП-13	ТМ-250/10	10/0,4	5,5	3,7	22	2	0,027	107,7	129,73	8,5

Расчет токов КЗ для точек K1, K2 и К3 ведем без учета тока подпитки от ТП, так как ток подпитки не влияет на величину тока КЗ, необходимого для выбора коммутационной аппаратуры.

1.6.1 Расчет максимального тока трехфазного КЗ в точке К1

Для расчета максимального тока трехфазного КЗ задаемся начальными условиями: выключатели Q₁ и Q₂ отключены, секционный выключатель Q₁ включен, весь ток трёхфазного КЗ идёт через выключатели Q₃ и Q₅.

X_? = (?x_w;ti / 2)+ Х_Т2 = 0,842 Ом.

I_кцо= e_g / 3^0.5 Ч X_?= 10,5 / 3^0.5 * 0,842 =5,107 кА.

Ударный коэффициент, согласно /9/, равен:

К_у = 1,5.

Формулы для нахождения ударного тока:

i_УД =2^1/2 * К_у * I_К(о), кА (1.50)

i_уд= I_К(о) [1+2(К_у -1)²]^1/2, кА (1.51)

отсюда:

i_УД =2^1/2Ч1,5Ч5,107 = 10,73 кА.

i_УД =5,107 Ч [1+ 2(1,5 -1)²]^1/2 =6,25 кА.

Производим расчет в минимальном режиме: выключатели Q4, Q6 включены, секционный выключатель Q1 отключен.

X_? = ?X_W;T1;T2 == 1,132 Ом. ;

I⁽³⁾_{Ki мин} = e_g / 3^0.5 ЧX_? = 10,5 / 3^0.5 * 1,132 =5,36 кА. или 5,361Ч(10,5/35)=1,608 кА - приведенный к стороне 35 кВ.

I⁽²⁾_{Ki мин} = I⁽³⁾_{Ki мин} 3^0.5 /2 = 4,631Ч3^0.5 /2 = 4,64 кА. или 4,64Ч(10,5/35) = 1,39 кА - приведенный к стороне 35 кВ.

1.6.2 Расчёт максимального тока трёхфазного КЗ в точке К2

Для расчёта максимального тока трёхфазного КЗ задаёмся начальными условиями: выключатели Q₂, Q₄ отключены, секционный выключатель Q₁ включен, весь ток трёхфазного КЗ идёт через выключатель Q_3. Приводим параметры схемы замещения к ступени U = 35 кВ, умножая на коэффициент трансформации К_Т2 = 38,5 / 10,5 = 3,667.

Х_Т1 = 0,287Ч 3,667² = 3,859 Ом;

X_w = 0,294Ч 3,667² = 3,95 Ом;

Е_с == 10,5Ч 3,667 = 38,504 кВ;

Сворачиваем схему:

? X _Ti;w / 2= 3,9 Ом.

I_К2(О) =38,504/(3^0.5 Ч3,9) =5,71 кА.

i_УД =2^1/21,5Ч 5,71=11,98 кА.

I_УД = 5,71Ч [1+2(1,5 -1)²]^1/2 =6,993 кА

Производим расчет в минимальном режиме:

X_? = ? X_W;T1 =7,809 Ом. ;

I⁽³⁾_{К2 мин} = e_g / 3^0.5 ЧX_? = 38,504 / 3^0.5 Ч 7,809 =2,85 кА.

I⁽²⁾_{К2 мин} = I⁽³⁾_{К2 мин} Ч3^0.5/2 =2,85Ч3^0.5/2 = 2,47 кА.

1.6.3 Расчёт максимального тока трёхфазного к.з. в точке КЗ

Для расчёта максимального тока трёхфазного КЗ задаёмся начальными условиями:

Выключатель Q₂ отключен, секционный выключатель Q₁ включен, весь ток трёхфазного КЗ идёт через выключатели Q_1. Параметры приведены к ступени U = 35 кВ.

? X _Ti;w =7.809 Ом.

I_К3(0) =38,504/(3^0.5 Ч7.809) =2.85 кА.

i_УД =2^1/21,5Ч 2.85=5.985 кА.

I_УД = 2.85Ч [1+2(1,5 -1)²]^1/2 =3.5 кА

1.7 Проектирование электроремонтного цеха

1.7.1 Выбор проводов и кабелей в цехе

В электроремонтном цехе располагаются 4 распределительных шкафа, от которых отходят провода марки АПВ к потребителям. Вставки между щитками и вводным распределительным пунктом сделаны из АПВБ. Выбор проводов производится по номинальной мощности приемников электрической энергии.

(1.52)

Выбор кабелей для вставок производится по расчетной мощности распределительных шкафов - S_p. Также для выбора проводов и кабелей определяются потери напряжения в проводах и кабелях, составляющие 10% от номинального напряжения (380 В). Потери напряжения определяются таким же способом как и в высоковольтной сети.

1.7.2 Расчет токов короткого замыкания в цехе

Для выбора автоматических выключателей или предохранителей необходимо знать значение тока короткого замыкания на приемниках электрической энергии. Для этого рассмотрим по одной точки короткого замыкания на всех четырех распределительных щитках. Схема замещения выполнена на рисунке 1.76.

Сопротивление трехобмоточного трансформатора подстанции системы:

u_kb-с = 10,5%; u_Кв-н = 17,5%; u_{kс- h} = 6,5%;

u_kb = 0,5 * (U_kb-h + U_kb._c - U_Kc-н) (1-53)

u_kb = 0,5 * (17,5 + 10,5 -6,5) = 10,75%

Ом (1.54)

Ом

u_kc = 0,5 * (-u_kb-h + u_kb.c + u_kc-h)= 0,5Ч (-17,5+6,5+10,5) = 0;

u_kc = 0,5 * (-u_kb-h + u_kb.c + u_kc-h) = 0,5Ч (-17,5+6,5+10,5) = 0;

Хтс =0.

Сопротивление трансформатора ГПП:

Ом (1.55)

Ом

Сопротивление трансформатора ТП10:

Ом (1.56)

Ом

Сопротивление линий:

сопротивление ВЛ (35 кВ):

Ом (1.57)

Ом

Сопротивление трансформатора ТП-7:

Ом (1.58)

Ом

Сопротивление асинхронного двигателя (ТП-7):

Ом

Сопротивление КЛ (ТП-7):

Ом (1.59)

Ом

Сопротивление КЛ (ТП-10):

Ом

Таблица 1.14 Набрана в Excel

Сопротивление системы:

Ом (1.60)

Ом

ЭДС системы:

кВ (1.61)

кВ

ЭДС асинхронного двигателя:

Е_АД=0,9ЧU_н кВ (1.62)

Е_АД=0,9Ч0,4 = 0,36 кВ

Сворачивание схемы:

X1 = X2 = Х_с + X_TB+X_ВЛ = 0,0001067 + 0,00614 + 0,000415 = 0,00666 Ом

Х1 = Х2 = Х_с + Х_ТВ+ Х_вл = 0,0001067 + 0,00614 + 0,000415 = 0,00666 Ом

Х3 = Х1//Х2 = 0,00333 Ом

Е1 = Е_С//Е_С =Е_С =0,4 кВ

Х4 = Х_тгпп //Х_ТГПП = 0,00537775 Ом

Х5=Х3 + Х4 = 0,00333 + 0,00537775 = 0,00871 Ом

Х6 = Х_кл(тп7) + Х_(тп) + Х_ад = 0,0000381 + 0,0055 + 0,16 = 0,1655 Ом

Ом

кВ (1.63)

кВ

Х8 = X7 + Х_кл(тп10) + Х_ТП10 = 0,008274 + 0,0000436 +(0,045/2) = 0,0313 Ом

Получим, что к низковольтной нагрузки подходит сопротивление 0,0313 Ом и ЭДС равное 0,398 кВ.

Рассчитываем сопротивления внутри цеха, т.е. сопротивления кабелей, проводов и переходные сопротивления контактов. Берем 4 потребителя электрической энергии: Это приемники №12; №8; №5; №28. Для них находим переходные сопротивления и сопротивления проводов.

Сопротивления проводов: В данной задачи рассмотрим активные сопротивления вследствие малости индуктивных сопротивлений, которыми можно пренебречь.

Сопротивление (РШ3 - РП):

R_(PШ3-РП) = R_удЧL (OM) (1.64)

Х_(PШ3-РП) = Х_удЧL (OM) (1.65)

Х_(PШ3-РП) = 0,0696-0,00281 = 0,000195 Ом

R_(PШ3-РП) = 0,167Ч0,00281 = 0,000469 Ом

Сопротивление (РШ1 - РП):

Сопротивление (РШ2 - РШ1):

R_(PШ2-РШ1) =0,443Ч0,01954=0,00866 Ом

Х_(PШ2-РШ1) =0,0612 Ч0,01954=0,00119 Ом

Сопротивление (РШ3 - РШ4):

R_(PШ3-РШ4) =0,443Ч0,01674= 0,0074 Ом

Х_(PШ3-РШ4) =0,0612 Ч0,01674= 0,00102 Ом

Сопротивление 12:

R₍₁₂₎ =7,74Ч0,01542=0,119 Ом

Х₍₁₂₎ =0,073Ч0,01542=0,00113 Ом

R_ПЕР(12) =0,008 Ом

Сопротивление 8:

R₍₈₎ =1,94Ч0,088=0,1707 Ом

Х₍₈₎ =0,0675Ч0,088= 0,00594 Ом

R_ПЕР(8) =0,006 Ом

Сопротивление 5:

R₍₅₎ =1,94Ч0,01296=0,0251 Ом

Х₍₅₎ =0,0675Ч0,01296= 0,00875 Ом

R_ПЕР(5) =0,006 Ом

Сопротивление 28:

R₍₂₈₎ =7,74Ч0,01009=0,0781 Ом

Х₍₂₈₎ =0,095Ч0,0658=0,000958 Ом

R_ПЕР(28) =0,008 Ом

Расчет тока КЗ в приемнике №12:

Ом

Расчет тока КЗ в приемнике №12:

(1.67)

кА

Расчет тока КЗ в приемнике №8:



Ом

Расчет тока КЗ в приемнике №8:

кА

Расчет тока КЗ в приемнике №5:

Ом

Расчет тока КЗ в приемнике №5:

кА

Расчет тока КЗ в приемнике №28:

Ом

Расчет тока КЗ в приемнике №28:

кА

1.7.3 Выбор распределительных шкафов и автоматических

выключателей

В цехе выбираю РШ типа «ПР-9000» с числом ответвлений равное 12. В этом типе распределительного шкафа находятся автоматические выключатели типа «В А». Они выбираются по номинальному току, номинальному напряжения и току короткого замыкания, который был найден в предыдущем пункте. Выбор снесен в таблицу.

1.7.4 Выбор освещения в электроремонтном цехе

Освещение в цехе на основе ламп накаливания. Цех подразделяем на несколько отдельных участков, где будет применяться различное удельное освещение, в зависимости от рода работы. Основная часть, где производятся работы будет иметь удельное освещение 18 Вт/м², в комнате мастеров производится бумажная работы, которая требует большого напряжения на глаза, в этом месте удельная освещенность составит 19 Вт/м². Светильники надо расположить равномерно, для этого необходимо узнать площадь каждого участка. Найдя площадь, по справочникам находим лампы с широким распространением света. Лампы будут располагаться на высоте 8 метров, чтобы не мешать работе кран балок.

Р_о = Р_уд * S *К_с,

где Руд- удельная освещенность, Вт/ м²;

S - площадь участка;

Кс=0.8 - коэффициент спроса.

Расчет основного участка:

Площадь: S₁ =446,15 м²; Р_уд= 0,016 кВт/ м²;

Р₁ = 446,15 * 0,8 * 0,016 = 7,138 кВт. Выбираем из справочника лампы накаливания: «Зеркальные с широким (Ш) светораспределением».Тип ЗН-27, 24x300 Вт, питающее напряжение 220 В.

Расчет комнаты мастеров:

Площадь: S₂ = 20,7м²; Р_уд= 0,019 кВт/ м².

Р₂= 20,7*0,8 * 0,019 = 0,393 кВт. Выбираем из справочника лампы накаливания «Зеркальные со средним (Г) светораспределением типа НЗС», 4x100 Вт.

Учебно-производственные мастерские:

Площадь: S₃ =112,45 м²; К_с = 0,8; Р_уд=0,018 кВт/ м².

Р₃= 112,45 * 0,8 * 0,018 - 2,024 кВт,

Выбираем из справочника лампы накаливания ЗН, 4x500 Вт.

Кладовая: Площадь: S₄ =20,7 м²; Р_уд= 0,012 кВт/ м²;

Р₄=20,7 *0,8 * 0,012 = 0,248 кВт. Выбираем из справочника лампы накаливания НЗС, 3x100 Вт.

Распределение светильников показано на Рисунке 1.1.

1.8 Компоновка ГПП

Питание завода осуществляется по двухцепной ВЛ-35 кВ, выполненной проводом АС-70/11. ОРУ-35 кВ выполняется по схеме мостика с выключателями ВБЭК-35-630, которые обеспечивают требуемую надежность. На ГПП установлены трансформаторы ТДН-16000/3 5. ЗРУ-10 кВ ГПП выполняется на основе ячеек К-ХП, в которых устанавливаются выключатели, трансформатор собственных нужд, комплектные конденсаторные установки, трансформаторы напряжения НТМИ. На вводах и отходящих линиях, а также в ячейках с конденсаторными установками и на трансформаторе собственных нужд устанавливаются трансформаторы тока для питания измерительных цепей и цепей релейной защиты.

Цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными и на высокой стороне в качестве коммутационного аппарата используют выключатели нагрузки, которые имеют в комплекте предохранители.

1.9 Выбор аппаратуры

1.9.1 Выбор выключателей и разъединителей

Выбор сведём в таблицу 1.15 которая будет включать условия выбора и проверки.

На отходящих линиях принимаем выключатели ВВЭ-10-630-20 (I_н=630 А; I_н.отк=20 кА; I_дин=52 кА). В цепи трансформатора выключатель принимаем ВВТЭ -10-10/630УЗ (I_н=630 А; I_н.отк=10 кА; I_дин=10 кА)

1.9.2 Выбор трансформаторов напряжения

а) По напряжению U_УСТ < U _НОМ : 10 кВ = 10 кВ

б) По классу точности 0.5

в) по вторичной нагрузке S_2? < S_hom;

где S_2? - нагрузка всех приборов присоединенных к ТН,

S_hom - номинальная мощность в выбранном классе точности.

Принимаю НТМИ-10-95УХЛ2 имеет номинальную мощность в классе точности 0.5 равную 200 > 152 ВА, что больше номинальной мощности ТН.

Таблица 1.10 - Выбор и проверка выключателей и разъединителей

Условия выбора	Выключатели	Расчетные данные	Каталожные данные	Марка
Uном>Uуст	Q1, Q2, Q3	Uном =35 кВ	Uном = 35 кВ	ВБЭК-35-630
Iном>Imах.р		Imax.p = 1 1 5 А	Iном=630 А
Iном.отк>Iпо		Iпо = 7,689 кА	Iном.отк=10 кА
Iдин>Iуд		Iуд =16,31 кА	iдин=26 кА
Iдин>Iуд		Iуд =9,417 кА	Iдин=10 кА
Вк?I2no.t ? I2T.t			Вк=300 кА с
	Q4, Q5	Uном =35 кВ	Uном =35 кВ	ВБЭК-3 5-630
		Imax.p=421,5A	I=630
		Ino =5,511 кА	Iном.отк=10 А
		Iуд=11,69 кА	Iдин=25 кА
		Iуд=6,75 кА	Iдин=10 кА
		Ino Чtотк=2.89 ; где toтк=0,095 c	Вк=300кА-с
		U=10,5 кВ	U=10 кВ	ВВТЭ-10-10/630УЗ
		Imax.p=19,75..133,5A	Iном=630А
		Ino =5,511 кА	Iном.отк =10 кА
		Iуд =11,69 кА	Iдин=25 кА
		Iуд =6,75 кА	Iдин =10 кА
		Ino Чtотк=2.89 ; где toтк=0,095c	Вк=300кА-с
	Разъединители	*		РНДЗ-2-35/1000У1
Uном>Uуст		Uном=35 кВ	Uном=35 кВ
Iном>Imах.р		Imах.р =115 А	Iном=1000 А
Iдин>Iуд		Iуд =16,31 кА	Iдин=63 кА
Вк?I2no.t ? I2T.t		Ino Чtотк=4.73 ; где toтк=0,08 c	Вк=2500 кА2. с

Таблица 1.11 - Выбор трансформаторов напряжения

Цепь	Наименование приборов	Тип	Мощность одной обмотки	Число катушек	cosц	Число приборов	Потребляемая мощность
							Р(Вт)	Q(Bap)	S(В А)
Тр-р. 10 кВ	Ваттметр	Д-335	1,5	2	1	1	3	-
	Сч. Акт. Энер	ЦЭ6812	3	2	0,38	1	6	14,5
	Сч. Реак. Энер	ЦЭ6812	3	2	0,38	1	6	14,5
СШ 10 кВ	Вольтметр	Э-335	2	1	1	4	8	IM*J
Линии 10 кВ	Сч. Акт. Энер	ЦЭ6812	3	2	0,38	15	45	ПО
Итого							62	139	152

1.9.3 Выбор трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока (ТТ) состоит в выборе типа, составляющих ожидаемой и номинальной нагрузке и проверке на термическую и электродинамическую устойчивость. Тип ТТ определяется номинальным напряжением установки.

Для проверки ТТ по вторичной нагрузке, пользуемся каталожными данными приборов, определяем нагрузку по фазам, которая сведена в таблицу.

Таблица 1.12 - Выбор трансформаторов тока

Цепь	Наименование приборов	Тип	Кол-во	Нагрузка (ВА)
				А	В	С
Тр-р. 10 кВ	Амперметр

Подобные документы

• Проект электроснабжения нефтеперерабатывающего завода

  Анализ технологической схемы нефтеперерабатывающего завода. Выбор параметров схемы электроснабжения, проверка электрооборудования. Расчет токов короткого замыкания, срабатывания релейной защиты. Проектирование электроснабжения инструментального цеха.
  
  дипломная работа [1,3 M], добавлен 21.07.2011
  

• Расчет электроснабжения цеха

  Определение расчетных нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения цеха. Расчет заземляющего устройства. Расчет и выбор аппаратов максимальной токовой защиты. Автоматика в системах электроснабжения.
  
  курсовая работа [249,2 K], добавлен 07.05.2015
  

• Проектирование электроснабжения химического завода

  Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012
  

• Выбор и расчёт схем электроснабжения завода

  Выбор рода тока, напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Выбор и расчет числа и мощности цеховых трансформаторов и подстанции, марки и сечения кабелей, аппаратуры и оборудования устройств и подстанций. Компенсация реактивной мощности.
  
  курсовая работа [453,8 K], добавлен 08.11.2008
  

• Электроснабжение завода по переработке нефти

  Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013
  

• Электрические нагрузки ремонтно-механического цеха

  Основные характеристики электрических нагрузок РМЦ. Расчет электрического освещения цеха. Выбор варианта компенсации реактивной мощности. Выбор и обоснование оптимального внутреннего электроснабжения, технико-экономическое сравнение разных вариантов.
  
  дипломная работа [297,0 K], добавлен 20.03.2010
  

• Электроснабжение завода высоковольтной аппаратуры

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

• Расчет электроснабжения завода

  Определение расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса. Определение числа и мощности цеховых трансформаторов завода. Выбор вариантов схем внешнего электроснабжения. Расчет технико-экономических показателей питающих линий.
  
  курсовая работа [522,6 K], добавлен 30.06.2012
  

• 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
  

• Разработка электроснабжения и электрооборудования ремонтного цеха МГКУП "Горсвет"

  Категория надежности электроснабжения электроприемников. Выбор рода тока и напряжения, схемы электроснабжения. Расчет компенсации реактивной мощности. Схема управления вертикально-сверлильного станка модели 2А125. Расчет электрических нагрузок.
  
  дипломная работа [171,6 K], добавлен 28.05.2015
  

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