Электроснабжение и электрическое оборудование комплекса томатного сока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию РФ (Рособразование)

ГОУ СПО

Южно-Сахалинский промышленно-экономический техникум

КТС.140448.000.021 ПЗ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по учебной дисциплине:

Электроснабжение отрасли

на тему:

ЭСН и ЭО комплекса томатного сока

Руководитель проекта:

преподаватель Иванова Л.А.

Южно-Сахалинск, 2010 г



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Характеристика производства и потребителей электроэнергии

2. Выбор рода тока, напряжения, частоты

3. Расчет электрических нагрузок

4. Расчет осветительной установки

5. Компенсация реактивной мощности

6. Выбор трансформаторов

7. Выбор аппаратов защиты

8. Расчет заземляющего устройства

9. Расчет и выбор питающих распределительных цепей

10. Расчет токов короткого замыкания

11. Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов электроснабжения

Список используемой литературы



ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрены такие темы как:

1. Характеристика производства и потребителей электроэнергии

2. Выбор рода тока, напряжения, частоты

3. Расчет электрических нагрузок

4. Расчет осветительной установки

5. Компенсация реактивной мощности

6. Выбор трансформаторов

7. Выбор аппаратов защиты

8. Расчет заземляющего устройства

9. Расчет и выбор питающих распределительных цепей

10. Расчет токов короткого замыкания

11. Технико-экономическое сравнение выбранных вариантов

Предложены оптимальные варианты ТП, с оценкой стоимости и коэффициентом загрузки.

Характеристика цеха

Комплекс томатного сока предназначен для производства томатного сока из исходного сырья (томатов).

Технологический процесс осуществляется последовательно на двух автоматизированных технологических линиях и заканчивается закрытием банок с готовой продукцией.

Данный комплекс является составной частью современного крупного предприятия по переработке плодов и овощей.

КТС имеет технологический участок, в котором установлены поточные линии, а так же вспомогательные и бытовые помещения.

Основные операции автоматизированы, а вспомогательные транспортные операции выполняются с помощью наземных электротележек и подъемников.

Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП) 10/0,4 кВ которая подключена к приемному пункту предприятия.

Все электроприемники по бесперебойности ЭСН- 2 категории

Количество рабочих смен - 3 (круглосуточно)

Грунт в районе здания - глина с температурой +12⁰С. Каркас здания сооружен из блоков секций длиной 4,6 и 8 метров каждый

Размеры цеха А х В х Н = 52 х 30 х 9 м.

Все помещения, кроме технологического участка, двухэтажные высотой 4,2 м.

Перечень электрооборудования участка токарного цеха дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного электрооборудования показано на плане «расположение электрооборудования комплекса томатного сока».



1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Характеристика цеха

Комплекс томатного сока предназначен для производства томатного сока из исходного сырья (томатов).

Технологический процесс осуществляется последовательно на двух автоматизированных технологических линиях и заканчивается закрытием банок с готовой продукцией.

Данный комплекс является составной частью современного крупного предприятия по переработке плодов и овощей.

КТС имеет технологический участок, в котором установлены поточные линии, а так же вспомогательные и бытовые помещения.

Основные операции автоматизированы, а вспомогательные транспортные операции выполняются с помощью наземных электротележек и подъемников.

Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП) 10/0,4 кВ которая подключена к приемному пункту предприятия.

Все электроприемники по бесперебойности ЭСН- 2 категории

Количество рабочих смен - 3 (круглосуточно)

Грунт в районе здания -глина с температурой +12⁰С. Каркас здания сооружен из блоков секций длиной 4,6 и 8 метров каждый

Размеры цеха А х В х Н = 52 х 30 х 9 м.

Все помещения, кроме технологического участка, двухэтажные высотой 4,2 м.

Перечень электрооборудования участка токарного цеха дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного электрооборудования показано на плане выполненного на чертеже: «план расположения электрооборудования комплекса томатного сока».

Таблица 1

Перечень электрооборудования участка токарного цеха

№	Наименование электрооборудования	МощностьР, кВт	cosц	Примечание
1,24	Конвейеры ленточные сортировочные	0,75	0,75
2,3,25,26	Унифицированные вентиляторные моечные машины	4,1	0,75
4,27	Конвейеры роликовые сортировочные	0,6	0,75
5	Станок токарный	12	0,4
6,7	Станок шлифовальный	2,2	0,65
8	Станок сверлильный	3,2	0,4	1-фазный
9,10	Вентиляторы	3,8	0,8
11,17,23, 28	Электрические подъемники передвижные	4,5	0,75
12,18	Элеваторы подачи томатов в дробилку	0,75	0,75
13,19	Установки дробления томатов	4,5	0,75
14,20	Подогреватели дробленой томатной пасты	6	0,75
15,21	Установки экстракторные	9	0,75
16,22	Установки разлива сока с подогревателем	3	0,75

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В данном пункте мы группируем электроприемники по РП. При группировке электроприемников по распределительным подстанциям (РП) руководствуемся следующими условиями - электроприемники у которых одинаковый cosц входят в одну группу РП.

По результатам группировки составляем таблицу

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

3.1 Определение m - критерий показаний нагрузки для всей группы электроприемников, т.е. для каждого РП

m=P_ном.max /P_ном.min,, (3.1) [1, с. 104]

где m - критерий показания нагрузки;

р_ном.max - номинальная максимальная мощность в РП;

р_ном.min- номинальная минимальная мощность в РП.

Производим расчет критерий показания нагрузки для каждого РП:

m₁ = 4,1/0,6 = 6,8

m₂ = 4,5 /0,7 = 6,4

m₃ = 9 /3 = 3

m₄ = 2,2/2,2 = 1

m₅ = 3,8 /3,8 = 1

m₆ = 12 /3,2 = 3,75

Таблица 2

Группировка электроприемников по РП

№ РП	№ на плане	Мощность; кВт	cosц
РП1	1, 24	0,75	0,75
	2,3,25,26	4,1	0,75
	4,27	0,6	0,75
РП2	11,17,23,28	4,5	0,75
	12,18	0,75	0,75
	13,19	4,5	0,75
РП3	14,20	6	0,75
	15,21	9	0,75
	16,22	3	0,75
РП4	6,7	2,2	0,65
РП5	9,10	3,8	0,8
РП6	5	12	0,4
	8	3,2	0,4

3.2 Определение tgц для каждого электроприемника в каждой группе

tgц = v 1- cos²ц /cos²ц(3.2)

РП1 tgц = v 1- 0,75² /0,75² = 0,8

РП2 tgц = v 1- 0,75² /0,75² = 0,8

РП3 tgц = v 1- 0,75² /0,75² = 0,8

РП4 tgц = v 1- 0,65² /0,65² = 1,17

РП5 tgц = v 1- 0,8² /0,8² = 0,75

РП6 tgц = v 1- 0,4² /0,4² = 2,3

Вывод: tgц как и cosц будет одинаковы для всех приёмников в группе т.к. в группах все электроприёмники с одинаковым cosц.

3.3 Вычисление активных и реактивных среднесменных мощностей для каждого электроприемника в группах

Р_см = К_и*Р_ном, [ 3, с.98] (3.3)

где К_и - коэффициент использования.

Рном - номинальная мощность электроприемника.

Qсм= Рсм tgц, [3, с.98] (3.4)

где Рсм - активная среднесменная мощность.

Qсм - реактивная среднесменная мощность.

РП1: Р_см1 = К_и*Р_ном =0,55*0,75 = 0,41 кВт

Qсм1= Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар

Р_{см 2} =К_и*Р_ном =0, 4*4,1 = 1,64 кВт

Qсм2=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар

Р_см3=К_и*Р_ном =0, 4*4,1 = 1,64 кВт

Qсм3=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар

Р_см4=К_и*Р_ном =0,55*0,6 =0,33 кВт

Qсм4=Рсм tgц = 0,33*0,8 = 0,26 кВар

Р_см24=К_и*Р_ном =0,55*0,75 = 0,41 кВт

Qсм24=Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар

Р_см25=К_и*Р_ном =0,4*4,1 =1,64 кВт

Qсм25=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар

Р_см26=К_и*Р_ном =0,4*4,1 =1,64 кВт

Qсм26=Рсм tgц = 1,64*0,8 = 1,31 кВар

Р_см27=К_и*Р_ном =0,55*0,6 =0,33 кВт

Qсм27=Рсм tgц = 0,33*0,8 = 0,26 кВар

Результаты расчетов занесены в таблицу 3.

Таблица 3

Вычисление активных и реактивных среднесменных мощностей для РП1

№ ЭП	1	2	3	4	24	25	26	27
Рном кВт	0,75	4,1	4,1	0,6	0,75	4,1	4,1	0,6
tgц	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Ки	0,55	0,4	0,4	0,55	0,55	0,4	0,4	0,55
Рсм кВт	0,41	1,64	1,64	0,33	0,41	1,64	1,64	0,33
Qсм кВар	0,33	1,31	1,31	0,26	0,33	1,31	1,31	0,26

РП2

Р_см11 = К_и*Р_ном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт

Qсм11= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВарзаглавные буквы

Р_см17 = К_и*Р_ном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт

Qсм17= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар

Р_см23 = К_и*Р_ном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт

Qсм23= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар

Р_см28 = К_и*Р_ном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт

Qсм28= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар

Р_см12 = К_и*Р_ном =0,55*0,75 = 0,41 кВт

Qсм12= Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар

Р_см13 = К_и*Р_ном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт

Qсм13= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар

Р_см23 = К_и*Р_ном =0,55*0,75 =0,41 кВт

Qсм23= Рсм tgц = 0,41*0,8 = 0,32 кВар

Р_см28 = К_и*Р_ном =0,55*4, 5 = 2,47 кВт

Qсм28= Рсм tgц = 2,47*0,8 = 1,97 кВар

Результаты расчетов занесены в таблицу 4.

Таблица 4

№ ЭП	11	17	23	28	12	13	18	19
Рном кВт	4,5	4,5	4,5	4,5	0,75	4,5	0,75	4,5
tgц	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Ки	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55
Рсм кВт	2,47	2,47	2,47	2,47	0,41	2,47	0,41	2,47
Qсм кВар	1,97	1,97	1,97	1,97	0,32	1,97	0,32	1,97

РП3

Р_см14 = К_и*Р_ном =0,4*6 = 2,4 кВт

Qсм14= Рсм tgц = 2,4*0,8 = 1,92 кВар

Р_см15= К_и*Р_ном =0,4*9 = 3,6 кВт

Qсм15= Рсм tgц = 3,6*0,8 = 2,88 кВар

Р_см16 = К_и*Р_ном =0,4*3 = 1,2 кВт

Qсм16= Рсм tgц = 1,2*0,8 = 0,96 кВар

Р_см20 = К_и*Р_ном =0,4*6 = 2,4 кВт

Qсм20= Рсм tgц = 2,4*0,8 = 1,97 кВар

Р_см21 = К_и*Р_ном =0,4*9 = 3,6 кВт

Qсм21= Рсм tgц = 3,6*0,8 = 2,88 кВар

Р_см22= К_и*Р_ном =0,4*3 = 1,2 кВт

Qсм22= Рсм tgц = 1,2*0,8 = 0,96 кВар



Результаты расчетов занесены в таблицу 5.

Таблица 5

№ ЭП	14	15	16	20	21	22
Рном кВт	6	9	3	6	9	3
tgц	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Ки	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Рсм кВт	2,4	3,6	1,2	2,4	3,6	1,2
Qсм кВар	1,92	2,88	0,96	1,92	2,88	0,96

РП4

Р_см6 = К_и*Р_ном =0,17*2,2 = 0,37 кВт

Qсм6= Рсм tgц = 0,37*1,17 = 0,43 кВар

Р_см7 = К_и*Р_ном =0,17*2,2 = 0,37 кВт

Qсм7= Рсм tgц = 0,37*1,17 = 0,43 кВар

Результаты расчетов занесены в таблицу 6.

Таблица 6

№ ЭП	6	7
Рном кВт	2,2	2,2
tgц	1,17	1,17
Ки	0,17	0,17
Рсм кВт	0,38	0,38
Qсм кВар	0,43	0,43

РП5

Р_см9 = К_и*Р_ном =0,6*3,8 = 2,28 кВт

Qсм9= Рсм tgц = 2,26*0,75 = 1,71 кВар

Р_см10 = К_и*Р_ном =0,6*3,8 = 2,28 кВт

Qсм10= Рсм tgц = 2,26*0,75 = 1,71 кВар

Результаты расчетов занесены в таблицу 7.

электроэнергия нагрузка осветительный трансформатор

Таблица 7

№ ЭП	9	10
Рном кВт	3,8	3,8
tgц	0,75	0,75
Ки	0,6	0,6
Рсм кВт	2,28	2,28
Qсм кВар	1,17	1,17

РП6

Р_см5 = К_и*Р_ном =0,12*12 = 1,44 кВт

Qсм5= Рсм tgц = 1,44*2,3 = 3,31 кВар

Р_см8 = К_и*Р_ном =0,12*3,2 = 0,384 кВт

Qсм8= Рсм tgц = 0,384*2,3 = 0,88 кВар

Результаты расчетов занесены в таблицу8

Таблица 8

№ ЭП	5	8
Рном кВт	12	3,2
tgц	2,3	2,3
Ки	0,12	0,12
Рсм кВт	1,44	0,384
Qсм кВар	3,31	0,88

3.4 Вычисление групповых активных и реактивных среднесменных мощностей, для каждого РП

Рсм = Рсм1 + Рсм2 +……+ Рсм n [3, с. 98](3.5)

Qсм= Qсм1 + Qсм2+…...+ Qсм n[3, с. 98](3.6)

РП1

Рсм РП-1 =0,41+1,64+1,64+0,33+0,41+1,64+1,64+0,33=8,04кВт

Qсм РП-1 =0,32+1,31+1,31+0,264+0,32+1,31+1,31+0,26=6,42квар

РП2

Рсм РП-2=2,47+2,47+2,47+2,47+0,41+2,47+0,41+2,47=15,62кВт

Qсм РП-2=1,97+1,97+1,97+1,97+0,32+1,97+0,32+1,97=12,46квар

РП3

Рсм РП-3=2,4+3,6+1,2+2,4+3,6+1,2=14,4кВт

Qсм РП-3=1,92+2,88+0,96+1,92+2,88+0,96=11,52квар

РП4

Рсм РП-4=0,37+0,37=0,74кВт

Qсм РП-4=0,43+0,43=0,86квар

РП5

Рсм РП-5=2,28+2,28=4,56кВт

Qсм РП-5=1,71+1,71=2,92квар

РП5

Рсм РП-6=1,44+0,384=1,82кВт

Qсм РП-6=3,31+0,88=4,19квар

Расчет выполнен по методике [3, с. 98]

3.5 Нахождение эффективного (приведенного) числа электроприемников

n_э = 2*?P_ном /P_{max 1},[4, с. 111](3.7)

где ?Р_ном - суммарная номинальная мощность группы электроприемников

Р_max - мощность самого мощного электроприемника группы

n_э - эффективное число

n_g - количество электроприемников в РП

m - критерия показаний нагрузки



РП1 n_э = 2•19,1/4,1 = 9,31

РП2 n_э = 2•28,5 /4,5 =12,6

РП3 n_э = 2•36 /9 = 9

РП4 n_э = 2 4,4 /2,2 = 4

РП5 n_э = 2•7,6 /3,8 = 4

РП6 n_э = 2 15,2 /12 = 2,5

Таблица 10

Эффективное число электроприемников

№ РП	ng	m	nэ
1	8	6,8	9,3
2	8	6,4	12,6
3	6	3	8
4	2	1	4
5	2	1	4
6	2	3,75	2,5

3.6 Определение коэффициента максимума К_mах

Таблица 11

Коэффициент максимума К_mах при коэффициенте использования К_и

№ РП	nэ	Ки	Кmax
1	9,3	0,42	1,47
2	12,6	0,54	1,28
3	8	0,4	1,52
4	4	0,16	3,11
5	4	0,6	1,46
6	2,5	0,1	3,43

Расчет выполнен по методике [3, с. 103]

3.7 Определение максимальных нагрузок в РП

P_max = K_max* ?P_см ,[2, c.57](3.8)



где P_max - максимальная, активная мощность

K_max - коэффициент максимума

?Р_см - суммарная, активная, сменная мощность в РП

Q_max= K_max* ?Q_см ,[2, c.57] (3.9)

где Q_max - максимальная, реактивная мощность

?Q_см - суммарная, реактивная, сменная мощность в РП

S_max = vP_max² + Q_max²,[2, c.57](3.10)

где S_max - максимальная, полная мощность

I _max = S_max /U_номv3, [2, c.57] (3.11)

где I_max - максимальный ток

U_ном - номинальное напряжение

P_max = K_max ?P_см Вт

Таблица11

Kmax	?Pсм	РП
1,47	8,04	1
1,28	15,62	2
1,52	14,4	3
3,11	0,74	4
1,46	4,56	5
3,43	1,82	6

P_max1 = K_max ?P_см=1,47•8,04=11818 Вт

P_max2 = K_max·?P_см=1,28•15,62=20000 Вт

P_max3 = K_max·?P_см=1,52•14,4=22000 Вт

P_max4 = K_max·?P_см=3,11•0,74=2300 Вт

P_max5 = K_max ?P_см=1,46•4,56=6657 Вт

P_max6 = K_max ?P_см=3,43•1,82=6242 Вт

Q_max= K_max·?Q_см Вар

Таблица 12

Kmax	?Qсм	РП
1,47	6,4	1
1,28	12,46	2
1,52	11,52	3
3,11	0,86	4
1,46	2,92	5
3,43	4,19	6

Q_max1= K_max·?Q_см=1,47•6,4=9400 Вар

Q_max2= K_max·?Q_см=1,28•12,46=16000 Вар

Q_max3= K_max·?Q_см =1,52•11,52=17500 Вар

Q_max4= K_max·?Q_см=3,11•0,86=2600 Вар

Q_max5= K_max ?Q_см=1,46•2,92=4200 Вар

Q_max6= K_max ?Q_см=3,43•4,19=14300 Вар

S_max=vP_max²+Q_max² ВА

Таблица13

Pmax	Qmax	РП
11818	9400	1
20000	16000	2
22000	17500	3
2300	2600	4
7000	4200	5
6200	14300	6

S_max1=vP_max²+Q_max²=v11800²+9400=15086 ВА

S_max2=vP_max²+Q_max²=v20000²+16000=25612 ВА

S_max3=vP_max²+Q_max²=v22000²+17500=28111 ВА

S_max4=vP_max²+Q_max²=v2300²+2600=3471 ВА

S_max5=vP_max²+Q_max²=v7000²+4200=8163 ВА

S_max6=vP_max²+Q_max²=v6200²+14300=15586 ВА

I _max = S_max /U_номv3 А

Таблица 14

РП	Smax	Uном
1	15086	380
2	25612
3	28111
4	3471
5	8163
6	15586

I _max1 = S_max /U_номv3=15086/380•1,7=23,3А

I _max2 = S_max /U_номv3=25612/380•1,7=39А

I _max3 = S_max /U_номv3=28111/380•1,7=43А

I _max4 = S_max /U_номv3=3471/380•1,7=5,3А

I _max5 = S_max /U_номv3=8163/380•1,7=12,6А

I _max6 = S_max /U_номv3=15586/380•1,7=24А

Результаты расчетов занесены в таблицу 15.

Таблица 15

Максимальные нагрузки в РП

	1	2	3	4	5	6
Pmax	11800	20000	22000	2300	7000	6200
Qmax	9400	16000	17500	2600	4200	14300
Smax	15086	25612	28111	3471	8163	15586
Imax	23,3	39	43	5,3	12,6	24



4. РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

4.1 Определение светового потока

Для данного цеха предусмотрены потолочные светильники с двумя люминесцентными лампами ЛБ-40Х2 (выбор произведен по [2]).

Уровень рабочей поверхности 0,8 метров.

h = 0,8м

Н = 9м

Нh = 9 - 0,8=8,2м

Наивыгоднейшее отношение расположения светильников:

L = 1,4х Нh = 1,4х8,2 = 10

Расстояние между стеной и крайними рядами светильников:

? = 0,5хL = 0,5х10 = 5

Количество рядов светильников:

n = в/L = 30/11,48 = 30000/4,48 = 3

Для данных производственных помещений установлена норма освещенности Ен = 400лк.

Комплексная характеристика помещения:

Индекс помещения:

i = А·В/Н·(А+В) [1, c.60] (4)

i = 40 · 30/9 · (40+30) = 2,1

Световой поток:

Ф = Еmin · (Р · Kз · Z)/n · з [1, c.60] (4.1)

где: з - коэффициент использования светового потока - 0,38

Еmin - минимальная освещенность 160лк

Z - коэффициент характеризующий неравномерность освещения - 1,11

S - установленная мощность ламп 40Вт

К₃ - коэффициент запаса - 1,48;

Ф = 160 · (40 · 1,48 · 1,11)/3 · 0,38 = 27668 лм

Количество светильников:

N = Е ·(А·В)Косв·Кз/Ф·n·з [1, c.60] (4.2)

N = 400·1560·1,11·1,48/27668·0,38·3 = 66 светильников

4.2 Расчет осветительной сети от РП до ЩО

а) Определяем мощность осветительной нагрузки

Р_осв = n·Р_л·n_св.ряд [1, c.60] (4.3)

где: n - количество светильников

Р_осв - мощность осветительной нагрузки, кВт

Р_л - установленная мощность лампы, Вт

К_по -количество светильников в ряду



Р_осв = 66·40·3 = 3840 Вт = 7,9 кВт

б) Вычисляем расчетный ток нагрузки:

I_осв = P_осв/U_ном·cosц [1, c.60] (4.4)

U_ном = 220 В

cos ц = 0,95

I_осв = 7920/380 · 0,95 = 20 А

выбираем площадь сечения жилы провода s = 2,5мм² с I_Д0П = 21А

Выбранное сечение провода проверяем по потере напряжения:

?U = P_осв· l · с · 100/U_ном²·S [1, c.60] (4.5)

где: l - длина линии, м;

S - сечение жилы, мм²;

с - удельное сопротивление = 0,0175[Ом·м/мм²]5 Компенсация реактивной мощности

Рассчитываем Q_K для всей сети:

[4, c.169] (5)

РП1 - cosц = 0,75 - коэффициент мощности компенсирующего устройства

РП2 - cosц = 0,75

РП3 - cosц = 0,75

РП4 - cosц = 0,65

РП5 - cosц = 0,8

РП6 - cosц = 0,4

?Q_K = -1006+(-1638)+(-6041)+88+1050+94= -7453квар

Расчетная оптимальная мощность БК на 220 В Q_K = -0,3 квар



5. ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ТИПА И ЧИСЛА ПОДСТАНЦИЙ

5.1 Нахождение суммарной нагрузки цеха

?S = v ? P_max² + (?Q_max - Q_к)² [3, с 281] (6)

где: Р_mах - суммарная активная мощность всех РП за смену.

Qmax - суммарная реактивная мощность всех РП за смену.

Qk - мощность компенсирующей установки.

?Q_max=9400+16000+17500+2600+4200+14300=63800

? P_max=1180+20000+22000+2300+7000+6200=69300

?S = v 69300²+(63800+(-7453))²= 89316=89 кВ·А

5.2 Определение полного тока нагрузки всего цеха:

[3, с 281] (6.1)

по и I выбираем трансформатор [1]

5.3 Определение коэффициента загрузки трансформатора

, [3, с 281] (6.2)

I вариант: Sном. = 100 кВА [2, с 120, т. 3,3]

II вариант: Sном. = 126 кВА

Выбираем I вариант

Технические данные трансформаторов:

1 вариант

Таблица 16

Технические данные трансформатора

Тип	РномкВ*А	Uном кВ	Uкз%	Ixx%
		ВН	НН
ТМ-100/6-10	100	6;10	0,4	4,5	2,5

2 вариант

Таблица 17

Технические данные трансформатора

Тип	РномкВ*А	Uном кВ	Uкз%	Ixx%
		ВН	НН
ТМ -160/6-10-66	160	6	0,23 - 0,4	2,4	4,5

Таблица 18

Технические данные трансформаторной подстанции

Тип	SтркВ*А	Тип трансформатора	Комплектующее оборудование
			Шкафы ВН	Шкафы НН
КТП 250/6 и 10/0,4	100	ТМФ 250/10

Расчет выполнен по методике расчета [3, с 281]



Таблица 19

Технические данные трансформаторной подстанции

Тип	SтркВ*А	Тип трансформатора	Комплектующее оборудование
			Шкафы ВН	Шкафы НН
КТП 250/6 и 10/0,4	100	ТМФ 250/10

Расчет выполнен по методике расчета [3, с. 281]



6. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

I_ном = Р_ном/U_ном*v3 *з* cos ц,[4, c.189](7.1)

где I_ном - номинальный ток

I_пуск = I_{ном. уст.}*К_п,[4, c.189](7.2)

где К_п - кратность пускового тока К_п = 6,5

I_{вставки} ? I_пуск/б,[4, c.189](7.3)

где б - коэффициент характеристики условия пуска

б = 2,5 - легкий пуск

Выбор АВ для каждого электроприемника так как все электроприемники имеют двигатели выбор аппаратов защиты для каждого электроприемника производим из условия

Таблица 20

Выбор аппаратов защиты

Номер РП и наименование электрооборудования	Тип защитного аппарата	I ном защитного аппарата, А	Iпуск	IН0М плавкой вставки
РП1	ВА51-31-1	45	292,5	117
1,24	ВА 51Г-25	1,7	11,5	4,6
2,3,25,26	ВА 51-31-1	9,7	63,2	25,3
4,27	ВА 51Г-25	1,4	9,2	3,7
РП2	ВА 51Г-31	67	435,5	174,2
11,17,23,28,13,19	ВА 51-31-1	10,6	69	27,6
12,18	ВА 51Г-25	1,7	11,5	4,6
РП3	ВА 51-35	85,2	553,8	221,5
14,20	ВА 51-25	14,2	92,3	40
15,21	ВА 51-25	21,3	138,4	55,36
16,22	ВА 51-31-1	7,1	46,1	18,4
РП4	ВА 51-25	12,5	81,9	32,7
6,7	ВА 51-31-1	6,3	41	16,4
РП5	ВА 51-25	17,2	111,8	44,7
9,10	ВА 51-31-1	8,6	56	22,4
РП6	ВА 51Г-31	67,5	438,7	175,5
5	ВА 51Г-31	53,3	348	138,4
8	ВА 51-25	14,2	92,5	37



7. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

ТП питается от энергосистемы 10 кВ с длиной питающей кабельной линии 10 км. Высокая сторона ТП имеет изоляционную нейтраль, а сторона низкая глухозаземленную нейтраль.

а) Из таблицы [4, 245] выбираем грунт - глина с удельным сопротивлением с_изм =300 Ом• м. Периметр контура вокруг подстанции П=24м.

В электроустановках выше 1 кВ с изолированной нейтралью с малыми замыканиями на землю сопротивление должно удовлетворять условию:

[4, c.216] (8)

где: I_зам - расчетный ток замыкания на землю;

U_зам - расчетное напряжение замыкания на землю (до 1 кВ U_зам =10кВ)

б) Определяем ток однофазного замыкания на землю в сети 10 кВ:

Iзаг = U(35

[4, c.216] (8.1)

где: U - напряжение в линии;

е_каб - длина кабельной линии.

ев - длина воздушной линии

Ом [4, c.216] (8.2)

где: U_з - расчетное напряжение замыкания на землю;

Й_з - расчетный ток замыкания на землю.

Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 В с глухозамкнутой нейтралью должно быть не более 4 Ом. Это сопротивление принимаем и для стороны 10 кВ при общем заземлении.

Выбираем в качестве заземлителей прутковые электроды длиной 1,5 м, диаметром 12 мм расположенные по контуру.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

L= [4, c.216] (8.3)

Nв = 0,49

Nг = 0,65

Rв = 117

[4, c.216] (8.4)

Ав=В/nв-1=10

Аа=А/na-1=6,5

Nв=5

Nа=10

Длина А=52м

Ширина В=30м

Составляем схему расположения заземлителей



8. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПИТАЮЩИХ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

8.1 Расчет и выбор электропроводки до 1000В

Таблица 21

Выбор питающих и распределительных сетей

Номер РП электроприемника	Длительно допустимая токовая нагрузка, А	Сечение токопроводящей жилы, мм2	Длительно допустимый ток данной жилы, А	Марка провода; кабеля	Вид электропроводки
до РП-1
РП1	45
1,24	1,7
2,3,25,26	9,7
4,27	1,4
до РП-2
РП2	67
11,17,23,28, 13,19	10,6
12,18	1,7
до РП-3
РП3	85,2
14,20	14,2
15,21	21,3
16,22	7,1
До РП-4
РП4	12,5
6,7	6,3
До РП-5
РП5	17,2
9,10	8,6
До РП-6
РП6	67,5
5	53,3
8	14,2



8.2 Расчет электрических сетей по потере напряжения

?U=(v3*100/U_ном)*(r₀*cosц*x₀*sinц)*I*L, [3, с. 121](9.1)

где ?U - потери напряжения (%)

r₀ - удельное активное сопротивление из [5, таблица 1.9.5]

x₀ - удельное реактивное сопротивление из [5, таблица 1.9.5]

sinц - коэффициент реактивной мощности, определяется по cosц

I - сила тока (А)

L - длина линии (км)

U_ном=380 В

РП1

1, 24) ?U=(1,73*100/380)*(1,84*0,4*0,099*2,5)*43,71*0,7345=2,6 %

2,3,25,26) ?U=(1,73*100/380)*(1,84*0,4*0,099*2,5)*34,97*0,7345=2,08 %

4,27) ?U=(1,73*100/380)*(1,16*0,4*0,095*2,5)*65,57*0,7345=2,4 %

РП2

11,17,23,28) ?U=(1,73*100/380)*(4,63*0,4*0,107*2,5)*27,97*0,7345=4,5

12,18) ?U=(1,73*100/380)*(0,74*0,4*0,091*2,5)*78,68*0,7345=1,6 %

13,19) ?U=(1,73*100/380)*(0,74*0,4*0,091*2,5)*78,68*0,7345=2,2 %

РП3

14,20) ?U=(1,73*100/380)*(1,84*0,4*0,099*2,5)*40,21*0,7345=2,4 %

15,21) ?U=(1,73*100/380)*(0,37*0,4*0,085*2,5)*152,99*0,7345=1,5 %

16,22) ?U=(1,73*100/380)*(0,37*0,4*0,085*2,5)*152,99*0,7345=1,5 %

РП4

6,7) ?U=(1,73*100/380)*(1,16*0,4*0,095*2,5)*54,64*0,7345=1,9 %

РП5

9,10) ?U=(1,73*100/380)*(4,63*0,5*0,107*2)*23,26*0,7345=3,7 %

РП6

5) ?U=(1,73*100/380)*(7,4*0,85*0,116*1,17)*10,6*0,7345=2,9 %

8) ?U=(1,73*100/380)*(7,4*0,85*0,116*1,17)*10,6*0,7345=2,9 %

Расчет выполнен по методике [3, с. 121]



9. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчёт производим в следующей последовательности:

а) Составляем расчётную схему замещения

б) Находим индуктивное сопротивление системы

, Ом [4, c.257] (10)

Ом

х_тр - индуктивное сопротивление трансформатора, Ом

U_к.з.% - данные трансформатора, %

х_л - индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом

х₀ - находим из [ 4 ]

Расчет принимаем для двух вариантов одинаковый т.к. U_к.з.% и длина кабельной линии равны.

в) Найдём ток К.З. в точке К

[4, c.257] (10.1)



10. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВЫБРАННЫХ ВАРИАНТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Сравниваем два варианта электроснабжения цеха:

Вариант I - электроснабжение цеха осуществляется одним трансформатором с номинальной мощностью 100 кВ•А - ТМ-100/6

[1 c.123] (11)

а) Количество потерь электроэнергии:

?W = ?Р_меди •(К_заг)² •ф+ ?Р_ст•Т [4 c.45] (11.1)

?W = 2,6•0,89²•1600 + 4,5•4500 = 21852Вт

где: Р_меди - потери в меди (паспортные данные трансформатора);

Р_ст - потери в стали;

W- количество потерь электроэнергии в год;

Т - время работы трансформатора в год (зависит от категории

электроснабжения) = 2250 ч. [4];

ф - время потерь в трансформаторе = 1600 ч. [4];

К_заг - коэффициент загрузки трансформатора.

б) Стоимость потерянной электроэнергии:

С _W = W•Ц= 21852•3 = 65556руб. [4 c.45] (11.2)

где: Ц - стоимость 1 кВт =3руб.;

С _W - стоимость потерь электроэнергии.

в) Общая стоимость:

100кВА=220000+65556=285556 рублей

Вариант II - электроснабжение цеха осуществляется двумя трансформаторами с номинальной мощностью 160 кВ•А - ТМ-160/10

а) Количество потерь электроэнергии:

?W =(1,97•0,6²•1050 + 0,365•2250)² = 20757Вт

б) Стоимость потерянной электроэнергии:

С _W = W•Ц= 20757•3 = 62271руб.

в) Общая стоимость:

126кВА=314000+62271=376271руб.

Выбираем Вариант I.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Курсовой проект выполнен на тему «электроснабжение комплекса томатного сока».

В процессе выполнения проекта производился расчет электрических нагрузок комплекса томатного сока, с полученной при расчёте полной максимальной мощности S_мах= 89 кВА, на основании которого выбран силовой трансформатор ТМ 100/6-10.

Итогом работы над проектов является:

- Написание краткой характеристики производства и потребителей электроэнергии

- Выбор рода тока, напряжения, частоты

Выбрано переменное напряжение 380 В, с частотой 50Гц.

- Расчет электрических нагрузок

В данном пункте рассчитаны:

1) Определение m - критерий показаний нагрузки для всей группы элетроприемников т.е. для каждого РП. Максимум m=6,8, минимум m=1.

2) Определение tgц для каждого электроприемника в каждой группе, максимум tgц=2,3, минимум tgц=0,75

3) Вычисление активных и реактивных среднесменных мощностей для каждого электроприемника в группах, активная среднесменная мощность ? Рсм =45,63кВт, реактивных среднесменная мощность ?Qсм=41,93кВар.

4) Нахождение эффективного (приведенного) числа электроприемников максимальное n_э=12,6, минимальное n_э=2,5.

5) Определение максимальных нагрузок в РП, P_max=22000Вт, Q_max=17500Вар, S_max=28111ВА, I_max=39А

- Расчет осветительной установки:

Для данного цеха предусмотрены потолочные светильники с двумя люминесцентными лампами ЛБ-40Х2, с установленной мощностью 40Вт, количество рядов светильников 3 количество светильников 66, количество светильников в 1 ряду 22, площадь сечения жилы провода s = 2,5мм² с I_Д0П = 21А.

- Расчет компенсации реактивной мощности:

Рассчитываем ?Q_K для всей сети ?Q_K =-7453кВар



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алиев И.И. «Справочник по электротехнике и электрооборудованию. Высшая школа. 2000г.

2. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательство «Мастерство», 2002. -320 с: ил.

3. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для учащихся техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1981. - 376 с., ил.

4. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. Л. «Энергия», 1976. 384 с. с ил.

5. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. - 214 с., ил - (Серия «Профессиональное образование»).

6. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006 - 136 с. - (Профессиональное образование)

Размещено на Allbest.ru