Загрузка...Електропостачання машинобудiвного заводу
РЕФЕРАТ
ПЗ: 50с,12 табл,3 рис.
Тема курсового проекту: «Електропостачання машинобудiвного заводу».
Метою проекту є розробка економічної та надійної схеми електропостачання, а також засвоєння навичок проектування внутрішньозаводського електропостачання.
В курсовому проекті були розроблені:
характеристика споживачів і вимоги до надійності електропостачання;
розрахунок електричних навантажень
вибір напруги живлячої мережі і розподільчої мережі внутрішньозаводського електропостачання;
вибір кількості і потужності трансформаторів КТП;
вибір місця розташування вузлів навантаження і джерела живлення на основі картограми навантажень;
вибір електричних апаратів і провідників для джерела живлення;
вибір схеми внутрішньозаводського електропостачання на основі техніко-економічного розрахунку;
вибір компенсуючи пристроїв в мережіU>1 кВ;
визначення економії електроенергії від застосування компенсації реактивної потужності;
основні заходи з техніки безпеки.
ЗВЕДЕНІ ВИТРАТИ, ЗАХИСНЕ ЗАЗЕМЛЕННЯ, КОМПЕНСАЦІЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ, КАТЕГОРІЯ НАДІЙНОСТІ, КОЕФІЦІЕНТ ПОПИТУ, НОРМАТИВНА ОСВІТЛЕНІСТЬ, ЕКОНОМІЧНА ГУСТИНА СТРУМУ,ЗАХИСНЕ ЗАЗЕМЛЕННЯ.
електропостачання напруга живлячий навантаження
1. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПРОЕКТОВАНОГО ОБЄКТА
У даному курсовому проекті виконується проект електропостачання машинобудівного заводу .
Основне виробництво проходить у термічному, складальному, головному корпусі преса,інструментальному,ковальському цехах. Допоміжне — у ремонтно-механічному цеху.
До цехів основного виробництва сировина надходить з матеріального складу.
Також на території підприємства знаходяться — насосна,компресорна,столова,ЦЗЛ, прохідна, заводоуправління.
Всі приміщення крім насосної відносяться до приміщень сухого типу з нормальним середовищем. В насосній — середовище вологе.
За надійністю електропостачання більшість електроприймачів відносяться до ІІ та ІІІ категорій, крім насосної та компресорної , де є електроприймачі І категорії надійності.
Зовнішнє джерело живлення заводу — підстанція енергосистеми з двома трансформаторами ТДТН — 40000/150/35/10 кВ, яка знаходиться на відстані 12 км.
Число годин максимального навантаження складає Тм = 4000 год/рік. Графік роботи основного виробництва — 3 зміни з нерівномірним завантаженням.
2. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ
.1 Розрахунок навантаження силових електроприймачів напругою
до і вище 1000В.
Розрахунок силового навантаження проводимо методом коефіцієнту попиту.
, (2.1)
, (2.2)
де — коефіцієнт попиту для і-го споживача, наведений у [1];
— встановлена активна потужність і-го споживача, кВт;
tgφі — відповідає значенню коефіцієнта потужності cosφі, , у [1] наведено значення cosφі.
Результати розрахунку силових навантажень споживачів наведено у
таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 — Результати розрахунків силового навантаження
електроприймачів напругою 0,4кВ
№Назва електроспоживачаРуст і, кВтКсіcosφіtgφіРозрахункове навантаженняРрозр і, кВтQрозр і кВАр1Головний корпус(преса)30200,20,51,736041046,12Інструментальний цех15800,40,61,33632842,63Ремонтно-механічний цех9800,250,51,73245424,34Насосна станція7600,70,80,755323995Компресорна5000,750,80,75375281,26Ковальський цех13600,30,51,73408706,67Термічний цех25000,80,51,7320003464,18Прохідна200,50,80,75107,59Столова3100,80,80,7524818610ЦЗЛ2400,70,750,88168148,111Заводоуправління900,750,750,8867,559,512Матеріальний склад700,30,51,732136,3
.2 Розрахунок електричного навантаження освітлення
Для освітлення приміщень використовуємо лампи ДРЛ або люмінесцентні. Встановлена потужність навантаження освітлення визначається методом питомої потужності:
, кВт (2.3)
де — питоме навантаження і-го приміщення за площею для вибраного типу ламп і для визначеного значення нормальної освітленості, наведений у [2];
— площа і-го цеху.
Розрахункове навантаження освітлення кожного цеху:
, (2.4)
, (2.5)
де — коефіцієнт попиту:
=0,95 — для робочого освітлення ,
=0,85 — для адміністративно — побутових приміщень ;
— коефіцієнт, який враховує втрати у пускорегулюючій апаратурі:
=1,1 — для ламп ДРЛ, =1,2 — для люмінесцентних ламп;
— реактивної потужності: =1,33 — для ламп ДРЛ, =1,73 — для люмінесцентних ламп.
Результати розрахунку силових навантажень споживачів наведено у
таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 — Результати розрахунків навантаження освітлення
№S, м2Н, мДжерело світлаЕнорм, лкРпит, Вт/мРуст і·, кВтКсКпраtgφікВт кВАр1134007ДРЛ3006,3253,260,951,11,33264,6351,9258507ДРЛ3006,3110,50,951,11,33115,5153,7383507ДРЛ3006,3157,80,951,11,33164,9219,3427895ЛЛ755,411,30,951,21,3312,822,2533505ЛЛ755,413,50,951,21,3315,426,7679067ДРЛ3006,3149,40,951,11,33156,1207,678924,57ДРЛ2006,3112,40,951,11,33117,5156,286254ЛЛ755,42,50,951,21,332,84,99916704ЛЛ2005,4180,851,21,7318,331,8103907,84ЛЛ3005,463,30,851,21,7364,5111,71127894ЛЛ2005,430,10,851,21,7330,753,11291143ЛЛ1005,449,20,851,21,7350,286,8
.3 Розрахунок сумарного навантаження заводу
Сумарне навантаження кожного споживача напругою 0,4кВ:
, кВт (2.6)
, кВАр (2.7)
, кВА (2.8)
Результати розрахунку заносимо таблицю 2.3.
Таблиця 2.3 — Результати розрахунків сумарного навантаження споживачів напругою 0,4 кВ
№Назва споживачів,
кВт,
кВт,
кВт, кВАр.,
кВт
.3Розрахунок навантаження силових електроприймачів напругою
вище 1000В
Розрахунок силового навантаження проводимо методом коефіцієнту попиту.
, (2.9)
де — коефіцієнт попиту для і-го споживача, наведений у [1];
— встановлена активна потужність і-го споживача, кВт;
tgφі — відповідає значенню коефіцієнта потужності cosφі, , у [1] наведено значення cosφі.
,кВАр
, (2.10)
tgφі — відповідає значенню коефіцієнта потужності cosφі, , у [1] наведено значення cosφі.
,
.4Розрахунок сумарного навантаження заводу
Повне активне та реактивне навантаження:
, кВт (2.12)
, кВт
, кВт
, кВт
, кВт (2.12)
, кВт
, кВт
,
Економічно обґрунтоване значення реактивної потужності, яке дозволено підприємству споживати з енергосистеми у часи її максимального навантаження:
,кВАр (2.9)
де =0,25 — коефіцієнт реактивної потужності, що задається енергосистемою.
кВАр
таким чином, повна розрахункова потужність заводу:
, кВАр (2.10)
кВА
3. ВИБІР НАПРУГ ЗОВНІШНЬОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ І ВНУТРІШНЬЗАВОДСЬКОГО РОЗПОДІЛУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
Напруга живлячої мережі вибирається в залежності від рівня напруги і віддаленості від заводу джерела живлення, а також від активного розрахункового навантаження підприємства.
При довжині лінії до 250 км і потужності, що передається, до 60 МВт раціональну величину нестандартної напруги знаходимо за формулою Стілла [9]:
, кВ (3.1)
де Рл — активна потужність, що передається однією лінією, сумарне навантаження підприємства;
— відстань від зовнішнього джерела живлення до підприємства,
км.
МВт,
кВ
Обираємо стандартну напругу живлення кВ, так як джерело живлення заводу — підстанція енергосистеми з двома трансформаторами ТДТН — 63000/150/35/10 кВ.
Для розподільчої заводської мережі найбільш раціональною є напруга 10кВ.
Отже джерелом живлення заводу приймаємо головну знижувальну підстанцію ГЗП 150/10кВ.
Розрахунок потужності трансформаторів виконується виходячи з економічного режиму роботи у нормальному режимі та з допустимого перевантаження у після аварійному режимі. При встановленні двох трансформаторів (автотрансформаторів) потужність кожного з них вибирається згідно з виразом:
кВАр(3.2)
кВА
Приймаємо трансформатор 2хТМН-6300/35.
Перевіряємо прийняті трансформатори за режимом роботи. Навантаження трансформатора в нормальному режимі:
(3.3)
де nт — кількість трансформаторів на підстанції, шт.
Навантаження трансформатора в ПАР:
(3.4)
Отримані значення коефіцієнтів завантаженості знаходяться у припустимих межах.
4. ВИБІР КІЛЬКОСТІ, ПОТУЖНОСТІ ЦЕХОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ
.1 Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів КТП
Кількість і потужності трансформаторів на КТП визначається розрахунковим навантаженням цеху, категорією електроприймачів, способом компенсації реактивної потужності, режимом роботи трансформаторів.
Однотрансформаторні КТП слід застосовувати, як правило, для живлення електроприймачів 2-ї та 3-ї категорії надійності з урахуванням резервування потужності за низькою напругою від інших трансформаторних підстанцій.
Двотрансформаторні підстанції рекомендується застосовувати при зосереджених навантаженнях або перевазі електроприймачів 1-ї та 2-ї категорії, а також у випадку нерівномірного добового або річного графіка навантаження, коли економічно змінювати приєднану потужність трасформаторів.
Розрахуемо кількість та потужність трансформаторів для ЦЗЛ, столової, гаражу та заводоуправління,так як вони розташовані поряд та навантаження невеликі ,то вони можуть живитися від одніеї КТП.Так як на цих обектах переважають споживачі 3 категорії надійності електропостачання тому приймаемо кількість трансформаторів=1.
Потужність трансформаторів КТП вибираємо за розрахунковим активним навантаженням з урахуванням пропускної спроможності їх за реактивною потужністю.
, кВА (4.1)
де Ррозр. — активне розрахункове навантаження, кВт;
— кількість трансформаторів;
— оптимальний коефіцієнт навантаження трансформаторів;
— для двотрансформаторних підстанцій;
— для однотрансформаторних підстанцій.
Пропускна здатність трансформаторів за реактивною потужністю розраховується за формулою:
, кВАр (4.2)
Втрати реактивної потужності у трансформаторі:
,кВАр (4.3)
Потужність компенсуючи пристроїв на стороні 0,4кВ:
Перевіряємо трансформатори за режимом роботи. Для цього знайдемо значення коефіцієнтів завантаженості у нормальному та після аварійному режимах роботи:
, (4.5)
, (4.6)
Розрахуємо кількість і потужність трансформаторів КТП №1.
кВт,
кВАр,
За довідником [3] приймаємо КТП 2хТМ-630/10. Його паспортні дані: = 630кВА, Uвн=10 кВ, Uнн=0,4 кВ, Uк=5,5%, Іх=1,8%.
Пропускна здатність трансформатора:
, кВАр.
Втрати реактивної потужності у трансформаторі:
Потужність компенсуючи пристроїв на стороні 0,4кВ:
, кВАр.
Вибираємо за довідником [10] компенсуючи пристрої : 4хУРП-0,4-320-20 У3
Розрахункова потужність із урахуванням установки компенсуючих пристроїв:
(4.7)
Перевіряємо трансформатори за режимом роботи:
,
Усі отримані розрахункові дані заносимо у таблицю 4.1.
Таблиця 4.1 — Вибір кількості та потужності цехових трансформаторів
№ КТП№ ЕП Назва споживачів., кВт кВАркатегорія ЕПКількість та Потужність тр-раQт, кВАр∆Qт, кВАрQнкп, кВАрТип НКПРежим работи тр-руНРПАР11Головний корпус(преса)868,61398I2х ТМ-630/1015259,171305,162хУКЛН-0,38-600-150 У30,71,422Інструментальний цех747,5996,3I 2х ТМ-630/10468,1559,17587,252хУКЛН-0,38-300-150 У30,691,383 3Ремонтно-механічний цех409,9643,6II2хТМ-400/10381,5534,4296,22хУКЛН-0,38-150 У30,691,3944Насосна544,8421,2I2хТМ-1000/101041,881,9-230-0,611,225Компресорна390,4307,9Iвсього935,2729,95 6Ковальський цех282,67339,2I2хТМ-400/10757,334,4-148,4-0,71,411Заводоуправління98,2112,612Матеріальний склад71,2123,1всього452,07574,967Термічний цех2117,53620,32хТМ-1600/10692,4127,84 3067,845хУКЛН-0,38-600-150 У30,691,398Прохідна12,812,49всього2130,33632,879Столова266,3217,8І2хТМ-400/10254,534,4257,482хУК4-0.38-100-УЗ0,71,4410ЦЗЛ232,5259,8ІІвсього498,8477,6
. ВИБІР МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
На вибір розміщення джерела живлення заводу впливає зовнішнє джерело живлення. Для вирішення задачі вибору місця знаходження джерела живлення необхідно визначити координати центру електричних навантажень. Найбільш оптимальне розміщення — у розрахункових координатах центру.
Для визначення № ЕП на ГП123456789101112,кВт868,6747,5409,9544,8390,4564,12117,512,8266,3232,598,271,2rі , см5,254,873,614,173,524,238,210,632,912,721,761,5
Таблиця 5.2 — Розподіл електроприймачiв по КТП та знаходження їх координат на картограмі навантажень
№ ЕП№ КТПРрозр,кВтQрозр КВАр,м,м11868,6139817035022747,5996,335035033409,9643,64903504,54935,2729,95502306,11,125452,07574,93201607,862130,33632,81202409,107498,8477,6170100
На основі картограми навантажень були вибрані КТП прибудованого типу .
Координати ЦЕН визначені в умовній системі координат, яка нанесена на план підприємства довільним чином з умовними одиницями виміру.
Координати ЦЕН підприємства обчислені за формулами:у
(4.3)
(4.4)
де — де координати ЦЕН і-го цеху.
Результати розрахунків наведені в таблиці 4.2.
Таблиця 5.3- Координати центрів електричних навантажень
№ КТП,кВт, м, м,кВт∙ м,кВт∙ м1868,61703501476623040102747,53503502616252616253409,94903502008511434654935,25502305143602150965452,07320160144662,472331,262130,31202402556365112727498,81701008479649880Всього6042,416095921557679
Координати ЦЕН підприємства обчислені за формулами:
266,38 м
257,79 м
Враховуючи картограму навантажень, а також підведення живлення від зовнішнього джерела приймаємо місце розміщення ГПП у координатах:
= 266 м, = 258 м.
6. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КЗ. ВИБІР ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ, ЩО
ЖИВЛЯТЬ ЗАВОД
.1. Розрахунок струмів КЗ
Вибір перерізу повітряних ліній здійснюється за умовою економічної густини струму:
, мм2 (6.1)
де jе — економічна густина струму, jе = 1,1А/мм2 при Тмах = 3770 год/рік [5].
, А (6.2)
А
, мм2
Приймаємо повітряні лінії найближчого стандартного перерізу АС-70 і перевіряємо за нагрівом при допустимому навантаженні струмом Ідоп та за умов втрат на корону.
, А (6.3)
, А (6.4)
А
З [5] визначаємо, що для АС-70 А
А>А, шо задовольняє умові.
За умовою втрат на корону при Uном =35кВ провід не перевіряємо.
Розрахунок струмів КЗ здійснюємо методом відносних одиниць, схема живлення підприємства та схема заміщення електропостачання заводу зображена на рисунку 6.1 .
Оскільки система не задана,то опір знаходимо через номінальний струм відключення вимикача,що встановлюється на живлячій пiдстанцii ВПБЗ-35-12,5/1000У1.Розрахунок струмів КЗ здiйснюемо методом відносних одиниць.
Приймаємо базисні умови:
Sб=1000 МВА
Базисний струм на базисному ступені напруги розраховується:б = (6.5)
для точки К1 : Iб1 = = 1,65 кА
для точки К2 : Iб2 = = 5,78 кА
Визначаємо опори елементів схеми заміщення.
Опір системи:
Xс =
Опір трансформатора:
xT1В =
Опір лінії:
хВЛ = x0· l·
Опір синхронних двигунів :
Xсд =
Де Кп-коефіціент пуску,приймаемо Кп=6,5.номсд-номінальна повна потужність синхронного двигуна,кВА
Sномсд = номсд = с =
хВЛ =0,45· 12· = 0,44
Для трансформатора ТДТН- 40000/150/35/10:
Uкв =ВН = ст = сд =
Розглянемо точку К1:
Х1=Хс+
Х1=0,46+=0,82 Ом
Надперехідний струм :
I»к1 = · Iб1, (6.6) «к1 = ·1,65=2,01 кА ,
Ударний струм:
у = · kу · I»к1 , (6.7)у = · 2,01·1,8 = 5,11кА,
Встановлений струм:
I∞= · Iб, кА (6.8) ∞= ·1,65=2,01 кА ,
Точка К2:
Х2=Хк1+Хст
Х3=0,82+1,19=2,01Ом.∞= · Iб, А∞= ·5,78=2,87А ,
Струм підживлення вiд СД:
I»сд = · Iб2, (6.9)»сд = ·5,78=0,367кА,
Надперехідний струм для К2 :
I»к2 = I∞+ ·I»сд , (6.10)»к2 =2,87+0,367=3,237 кА , у = ·3,237·1,8 = 8,21кА,
7. ВИБІР ВАРІАНТА СХЕМИ ВНУТРІШНЬОЗАВОДСЬКОГО РОЗПОДІЛУ ЕЛЕКРОЕНЕРГІЇ
.1 Вибір перерізів кабельних ліній в електричній мережі напругою 10 кВ
Переріз кабельних ліній вибиратимемо за умовами:
За умовою термічної стійкості до струмів КЗ:
, мм2 (7.1)
де — струм КЗ,
С — температурний коефіцієнт, який враховує обмеження допустимої
температури провідника (наводиться в довідкових таблицях), С=88 Ас1/2 /мм2,
— приведений час КЗ,
=tna+ tnn, с (7.2)
де tnn — періодична складова , визначаємо з [4] за відповідними кривими tкз і ,- аперіодична складова ,
tпа-аперiодична складова tп
.
кз-час протіканная струму кз, приймаемо tкз =0,6 с
=0,064с.=0,68+ 0,064=0,714с
=28,05мм2
Приймаємо найближчий стандартний переріз кабельних ліній =25мм2.
)За нагрівом при допустимому навантаженні струмом :
, А (7.3)
де — поправочний коефіцієнт на температуру навколишнього середовища, якщо вона відрізняється від стандартної (ПУЕ), =1,2,
— поправочний коефіцієнт на кількість кабелів, що лежать поруч у землі (таблиця 1.3.26 ПУЕ), =0,9;
)За економічною густиною струму визначають за формулою:
, мм2 (7.4)
де jе — економічна густина струму , jе = 1,3А/мм2 для кабельних ліній з алюмінієвими жилами [5],
-розрахунковий струм кабельних ліній у нормальному режимі, А.
Після визначення перерізу кабельних ліній за трьома вказаними умовами вибираємо найбільше стандартне значення з трьох розглянутих.
Визначимо перерізи кабельних ліній для двох варіантів схеми внутрішньозаводського електропостачання. Результати вибору перерізів заносимо у таблицю 7.1
Таблиця 7.1 — Визначення перерізів кабельних ліній
Призначення КЛ,
кВА,
Визначення оптимального варіанту схеми електропостачання провадиться на основі техніко-економічного розрахунку шляхом визначення зведених витрат за формулою:
, тис.грн. (7.5)
де Ен -нормативний коефіцієнт порівняльної ефективності капіталовкладень, Ен = 0,15 ;
Кі -капіталовкладення для і-го варіанту, тис.грн:
, тис.грн (7.6)
И -експлуатаційні витрати для і-го варіанту, тис.грн:
, тис.грн (7.7)
де Иа,о- експлуатаційні витрати на амортизацію та обслуговування, тис.грн;
Ивтр- експлуатаційні витрати від втрат електроенергії, тис.грн;
, тис.грн (7.8)
де ка, ко — відрахування на амортизацію та обслуговування відповідно, %;
для КРП : ка=6,4%, ко=3%;
для кабельних ліній напругою 10кВ: ка=5,3%, ко=2%;
Втрати на покриття втрат електроенергії:
(7.9)
де β — ставка тарифу на електроенергію, β=0,75 грн/кВт·год;
ΔWа -втрати активної електроенергії у кабельних лініях, кВт∙год;
(7.10)
де roi- питомний активний опір кабельної лінії, Ом/км;к — довжина і-ої кабельної лінії, км;
τ — час максимальних втрат.
(7.11)
=2405,28 годин.
Таблиця 7.2 — Розрахунок капітальних затрат
Найменування обладнанняВартість одиниці, тис.грн.Варіант 1Варіант 2Кількість , шт.(км)Вартість, тис.грн.Кількість , шт.(км)Вартість, тис.грн.КРП типу КУ-1026,46158,4—КЛ типу ААШв 3х2512,772,22514,9951,924,263х3514,80,385,6240,1752,593х5016,88—0,152,533х15022,080,1753,8640,1753,86ШВВ9,3—874,4Всього — -182,883 -107,64
Таблиця 7.3 — Розрахунок втрат активної потужності
Призначення КЛ, Аrо, Ом/кмl, км∆Wкл, кВт·годВаріант 1КЛ1 ГПП-КТП147,50,890,1752535,7КЛ2 ГПП-КТП236,00,890,151248,5КЛ 3 ГПП-КТП322,01,250,3751637,1КЛ 4 ГПП-КТП521,11,250,15602,3КЛ 5 ГПП-КТП6121,70,1980,1753703,1КЛ 6 ГПП-КТП720,01,250,31082,4КЛ7-РП-СД4х40026,01,250,352134,1КЛ 8 РП-КТП434,31,250,353714,1Всього—16657,3Варіант 2КЛ1 ГПП-КТП147,50,890,1752535,7КЛ2 ГПП-КТП258,00,620,152257,5КЛ 4 ГПП-КТП521,11,250,15602,3КЛ 4 ГПП-(КТП6+КТП7)141,00,1980,1754970,8КЛ7-РП-СД4х40026,01,250,352134,2КЛ 8 РП-КТП434,31,250,353714,2КЛ9 КТП2-КТП322,01,250,15654,8КЛ10 КТП6-КТП720,01,250,225811,8Всього —17681,2
тис. грн.
тис. грн.
тис. грн.
тис. грн.
тис. грн.
тис. грн.
Визначимо найбільш оптимальний варіант схеми:
Варіанти схем нерівноцінні, так як різниця у зведених затратах більше 5%. Тобто вибираємо варіант 2.
8. ВИБIР ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРIВ ДЛЯ ЗРУ-10кВ
.1 Вибір апаратів для ГЗП
Вибір апаратів для ГЗП здійснюємо за наступними умовами:
ном ≥ Uс (8.1)
Іном ≥Ір.max (8.2)
Івим ≥ І»к.з. (8.3)
ідин ≥ іуд. (8.4)
ІТ2·tТ > І∞2·tкз (8.5)
Таблиця 7.1 — Вибір електричних апаратів для ГЗП
ВимикачРозєднувач Транcф. струму Розрядник ВБПЗ-35-12,5/10000У1РНД-35/1000У1ТФЗМ-35А- У1РВС-110МУ1Uном ≥ Uс 35=3535=3535=3535=35Іном ≥Ір.max 1000>144,41000>144,41000>144.4-Івим ≥ І»к.з.12,5>2,01—ідин ≥ іуд.32>5,1163>5,11134>5,11-ІТ2·tТ > І∞2·tкз 468,75>2,422500>2,424107>2,42-
.2 Вибір електричних апаратів для ЗРУ-10кВ
Номінальний струм ЗРУ-10 кВ в нормальному режимі роботи:
(8.6)
А
Максимальний струм на вводі:
(8.7)
А
Номінальний струм секційного вимикача ЗРУ-10 кВ:
(8.8)
А
Для комплектації ЗРУ-10кВ приймаємо шафи КУ-10Ц.
Вибір апаратів для ЗРУ-10кВ також будемо проводити за умовами
(8.10) — (8.14). Отримані результати заносимо у таблицю 8.1.
Згідно ПУЕ на двотрансформаторних підстанціях встановлюють трансформатори власних потреб:
(8.9)
кВА
Обираємо трансформатор ТМ-4010.
Струм трансформатора власних потреб:
(8.10)
А
Для трансформатора власних потреб обираємо запобіжник
ПКТ101-10-5-31,5У3.
Таблиця 7.2 — Вибір апаратів для ЗРУ-10кВ
НайменуванняУмови виборуКаталожні даніРозрахункові даніКомірка вводуВимикач ВР-1-10-20/630У1Uном ≥ Uс10кВ10кВІном ≥Ір.max630А466,18 АІвим ≥ І»к.з.20кА3,237 кАідин ≥ іуд.52кА8,21 кАІТ2·tТ > І∞2·tкз202·3=1200кА2с3,2372·0,6=6,28 кА2сТрансформатор струму ТЛК-10/600-1У3Uном ≥ Uс10кВ10кВІном ≥Ір.max600А466,18 Аідин ≥ іуд.81кА3,237 кАІТ2·tТ > І∞2·tкз31,52·3=2976,75кА2с3,2372·0,6=6,28 кА2сТрансформатор напруги ЗНОЛ.06-10У3Uном ≥ Uс10кВ10кВРозрядник РВ0-10У1Uном ≥ Uс10кВ10кВКомірка секційного вимикачаВимикач ВР-1-10-20/630У1Uном ≥ Uс10кВ10кВІном ≥Ір.max630А233,09 А Івим ≥ І»к.з.20кА3,237 кАідин ≥ іуд.52кА8,21 кАІТ2·tТ > І∞2·tкз202·3=1200кА2с3,2372·0,6=6,28 кА2сТрансформатор струму ТЛК-10/600-1У3Uном ≥ Uс10кВ10кВІном ≥Ір.max1000А233,09 Аідин ≥ іуд.81кА8,21 кАІТ2·tТ > І∞2·tкз31,52·3=2976,75кА2с3,2372·0,6=6,28 кА2с
.1 Компенсація реактивної потужності на напрузі 10 кВ
На основі балансу реактивної потужності на межі енергосистема -підприємство визначають чи потрібна компенсація в межі 10кВ:
(9.1)
де -розрахункова реактивна потужність з урахуванням компенсуючої здатності синхронних двигунів, кВАр
, кВАр (9.2)
де -коефіцієнт, що враховує розбіжність за часом найбільшого активного навантаження енергосистеми і реактивної потужності підприємства , =0,95 [9];з
— сумарні втрати реактивної потужності в трансформаторах КТП, кВАр, (таблиця 5.1);
— втрати реактивної потужності в трансформаторах ГЗП, кВАр, розраховуємо за формулою (5.1);
— сумарна реактивна потужність компенсуючи пристроїв, встановлених на напрузі 0,4кВ, кВАр, (таблиця 5.1).
=8120,4 кВАр,
=59,17+59,17+34,4 + 81,9 + 34,4 +127,84+ 34,4 = 431,3 кВАр,
кВАр.
=2·600 + 2·300 +2·150 + 5·600 + 2·100 = 5300кВАр.
З формули (9.1):
(9.3)
=8120,4+431,3+500,1 — 1956,05 -5300=1795,75кВАр.
Так як QВКУ >400 кВАр на боці напруги 10кВ вибираємо компенсуючий пристрій потужністю 1800 кВАр: 1×УКЛ-10,5-1800 У3
.2 Економія електроенергii вiд компенсаціi реактивної потужності
Економія електроенергії від компенсації реактивної потужності визначається як різниця між втратами електроенергії без застосування компенсуючи пристроїв та з їх установкою
(9.4)
Втрати електроенергії складаються з:
, МВт·год (9.5)
де — сумарні втрати електроенергії у трансформаторах КТП, МВт·год;
— втрати електроенергії у трансформаторах ГЗП, МВт·год;
— сумарні втрати електроенергії у кабельних лініях, МВт·год.
, МВт·год (9.6)
де — коефіцієнтів завантаженості, який визначаємо за формулою (4.5).
Результати розрахунку втрат електроенергії у трансформаторах КТП заносимо у таблицю 9.2
, (9.7)
, МВт·год
, МВт·год
Результати розрахунку втрат електроенергії в трансформаторах КТП зводимо до таблиці 9.1.
Таблиця 9.1 — Розрахунок втрат електроенергії у трансформаторах КТП
№КТПз КРПбез КРПКз МВт годКз МВт годКТП121,317,60,740,81,494,6КТП221,317,60,6940,31,3185,7КТП320,955,50,6929,21,3867,0КТП422,4511,60,6163,71,02100,9КТП520,955,50,729,61,7698,6КТП623,316,50,6995,61,49234,0КТП720,955,50,729,61,1249,8329,0730,8
Результати розрахунку втрат активної потужності у кабельних лініях із застосуванням КРП наведено у таблиці 7.3, а без КРП — у таблиці 9.2
Таблиця 9.2 — Розрахунок втрат електроенергії у кабельних лініях без КРП
Призначення КЛ, Аrо, Ом/кмl, км∆Wкл, кВт·годКЛ1 ГПП-КТП151,00,890,1752923,18КЛ2 ГПП-КТП279,70,620,154262,7КЛ 4 ГПП-КТП540,81,250,152252,2КЛ 4 ГПП-(КТП6+КТП7)163,80,1980,1756708,3КЛ7-РП-СД4х40026,01,250,352134,0КЛ 8 РП-КТП459,061,250,3511011,6КЛ9 КТП2-КТП331,961,250,151381,9КЛ10 КТП6-КТП725,851,250,2251356,1Всього 32030,3
, МВт·год
, МВт·год
Втрати електроенергії при компенсації реактивної потужності зменшаться на 51,87 %.
10. ОСНОВНІ заходи З ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ
У мережі напругою 35кВ з режимом ізольованої нейтралі трансформатора основним захисним заходом з техніки безпеки є заземлення. Згідно [5] опір заземлюючого пристрою не повинен перевищувати Rнорм=4Ом.
Обираємо пристрій заземлення для ГЗП. Заземлення виконується за допомогою заглиблених вертикальних електродів, що розташовані за периметром і зєднані горизонтальним заглибленим електродом. У якості вертикальних електродів приймаємо сталеві стержні діаметром d=0,014м і довжиною l=4м при зануренні на глибину 0,7м. У якості горизонтального електроду приймаємо сталеву полосу 40х4мм2, довжина якої співпадає з периметром ГЗП LГЕ=160м.
Оскільки грунт не задано, то приймаємо його як суглинок, питомий опір якого складає ρо =100 Ом·м.
Коефіцієнти сезонності враховують зміну питомого опору грунту впродовж року і приймаються окремо для вертикальних і горизонтальних електродів. З урахуванням цих коефіцієнтів питомий опір визначається за формулою:
ρр.=Кс.·ρо , Ом·м (10.1)
де Кс.в=1,4 — для вертикальних електродів;
Кс.г=2 — для горизонтальних електродів.
ρр в.=1,4.·100=140 Ом·м
ρр. г =2.·100 =200 Ом·м
Опір розтікання струму для одного вертикального електрода:
Ом (10.2)
де 1=4 -довжина вертикального электрода, м;=14-10-3 -діаметр электрода, м;=2,7 -відстань від поверхні грунта до середини электрода, м;
=86,3 Ом
Попередня кількість вертикальних електродів:
,. (10.3)
де — коефіцієнт використання вертикальних електродів, =0,64 [10]
=33,7.
Приймаємо nв =34 .
Відстань між вертикальними електродами:
,м
Тоді сумарний опір вертикальних електродів:
, Ом
, Ом
Опір розтікання струму для горизонтального електроду:
Ом (10.4)
де — коефіцієнт використання горизонтальних електродів, =0,24
=16,072 Ом
Опір пристрою заземлення:
=3,18Ом
RПЗ=3,18
ВИСНОВКИ
В курсовому проекті було розроблено схему електропостачання машинобудівного заводу.
методом коефіцієнту попиту на основі даних установлених потужностей силового обладнання і освітлення були визначені електричні розрахункові навантаження та розрахункові навантаження освітлення. В якості джерела живлення вибрана ГЗП 35/10кВ с двома трансформаторами ТМН-6300/35. Місце розташування джерела живлення прийнято на основі визначення координат ЦЕН.
За активною потужністю з урахуванням пропускної здатності за реактивною потужністю були вибрані трансформатори КТП. Для внутрішньозаводського електропостачання було розглянуто 2 варіанти схем та на основі техніко-економічного розрахунку був вибраний варіант 2 як найбільш економічний.
Розрахунок компенсації реактивної потужності у мережі напругою вище 1кВ показав недоцільність встановлення додаткових компенсуючи пристроїв.
Компенсуючи пристрої встановлені на напрузі 0,4кВ у ЦТП і економія електроенергії завдяки ним становить приблизно 51,87%.
У якості основних заходів з техніки безпеки було розраховане заземлення — 34 заглиблених вертикальних електродів, розташованих по периметру ГЗП і з`єднаних горизонтальним електродом.
ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ
Справочник по проектированию электроснабжения — под ред Ю.Г. Барібина и др. — М.: Энергоатомиздат 1990-570с
Кнорринг Г.М. Осветительніе установки. — Л.: Энергоиздат, 1981. — 288 с.
Блок В.М. электрические сети и системі. Учебное пособие для вузов. — М.:Вісшая школа, 1986 — 430 с.
Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промішленніх предприятий.Учебное пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1987 — 386 с.
Правила устройства электроустановок. -Х.: индустрия, 2007 — 416с.
Солдаткина Л.А. Электрические сети и системі: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергия, 1978. — 216 с.
Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. электрическая часть электростанций и подстанций: Справочніе материалі для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 608 с
Петренко Л.И. электрические сети. Сборник задач — К. : Вища школа, 1985 — 271с.
Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни Спеціальні питання електропостачання для студентів спеціальності 8.090603 Електротехнічні системи електроспоживання всіх форм навчання — Запоріжжя ЗНТУ, 2005-43с.
Рудницький В.Г. Внутрішньозаводське електропостачання. Курсове проектування: Навчальний посібник. — Суми, 2006. — 153с