Учебная работа. Проектирование систем электроснабжения

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проектирование систем электроснабжения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ российской ФЕДЕРАЦИИ

ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ университет

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)

ФАКУЛЬТЕТ ЭНФ

КАФЕДРА ЭППиГ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ЭПП

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

НА ТЕМУ: «Проектирование систем электроснабжения»

Студент 5 курса, группы 3 Зубцов А.В.

Принял: к.т.н,проф. Надтока И.И.

Новочеркасск 2010 г

Содержание

Задание

Введение

.краткая характеристика технологического процесса завода;

.Систематизация и расчёт электрических нагрузок и годовых расходов электроэнергии:

.1Систематизация электрических нагрузок;

.2Расчёт силовых электрических нагрузок;

.3Расчёт осветительных нагрузок цехов и территории;

.4Определение годовых расходов электроэнергии;

.5Расчёт потерь энергии в цеховых трансформаторах.

.Выбор мест цеховых подстанций и ГПП;

.Построение заводской сети:

.1Выбор типа расстояния;

.2Построение кратчайшей сети;

.3Разыскание центра сети;

.4Построение практически близкой и оптимальной сети КС и её центра.

.Выбор схем электроснабжения;

.Выбор конструктивного исполнения заводской сети;

.Расчёт заводской сети по нагреву, проверка по токам КЗ, экономической плотности тока и по потере напряжения;

.Компенсация реактивных нагрузок:

.1Выбор мощности конденсаторов;

.2Расчёт наивыгоднейшего размещения конденсаторов в заводской сети.

.Технико-экономический показатели проекта;

.Литература.

Введение

Известно, что основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятии, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство, При этом на промышленные объекты приходятся более 70% потребления энергии.

Электроэнергия используется буквально во всех отраслях народного хозяйства, особенно для различных механизмов, для различных электра- технологических установок; электролиза электротермических и электросварочных установок, электроискровой и электрозвуковой обработки металлов; электроокраски и др.

большую группу электроприемников составляют электроприводы общепромышленных механизмов; подъёмно-транспортные машины, компрессоры, наосы, вентиляторы.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего количества от электросистем промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1000В и выше трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определённые требования к их электроснабжению- надёжности питания, качество электроэнергии резервирование и защита отдельных элементов и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определить электрические нагрузки, число и мощность ТП, виды их защита и способы регулировании напряжения. Основные из этих вопросов оглашены в настоящем проекте.

1.Краткая характеристика технологического процесса завода

электрический нагрузка конденсатор силовой

Завод предлагает прирезные многопильные станки, оборудование для переработки древесных отходов, станки для подготовки и заточки дереворежущего инструмента, запасные части для нужд деревообрабатывающих предприятий, многофункциональные бытовые станки.

Авто гараж и пожарное депо предназначены для остановки, стоянки автомобилей тем самым они служат для транспортировки готовых изделий.

Заводоуправление предназначено для управлением всего завода.

Столовое помещение предназначено для питание всех рабочих станка строительного завода.

главный корпус это тот корпус, в котором осуществляется весь процесс изготовления станков.

Компрессорная служит для нагнетания воздуха.

Эстакада к главному корпусу служит как переход из склада формовочных изделий в главный корпус.

Склад формовочных изделий служит для хранения формовочных материалов.

Склад предназначен для хранения изделий.

Склад готовых изделий служит для хранения готовых изделий.

главный магазин находящийся на территории завода предназначенный для продаж выпускаемой продукции.

Ремонтно-механический цех предназначен для ремонта и проверки механических характеристик производимой продукции.

Лесосушилка служит для сушки леса.

Навес для склада модельных комплектов служит для создания защиты от атмосферных осадков.

Склад комплектов моделей предназначен для хранения моделей.

Пристройка к складу комплектов моделей служит для увеличения площади склада.

Станция осветления воды предназначен для очистки воды.

Модельный цех служит для моделирование изделий.

Насосная предназначена для перекачки воды.

Железнодорожная контора предназначена для распределения и отправки в указанное место поезда.

Ремонтно-строительных цех предназначен для сборки изделий.

Электрооборудование ремонтно-механического цеха

Вентиляторы — предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей, в котельных и других установках.

Токарные автоматы предназначены для обработки каждой последующей заготовки на которых после их наладки не требует вмешательства оператора.

Сверлильные станки предназначены для обработки отверстий сверлами, зенкерами, развертками, раскатниками и осевыми комбинированными инструментами. Эти станки также используют при нарезании внутренних резьб, при получении конических и цилиндрических углублений.

На расточных станках обрабатывают в основном базовые и корпусные детали, от точности обработки которых зависит качество механизмов и машин. В основном на расточных станках обрабатывают отверстия, точно координированные относительно друг к другу и расположенные в одной или нескольких плоскостях.

В зависимости от условий производства и для обработки заготовок различного вида могут использоваться различные фрезерные станки. Они могут быть подразделены на станки общего назначения и специальные. К станкам общего назначения относятся консольно-фрезерные (вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, универсальные и широкоуниверсальные станки); бесконсольно-фрезерные станки (с неподвижной или поворотной шпиндельной головкой, с круглым столом, с копировальным устройством); продольно-фрезерные (одностоечные горизонтальные и вертикальные); двухстоечные с двумя или боле шпинделями; карусельно-фрезерные (с одним или боле шпинделем). К специальным станкам относятся копировально-фрезерные, шлице- и шпоночно-фрезерные, барабанно-фрезерные станки.

Плоскошлифовальные станки. Станки этого типа весьма распространены и предназначены для шлифования плоских поверхностей периферией шлифовального круга. В небольших пределах по высоте, допускаемых кожухом шпинделя, возможно шлифовально-вертикальных поверхностей.

Круглошлифовальные станки выпускают повышенной, высокой и особо высокой точности (соответственно класса П, В, А). Для станков соответствующих классов точности регламентированы допуски на размеры шлифуемых заготовок и шероховатость их поверхности.

Направление главного движения резания у строгальных станков горизонтальное. Строгальные станки применяют как в единичном так и в серийном производстве для обработки поверхности с прямолинейной образующей.

Категории потребителей электроэнергии:категория — наиболее ответственные электроприемники, отключение которых может привести к гибели людей или большому недоотпуску продукции. Питание от 2-х и более трансформаторов.категория — электроприемники отключение которых приведет к простою производства. Они питаются от 2-х трансформаторов.категория — электроприемники не имеющие большого промышленного и хозяйственного значения. Питаются от 1-го трансформатора

По надежности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории.

Классификация помещений по пожаро- и взрывоопасности:

Таблица 1.

НаименованиеВБПБЭБАвто гараж и пожарное депоВОПБЭБЗаводоуправлениеВОПОПОСтоловаяВБПБЭБГлавный корпусВБПБЭБКомпрессорнаяВОПОЭОЭстакада к главному корпусуВБПБЭБСклад формовочных изделийВБПБЭБСкладВБПБЭБСклад готовых изделийВБПБПОГлавный магазинВБПБЭБРемонтно-механический цехВБПБПОЛесосушилкаВБПОЭБНавес для склада модельных комплектовВБПБЭБСклад моделейВБПБЭБПристройка к складу модельных комплектовВБПБЭБСтанция осветления водыВБПБЭБМодельный цехВБПБПОНасоснаяВБПБПОЖелезнодорожная контораВБПБЭБРемонтно-строительных цехВБПБПО

2.Систематизация и расчёт электрических нагрузок и годовых расходов электроэнергии

2.1 Систематизация электрических нагрузок

Сведения о потребителях электроэнергии Станкостроительного завода сведены в таблицу № 2.1

Таблица 2.1

№Наименование объектаНаименования электроприёмниковКсКиCosУстановленная мощность, Pн.,кВт12345671.Автогараж и пожарное депо0,80,80,75252.Жилой дом0,10,10,753,63.Ремонтно-строительный цех0,70,60,751194.Ремонтно-механический цехСверлильные станки Строгальные станки Токарные станки Токарные автоматы Фрезерные станки Рассточные станки Плоскошлифовальные станки Круглошлифовальные станки Прессы Насосы Вентиляторы0,14 0,14 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,7 0,80,5 0,5 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,85 0,860 70 80 75 75 40 60 50 40 80 405.Ремонтно-механическая мастерская0,70,70,7416.Эстакада для склада литья и оборудования0,80,80,75367.Навес для склада модельных комплектов0,80,80,7538.Лесосушилка0,80,80,752009.Пристройка к складу моделей0,80,80,752,710.Склад моделей0,80,80,751711.главный магазин0,80,80,756,312.Модельный цех0,450,40,7535813.Склад0,80,80,751,514.сарай ЖКО0,80,80,750,515.Котельная0,80,80,7556416.Копер0,80,80,7511517.Железно- дорожная контора0,80,80,751,318.Мастерская ж./д. цеха0,70,70,70,919.сарай0,80,80,750,320.Склад готовых изделий0,80,80,753621.главный корпус (нагрузка 6кВ 4000 кВт)0,50,50,6686622.Эстакада к главному корпусу0,750,70,74423.Склад формовочных материалов0,80,80,751024.КомпрессорнаяКомпрессоры высокого давления Компрессоры среднего давления Компрессоры низкого давления Вспомогательное оборудование0,75 0,75 0,75 0,750,75 0,75 0,75 0,75800 600 300 6025.Заводоуправление0,80,80,754926.Столовая0,80,80,752827.Станция осветления воды0,80,80,75181

2.2 Расчёт силовых электрических нагрузок

Проведём расчёт электрических нагрузок объекта №4 Ремонтно-механический цех.

В ремонтно-механическом цехе имеются электроприёмники, так с постоянным так и с переменным графиком нагрузки.

) Перечень электроприёмников с постоянным графиком нагрузки и их параметры:

1.1 Насосы: Рн=4х20 кВт; Ки=0,7; Cos=0,85;

.2 Вентиляторы: Рн=10х4 кВт; Ки=0,8; Cos=0,8;

) Электроприёмники с переменным графиком нагрузки:

.1 Сверлильные станки Рн=10х6 кВт; Ки=0,14; Cos=0,5;

.2 Строгальные станки Рн=10х7 кВт; Ки=0,14; Cos=0,5;

.3 Токарные станки Рн=8х10 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

.4 Токарные автоматы Рн=5х15 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

.5 Фрезерные станки Рн=5х15 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

.6 Расточные станки Рн=4х10 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

.7 Плоскошлифовальные станки Рн=6х10 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

.8 Круглошлифовальные станки Рн=5х10 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

.9 Прессы Рн=4х10 кВт; Ки=0,17; Cos=0,65;

Находим среднею нагрузку за смену:

.1 Рс= кВт; Qc= кВар;

.2 Рс= кВт; Qc= кВар;

.1 Рс= кВт; Qc= кВар;

.2 Рс= кВт; Qc= кВар;

.3 Рс= кВт; Qc= кВар;

.4 Рс= кВт; Qc= кВар;

.5 Рс= кВт; Qc= кВар;

.6 Рс= кВт; Qc= кВар;

.7 Рс= кВт; Qc= кВар;

.8 Рс= кВт; Qc= кВар;

.9 Рс= кВт; Qc= кВар;

кВт; кВар;

Для электроприёмников с переменным графиком нагрузки находим групповой коэффициент использования, Эффективные числа электроприёмников и коэффициент максимума по таблице №1

Км=1,3

Находим максимальную расчётную нагрузку и ток:

Рм=кВт;

Qм=Qc=115,07 кВар; т.к. nэ10;

м= кВА;

Iм= А;

Для электроприёмников с постоянным графиком нагрузки Км=1, следовательно, Рс=88 кВт

с=Qм=58,72 кВар;

м=кВА;

Iм= А;

Складывая нагрузки электроприёмников, получили общую силовую нагрузку на данном объекте.

Проведём расчёт электрических нагрузок объекта №30 Компрессорная.

В компрессорной имеются электроприёмники только с постоянным графиком нагрузки.

.1 Компрессоры высокого давления: Рн=4х200 кВт; Ки=0,75; Cos=0,75;

.2 Компрессоры среднего давления: Рн=4х150 кВт; Ки=0,75; Cos=0,75;

.3 Компрессоры низкого давления: Рн=3х100 кВт; Ки=0,75; Cos=0,75;

.4 Вспомогательное оборудование: Рн=1х60 кВт; Ки=0,75; Cos=0,75;

Находим среднею нагрузку за смену:

.1 Рс= кВт; Qc= кВар;

.2 Рс= кВт; Qc= кВар;

.3 Рс= кВт; Qc= кВар;

.4 Рс= кВт; Qc= кВар;

Для электроприёмников с постоянным графиком нагрузки Км=1, следовательно, Рс= 1320 кВт

с=Qм= 1161,6 кВар;

Iм= А;

Все полученные результаты заносим в таблицу №2.2

Для остальных объектов электрические нагрузки считаются аналогично и также результаты заносятся в таблицу 2.2

2.3Расчёт осветительных нагрузок цехов и территории

Осветительная нагрузка цехов считается по методу удельной мощности по формуле:

Росв=; где

— удельная мощность;

S — площадь помещения;

Кс — коэффициент спроса;

Удельную мощность берём из

Проведём расчёт осветительной нагрузки объекта №4.

Руд=10 Вт/; S=3720;

Росв= кВт;

Проведём расчёт осветительной нагрузки объекта №30.

Руд=10 Вт/; S=1008;

Росв= кВт;

Для остальных объектов осветительную нагрузку считаем аналогично.

Данные и результаты расчёта заносим в таблицу

Таблица 2.3 «Расчёт осветительных нагрузок цехов и территории».

№Наименование объектаS,Руд,

Вт/КсРосв,

кВт1234561Автогараж и пожарное депо1890100,917,012Жилой дом585100,95,2653Ремонтно-строительный цех360100,93,244Ремонтно-механический цех3720100,933,485Ремонтно-механическая мастерская504100,94,5366Эстакада для склада литья и оборудования504100,94,5367Навес для склада модельных комплектов1971100,917,748Лесосушилка756100,96,8049Пристройка к складу моделей693100,96,23710Склад моделей1710100,915,3911главный магазин2700100,924,312Модельный цех4050100,936,4513Склад216100,91,94414сарай ЖКО486100,94,37415Жилой дом72100,90,64816Жилой дом630100,95,6717Жилой дом630100,95,6718Жилой дом630100,95,6719Котельная1764100,915,8820Жилой дом288100,92,59221Копер270100,92,4322железнодорожная контора270100,92,4323Мастерская ж./д. цеха360100,93,2424сарай72100,90,64825Склад216100,91,94426Склад готовых изделий702100,96,31827главный корпус (нагрузка 6кВ 4000 кВт)31104100,9279,928Эстакада к главному корпусу360100,93,2429Склад формовочных материалов3744100,933,730Компрессорная1008100,99,07231Заводоуправление1629100,914,6632Столовая1332100,911,9933Станция осветления воды1728100,915,55

Осветительная нагрузка территории рассчитывается по формуле:

Росв. Тер =; где

Руд.=3 Вт/м;

Росв.тер.= кВт;

Цеховые осветительные установки получают питание от внутрицеховых трансформаторов, питающих данный цех. Осветительные установки главного корпуса получают питание от ТП-3.

Применимое напряжение — 220В.

Территориальное освещение питается от ТП №1 и ТП №3.

Таблица № 2.2 «Расчёт силовых электрических нагрузок».

№ п/пНаименование ЭПКол-во ЭП,nМощность ЭП,Рн,кВт

Средняя нагрузка

за максимум загруженную сменуМаксимальная расчётная мощностьIм,АPсм, кВтQсм, кВарPм, кВтQм, кВарSм, кВА12345678910111213141Автогараж и пожарное депоСиловая нагрузка1250,80,752017,6412017,64Освещение117,010,90,9515,315,0315,315,03Итого по 1242,0135,3122,6735,3122,6741,9660,562Жилой домСиловая нагрузка63,60,10,750,360,3210,360,32Освещение125,520,90,9522,967,5522,967,55Итого по 2729,1223,327,8723,327,8724,6135,523Ремонтно-строительный цехСиловая нагрузка11190,60,7571,462,971,1783,5469,27Освещение13,240,90,952,920,962,920,96Итого по 32122,2474,3263,9386,4670,23111,39160,84Ремонтно-механический цех4.1Сверлильные станки10600,140,58,414,554.2Строгальные станки10700,140,59,816,974.3Токарные станки8800,170,6513,615,94.4Токарные автоматы5750,170,6512,7514,924.5Фрезерные станки5750,170,6512,7514,924.6Расточные станки4400,170,656,87,964.7Плоскошлифовальные станки6600,170,6510,211,934.8Круглошлифовальные станки5500,170,658,59,954.9Прессы4400,170,656,87,96Итого по переменному графику нагрузки5755089,6115,07521,3116,48115,074.10Насосы4800,70,855634,74.11Вентиляторы10400,80,832244.12Освещение133,480,90,9530,139,9Итого по постоянному графику нагрузки15153,48118,1368,6118,1368,6Итого по 472703,48207,73183,67234,61183,67297,95430,065Ремонтно-механическая мастерскаяСиловая нагрузка1410,70,728,729,28128,729,28Освещение14,540,90,954,091,344,091,34Итого по 5245,5432,7930,6232,7930,6244,8664,756Эстакада для склада литья и оборудованияСиловая нагрузка1360,80,7528,825,4128,825,4Освещение14,540,90,954,091,344,091,34Итого по 6240,5432,8926,7432,8926,7942,4261,227Навес для склада модельных комплектовСиловая нагрузка130,80,752,42,1212,42,12Освещение117,740,90,9515,975,2515,975,25Итого по 7220,7418,377,3718,377,3719,7928,578ЛесосушилкаСиловая нагрузка12000,80,75160141,11160141,1Освещение16,80,90,956,122,016,122,01Итого по 82206,8166,12143,11166,12143,11219,26316,59Пристройка к складу моделейСиловая нагрузка12,70,80,752,161,912,161,9Освещение16,240,90,955,621,855,621,85Итого по 928,947,783,757,783,758,6412,4610Склад моделейСиловая нагрузка1170,80,7513,611,99113,611,99Освещение115,390,90,9513,854,5513,854,55Итого по 9232,3927,4516,5427,4516,5432,0446,2611главный магазинСиловая нагрузка16,30,80,755,044,4415,044,44Освещение124,30,90,9521,877,1921,877,19Итого по10230,626,9111,6326,9111,6329,3142,3112Модельный цехСиловая нагрузка13580,40,75143,2126,291,125161,1138,92Освещение136,540,90,9532,8910,8132,8910,81Итого по 122394,54176,09137,1193,99149,73245,06353,713СкладСиловая нагрузка110,80,750,80,7110,80,71Освещение11,940,90,951,750,581,750,58Итого по 1322,942,551,292,551,292,864,1214сарай ЖКОСиловая нагрузка10,50,80,750,40,3510,40,35Освещение14,370,90,953,931,293,931,29Итого по 1424,874,331,644,331,644,636,6815КотельнаяСиловая нагрузка15640,80,75451,2397,921451,2397,92Освещение115,880,90,9514,294,714,294,7Итого по 152579,88465,49402,62465,49402,62615,45888,3316КоперСиловая нагрузка11150,80,759281,1319281,13Освещение12,430,90,952,190,722,190,72Итого по 162117,4394,1981,8594,1981,85124,78180,1117железнодорожная контораСиловая нагрузка11,30,80,751,040,9211,040,92Освещение12,430,90,952,190,722,190,72Итого по 1723,733,231,643,231,643,625,2318Мастерская ж./д. цехаСиловая нагрузка10,90,70,70,630,6410,630,64Освещение13,240,90,952,920,962,920,96Итого по 1824,143,551,63,551,63,895,6219СарайСиловая нагрузка10,30,80,750,240,2110,240,21Освещение10,650,90,950,580,190,580,19Итого по 1920,950,820,40,820,40,911,3220Склад готовых изделийСиловая нагрузка1360,80,7528,825,4128,825,4Освещение16,320,90,955,691,875,691,87Итого по 20242,3234,4927,2734,4927,2743,9763,4621главный корпус (нагрузка 6кВ)Силовая нагрузка168660,50,634334577,3134334577,35721,64550,5622главный корпус (освещение)Освещение1279,90,90,95251,9182,8251,9182,8265,17382,7423Эстакада к главному корпусуСиловая нагрузка1440,70,730,831,421,0730,831,42Освещение13,240,90,952,920,962,920,96Итого по 23247,2433,7232,3833,7232,3846,7567,4824Склад формовочных материаловСиловая нагрузка1100,80,7587,05187,05Освещение133,70,90,9530,339,9730,339,97Итого по 24243,738,3317,0238,3317,0241,9460,5325Компрессорная24.1Компрессоры высокого давления48000,750,7560052824.2Компрессоры среднего давления46000,750,7545039624.3Компрессоры низкого давления33000,750,7522519824.4Вспомогательное оборудование1600,750,754539,624.5Освещение19,070,90,958,162,68Итого по постоянному графику нагрузки131769,071328,21164,311328,21164,3Итого по 25131769,071328,21164,31328,21164,31766,272549,426ЗаводоуправлениеСиловая нагрузка1490,80,7539,234,57139,234,57Освещение114,660,90,9513,194,3313,194,33Итого по 26263,6652,3938,952,3938,965,2494,1827СтоловаяСиловая нагрузка1280,80,7522,419,75122,419,75Освещение111,990,90,9510,793,5510,793,55Итого по 27239,9933,1923,333,1923,340,5458,5228Станция осветления водыСиловая нагрузка11810,80,75144,8127,71144,8127,7Освещение115,550,90,9513,994,613,994,6Итого по 282196,55158,79132,2158,79132,2206,62298,229СкладСиловая нагрузка10,50,80,750,40,3510,40,35Освещение11,940,90,951,750,581,750,58Итого по 2922,442,150,932,150,932,343,38Освещение дорог166,230,90,9559,6119,0759,6119,07Итого по заводу1180868297261,52.4Определение годовых расходов электроэнергии

Годовой расход электроэнергии силовых нагрузок определяем по формулам: [2]

— активная электроэнергия: ;

Реактивная электроэнергия: ;

годовой расход электроэнергии осветительной нагрузки определяем так:

активная электроэнергия: W=

реактивная электроэнергия: V=

Где — коэффициент сменности.

=0,65 — для 3-х сменного графика работы;

=0,75 — для 2-х сменного графика работы;

Та, Тр — годовое число часов использования получасового максимума активной и реактивной нагрузки.

Та = 4700ч — для 3-х сменного графика работы;

Та = 3200ч — для 2-х сменного графика работы;

Та = 1600ч — для 1-сменного графика работы;

Тр = Та + 10% Та

Тосв. — годовое число часов использования максимума осветительной нагрузки.

Тосв .= 4150ч — для 3-х сменного графика работы;

Тосв. = 2250ч — для 2-х сменного графика работы;

Тосв. = 850ч — для 1-го сменного графика работы;

Pсм , Qсм — средняя максимальная нагрузка (активная и реактивная) берётся из таблицы 2.2

Определим годовой расход электроэнергии станции осветления воды, работающей в 3 смены:

Pсм =144,8 кВт; Qсм=127,7 кВар;

= тыс. ;

= тыс. ;

Тр = 4700 + 0,1*4700 = 5170 ч;

=13,99 кВт; =4,6 кВар;

Wг. Осв.= тыс. ;

Vг. Осв.= тыс. ;

Для остальных цехов расчет производим аналогичным способом, и результаты расчёта сведём в таблицу 2.4 Расход электроэнергии по цехам предприятия.

Таблица 2.4 «Расход электроэнергии по цехам предприятия»

№Наименование цеха Средняя нагрузка

Та, Тосв чГодовой расх. Элек. энергииРсм, кВтQсм,

кВарWr, Тыс.

кВт.чVr,

Тыс.

кВар.ч123456781Автогараж и пожарное депо Силовая нагрузка Освещение 20 15,31 17,64 5,03 0,75 1 3200 2250 48 34,4 46,6 11,32Жилой дом Силовая нагрузка Освещение 0,36 22,96 0,32 7,55 0,75 1 3200 2250 0,86 51,7 0,84 173Ремонтно-строительный цех Силовая нагрузка Освещение 71,4 2,92 62,97 0,96 0,65 1 4700 4150 218,1 12,1 211,6 44Ремонтно-механический цех Силовая нагрузка Освещение 88 30,13 58,7 9,9 0,65 1 4700 4150 268,8 125 197,3 41,15Ремонтно-механическая мастерская Силовая нагрузка Освещение 28,7 4,09 29,28 1,34 0,65 1 4700 4150 87,68 17 98,4 5,66Эстакада для склада литья и оборудования Силовая нагрузка Освещение 28,8 4,09 25,4 1,34 0,65 1 4700 4150 87,98 17 85,4 5,67Навес для склада модельных комплектов Силовая нагрузка Освещение 2,4 15,97 2,12 5,25 0,65 1 4700 4150 7,33 66,3 7,12 21,88Лесосушилка Силовая нагрузка Освещение 160 6,12 141,1 2,01 0,65 1 4700 4150 488,8 25,4 474,2 8,39Пристройка к складу моделей Силовая нагрузка Освещение 2,16 5,62 1,9 1,85 0,65 1 4700 4150 6,6 23,3 6,4 7,710Склад моделей Силовая нагрузка Освещение 13,6 13,85 11,99 4,55 0,65 1 4700 4150 41,5 57,5 40,3 18,911Главный магазин Силовая нагрузка Освещение 5,04 21,87 4,44 7,19 0,75 1 3200 2250 12,1 49,2 11,7 16,212Модельный цех Силовая нагрузка Освещение 143,2 32,89 126,29 10,81 0,65 1 4700 4150 437,5 136,5 424,4 44,913Склад Силовая нагрузка Освещение 0,8 1,75 0,71 0,58 0,65 1 4700 4150 2,4 7,3 2,4 2,414сарай ЖКО Силовая нагрузка Освещение 0,4 3,93 0,35 1,29 0,75 1 3200 2250 0,96 8,8 0,92 2,915Котельная Силовая нагрузка Освещение 451,2 14,29 397,92 4,7 0,65 1 4700 4150 1378,4 59,3 1337,2 19,516Копер Силовая нагрузка Освещение 92 2,19 81,13 0,72 0,65 1 4700 4150 281,1 9,1 272,6 3,017железнодорожная контора Силовая нагрузка Освещение 1,04 2,19 0,92 0,72 0,65 1 4700 4150 3,2 9,1 3,1 3,018Мастерская ж./д. цеха Силовая нагрузка Освещение 0,63 2,92 0,64 0,96 0,65 1 4700 4150 1,9 12,1 2,1 4,019Сарай Силовая нагрузка Освещение 0,24 0,58 0,21 0,19 0,75 1 3200 2250 0,58 1,3 0,55 0,4320Склад Силовая нагрузка Освещение 0,4 1,75 0,35 0,58 0,65 1 4700 4150 1,22 7,26 1,18 2,4121Склад готовых изделий Силовая нагрузка Освещение 28,8 5,69 25,4 1,87 0,65 1 4700 4150 87,98 23,6 85,4 7,7622Главный корпус (Нагрузка 6 кВ 4000 кВт) Силовая нагрузка Освещение 3433 251,9 4577,3 82,8 0,65 1 4700 4150 10488 1045,4 15382 343,623Эстакада к главному корпусу Силовая нагрузка Освещение 30,8 2,92 31,42 0,96 0,65 1 4700 4150 94,09 12,1 105,6 3,9824Склад формовочных материалов Силовая нагрузка Освещение 8 30,33 7,05 9,97 0,65 1 4700 4150 24,4 125,9 23,69 41,3725Компрессорная Силовая нагрузка Освещение 1320 8,16 1161,6 2,68 0,65 1 4700 4150 4032,6 33,9 3903,5 11,126Заводоуправление Силовая нагрузка Освещение 39,2 13,19 34,57 4,33 0,75 1 3200 2250 94,1 29,7 91,3 9,727Столовая Силовая нагрузка Освещение 22,4 10,79 19,75 3,55 0,75 1 3200 2250 53,8 24,3 52,1 8,028Станция осветления воды Силовая нагрузка Освещение 144,8 13,99 127,7 4,6 0,65 1 4700 4150 442,4 58,06 429,1 19,09

Годовой расход электроэнергии на осветительную нагрузку равен:

— активная электроэнергия: тыс. кВт*ч,

годовой расход электроэнергии на силовую нагрузку:

активная: тыс. кВт ч,

реактивная: тыс. кВар ч,

Суммарный годовой расход активной электроэнергии:

тыс. кВт ч,

Суммарный годовой расход реактивной электроэнергии:

тыс. кВар ч,

2.5 Расчёт потерь энергии в цеховых трансформаторах

Расчёт потерь мощности в силовых трансформаторах производится по формулам:

активные P=Pо + β2Рк;

реактивные Q= + β2 , где

потери холостого хода [ кВт] ;

— потери короткого замыкания [ кВт] ;

— коэффициент загрузки;

ток холостого хода, % от номинального;

— напряжение КЗ;

Расчёт потерь энергии производится по формуле:

где

Твкл =8760 ч; Ч=7760;

Проведём расчёт на ТП №1

ΔP=Pо + β2Рк= 2,27 + 0.682*7,6 = 5,78 кВт;

ΔQ= + β2 = +0,682*=28,62 квар;

;

Т.к. на ТП № 1 имеются два трансформатора, то, следовательно, полученные данные умножаем на два, тогда получаем:

кВт;

кВар;

Для остальных п/ст потери считаем аналогичным способом и результаты заносим в таблицу № 2.5

Таблица №2.5 «Расчёт потерь энергии в цеховых трансформаторах».

№ п/стНом. мощн, Тр-ра Sн, n кВА.,%кВт кВтI0 %Uк,%потери мощностиΔW, МВт*ч, кВт,

кВАр1234567891012х6300,682,277,62,05,511,5657,2494,322х6300,82,277,62,05,514,2669,56115,2632х16000,753,316,51,35,521,86145,4176,2347,68272,2385,79

3.Выбор мест цеховых подстанций и ГГП

Цеховые подстанции по возможности располагают в центре цехов. Где это не возможно — выносятся на улицу. Число трансформаторов на цеховых подстанциях определяются в зависимости от категории надёжности электроснабжения, удельной плотности нагрузки, числа рабочих смен, размеров цеха.

Если преобладает нагрузка 1-ой категории, то необходимо ставить также 2-х трансформаторную подстанцию, с загрузкой трансформатора на 50%.

При преобладании нагрузки 2-ой или 3-й категории п/ст выполняют одним или двумя трансформаторами с загрузкой трансформатора 70-80% 2-я категория и 90-95% — 3-я категория. При построении сети производится отступление от идеальной теоретической сети с учётом местных условий.

ТП № 1

В объекте №4 ремонтно-механический цех установили 2-х трансформаторную п/ст №1, т.к. здесь преобладает нагрузка 2-ой категории. Данная подстанция питает также соседние здания (№№1,2,3,5,6,7,8,9,10,13,26), в которых электрические нагрузки небольшие.

Находим среднею максимальную нагрузку объектов:

;

Рсм , Qсм взяты из таблицы 2.2

выбрали трансформаторы типа ТМ-630/10 с номинальной мощностью 2х630 кВА [2] ( стр. 263)

Коэффициент загрузки трансформатора

β=851,92/1260=0,68

Число и мощность остальных цеховых подстанций вычисляем аналогично и заносим в таблицу № 3. Тип трансформаторов и их номинальные параметры выбраны из [2] (стр. 263)

Места расположения выбраны подстанций наглядно отражены как в графической части проекта (лист №1) так и на рис. 2а ( п4).

Объекты снабжения ТП:

ТП 1 — 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13, 26(1/2 территории освещения); ТП 2 -11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22; ТП 3 — 23, 24, 25, 28, 29, 30, 31, 32, 33, (1/2 территории освещения);

Таблица № 3 «Выбор мест цеховых подстанций и ГГП»

№ ТПРасч. Нагр. Р, кВтНом. мощн, Тр-ра Sн, n кВА.,Sсм, кВАТип тр-ра

кВт,

кВт

I0 %

Uк,

%112972х6300,68851,92ТМ-630/6-102,277,62,05,521131,12х6300,81018,3ТМ-630/6-102,277,62,05,532447,62х16000,752418,9ТМ-1600/6-103,316,51,35,5

Выбор места расположения ГПП производится с учётом того, что бы данная ГПП не затрудняла подвоз сырья, а также вывоз сырья и готовой продукции с завода, т.е. не находилась на проезжих частях подъездных путей и минимизация длины КЛ по заводу.

По нагрузкам участков КС разыскиваем положение ЦС, отвечающим минимуму суммарному моменту нагрузок по сети.

место положение ГПП приведено на рисунке 2б(п4). найденный ЦС оказался не удобен для установки там ГПП, поэтому мы её отодвигаем влево на свободную территорию завода.

Мощность трансформаторов ГПП выбирается грубо из условия Кз=0,7-0,8 при 2-х трансформаторах.

Общая нагрузка по заводу составила 9968,2 кВА.

выбираем трансформаторы 2х10000 кВА, типа ТДН-10000/110; Sн =10 мВА; UВН=115; UНН=6,6

ГПП помимо питания завода производит питание сторонней нагрузки.

Трансформатор выбран предварительно.

4.Построение заводской сети

рисунок 4.1. Трасса сети завода.

Рисунок 4.2. Кратчайшая сеть завода.

. 1-2, ЗП(1,2);

. КС2(1;2)-3, ЗП(2,3)

5.Выбор схем электроснабжения

Так как кратчайшая сеть системы электроснабжения завода, представлена на рис. 2б, оптимально минимизирует длину кабельных линий и следовательно, капитальные затраты, то выбранная схема электроснабжения максимально приближена к кратчайшей сети.

В данном проекте применена смешанная схема, которая характеризуются надёжностью эксплуатации, возможностью применения простой и надёжной защиты и автоматики.

Здесь нашла применение схема автоматического ввода резерва (АВР) внутри выключателей шинах и секционных (для повышения надёжности). При нарушение питания одной из шин, автоматически включается нормально разомкнутый секционный выключатель и питание обоих секций осуществляется по одной линии.

Схема электроснабжения заводы представлена в графической части проекта (ЛИСТ №2)

5.1 Выбор конструктивного исполнения ГПП

конструкция РУ и подстанций должна обеспечить:

безопасное обслуживание оборудования в нормальном режиме работы электроустановки, удобное наблюдение за указателями положения выключателей, разъединителей, уровнем масла в трансформаторах аппаратах, термометрами газовыми реле. Удобный отбор проб масла, а также удобное и безопасное оперирование приводами;

безопасный осмотр, смену и ремонт токоведущих частей и аппаратов и конструкций любой цепи при снятом с него напряжение без нарушения нормальной работы соседних цепей, секций или системы шин, находящихся под напряжением;

необходимую прочность опорных конструкций электрооборудования, порталов гибкой ошиновки, исходя из эксплуатационных, монтажных нагрузок и нагрузок, возникающих в аварийном режиме;

ограничение аварий пределами данного присоединения;

минимальный расход силовых и контрольных кабелей;

локализацию и быструю ликвидацию пожара в кабельных помещениях подстанции;

единообразие фазировки во всех цепях.

территория подстанции ограждается внешним сетчатым забором высотой 1,5м.

Под маслонаполненными аппаратами и трансформаторами предусматривается гравийная засыпка толщиной слоя не менее 25 сантиметров.

На подстанции со стороны высокого напряжения установлены по условию надёжности и быстродействии элегазовые выключатели.

Со стороны низкого напряжения КРУ 10 кВ предусмотрены ячейки для установки измерительных трансформаторов напряжения.

6. Выбор конструктивного исполнения заводской сети

В проекте в качестве конструктивного исполнения заводской сети приняты кабельные линии. Этот выбор основан на том что, как правило, кабельные линии прокладываются в местах, где затруднено строительство воздушных линий (города, территории промышленных предприятий и т.д.). КЛ имеют определённые преимущества перед ВЛ, это закрытая прокладка, обеспечивающая защиту от атмосферных воздействий, большая надёжность и безопасность эксплуатации.

Вид прокладки — в земляных траншеях, как наиболее простой и дешёвый способ. Защита от механических повреждений при этом обеспечивается прикрытия кабеля кирпичом или бетонными плитами. В качестве кабельной подушки применяется просеянная земля или чаще всего песок. Глубина прокладки кабеля не менее 0,7 м. от поверхности земли. При прокладке на меньшей глубине(0,5м), например, при вводе в здание, кабель должен иметь надёжную защиту от механических повреждений, т.е. должен быть помещён в металлическую или асбестовую трубу. Расстояние между кабелями при параллельной прокладке, напряжением до 10кВ включительно, должно быть не менее 100 мм.

Вдоль различного рода сооружения, силовые кабели прокладываются на расстоянии не менее: 0,6 м — до фундаментов зданий; 0,5 м — до трубопроводов; 0,6 м — до теплопроводов.

В местах пересечений с железнодорожными путями и автомобильными дорогами кабели для защиты от механических повреждений заключают в металлические или асбоцементные трубы.

7. Расчёт заводской сети по нагреву, проверка по токам КЗ, экономической плотности тока и по потере напряжения

Допустимое сечение по термической стойкости:

Qтс = мм

где кА; ХТР — сопротивление трансформатора;

Ом

Ст — термический коэффициент: Ст = ;

Проведём выбор кабеля и расчёт его по экономической плотности тока и потере напряжения № 1 от ГПП до ТП1;

Рм = 702,14 кВт; кВт;

Qм = 541,18 кВар; кВар;

Sм = 931,38 кВА;

В процессе расчёта кабелей были использованы данные из таблицы 2.2 и 2.5

н = А;

qрасч = = 60,96 мм;

jэк = 1,4 — эквивалентная плотность тока при продолжительности использования максимума 3000-5000 часов в год.

ближайшее стандартное сечение qст=70 мм2 с допустимым током Iдоп =190 А.

Проверка по потере напряжения:

=

5% ;

Iр=85,35 — расчётный ток;

r0 = 0,447 Ом/км — активное сопротивление при t=20C;

— длина кабеля.

= — условие выполняется.

Выбираем окончательно кабель типа ААБ:

qст =70 мм, Iдоп =190 А. [2] (стр. 620)

Данные об активных сопротивлениях кабелей взяты из [2] (стр. 679). остальные кабели рассчитываются аналогично, а результаты заносятся в таблицы 7.1 и 7.2

Таблица № 7.1 «Выбор кабелей».

№ КабПуть Каб.Рм, кВтQм, кВарР,

кВтQ

кВарSм,

кВАIм,

Аqрас,

qсм

IдопАqвыб

Iдоп

А123456789101113141ГПП-1702,14541,1811,5657,24931,485,3560,9670190701902ГПП-2788,14649,1114,2669,56107798,770,595225952253ГПП-31937,51493,821,86145,42554234167,11853401853404ГПП-РП11716,52288,6—2860,8262,2187,32403902403905ГПП-РП21716,52288,6—2860,8262,2187,3240390240390

Таблица № 7.2 «Проверка по потере напряжения».

№ кабТрассаМарка сеченияДлина, мr0, Ом / км1234561ГПП-ТП1ААБ 3х701110,4470,072ГПП-ТП2ААБ 3х951320,3290,073ГПП-ТП3ААБ 3х1854170,1690,264ГПП-РП1ААБ 3х2401420,140,085ГПП-РП2ААБ 3х2403230,140,19

8.В связи с непрерывным ростом потребления реактивной мощности в сетях промышленных предприятий задача её генерирования является весьма актуальной.

Для того чтобы выполнить оптимальную компенсацию реактивной мощности в сети промышленного предприятия, необходимо решить три вида задачи:

выбор типа компенсирующего устройства;

выполнение рационального размещения компенсирующих устройств в схемах электроснабжения;

выполнение правильной эксплуатации.

сделать потери активной мощности в сети минимальными;

обеспечить баланс реактивной мощности в сети, который приведёт к улучшению режима напряжения.

Для расчёта возьмём систему шин, питаемую трансформатором Т1.

Система шин имеет 5 ячеек ввода КЛ. Данные о нагрузках и мощности наглядно отображены на рис.9.1. Эти данные взяты из таблицы 2.2 (п. 2.2):

Рсмз= 3396 кВт;

Qвх = Рсм tg =3396∙0,05 = 169,8 кВар;

Qкз = Qсм-Qвх = 2671,1 — 169,8 = 2501,3 кВар;

r1= Ом;

r2= Ом;

r3= Ом;

Находим Rэ:

; Rэ = 0,0174 Ом;

А= кВар∙Ом

Определим мощность КБ для Л1, Л2 и Л3 по формуле:

;

(534,83 — Qкл1) 0,0496 = 2,954;

,53 — ;

кл1 = 475,3 кВар;

(643,04 — Qкл2) 0,0434 = 2,954;

,91 — ;

кл2 = 575 кВар;

(1493,23 — Qкл3) 0,0705 = 2,954;

,27 — ;

кл3= 1451,3 кВар;

Производим выбор конденсаторной установки на присоединение 1:

Устанавливаем: УК — 0,38 — 450Н

Производим выбор конденсаторной установки на присоединение 2:

Устанавливаем: УК — 0,38 — 540Н

Производим выбор конденсаторной установки на присоединение 3:

Устанавливаем: УК — 0,38 — 900НП; УК — 0,38 — 540Н

9.Технико-экономические показатели проекта

1. Установленная мощность электроприёмников напряжением 0,4 кВ

электродвигатели станков, вентиляторов, насосов и д.р.: Руст = 3165,9 кВт

— нагревательные печи, сушильные камеры: Руст = 707 кВт

сварочные трансформаторы: Руст = 400,2 кВт

освещение: Руст = 668,88 кВт

. Установленная мощность электроприёмников напряжением 6 кВ

— электродвигатели станков, вентиляторов, насосов и д.р.: Руст = 6866 кВт

ИТОГО: Руст = 11807,98 кВт

3. Всего по заводу:

расчётная активная нагрузка: Рсм = 6829 кВт

расчётная реактивная нагрузка: Qсм = 7261,5 кВар

расчётная полная нагрузка: Sсм = 9968,2 кВА

мощность КБ: Qк = 2410 кВар

годовой расход активной электроэнергии: Wг = 27268 кВт ч

Литература

1.Правила устройства электроустановок. М: молодая гвардия, 2008г.

2.Справочник по проектированию электроснабжение линий электропередачи и сетей. Под ред. Я.М. Большама, В.И., В.И. Круповича, М.Л. Самовера. Изд. 2-е, переработанное и дополненное М., Энергия 1974

.Каждан А.Э. Рабочая программа, методическое указания и контрольные задания по курсу Электроснабжение промышленных предприятий Новочеркасский ЮРГТУ,1994г. 43с.

.Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред. Я.М. Большама, В.И., В.И. Круповича, М.Л. Самовера. Издательство 2-е переработанное и дополненное М. Энергия 1975г.

.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. электрическая часть станций и подстанций, справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие для вузов, 4-е переработанное и дополненное М. Энергоатомиздат 1989г.

.основы построения промышленных электрических сетей. Под редакцией Каялова Т.М. М. Энергия, 1976г.

.Гительсон С.М. Экономические решения при проектировании электроснабжения промышленных предприятий М. Энергия, 1971г.

Учебная работа. Проектирование систем электроснабжения