Електрозабезпечення виробничих і побутових об’єктів кабельного заводу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

електричний навантаження потужність трансформаторний

Вступ

1. Вихідні дані

2. Розрахункові навантаження

2.1 Методи визначення розрахункових електричних навантажень

2.2 Розрахункове навантаження заводу

2.3 Розрахунок електричних навантажень заводу на систему зовнішнього електропостачання

3. Вибір схеми та обладнання системи зовнішнього електропостачання

3.1 Визначення місця розташування приймального пункту електроенергії

3.2 Визначення потужності трансформаторів головної понижувальної підстанції

3.3 Визначення оптимальної напруги живлення головної понижувальної підстанції

3.4 Вибір варіанту схеми зовнішнього електропостачання підприємства

4. Вибір числа та потужність цехових ТП

4.1 Вибір потужності цехових трансформаторних підстанцій

4.2 Визначення потрібної кількості цехових трансформаторних підстанцій

5. Розподіл ТП по території, визначення кількості розподільних пунктів РП та місця їх розташування

5.1 Основні принципи побудови схем електропостачання промислових підприємств

5.2 Розподіл трансформаторних підстанцій по території

5.3 Вибір напруги системи внутрішнього електропостачання

6. Вибір кабельних ліній і варіанту схеми внутрішнього електропостачання

7. Розрахунок струмів короткого замикання в ЕПС заводу

Вступ

Загальна характеристика підприємства

На території підприємства розміщено велику кількість цехів, які займаються тим чи іншим видом обробки, що дає змогу зменшити витрати на закупівлю агрегатів з інших підприємств, що в свою чергу знижує собівартість продукції підприємства.

Організація виробництва виконана по технологічній формі, тобто цехи спеціалізуються на виконанні визначених технологічних процесів. На підприємстві можна виділити наступні п'ять груп структурних підрозділів:

головні цехи;

допоміжні цехи;

обслуговуючі господарства виробничого призначення;

служба управління;

господарства по обслуговуванню робітників.

Обслуговуючі господарства виробничого призначення до них входять склади, енергетичне господарство, до якого відноситься понижуючі підстанції, електромережі, паропроводи, повітропроводи і газопроводи, транспортне господарство, до якого входять гаражі, ремонтні майстерні і т. д.

Центральні заводські лабораторії де виконуються контрольні випробування матеріалів, готової продукції, проводять наукові дослідження і впроваджують результати в виробництво.

Основні задачі курсової роботи і загальні характеристики методів їх вирішення

При виконанні курсової роботи потрібно розробити систему електропостачання (СЕП) промислового підприємства при напрузі понад 1 кВ (конкретно при напрузі 6-10 кВ). Така система складається з повітряних ліній електропередачі (ЛЕП) напругою 35-110 кВ, що живлять підприємство від енергосистеми, пункту прийому електроенергії - головної понижувальної підстанції (ГПП), лінії напругою 6-10 кВ, які розподіляють електроенергію по території підприємства, цехових трансформаторних підстанцій (ТП) і розподільних пунктів (РП), якщо вони потрібні.

Потрібно розробити систему внутрішньозаводського електропостачання, яка зможе забезпечити споживачів електричною енергією відповідної якості та в необхідній кількості при заданій надійності електропостачання. Для вирішення цього завдання потрібно підтвердити розрахунками працездатності СЕП в нормальних, форсованих і аварійних режимах. Для цього слід вибрати такі схемні та технічні рішення, щоб у нормальному режимі система характеризувалася економічністю, у форсованому режимі забезпечувала заданий рівень надійності електропостачання за рахунок перевантажувальної спроможності елементів СЕП, а в аварійному режимі - швидко і вибірково вимикався пошкоджений елемент чи ділянка мережі.

1. Вихідні дані

Вихідними даними для виконання курсового проекту на тему «Електропостачання заводу масло очисних машин» є: генеральний план заводу, перелік цехів заводу та їх встановлена потужність.

Джерелом живлення заводу є вузлова підстанція електропередавальної організації, на якій встановлено два автотрансформатори потужністю 63 МВА кожний з напругами 220/110/35 кВ. Відстань від підстанції енергосистеми до підприємства є рівна 12 км. Підприємство розташоване в 2-му кліматичному районі Україні.

Таблиця 1. Встановлені потужності споживачів заводу

№	Назва цеху	Рвст.[кВт]
1.	Склад продукції	50
2.	Механічний цех	1800
3.	Склад обладнання	60
4.	Гараж	100
5.	Заводоуправління й їдальня	270
6.	Кувальний цех	400
7.	Ливарний цех 0,4 кВ	730
	Ливарний цех (6 кВ), АД 6х320 кВт	1920
8.	Ремонтно-механічний цех	150
9.	Штампувальний цех	550
10.	Компресорна	460
	Синхронні двигуни 6 кВ 4х320 кВт	1280
11.	Помпова станція	390
12.	Котельня	450
13.	Збиральний цех	420

2. Розрахункові навантаження

2.1 Методи визначення розрахункових електричних навантажень

Під час проектування будь-якого об'єкта виникає завдання визначення розрахункових навантажень, необхідних для вибору перерізів струмопровідних частин (проводів, кабелів, розподільних та магістральних шино проводів чи збірних шин), потужність трансформаторів, компенсувальних пристроїв, апаратів комутації та захисту, розрахунку й вибору установок захисту тощо, а також для виконання техніко-економічних розрахунків. Правильне визначення розрахункових навантажень є основою для раціонального вибору схеми електропостачання та усіх їх елементів. Завищення розрахункових навантажень призводить до неправдивого збільшення обсягу провідникового матеріалу, встановленої потужності трансформаторів та іншого обладнання і загалом до значних невиправданих витрат коштів. Заниження розрахункових потужностей може призвести до зменшення пропускної здатності всієї електричної мережі системи електропостачання або ж окремих її елементів, до надлишкових витрат потужності та енергії, перегрівання проводів, кабелів, трансформаторів та, як наслідок, до скорочення терміну їх роботи, що також викликає невиправдані економічні витрати. Тому завдання визначення розрахункових навантажень має велике народногосподарське значення. Воно ускладнюється тим, що реальні електричні навантаження можуть змінюватися в часів бік збільшення або зменшення залежно від впливу різних умов і факторів.

В залежності від місця розташування розрахункового вузла у схемі електропостачання та стадії проектування застосовують різні методи розрахунку електричних навантажень.

На стадії проектного завдання виконують наближений попередній розрахунок електричних навантажень на основі даних про сумарну встановлену потужність окремих споживачів (цеха, відділення, корпуса тощо).

На стадії робочих креслень виконують уточнений розрахунок електричних навантажень з використанням конкретних даних про окремі електроприймачі цехів, відділень тощо.

Визначення розрахункових електричних навантажень виконують від нижчих до вищих ступенів напруги електропостачальної системи (ЕПС) для окремих розрахункових вузлів з метою вибору перерізів провідників мереж живлення і розподільних мереж, числа і потужності трансформаторів цехових трансформаторних підстанцій (ЦТП) і головної знижувальної підстанції (ГЗП), перерізів шин розподільних злагод трансформаторних підстанцій (ТП), розподільних пунктів (РП) і ГЗП, комутаційної і захисної апаратури.

У практиці проектування використовують методи визначання розрахункових навантажень, які можна поділити на такі групи:

Методи визначення розрахункових навантажень безпосередньо з графіка навантажень.

Методи визначення розрахункових навантажень з встановленою потужністю і коефіцієнтом, меншим від одиниці.

Методи питомих показників.

Методи визначення розрахункових навантажень за середнім навантаженням та коефіцієнтами, що переважно більші від одиниці, або додаванням до середньої потужності деякої величини, яка характеризує з певною ймовірністю відхилення розрахункового навантаження від середнього.

2.2 Розрахункове навантаження заводу

Обчислення розрахункових навантажень цехів та підприємства здійснюється методом коефіцієнту попиту. Цей метод дозволяє визначити розрахункове максимальне навантаження вузла електропостачання (ділянка цеху, цех, підприємство) на стадії проектного завдання при невідомій потужності окремих ЕП. Величину розрахункового активного навантаження та розрахункового реактивного навантаження визначають за допомогою коефіцієнта попиту і коефіцієнта потужності для даної групи ЕП або галузі промисловості.

Розрахункова потужність електроспоживачів цеху складається з розрахункової потужності силових та освітлювальних електроспоживачів і визначається за формулами:

Розрахункова активна потужність силових електроспоживачів цеху визначається за формулою:

де - встановлена потужність силових електроспоживачів цеху [кВт];

- коефіцієнт попиту цеху.

Розрахункова реактивна потужність силових електроспоживачів цеху визначаємо з формули:

Розрахункова активна потужність освітлювальних електроспоживачів цеху визначається за формулою:



де - питома потужність освітлювальних електроспоживачів цеху на одиницю площі [];

- площа приміщення [];

- коефіцієнт попиту освітлювального навантаження.

Розрахункова реактивна потужність освітлювальних електроспоживачів цеху визначаємо з формули:

Вихідні дані для визначення розрахункових електричних навантажень цехів підприємства подані у табл. 2.

Таблиця 2. Вихідні дані для розрахунку

№	Назва цеху	kп	cosц	Площа	Рпит. осв.	Kп. осв.	сosцосв.
1.	Склад продукції	0,52	0,92	10736	15	0,58	0,97
2.	Механічний цех	0,6	0,86	8704	16	0,65	0,99
3.	Склад обладнання	0,52	0,92	1408	16	0,6	0,9
4.	Гараж	0,63	0,7	3584	16	0,65	0,95
5.	Заводоуправління й їдальня	0,65	0,71	4928	19	0,75	0,87
6.	Кувальний цех	0,65	0,75	17600	17	0,73	0,97
7.	Ливарний цех 0,4 кВ	0,8	0,72	9728	15	0,7	0,9
	Ливарний цех (6 кВ), АД 6х320 кВт	0,79	0,87
8.	Ремонтно-механічний цех	0,78	0,88	2816	17	0,72	0,9
9.	Штампувальний цех	0,7	0,81	17600	18	0,8	0,98
10.	Компресорна	0,75	0,72	2048	16	0,65	0,95
	Синхронні двигуни 6 кВ 4х320 кВт	0,7	0,99
11.	Помпова станція	0,83	0,77	1408	16	0,65	0,95
12.	Котельня	0,8	0,93	3872	17	0,64	0,9
13.	Збиральний цех	0,8	0,72	3872	18	0,79	0,95
	Територія заводу			282640	2	0,75	0,74

Проведемо розрахунок навантаження для складу продукції.

Розрахункова активна потужність силового навантаження дорівнює:

Розрахункова реактивна потужність силового навантаження дорівнює:

Розрахункова активна потужність освітлювального навантаження дорівнює:

Розрахункова реактивна потужність освітлювального навантаження дорівнює:

Розрахункова активна та реактивна потужність цеху складає

Розрахунок навантаження для решти цехів проводимо аналогічно. Результати визначення розрахункових електричних навантажень для усіх цехів зведено в табл. 3.

Таблиця 3. Результати розрахунку електричних навантажень цехів

№	Назва цеху
1.	Склад продукції	26	11,08	93,40	23,41	119,40	34,49
2.	Механічний цех	1080	640,83	90,52	12,90	1170,52	653,73
3.	Склад обладнання	31,2	13,29	13,52	6,55	44,72	19,84
4.	Гараж	63	64,27	37,27	12,3	100,27	76,52
5.	Заводоуправління й їдальня	175,5	174,07	70,22	39,80	245,724	213,86
6.	Кувальний цех	260	229,3	218,42	54,74	478,42	284,04
7.	Ливарний цех 0,4 кВ	584	562,89	102,14	49,47	2202,94	-247,25
	Ливарний цех (6 кВ), АД 6х320 кВт	1516,8	-859,61
8.	Ремонтно-механічний цех	117	63,15	34,47	16,694	151,47	79,84
9.	Штампувальний цех	385	278,74	253,4	51,46	638,4	330,20
10.	Компресорна	345	332,53	21,30	7,00	1262,3	211,86
	Синхронні двигуни 6 кВ 4х320 кВт	896	-127,67
11.	Помпова станція	323,7	268,23	14,42	4,74	338,12	272,97
12.	Котельня	360	142,28	42,13	20,40	402,13	162,68
13.	Збиральний цех	336	323,85	55,06	18,10	391,06	341,95
		423,96	381,56

2.3 Розрахунок електричних навантажень заводу на систему зовнішнього електропостачання

Сумарна потужність силового та освітлювального навантаження 0,4 кВ:

Сумарна потужність силового навантаження 6 кВ:

Втрати активної потужності складають 2% від розрахункового навантаження, втрати реактивної потужності складають 10%.

Визначаємо розрахункову потужність заводу:

Система постачає нам електричну енергію з коефіцієнтом потужності tgц_сист.=0,2

Розраховуємо бажану потужність компенсувальних установок:

Визначаємо сумарне розрахункове навантаження заводу:



Результати розрахунків навантажень записуємо в табл. 4.

Таблиця 4

№	Навантаження	P [кВт]	Q [кВар]
1	Навантаження 0,4 кВ	4086,4	3104,51
2	Навантаження 6 кВ	2412,8	-987,28
3	Втрати потужності	136,7073	683,5367
4	Потужність яка передається системою	6635,907	2800,76
5	Потужність компенсаційних установок		1473,579
Разом	6635,907	1327,18

3. Вибір схеми та обладнання системи зовнішнього електропостачання

Схема електропостачання показує зв'язок між джерелом живлення та споживачами електроенергії підприємства.

Питання живлення електроенергією промислових підприємств вирішується проектними організаціями разом з енергосистемою залежно від необхідності споживаної електроенергії, особливостей технології підприємства, перспектив розвитку електропостачання даного району та інших факторів.

Крім того, схема живлення підприємства також залежить від відстані до джерела живлення, загальної схеми електропостачання даного району, величини необхідної потужності з урахуванням її зростання, територіального розміщення навантажень, необхідного ступеня надійності електропостачання, наявності на підприємстві власного джерела живлення.

3.1 Визначення місця розташування приймального пункту електроенергії

Розташування джерела живлення проектованої системи електропостачання повинно сприяти досягненню мінімуму втрат на всю систему електропостачання. Для цього необхідно звести до мінімуму довжину мереж, унаслідок чого вартість втрат енергії та напруги в живильних і розподільних мережах системах електропостачання промислового підприємства також буде мінімальною. З цією метою визначається умовна точка на плані підприємства, що відповідає центру ваги площини підприємства, на якій електричні навантаження умовно замінені на еквівалентні ваги. Ця умовна точка називається центром електричних навантажень.

Електропостачання заводу передбачається від районної підстанції з двома автотрансформаторами потужністю 63000 кВА кожний та напругами 220/110/35 кВ, що знаходиться на відстані 20 км від підприємства.

На основі аналізу вихідних даних для проектування: генплану заводу, величини розрахункових навантажень, віддаленості від джерела живлення вибираємо схему з одним приймальним пунктом - ГПП.

У зв'язку з тим, що більшість електроприймачів заводу відносяться до другої категорії за надійністю електропостачання, зовнішнє електропостачання забезпечується двома лініями від різних секцій шин районної підстанції, що є двома незалежними джерелами живлення. Умови прокладання ліній живлення приймального пункту заводу дозволяють виконати їх повітряними.

Для того щоб визначити місце розташування приймального пункту електроенергії на території підприємства потрібно картограму навантажень. Площа кола в прийнятому масштабі m дорівнює активному розрахунковому навантаженню цеху:

де - розрахункове активне навантаження і-го цеху, кВт

- радіус кола і-го цеху, см

- масштаб, приймаємо рівним 25 кВт/см²

З цього виразу визначаємо радіус кола:

Кожне коло ділимо на сектори навантаження 0,4 кВ, 6 кВ та освітлювальне навантаження відповідно. Результати розрахунку картограми зведено в табл. 5.

Таблиця 5. Картограма навантажень підприємства

№	Назва цеху							б 6 кВ	R, м
1.	Склад продукції	119,4	93,40	281,61	26	78,39	0	0	1,233
2.	Механічний цех	1170,5	90,52	27,84	1080	332,16	0	0	3,860
3.	Склад обладнання	44,72	13,52	108,8	31,2	251,18	0	0	0,754
4.	Гараж	100,27	37,27	133,82	63	226,18	0	0	1,123
5.	Заводоуправління й їдальня	245,7	70,22	102,88	175,5	257,11	0	0	1,769
6.	Кувальний цех	478,4	218,4	164,35	260	195,65	0	0	2,468
7.	Ливарний цех 0,4 кВ	2202,9	102,14	16,69	584	95,436	1516,8	247,9	5,296
	Ливарний цех (6 кВ), АД 6х320 кВт
8.	Ремонтно-механічний цех	151,47	34,47	81,92	117	278,079	0	0	1,389
9.	Штампувальний цех	638,44	253,44	142,9	385	217,09	0	0	2,851
10.	Компресорна	1262,3	21,30	6,074	345	98,392	896	255,5	4,009
	Синхронні двигуни 6 кВ 4х320 кВт
11.	Помпова станція	338,1	14,42	15,35	323,7	344,65	0	0	2,075
12.	Котельня	402,1	42,13	37,71	360	322,29	0	0	2,263
13.	Збиральний цех	391,06	55,06	50,69	336	309,31	0	0	2,231

Координати центру електричних навантажень можна визначити за формулою:



3.2 Визначення потужності трансформаторів головної понижувальної підстанції

Оскільки на заводі знаходить більша кількість споживачів 2-ї категорії за надійністю електропостачання,то число трансформаторів встановлених на головній понижувальній підстанції повинно дорівнювати = 2 ().

Розрахунок номінальної потужності трансформаторів ГПП ведеться за навантаженням на систему зовнішнього електропостачання. Визначається номінальна потужність трансформаторів за виразом:

Оскільки за умови живлення навантаження підприємства 2-ї категорії за надійністю електропостачання, коефіцієнт завантаження трансформаторів приймається = 0,7 ().

Вибираємо трансформатори потужністю

Визначаємо реальний коефіцієнт завантаження трансформаторів:

3.3 Визначення оптимальної напруги живлення головної понижувальної підстанції

Вибір номінальних напруг елементів електричної мережі являється техніко - економічною задачею і повинен виконуватись сумісно з вибором схеми електропостачання на основі розгляду можливих варіантів. При проектуванні для визначення напруги ліній електропередачі може бути використана формула Стілла згідно якої:

де - розрахункова активна потужність що передається від районної підстанції до заводу кВт

- довжина лінії, км

- кількість ліній електропередачі, шт.

Дана формула застосовується при невеликих довжинах ліній (до 250 км) та при передачі потужності (до 60 МВт).

При розрахунку напруги по даній формулі ми отримаємо нестандартну напругу. Для подальших розрахунків приймаємо більшу та меншу стандартні напруги відносно напруги розрахованої за формулою Стілла. Дальніші розрахунки проводимо для всіх вибраних варіантів стандартних напруг.

На основі відомих ступенів напруги на районній ПС і визначеної оптимальної величини нестандартної напруги приймаємо для техніко-економічного порівняння два варіанти схеми зовнішнього електропостачання (СЗЕ) із стандартами напруги 35 кВ і 110 кВ.

3.4 Вибір варіанту схеми зовнішнього електропостачання підприємства

Нам доступні два варіанти схеми електропостачання заводу:

Варіант 1 - напруга живлення становить 110 кВ,

Варіант 2 - напруга живлення становить 35 кВ.

Параметри можливих трансформаторів ГПП для прийнятих варіантів наведені у табл. 6.

Таблиця 6. Варіанти трансформаторів для порівняння варіантів

№ п/п		Модель
1	110	ТМН - 6300/110	6300	44	11	62,5
2	35	ТМН - 6300/35	6300	46,5	9,2	35

Розраховуємо капітальні затрати на трансформатор варіанту 1.

де - кількість трансформаторів

- вартість одного трансформатора,

- курс гривні відносно долара США.

Для розрахунку втрат енергії нам необхідно визначити час використання максимального навантаження () та час максимальних втрат (ф). Для даного типу заводу приймаємо рівне 5000 год. Відповідно час максимальних втрат визначаємо з формули:

Знаходимо втрати електроенергії на обмотках трансформатора відповідно сталих та змінних (залежних від навантаження):

де - втрати потужності в досліді неробочого ходу трансформатора

- втрати потужності в досліді короткого замикання трансформатора

Визначаємо вартість втрат електроенергії на обмотках трансформатора:

де - питома вартість втрати електроенергії відповідно залежних та незалежних від завантаження обладнання, .

Розраховуємо експлуатаційні витрати через капіталовкладення:

де - річна норма експлуатаційних витрат на технічне обслуговування і поточний ремонт.

Визначаємо дисконтовані витрати з виразу:

де - нормативний коефіцієнт дисконтування.

Аналогічно як для першого варіанту рахуємо дисконтовані витрати для другого варіанту, отримані результати записуємо у табл. 7.

Таблиця 7. Результати розрахунку дисконтованих витрат для трансформаторів

№ п/п
1	110	993,75	110000	83255,991	62,52	1479,02
2	35	556,5	92000	87986,445	57,40	983,65

Для живлення підприємства приймаємо двоколову повітряну лінію виконану на залізобетонних опорах з одночасною підвіскою двох ліній з сталеалюмінієвими проводами марки АС.

Переріз проводу, що відповідає мінімуму дисконтованих витрат, і є економічно доцільним перерізом. В загальному випадку він буде нестандартним, тільки в окремих випадках може збігтись зі стандартним.

Після того, як буде обрано економічно доцільний переріз проводу, необхідно остаточно вибрати найближчий до оптимального стандартний переріз.

Наведемо приклади найбільш імовірних перерізів проводів і запишемо їх параметри у табл. 8, і для кожного з них проведемо визначення дисконтованих витрат.

Таблиця 8. Технічні характеристики проводів

№ п/п	Марка проводу
Варіант 1 - напруга 110 кВ
1	АС-70/11	70	0,428	0,432	265	12
2	АС-95/16	95	0,306	0,421	330	12
3	АС-120/19	120	0,249	0,414	390	11,4
4	АС-150/24	150	0,198	0,406	450	11,7
Варіант 2 - напруга 35 кВ
1	АС-70/11	70	0,428	0,432	265	9,5
2	АС-95/16	95	0,306	0,421	330	10,6
3	АС-120/19	120	0,249	0,421	380	10,8
4	АС-150/24	150	0,198	0,406	445	11,2

Розраховуємо вартість спорудження лінії:

де - питома вартість повітряної лінії, .

Розраховуємо втрати на лінії:

Розраховуємо експлуатаційні витрати через капіталовкладення:

Визначаємо дисконтовані витрати:

Таблиця 9. Дисконтовані витрати для ЛЕП

№ п/п	Марка проводу
Варіант 1 - напруга 110 кВ
1	АС-70/11	70	1908	19,77	2192,42
2	АС-95/16	95	1908	14,13	2192,42
3	АС-120/19	120	1812,6	11,50	2089,39
4	АС-150/24	150	1860,3	9,14	2140,91
Варіант 2 - напруга 35 кВ
1	АС-70/11	70	1510,5	195,26	2933,04
2	АС-95/16	95	1685,4	139,60	2750,89
3	АС-120/19	120	1717,2	113,59	2611,87
4	АС-150/24	150	1780,8	90,33	2525,45

Для кожної напруги вибираємо три перерізи з найменшими дисконтованими витратами:

,

,

,

Визначаємо доцільний переріз проводу за формулою:

де - коефіцієнт, який визначається за виразом:

Отже для варіанту - 1 з напругою 110 кВ доцільно вибирати переріз . Аналогічно проводимо розрахунок для другого варіанту і заносимо дані в табл. 10.

Таблиця 10. Результати розрахунків економічно доцільних перерізів

№ п/п				,	Марка проводу
1	110	126,91	150	2140,91	АС-150/24
2	35	165,23	150	2525,45	АС-150/24

Для вибору оптимальної напруги джерела живлення слід просумувати дисконтовані витрати, отримані під час вибору перерізу проводу та трансформатора ГЗП.

Сумарні дисконтовані витрати наведені в табл. 11.

Таблиця 11. Сумарні дисконтовані витрати

№ п/п			,
1	110	1490,04	2140,91	3630,95
2	35	983,65	2525,45	3509,11

Отже проаналізувавши вище наведені дані, модні зробити висновки що Варіант - 2 з номінальною напругою живлення 110 кВ є найбільш економічнішим. Схема зовнішнього електропостачання зображена на рис. 1.

На ГПП встановлюємо трансформатори типу ТМН - 6300/110.

Тип	Номінальна потужність, кВА	Поєднання напруг, кВ	Втрати, кВт	Розрахункові дані
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМН-6300/110	6300	110	6	85	19	3,5	69,36

Рис. 1. Схема зовнішнього електропостачання заводу

4. Вибір числа та потужність цехових ТП

Цехова трансформаторна підстанція - це підстанція з первинною напругою 6-10 кВ, яка перетворює електроенергію на напругу до 1 кВ (наприклад 0,66 кВ чи 0,38/0,22 кВ) і безпосередньо живить споживачів одного чи кількох цехів або частину великого цеху.

При виборі кількості та потужності трансформаторів цехових ПС враховують такі фактори: категорію надійності електропостачання ЕП, розрахункове навантаження цехів, компенсацію реактивних навантажень при напрузі до 1 кВ, навантажувальну спроможність трансформаторів в нормальному та після аварійному режимах, шкалу стандартних номінальних потужностей трансформаторів.

Кількість цехових ТП впливає на витрати на розподільні пристрої напругою 6-10 кВ, на внутрішньозаводські та цехові електричні мережі. При зменшенні кількості ТП, що відповідає збільшенню одиничної номінальної потужності їх трансформаторів, зменшується кількість комірок розподільного пристрою, сумарна довжина ліній і втрати електроенергії та напруги в електричних мережах 6-10 кВ, але зростає довжина електричних мереж до 1 кВ, що призводить до збільшення вартості цих мереж і втрат електроенергії та напруги в них. При збільшенні кількості ТП, навпаки, зменшуються витрати на цехові мережі, але збільшується кількість комірок розподільного пристрою 6-10 кВ і витрати на мережі напругою 6-10 кВ. Тому оптимальний варіант визначається шляхом техніко-економічних розрахунків (ТЕР) при забезпеченні заданої надійності електропостачання.

Однотрансформаторні цехові ПС застосовують при наявності ЕП 3-ї категорії надійності, що допускають перерву електропостачання на час доставки трансформаторів зі складського резерву. У випадку, коли превалюють ЕП 3-ї категорії, але є ЕП 2-ї категорії, здійснюється взаємне резервування на боці НН між сусідніми ТП, які одержують живлення від різних секцій ДЖ або різних ДЖ. При резервуванні кабельною перемичкою передбачається резерв в обсязі 15-30 % номінальної потужності трансформатора та 35-40 % при резервуванні шинною перемичкою між кінцями двох магістралей НН у разі схеми блока трансформатор-магістраль (БТМ).

Двотрансформаторні цехові ПС застосовують при більшості ЕП 1-ї категорії та наявності ЕП особливої групи, для цехів з великою питомою густиною навантажень (більше ніж 0,5 кВА/м2), для зосереджених навантажень, для окремо розташованих об'єктів загальнозаводського призначення (компресорні та насосні станції), а також при нерівномірних добових графіках навантаження. Для цих ПС також необхідний складський резерв у випадку пошкодження одного трансформатора. На час заміни пошкодженого трансформатора той, що залишився в роботі, має забезпечити електропостачання усіх ЕП 1-ї категорії надійності.

Цехові ПС з кількістю трансформаторів більше двох застосовують лише при належному обґрунтуванні, а також при установленні окремих трансформаторів для живлення силових та освітлювальних навантажень.

4.1 Вибір потужності цехових трансформаторних підстанцій

Вибір одиничної потужності трансформаторів здійснюється в залежності від густини навантаження. Густина навантаження визначається за формулою:

де - повна потужність навантаження без урахування реактивної потужності що компенсується та потужності високовольтного навантаження, кВА;

- площа всіх цехів підприємства, .

Далі вибираємо оптимальну потужність трансформаторів з табл. 12.

Таблиця 12. Залежність номінальної потужності трансформатора від питомої густини навантаження цеху

Номінальна потужність	Густина навантаження	Тип трансформатора
630 кВА		(олійний) (сухий)
1000, 1250, 1600 кВА		(олійний) (сухий)
1600 кВА		(олійний) (сухий)
1600, 2500 кВА		(олійний) (сухий)

За даної густини навантаження оптимальним буде трансформатори олійні потужністю

4.2 Визначення потрібної кількості цехових трансформаторних підстанцій

Потрібну кількість цехових ТП можна визначити з формули:

де

- повна потужність навантаження без урахування реактивної потужності що компенсується та потужності високовольтного навантаження, кВА;

- кількість трансформаторів на ТП (береться в залежності від категорії споживача);

- оптимальна потужність трансформатора на ТП, кВА;

- коефіцієнт завантаження трансформаторів (береться в залежності від категорії споживача).

Заокруглюємо дане число до цілого .

5. Розподіл ТП по території, визначення кількості розподільних пунктів РП та місця їх розташування

Схема електропостачання показує зв'язок між ДЖ та споживачами електроенергії підприємства.

Питання живлення електроенергією промислових підприємств вирішуються проектними організаціями разом з енергосистемою залежно від необхідної споживаної електроенергії, особливостей технології підприємства, перспектив розвитку електропостачання даного району та інших факторів.

Крім того, схема живлення підприємства також залежить від відстані до ДЖ, загальної схеми електропостачання даного району, величини необхідної потужності з урахуванням її зростання, територіального розміщення навантажень, необхідного ступеня надійності електропостачання, наявності на підприємстві власного ДЖ - заводської теплоелектроцентралі (ТЕЦ).

5.1 Основні принципи побудови схем електропостачання промислових підприємств

Перший принцип - максимальне наближення ДЖ високої напруги до ЕУ споживачів, що приводить до мінімуму кількості мережних ланок і кількості проміжних трансформацій та комутацій.

Другий принцип - резервування живлення для різних категорій надійності має бути передбачене в схемі електропостачання (відмова від "холодного" резерву). Для цього всі елементи (лінії, трансформатори) повинні нести постійне навантаження в нормальному режимі, а в після аварійному режимі при вимиканні пошкоджених елементів приймати на себе живлення залишених у роботі споживачів з урахуванням допустимих правилами для цих елементів перевантажень.

Третій принцип - наскрізне секціонування усіх ланок СЕП (шини ГПП, ПГВ, РП, вторинної напруги цехових ТП) з установленням на секційних апаратах пристроїв АВР.

Четвертий принцип - вибір режиму роботи елементів СЕП. Основним є роздільна робота елементів (ліній, трансформаторів), що призводить до зниження струмів короткого замикання (КЗ), застосування більш "легкої" та дешевої комутаційної апаратури.

5.2 Розподіл трансформаторних підстанцій по території

При розподілі електричної енергії нижче 1000 В існує правило що момент на лінії електропередач даної напруги неповинен становити вище . Визначається цей момент за формулою:

де - момент електричного навантаження кабельної лінії 0,4 кВ;

-розрахункова потужність цеху, кВт;

- віддаль від ТП до розподільного пристрою НН цеху, м;

- кількість проводів на лінії;

На основі розрахунків для кожного цеху за вище наведеною формулою отримуємо наступні дані які зведені в табл. 13.

Таблиця 13. Моменти електричного навантаження кабельних ліній для всіх цехів заводу

№	№ ТП, від якої живиться цех
1.	ТП-1	152	119,40	9074,6
2.	ТП-1	0	1170,52	0,0
3.	ТП-2	176	44,72	3935,1
4.	ТП-1	136	100,27	6818,6
5.	ТП-2	0	245,72	0,0
6.	ТП-3	44	478,42	10525,2
7.	ТП-6	0	2202,94	0,0
8.	ТП-4	88	151,47	6664,6
9.	ТП-3	0	638,44	0,0
10.	ТП-7	0	1262,30	0,0
11.	ТП-5	80	338,12	13524,7168
12.	ТП-5	0	402,13	0
13.	ТП-4	0	391,06	0

Отже, як видно, обрані місця розташування РП 0,4 кВ задовольняють вище наведену умову для всіх цехів.

5.3 Вибір напруги системи внутрішнього електропостачання

Напруга ліній внутрішнього електропостачання може бути 6 або 10 кВ. Напруга 10 кВ є більш ефективною (більша пропускна здатність, менші втрати потужності та напруги, менші струми КЗ), але за наявності значної кількості навантаження на напрузі 6 кВ економічно доцільнішим може бути варіант 6 кВ.

Співвідношення потужності споживачів на напрузі 6 кВ до розрахункової потужності підприємства складає:

Оскільки співвідношення навантажень становить 3,6%, доцільно приймати номінальну напругу внутрішнього електропостачання рівною 6 кВ.

Виходячи з вище наведених даних потрібно встановлювати окрему ТП для живлення високовольтного обладнання на напрузі 6 кВ.

6. Вибір кабельних ліній і варіанту схеми внутрішнього електропостачання

Внутрішньозаводський розподіл електричної енергії при напрузі 6 або 10 кВ може бути виконаний за радіальною, магістральною або змішаною схемами. Кожна з цих схем відрізняється за ступенем надійності та техніко-економічними показниками залежно від конкретних вимог проектованого об'єкта.

У сучасній практиці проектування та експлуатації промислових підприємств здійснюється ступеневий принцип побудови схем. Під ступенем електропостачання розуміють вузли схеми електропостачання, між якими електроенергія, одержувана від ДЖ, передається визначеній кількості споживачів.

Схеми бувають одноступеневі та багатоступеневі. У багатоступеневих схемах застосовуються РП однієї напруги, від яких живляться окремі потужні ЕП або група ЕП. Це дозволяє зменшити кількість вимикачів у розподільному пристрої 6-10 кВ ГПП від великої кількості відгалужувальних ліній малої потужності. При виборі схем слід прагнути до зниження кількості ступенів (більше двох ступенів, як правило, не рекомендується), бо це спрощує комутацію, захист та автоматику, знижує втрати електроенергії.

Вибір перерізу провідників (жорсткі та гнучкі шини, кабельні лінії, ізольовані та неізольовані проводи) передбачає:

вибір перерізу за нормальним режимом навантаження;

перевірку вибраного перерізу за максимальним режимом навантаження (форсований режим);

перевірку вибраного перерізу на стійкість при аварійному режимі;

перевірку за умовами відсутності втрат енергії за умовами корони;

перевірку за умовами механічної стійкості проводів повітряних ЛЕП відповідно до кліматичних умов місцевості, якщо в СЕП промислового підприємства застосовують повітряні ЛЕП, що може мати місце при дуже великій території підприємства.

Таким чином, величини перерізу повинні бути обрані так, щоб забезпечити для електричної мережі:

а) у нормальному режимі - задану пропускну здатність, допустимі для цього режиму відхилення напруги, економічність;

6)у форсованому режимі - необхідну пропускну здатність, допустимі для цього режиму відхилення напруги;

в) в аварійному режимі - електробезпечність, не пошкоджуваність ("живучість").

Провідники будь-якого призначення мають задовольняти вимогам тривалого їх нагрівання струмами як нормального, так і максимального режимів роботи. Крім того, вартість провідника і втрат електроенергії в ньому повинні бути мінімальними. У зв'язку з цим переріз провідників напругою понад 1 кВ вибирають за економічно вигідною густиною струму для навантаження нормального режиму.

Економічно вигідний переріз провідників визначають за формулою:

де - струм нормального режиму, А;

- нормоване значення економічно вигідної густини струму,, яке вибирають з таблиці 1.3.36 ПУЄ або з табл. 14.

Таблиця 14. Економічна густина струму

Провідник	Tmax, год
	до 3000	3000 ... 5000	понад 5000
Неізольовані проводи і шини: з міді з алюмінію	2,5 1,3	2,1 1,1	1,8 1,0
Кабелі з паперовою, провід з гумовою ізоляцією і жилами: з міді з алюмінію	3,0 1,6	2,5 1,4	2,0 1,2
Кабелі з гумовою і пластмасовою ізоляцією і жилами: з міді з алюмінію	3,5 1,9	3,1 1,7	2,7 1,6

Оскільки у нашому випадку і кабелі виконані із алюмінію буде рівне .

Умови перевірки вибраного перерізу за допустимим тепловим навантаженням:

в нормальному режимі:

;

в після аварійному режимі:

де - максимальний робочий струм лінії в після аварійному режимі;

-розрахунковий струм однієї лінії;

- струм, що враховує 30% перевантаження кабельної лінії над допустимим робочим струмом;

- коефіцієнт, який враховує умови прокладання кабелю в траншеї.

Далі розраховуємо робочий струм кабельної лінії обумовлений навантаженням цехів на трансформаторну підстанцію:



де - навантаженням цехів на трансформаторну підстанцію, кВА;

Далі розраховуємо втрати електричної енергії у кабельній лінії за формулою:

де - розрахункове навантаження яке протікає по кабельній лінії, кВА;

- напруга кабельної лінії, кВ;

- активний електричний опір кабельної лінії, Ом;

- час максимальних втрат, год.

Наступним розраховуємо вартість втрат електричної енергії у кабельних лініях:

де - питома вартість втрат електроенергії, що залежить від завантаження обладнання (змінні втрати), ;

Результати вибору перерізу струмопровідних жил кабельних ліній для варіанту 1 зведено в табл. 15.

Таблиця 15. Результати розрахунків для вибору кабельних ліній (Варіант 1)

№ п/п	Назва лінії
1.	ГПП-ТП1	300	1390,20	0	1390,198	1400	2	66,886	47,78
2.	ГПП-ТП2	300	290,44	0	290,4408	400	2	13,974	9,98
3.	ТП2-ТП6	104	2448,67	-859,6102	2595,169	3500	2	124,86	89,19
4.	ГПП-ТП3	76	1116,86	0	1116,856	1400	2	53,735	38,38
5.	ГПП-ТП4	268	542,53	0	542,5277	630	2	26,102	18,64
6.	ГПП-ТП5	386	740,25	0	740,2453	1400	2	35,615	25,44
7.	ТП5-ТП7	128	1664,43	-127,67	1669,316	2240	2	80,315	57,37
№ п/п
1.	50	140	0,62	0,09

Подобные документы

• Вибір апаратури й устаткування розподільних пристроїв і трансформаторних підстанцій

  Обґрунтування роду струму й напруги, схеми зовнішнього й внутрішнього електропостачання трансформаторної підстанції. Розрахунок електричних навантажень. Визначення числа й потужності цехових трансформаторів і підстанції. Вибір марки й перетину кабелів.
  
  курсовая работа [490,9 K], добавлен 23.11.2010
  

• Розробка системи електропостачання штампувального цеху машинобудівного заводу

  Розрахунок електричних навантажень методом упорядкованих діаграм. Визначення сумарного навантаження по цеху в цілому. Вибір числа, потужності та розташування цехових трансформаторних підстанцій. Розрахунок навантаження однофазних електроприймачів.
  
  курсовая работа [390,6 K], добавлен 19.05.2014
  

• Електропостачання групи цехів механічного заводу

  Розрахунок силових навантажень. Вибір напруги зовнішнього електропостачання і напруги внутрішньозаводського розподілу електроенергії. Визначення доцільності компенсації реактивної потужності. Вибір кількості і потужності силових трансформаторів.
  
  курсовая работа [876,8 K], добавлен 19.12.2014
  

• Проектування системи електропостачання машинобудівного заводу

  Опис технологічного процесу проектування системи електропостачання машинобудівного заводу. Визначення розрахункових електричних навантажень. Вибір системи живлення електропостачання та схем розподільних пристроїв вищої напруги з урахуванням надійності.
  
  дипломная работа [446,9 K], добавлен 21.02.2011
  

• Електропостачання машинобудiвного заводу

  Вибір напруги живлячої мережі внутрішньозаводського електропостачання. Обчислення місця розташування вузлів навантаження і джерел живлення на основі картограми навантажень. Економія електроенергії від застосування компенсації реактивної потужності.
  
  курсовая работа [232,8 K], добавлен 04.11.2015
  

• Електропостачання підприємства

  Визначення електричних навантажень. Компенсація реактивної потужності. Вибір числа і потужності трансформаторів, типу підстанцій і їх місцезнаходження. Вибір живильних і розподільчих мереж високої напруги. Розрахунок заземлення і релейного захисту.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.09.2014
  

• Електрифікація населенного пункту

  Визначення електричних навантажень споживачів населеного пункту. Вибір місця встановлення. Методика розрахунку повітряних ліній з ізольованими проводами. Вибір перерізів проводів за мінімумом розрахункових затрат перевіркою їх на втрату напруги.
  
  дипломная работа [4,3 M], добавлен 05.02.2013
  

• Електропостачання внутрішньоквартальних об’єктів

  Визначення розрахункового навантаження будинків. Розроблення схеми внутрішньоквартального електропостачання електричної мережі, електричних навантажень на шинах низької напруги. Вибір кількості, коефіцієнтів завантаження та потужності трансформаторів.
  
  дипломная работа [4,8 M], добавлен 07.02.2012
  

• Електропостачання заводу хімічної промисловості

  Техніко-економічний вибір схем зовнішнього електропостачання підприємства. Розрахунок електричних навантажень, релейного захисту силового трансформатору, заземлюючого пристрою, сили токов короткого замикання. Вибір електроустаткування підстанції.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.05.2012
  

• Електропостачання населеного пункту

  Розрахунок електричних навантажень населеного пункту. Компенсація реактивної потужності. Визначення координат трансформаторної підстанції та аварійних режимів роботи мережі. Вибір апаратури захисту від короткого замикання, перевантаження та перенапруги.
  
  курсовая работа [361,3 K], добавлен 07.01.2015
  

• Проектування міських електричних мереж

  Характеристика мікрорайону: визначення споживачів, вибір енергоносіїв. Вибір типу та кількості трансформаторних підстанцій. Розрахунок навантажень, мереж 0,38 кВ та 10 кВ. Впровадження автоматизованих систем комерційного обліку в котеджному містечку.
  
  дипломная работа [1,1 M], добавлен 02.07.2011
  

• Проектування електропостачання населеного пункту

  Дослідження принципів побудови електричних мереж. Визначення координат трансформаторної підстанції. Вибір силового трансформатора. Розрахунок денних та вечірніх активних навантажень споживачів. Вивчення основних вимог та класифікації електричних схем.
  
  курсовая работа [370,6 K], добавлен 07.01.2015
  

• Розрахунок електропостачання населеного пункту

  Визначення, основні вимоги та класифікація електричних схем. Особливості побудови мереж живлення 6–10 кВ. Визначення активних навантажень споживачів, а також сумарного реактивного і повного. Вибір та визначення координат трансформаторної підстанції.
  
  курсовая работа [492,4 K], добавлен 28.12.2014
  

• Аналіз ефективності енерговикористання на ТОВ "Сармат"

  Опис технологічного процесу підприємства. Розрахунок електричних навантажень та схеми електропостачання цеху, вибір трансформаторних підстанцій. Багатоваріантний аналіз типів і конструкцій теплообмінників. Розрахунок теплової ізоляції водонагрівача.
  
  дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.11.2013
  

• Методичні вказівки для практичних занять з дисципліни "Електропостачання сільського господарства"

  Розрахунок електричних навантажень. Визначення потужності та кількості трансформаторів знижувальних підстанцій. Перевірка електричної мережі на коливання напруги під час пуску електродвигунів. Вибір плавких запобіжників, автоматів та перерізу проводів.
  
  методичка [456,9 K], добавлен 10.11.2008
  

• Проектування системи електропостачання

  Розробка структурної схеми СЕП відповідно до вихідних даних. Побудова добових і річних по тривалості графіків навантажень для підстанцій об’єктів. Визначення числа і потужності силових трансформаторів і генераторів на підстанціях. Розподільні мережі.
  
  курсовая работа [537,7 K], добавлен 24.02.2009
  

• Розробка оптимальної системи електропостачання термічного цеху

  Вибір оптимальної схеми цехової силової мережі, розрахунок електричних навантажень, вибір кількості та потужності трансформаторів цехової підстанції. Вибір перерізу провідників напругою понад і до 1 кВ, розрахунок струмів короткого замикання і заземлення.
  
  курсовая работа [844,7 K], добавлен 12.03.2015
  

• Електропостачання механічної дільниці

  Характеристики споживачів електроенергії і визначення категорій електропостачання. Вибір структури і конструктивного виконання внутрішньої цехової мережі. Вибір електричних апаратів і узгодження вибраного перетину дротів, кабелів і шинопроводів.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.04.2013
  

• Розрахунок схеми електропостачання групи цехів

  Огляд сучасного стану енергетики України. Розробка системи електропостачання підприємства. Розрахунок графіків електричних навантажень цехів. Вибір компенсуючих пристроїв, трансформаторів. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір живлячих мереж.
  
  курсовая работа [470,0 K], добавлен 14.11.2014
  

• Електропостачання населеного пункту з корівником на 600 голів на базі підстанції 35-10/0.4 кВ

  Підрахунок електричних навантажень у населеному пункті: визначення допустимої втрати напруги; вибір трансформаторної підстанції; електричний розрахунок і вибір проводів при сумарних наведених економічних затратах; заземлення трансформаторної підстанції.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.02.2012
  

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