Электроснабжение промышленных предприятий
Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия, токов и питающих линий. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых подстанций; напряжения, схемы внешнего электроснабжения; величины напряжения и схемы внутреннего электроснабжения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2014 |
| Размер файла | 2,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для ТП, питающихся по радиальным линиям:
RЭi=ri= RТРi+RЛi. (8.7)
Рис. 10 - Схема замещения радиальной линии
ТП, питающиеся по магистральным линиям:
Введем обозначения:
Рис. 11 - Схема замещения магистральной линии
r01 = Rл21 r12 = Rл22
r1 = Rтр21 r2 = Rтр22
Эквивалентная проводимость точки 1 схемы
С учетом полученного эквивалентные сопротивления присоединений ТП2 и ТП1
Ом
Ом.
Результаты расчета представлены в таблице 29.
Определим реактивную мощность источников, подключенных к первой секции СШ 10 кВ ГПП.
Оптимальные реактивные мощности низковольтных БК, подключенных к ТП, определяем в предположении, что к шинам ГПП подключена высоковольтная БК (при этом коэффициент Лагранжа л=З10):
, (8.8)
где
; (8.9)
. (8.10)
Результаты расчета мощностей QСi низковольтных БК сводим в таблицу 22.
Реактивную мощность, генерируемую синхронными двигателями определяем по формуле:
(8.11)
где
Расчетные данные по СД сведены в таблицу 23.
Таблица 22 - Расчет мощности БК
|
Трансформаторная подстанция |
Rэi Ом |
Qci расчетное, Мвар |
Qci принятое, Мвар |
Qкi , квар |
Qкi +Qci, квар |
Тип принятой стандартной БК |
Qст , квар |
|
|
ТП-1 |
3.51 |
0,083 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-2 |
2.29 |
0,142 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-3 |
1.35 |
0,224 |
0 |
407.78 |
407.78 |
2УКЛН-0,38-250-УЗ |
2х250 |
|
|
ТП-4 |
1.53 |
0,59 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-5 |
3.6 |
0,13 |
0 |
233.77 |
233.77 |
2УКЛН-0,38-200-УЗ |
2х200 |
|
|
ТП-6 |
1.04 |
0,36 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-7 |
1.02 |
0,38 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-8 |
1.19 |
0,24 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-9 |
1.12 |
0,29 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ТП-10 |
1.13 |
0,28 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
ГПП |
- |
6197 |
6197 |
- |
- |
4УК-10,5-1800 ЛУЗ |
7200 |
|
|
ИТОГО: |
- |
- |
0,00 |
641,55 |
641,55 |
8100 |
Таблица 23 - Расчет реактивной мощности синхронных двигателей
|
Обозначение в схеме |
Qсдм, Мвар |
З1гсд, руб/Мвар |
З2гсд, руб/Мвар2 |
Rэсд, Ом |
Qcд, Мвар |
|
|
СД-1…СД-2 |
1,92 |
22222 |
6234 |
0.225 |
0.032 |
|
|
СД-3…СД-6 |
2.46 |
13114 |
1321 |
0,41 |
0,04 |
Определение мощности высоковольтной батареи производим из условия баланса реактивных мощностей на СШ 10 кВ ГПП:
, (8.12)
где QТГПП - потери реактивной мощности в трансформаторе ГПП, квар;
QВ - реактивная мощность, потребляемая высоковольтной нагрузкой;
QЭС1 - экономически целесообразная реактивная мощность, передаваемая энергосистемой предприятию по одной линии, (QЭС1=QЭС/2; QЭС=15139.39 квар ).
После подстановки всех значений в выражение (9.12), получим:
(8.13)
Выбираем комплектные конденсаторные установки, результаты в табл. 22.
Баланс реактивной мощностей на сборных шинах 10 кВ главной понизительной подстанции проверятся как равенство генерируемых Qг и потребленных Qр реактивных мощностей:
(8.14)
Расчетный коэффициент реактивной мощности на вводе ГПП (без учета мощности, поступающей от энергосистемы):
(8.15)
Резерв реактивной мощности:
.
(8.16)
9. Расчет показателей качества электроэнергии
В структуре ЭП завода присутствуют дуговые сталеплавильные печи, работающие на повышенном напряжении, следовательно они подключаются к шинам ГПП через преобразователь. Таким образом необходимо провести расчет на соответствие нормам коэффициента искажения синусоидальности.
В нашем случае преобразователь шестифазный, расчет проводим для 5,7,11,13 гармоник.
Сопротивление системы в точке подключения преобразователя:
(9.1)
Сопротивление нагрузки:
(9.2)
Сопротивление БК:
(9.3)
Суммарное сопротивление системы в точке подключения преобразователя:
(9.4)
Коэффициент искажения синусоидальности определяется выражением:
(9.5)
Напряжение н-той гармоники определяется:
(9.6)
где
(9.7)
k - коэффициент, учитывающий наличие сдвига фаз между гармониками, для 5 и 7 равен 0,9; для 11 и 13 равен 0,75;
N - количество одинаковых преобразователей, подключающихся к шине.
Результаты расчёта сведём в таблицу 24.
Таблица 24 - Результаты расчёты напряжений гармоник
|
н |
5 |
7 |
11 |
13 |
|
|
хсн |
0,71 |
1 |
1.53 |
1.84 |
|
|
хнн |
6.55 |
9.17 |
14.41 |
17.09 |
|
|
хБКн |
2.46 |
1.76 |
1,12 |
0.94 |
|
|
х?н |
0,508 |
1.84 |
-5.88 |
-2.12 |
|
|
Iн |
16,63 |
21.85 |
7,56 |
6,40 |
|
|
Uн |
8.44 |
18,348 |
-44.45 |
-13.56 |
По формуле 8.2 найдем коэффициент искажения синусоидальности:
(9.8)
Коэффициент искажения синусоидальности лежит в допустимых пределах.
10. Релейная защита трансформатора
Согласно ПУЭ, для трансформаторов общего назначения должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:
- многофазных замыканий в обмотках и на выводах;
- витковых замыканий в обмотках;
- токов в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями;
- токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;
- понижения уровня масла.
Соответственно устанавливаются следующие виды защит:
- дифференциальная защита от различных видов короткого замыкания;
- максимальная токовая защита как резервная от внешних многофазных коротких замыканий;
- защита от перегруза;
- газовая защита.
10.1 Продольная дифференциальная защита
Защита выполняется с помощью дифференциального реле типа РНТ-566/2.
Номинальный ток обмоток трансформатора высокого напряжения:
(10.1)
Номинальные токи обмоток трансформатора низкого напряжения:
(10.2)
где SТНОМ = 40 МВА - номинальная мощность трансформатора Т1
Найдем максимальные рабочие токи:
(10.3)
(10.4)
На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока ТФЗМ 110Б-І У1. Паспортные данные: I1Н = 150 А, I2Н = 5 А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока:
(10.5)
На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока ТФЗМ 110Б-І У1
Паспортные данные: I1Н = 750 А, I2Н = 5 А.
Коэффициент трансформации трансформатора тока:
(10.6)
Для компенсации сдвига фаз трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника , а трансформаторе тока на низкой стороне - по схеме звезды
Вторичные токи трансформаторов тока:
(10.7)
(10.8)
За основную принимаем обмотку НН, т. к. .
Выбираем ток срабатывания защиты:
Отстройка от токов небаланса:
Определяем составляющую тока небаланса, обусловленную погрешностью трансформаторов тока :
(10.9)
где кОДН = 1 - коэффициент однотипности трансформаторов тока;
кА = 1 - коэффициент апериодической составляющей тока КЗ;
е = 0,1 - погрешность трансформатора тока.
Определяем составляющую тока небаланса, обусловленную пределами регулирования:
(10.10)
Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса:
(10.11)
где кОТС = 1,2 - коэффициент отстройки.
Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания
(10.12)
Из двух токов срабатывания выбираем наибольший
Значение коэффициента чувствительности защиты:
(10.13)
Ток срабатывания реле на основной стороне:
(10.14)
Ток срабатывания реле на неосновной стороне:
А (10.15)
где - коэффициент трансформации силового трансформатора.
Выбор числа витков.
Для компенсации вторичных токов трансформаторов тока используются реле РНТ-565. Расчетное число витков основной обмотки находится из условия:
(10.16)
Принимаем щОСН = 2.
Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия:
(10.17)
Принимаем щНЕОСН.ПР = 3
Составляющая тока небаланса из-за неравенства расчетного и принятого числа витков:
(10.18)
Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса:
(10.19)
(10.20)
Ток срабатывания реле на основной стороне:
(10.21)
Ток срабатывания реле на неосновной стороне:
(10.22)
Принимаем к установке реле РСТ 11-29, у которого ток срабатывания находится в пределах IСР.Р = (15-60) А.
Определяем сумму уставок:
(10.23)
где IMIN = 15 А - минимальный ток срабатывания выбранного реле.
Принимаем ?и = 7.12.
Найдем ток уставки реле:
(10.24)
Схема дифференциальной защиты трансформатора приведена на рисунке 12,13.
Рисунок 12. Пояснительная схема
Рисунок 13. Схема дифференциальной защиты трансформатора
10.2 МТЗ без выдержки времени от внешних КЗ
Принимаем к установке трансформатор тока ТФЗМ 110Б-І У1. Паспортные данные: I1Н = 300 А, I2Н = 5 А. Схема включения вторичных обмоток трансформаторов тока - треугольник. Коэффициент схемы:
Ток срабатывания защиты по условию отстройки от максимального рабочего тока:
(10.25)
где - максимальный рабочий ток на стороне ВН трансформатора при перегрузке.
Коэффициент чувствительности в основной зоне:
(10.26)
Коэффициент чувствительности в зоне резервирования:
(10.27)
Ток срабатывания реле
(10.28)
Принимаем к установке реле РСТ 11-29, у которого ток срабатывания находится в пределах IСР.Р = (15-60) А.
Определяем сумму уставок:
.
(10.29)
Принимаем ?и =1.5
Найдем ток уставки реле:
(10.30)
Схема максимальной токовой защиты приведена на рисунке 12.
10.3 Защита от перегруза в однофазном исполнении
Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от максимального рабочего тока трансформатора на стороне ВН:
(10.31)
При расчете защиты от перегруза коэффициент чувствительности не определяется.
Ток срабатывания реле:
(10.32)
Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах IСР.Р = (5-20) А.
Определяем сумму уставок:
.
(10.33)
Принимаем ?и =0.6.
Найдем ток уставки реле:
(10.34)
Выдержка времени защиты отстраивается от кратковременных перегрузок. Примем tСЗ = 10 с.
Схема защиты от перегруза приведена на рисунке 14.
Рисунок 14 - МТЗ и защита от перегруза
10.4 Газовая защита
Газовая защита является основной защитой трансформаторов от витковых замыканий и других внутренних повреждений, сопровождаемых разложением масла и выделением газа. В качестве реагирующего органа выбираем реле типа РГТ 80 с уставкой скоростного элемента (нижнего) 0,6 м/с. Верхняя пара контактов действует на сигнал при слабом газовыделении и понижении уровня масла, нижняя пара контактов действует на отключение при бурном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла. Схема включения газового реле приведена на рисунке 15.
Рисунок 15 - Схема оперативных цепей защит трансформатора
электрооборудование электроснабжение трансформатор подстанция
Библиографический список
1. Справочник по проектированию электроснабжения: Электроустановки промышленных предприятий /Под ред. Ю. Г. Барыбина, Л. Е. Федорова, М. Г. Зименкова. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.
2. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии/ Под общ. ред. профессоров МЭИ. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.
3. БД «Промышленные каталоги» 1994-2000 г. Институт промышленного развития «Информэлектро».
4. Правила устройства электроустановок. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2001. -928 с.
5. Неклепаев Б.Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
6. Каталоги ОАО «Уралэлектротяжмаш».
7. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В2 т. Т. 1. Электроснабжение / Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986. -568 с.
8. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т. 2. Электрооборудование / Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. -592 с.
9. Рожкова Л.Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. -648 с.
10. "Правила устройства электроустановок" - Челябинск:, 2003
11. "Правила эксплуатации электроустановок потребителей" - М: Энергоатомиздат, 1992
12. Прайс - каталог ЗАО «Росинвест», 2004
13. Прайс - каталог 000 «Энерготехснаб», 2004
14. «Преобразователь напряжения серии ПН-ТТВ250» - Оренбург. ОАО «Инвертор», 2001
15. Соскин Э.А., Киреева Э.А. "Автоматизация управления промышленным энергоснабжением"- М.; Энергоатомиздат, 1990 - 384с.
16. "Справочник по проектированию электроснабжения." / Под ред. Барыбина Л. Е. Федорова, М. Г. Зименкова, А Г. Смирнова / - М.: Эперго-атомиздат, 1990
17. ''Справочник по электроснабжению и электрооборудованию." / Под ред. А. А. Федорова / - М.; Энергия, 1986
18. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования." - М.: Энергоатомиздат, 1989
19. Шабад М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей.- 3-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение 1985- 296с.
20.Ершов А.М., Петров О.А. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1986. - 46 с.
21.Ершов А.М., Петров О.А. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1987. - Ч.2 - 43 с.
22.Ершов А.М. Качество электрической энергии в системах электроснабжения промышленных предприятий. - Челябинск: ЧГТУ, 1991. - 88с.
23.Ершов А.М., Петров О.А. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1989. - Ч.2. - 48 с.
24.Петров О.А. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промыш-ленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1986. - 49с.
25.Ершов А.М. Внешнее и внутреннее электроснабжение промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1989. Ч.3 -48 с.
26.Ершов А.М., Петров О.А. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие к курсовому проекту. - Челябинск: ЧПИ, 1987. - Ч.2. - 44 с.
27.Ершов А.М., Петров О.А., Ситчихин Ю.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие к курсовому проекту. - Челябинск: ЧПИ, 1985 -Ч.1. - 57 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Расчет напряжения, схемы внешнего электроснабжения, трансформаторов ГПП. Технико-экономическое обоснование схем.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 30.04.2012Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок и компенсирующего устройства. Выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет питающих линий высокого напряжения. Техника безопасности при монтаже проводок.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 27.11.2009Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.03.2010Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху и предприятию в целом. Выбор числа, мощности и типа трансформатора цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Выбор величины напряжения и схемы внутреннего электроснабжения предприятия.
дипломная работа [746,7 K], добавлен 06.04.2014Выбор схемы внешнего электроснабжения, величины напряжения, силовых трансформаторов. Расчет электрических нагрузок, воздушных и кабельных линий, токов короткого замыкания. Проверка кабельных линий по потерям напряжения. Компенсация реактивной мощности.
дипломная работа [387,4 K], добавлен 28.09.2009Выбор рода тока, напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Выбор и расчет числа и мощности цеховых трансформаторов и подстанции, марки и сечения кабелей, аппаратуры и оборудования устройств и подстанций. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [453,8 K], добавлен 08.11.2008Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012Расчет электрических нагрузок отделений и цеха промышленного предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор элементов внешнего электроснабжения промышленного предприятия. Расчет токов короткого замыкания в сетях СЭС ПП.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.10.2008Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009Определение электрических нагрузок завода металлических конструкций. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Особенности выбора величины напряжения внешнего электроснабжения по технико-экономическим параметрам.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 13.01.2023Расчет электрических нагрузок по предприятию, принципы составления соответствующих картограмм. Выбор напряжения, схемы внешнего электроснабжения и трансформаторов главной понизительной подстанции. Расчет питающих линий, токов короткого замыкания.
курсовая работа [631,6 K], добавлен 12.11.2014Краткая характеристика металлопрокатного цеха, расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор схемы цеховой сети, числа и мощности цеховых трансформаторов. Определение напряжения внутризаводского электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.04.2012Проектирование электроснабжения приборостроительного завода: выбор оптимального напряжения, числа и мощности трансформаторов цеховых и главной понизительной подстанций, схемы внутризаводских сетей. Расчет кабельных линий и нагрузок на стороне 10 кВ.
дипломная работа [55,8 K], добавлен 15.07.2010Расчет электрических нагрузок и суммарной мощности компенсирующих устройств с учетом режимов энергосистемы. Выбор числа трансформаторов, схем электроснабжения и напряжения распределительных сетей для понизительных подстанций промышленных предприятий.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.11.2010Выбор схемы и линий электроснабжения оборудования. Расчет электрических нагрузок, числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующей установки, аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства и молниезащиты.
курсовая работа [663,0 K], добавлен 04.11.2014Характеристика потребителей электроэнергии и определение категорий электроснабжения. Выбор варианта схемы электроснабжения и обоснования выбора рода тока и напряжения. Расчет электрических нагрузок, осветительных сетей и мощности трансформаторов.
курсовая работа [72,3 K], добавлен 15.07.2013Расчет электрических нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций. Разработка системы внутризаводского электроснабжения. Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей. Выбор измерительных трансформаторов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 29.09.2009Определение расчетной нагрузки промышленных предприятий. Выбор и обоснование схемы внешнего электроснабжения. Выбор цеховых трансформаторов и кабелей потребителей высоковольтной нагрузки. Расчет токов короткого замыкания, заземления и молниезащиты.
дипломная работа [538,3 K], добавлен 24.04.2015Краткая характеристика электроснабжения и электрооборудования автоматизированного цеха. Расчет электрических нагрузок. Категория надежности и выбор схемы электроснабжения. Расчёт и выбор компенсирующего устройства. Выбор числа и мощности трансформаторов.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 25.05.2013Схема электроснабжения. Расчет электрических нагрузок по методу коэффициента максимума, потерь мощности в трансформаторе. Выбор компенсирующей установки, числа и мощности питающих трансформаторов, линий электроснабжения для модернизируемого оборудования.
курсовая работа [391,7 K], добавлен 21.05.2013
