Проектирование схемы электроснабжения промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовой проект

по дисциплине «Проектирование систем электроснабжения»

студенту группы ЭМ 13-1 Сохолтуеву Ю. Ф., вариант №31:

1 Определить состав потребителей по категорийности

2 Определить электрическую нагрузку завода

2.1 Определить силовую нагрузку

2.2 Определить осветительную нагрузку

2.3 Определить расчетную (общую) нагрузку

3 Выбрать схему внешнего электроснабжения завода

3.1 Определить способ питания завода и выбор номинального напряжения

3.2 Выбрать сечения питающих ЛЭП завода по экономической плотности тока

3.3 Выбрать месторасположение ГПП и его оборудование

3.4 Выбрать оптимальный вариант внешнего электроснабжения завода

4 Выбрать схему внутреннего электроснабжения завода

4.1 Выполнить эскиз схемы с указанием РП, ГПП, ТП и линиями связи между цехами

4.2 Выбрать сечение кабельных линий

4.3 Рассчитать токи короткого замыкания для выбора коммутационной аппаратуры

4.4 Выбрать коммутационное оборудование

4.5 Рассчитать приведенные затраты

Исходные данные:



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - План расположения зданий завода тяжелого машиностроения: 1. Схема генерального плана завода. 2. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода. 3. Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой установлено два трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением 37/10,5 кВ. Мощность системы 500 МВА; реактивное сопротивление системы на стороне 37 кВ, отнесенное к мощности системы 0,4. 4. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5 км. 5. Стоимость электроэнергии за 1 задает преподаватель. 6. Завод работает в две смены.

Таблица 1 - Электрические нагрузки завода тяжелого машиностроения

Наименование	Количество электроприемников	Установленная мощность электроприемников, кВт
		одного	суммарная
1. Цех обработки цветных металлов №1	100	1-40	1800
1а. Отделение цеха №1	30	/1, с. 78/	841
2. Механический цех №2	250	1-50	3700
3. Механический цех №3	120	1-50	1900
4. Инструментальный цех	40	1-80	950
5. Электроремонтный цех	50	1-50	870
6. Деревообрабатывающий цех	30	1-30	250
7. Сборочный цех	50	1-80	1400
8. Склад готовой продукции	10	1,0-30	70
9. Компрессорная: а) 0,4 кВ б) синхронные двигатели 10 кВ	10 4	10-20 1500	180 6000
10. Цех черного литья 0.4 кВ	50	1-50	2250
11. Механический цех №4	80	1-40	1800
12. Цех цветного литья	50	3-48	1500
13. Заводоуправление	30	1-20	250
14. Кузнечно-прессовый цех	60	14-80	1500
15. Насосная	10	50-100	800
16. Гараж	30	1-120	1800
17. Испытательная станция	30	1-120	1800

Содержание

электроснабжение трансформатор напряжение питание промышленный

Введение

1. Определение состава нагрузки по категории

2. Определение расчетной нагрузки промышленного предприятия

3. Проектирование схемы электроснабжения промышленного предприятия

3.1 Определение способа питания и номинального напряжения

3.2 Расчет сечения питающих линий

3.3 Выбор оборудования на ГПП

3.4 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения завода

3.5 Выбор местоположения главной понизительной подстанции

4. Проектирование схемы внутреннего электроснабжения промышленного предприятия

4.1 Выполнение эскиза схемы с указанием распределительных пунктов и трансформаторных подстанций цехов

4.2 Выбор сечения кабельных линий

4.3 Выбор цеховых трансформаторов

4.4 Расчет токов КЗ для выбора коммутационного оборудования

4.5 Определение приведенных затрат на сооружение внутреннего электроснабжения предприятия

Список использованных источников

Введение

Важнейшие задачи, решаемые энергетиками, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов и реконструкции старых, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда, в улучшении структуры производства электроэнергии и т.д.

Для того, чтобы решать важные энергетические задачи, инженер должен обладать теоретическими знаниями и уметь творчески применять их в своей практической деятельности. Начальным этапом такого применения является решение задач, а затем курсовое и дипломное проектирование, при котором приходится самостоятельно ставить и решать вопросы, не имеющие однозначного ответа. Опыт показывает, что именно в процессе проектирования студенты работают наиболее увлеченно, используя свои знания и способности.

В области электроснабжения потребителей сформулированы задачи, предусматривающие повышение уровня проектных разработок, внедрение и рациональное эксплуатирование высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении.

Цель курсового проектирования по электроснабжению промышленных предприятий является - систематизация и расширение теоретических знаний студентов, ознакомление с основными приемами проектирования, закрепление навыков использования современной вычислительной техники.

1. Определение состава нагрузки по категории

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники разделяют на три категории.

К 1-й категории относят электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Во 2-ю категорию входят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей.

К 3-й категории относят все остальные электроприемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха несерийного производства.

Таким образом, с учетом выше названного, определим категорийность нагрузок завода тяжелого машиностроения (таблица 2).

Таблица 2 - Категорийность нагрузок завода тяжелого машиностроения

Наименование	Категория	Установленная суммарная мощность электроприемников, кВт
1. Цех обработки цветных металлов №1	I	1800
1а. Отделение цеха №1	I	841
2. Механический цех №2	I	3700
3. Механический цех №3	I	1900
4. Инструментальный цех	II	950
5. Электроремонтный цех	II	870
6. Деревообрабатывающий цех	II	250
7. Сборочный цех	I	1400
8. Склад готовой продукции	III	70
9. Компрессорная: а) 0,4 кВ б) синхронные двигатели 10 кВ	I I	180 6000
10. Цех черного литья 0.4 кВ	I	2250
11. Механический цех №4	I	1800
12. Цех цветного литья	I	1500
13. Заводоуправление	II	250
14. Кузнечно-прессовый цех	I	1500
15. Насосная	I	800
16. Гараж	II	1800
17. Испытательная станция	I	1800

2. Определение расчетной нагрузки промышленного предприятия

Основным этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

К основным методам расчета электрических нагрузок относятся следующие:

1) по установленной мощности и коэффициенту спроса:

;

2) по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок:

;

3) по средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок):

;

4) по средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод):

,

где - принятая кратность меры рассеяния;

- среднеквадратичное отклонение.

Наиболее приемлемым является метод определения расчетных нагрузок цехов по установленной мощности и коэффициенту спроса, так как он является простым по сравнению с остальными методами. Этот метод расчета даёт приближенные результаты. Однако следует учитывать, что шаг стандартных сечений мощностей силовых трансформаторов и т. д. значительно больше, чем ошибка в расчетах. По этой причине вполне возможно применение метода определения нагрузки по коэффициенту спроса /2, с.7/. Выполним расче электрических нагрузок для цеха обработки цветных металлов №1 /2, с.7/,а все остальные результаты сведем в таблицу 3.

Активная нагрузка цеха, кВт,

,

,

где - средний коэффициент спроса /2, таблица 2.1/;

- суммарная установленная мощность всех приемников цеха, принимается по исходным данным.

Реактивная нагрузка цеха, квар,

,

,

где - соответствующий характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности.

Осветительная нагрузка цеха, кВт,

,

,

где - коэффициент спроса осветительных нагрузок /2, таблица 2.3/;

- площадь пола цеха, определяемая по генплану;

- удельная нагрузка, Вт/м² площади пола цеха /2, таблица 2.4/.

Далее определяем суммарную активную мощность цеха с учетом осветительной нагрузки, кВт,

,

.

Таким образом, полная мощность цеха определится, кВА,

,

.

Тогда полная расчетная мощность силовых и осветительных приемников завода, кВА,

,

.

Определим активные потери в трансформаторе, вызванные протеканием через него тока нагрузки, кВт,

,

.

Определим реактивные потери в трансформаторе, вызванные протеканием через него тока нагрузки, квар,

,

.

Определим полное потребление мощности заводом, кВА,

,

.

Таблица 3 - Результаты расчета нагрузок завода

№	РН, кВт	cosц	Kc	F, м2	Pp, кВт	Qp, квар	Kco	Pуд, Вт/м2	Pро, кВт	РУН, кВт	, кВ·А
1)Цех обработки цветных металлов №1	1800	0,6	0,16	5040	288	384,0	0,95	15	71,8	359,8	526,3
1а) Отделение цеха №1	841	0,6	0,16	1980	134,56	179,4	0,85	15	25,2	159,8	240,3
2) Механический цех №2	3700	0,6	0,16	11088	592	789,3	0,95	14	147,5	739,5	1081,7
3) Механический цех №3	1900	0,6	0,16	2880	304	405,3	0,95	14	38,3	342,3	530,6
4) Инструментальный цех	950	0,65	0,35	2304	332,5	388,7	0,85	15	29,4	361,9	531,1
5) Электроремонтный цех	870	0,35	0,4	1584	348	931,4	0,85	14	18,8	366,8	1001,1
6) Деревообрабатывающий цех	250	0,6	0,16	1008	40	53,3	0,85	15	12,9	52,9	75,2
7) Сборочный цех	1400	0,7	0,75	7776	1050	1071,2	0,95	16	118,2	1168,2	1585,0
8) Склад готовой продукции	70	0,7	0,7	3564	49	50,0	0,6	18	38,5	87,5	101,0
9) Компрессорная
а) 0.4 кВ	180	1	0,9	1872	162	0,0	0,85	18	28,6	190,6	190,6
б) Синхронный двигатель 10 кВ	6000	0,8	0,75	1872	4500	3375,0	0,85	18	28,6	4528,6	5647,9
10) Цех черного литья										0,0
а) 0.4 кВ	2250	0,87	0,85	12600	1912,5	1083,9	0,95	15	179,6	2092,1	2356,2
11) Механический цех №4	1800	0,6	0,16	11664	288	384,0	0,95	14	155,1	443,1	586,5
12) Цех цветного литья	1500	0,87	0,85	4320	1275	722,6	0,95	15	61,6	1336,6	1519,4
13) Заводоуправление	250	0,8	0,8	3312	200	150,0	0,85	18	50,7	250,7	292,2
14) Кузнечно-прессовый цех	1500	0,65	0,4	5184	600	701,5	0,85	17	74,9	674,9	973,5
15) Насосная	1800	0,8	0,75	1692	1350	1012,5	0,85	18	25,9	1375,9	1708,3
16) Гараж	1800	0,5	0,1	1800	180	311,8	0,85	18	27,5	207,5	374,6
17) Испытательная станция	1800	0,7	0,75	3024	1350	1377,3	0,85	25	64,3	1414,3	1974,1
Сумма					14956	13371			1197,4	16153

Определим сosц производства, о.е.,

,

.

Принимая сosц для энергосистемы равный 0,95, определяем мощность компенсирующих устройств (КУ), квар,

,

.

По рассчитанной мощности выбираем по /3, с.572/ КУ типа 8ЧУКЛ(П)-10-1350У3

.

Таким образом, полная мощность, потребляемая заводом, определится, кВА,

,

.

3 Проектирование схемы электроснабжения промышленного предприятия

3.1 Определение способа питания и номинального напряжения

Электроснабжение завода будет осуществляться от ПС системы 37/10,5 кВ, на которой установлены два трансформатора мощностью по 40 MВА. Мощность системы 500 МВА; реактивное сопротивление на стороне 37 кВ, отнесенное к мощности системы 0,4. Расстояние от ПС до завода 5 км. От ПС электроэнергия будет передаваться по воздушной линии электропередачи (ЛЭП) 35 кВ в виду меньших затрат на ее сооружение по сравнению с кабельной линией (КЛ) аналогичного класса напряжения. Так как завод включает потребителей I категории, необходимо предусмотреть электропитание завода по двум ЛЭП и установку двух трансформаторов на ГПП. В связи с этими ограничениями схема внешнего электроснабжения может быть реализована либо по схеме ?мостик? либо по схеме ?одна одиночная, секционированная выключателем, система шин?. Примем для нашей ГПП схему ?одна одиночная, секционированная выключателем, система шин?, так как данная схема электроснабжения имеет большую надежность электроснабжения (рисунок 2).

Рассмотрим два варианта питания завода:

а) по одной двухцепной ЛЭП

б) по двум двухцепным ЛЭП

Определим оптимальное напряжение питания завода, кВ.

Вариант а)

,

,

где - длина линии от источника питания до завода, км;

P - передаваемая мощность, равная расчетной нагрузке предприятия, отнесенной к шинам ВН ГПП, МВт.

Рисунок 2 - Схема внешнего электроснабжения предприятия

Вариант б)

.

3.2 Расчет сечения питающих линий

Вариант а)

Определим сечение проводов ЛЭП методом экономической плотности тока. Токовая нагрузка ЛЭП на одну цепь, А,

 ,

,

где U_ном - номинальное напряжение ЛЭП;

n_Ц - число цепей ЛЭП.

Вычислим сечение провода, мм²,

,

,

где j_ЭК - экономическая плотность тока /2, с.65/ равная 1,4 при ,

где - годовое число часов использования максимума нагрузки /2, таблица 4.2/ равное 3770 ч.

По определенному сечению выбираем ближайшее стандартное сечение провода для ЛЭП 35 кВ, /5, с.679/ АС 120/19 и его характеристики /5, с.678, 680/ Z₀=0,27+j0,391 Ом/км; I_доп=380 A.

Вариант б)

Токовая нагрузка ЛЭП на одну цепь, А,

,

.

По определенному сечению выбираем ближайшее стандартное сечение провода для ЛЭП 35 кВ, /5, с.678/ АС 50/8 и его характеристики /5, с.678, 680/ Z₀=0,65+j0,418 Ом/км; I_доп=210 A.

Проведем проверку провода по нагреву, А.

Вариант а)

,

,

=> ,

где I_доп - допустимый ток нагрузки.

Вариант б)

,

=> ,

Проверка сечения по допустимой потере напряжения, в нормальном и послеаварийном, режимах, В.

Вариант а)

,

,

,

,

.

Вариант б)

,

,

,

.

Потери меньше 5%. Таким образом, провода АС-120/19 и АС-50/8 удовлетворяют всем условиям.

3.3 Выбор оборудования на ГПП

Для выбора номинальной мощности трансформаторов на ГПП, определяем предварительно мощность трансформаторов при аварийной перегрузке, кВ·А,

,

где k_ав - коэффициент аварийной перегрузки.

Выбираем трансформатор ТДНС-16000/35 /5, с.690/. Характеристики трансформатора приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Характеристики трансформатора

Тип трансформатора	Uном, кВ	Потери, кВт	uк, %	Ix, %
	ВН	НН	?Pк	?Px
ТДНС 16000/35 ±8 x 1.5	36,75	10,5	85	18	10,0	0,55

Сопротивление трансформатора, Ом,

.

Напряжение на стороне НН принимаем равным 10,5 кВ, так как имеются потребители 10 кВ.

Коэффициент загрузки трансформатора,

,

.

Коэффициент загрузки не должен превышать величины 60-70%, в нашем случае это условие выполняется.

Коэффициент послеаварийной перегрузки трансформатора,

,

.

Коэффициент перегрузки не должен превышать величины 130-140%, в нашем случае это условие выполняется.

Для выбора выключателей на ГПП ВН необходимо определить ток, который возникает при КЗ. Для этого найдем сопротивление системы, Ом,

,

.

Ток короткого замыкания, кА.

Вариант а)

,

,

где - сопротивление КЗ, определяемое как:

,

.

Вариант б)

,

.

По данным расчета и напряжению выбираем для обоих вариантов выключатели типа ВВУ-35А-40/3150У1 /3, с. 238/.

3.4 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения завода

Теперь проведем технико-экономический расчет.

Стоимость трех выключателей, применяемых на подстанции, тыс. руб.,

,

где - количество выключателей;

- стоимость одного выключателя /3, с.245/.

Вариант а)

Стоимость сооружения воздушной линии 35 кВ на железобетонной двухцепной опоре, тыс. руб. /3, с.563/.,

,

,

где l - протяженность ЛЭП, км;

K_уд - стоимость одного км ЛЭП, тыс. руб./км.

Вариант б)

Стоимость сооружения воздушной линии 35 кВ на двух двухцепных железобетонных опорах, тыс. руб. /4, с.267/.,

.

Стоимость двух трансформаторов ТДНС-16000/35, тыс. руб.,

,

,

где - количество трансформаторов;

- стоимость одного трансформатора /3, с.143/.

Суммарные капитальные затраты на сооружение ГПП, тыс. руб..

Вариант а)

,

.

Вариант б)

.

Суммарные амортизационные отчисления, тыс. руб..

Вариант а)

,

,

где p - норма амортизации, которая определяется с учетом срока полезного использования объекта /2, с.100/.

Вариант б)

.

Суммарные расходы на ремонт и обслуживание, тыс. руб..

Вариант а)

,

,

где p_э.р. - норма отчислений на ремонт и эксплуатацию /2, с.104/.

Вариант б)

.

Годовые потери активной мощности в линиях, кВт.

Вариант а)

,

,

где r₀ - удельное сопротивление проводов, Ом/км;

l - длина линии, км;

n_ц - количество цепей;

- расчетная мощность завода, МВА.

Вариант б)

.

Для определения годовых потерь энергии в линиях, найдем время использования максимума потерь ф_max, ч,

,

,

где T_max - время использования максимума активной нагрузки в год, ч /2, с. 65/.

Тогда годовые потери энергии в линиях, (кВт*ч)/год.

Вариант а)

,

.

Вариант б)

.

Годовые потери электроэнергии в трансформаторах, (кВт*ч)/год,

,

,

где ДP_х - потери холостого хода, кВт;

ДP_к - потери короткого замыкания, кВт;

n_Т - количество трансформаторов;

S_Т.НОМ - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Стоимость годовых потерь в линиях и трансформаторах, тыс. руб./год.

Вариант а)

,

где ДА', ДА'' - суммарные потери электроэнергии, соответственно зависящие и независящие от нагрузки;

в', в'' - стоимость 1 кВт·ч потерь, определяемая для показателей

и Т = 8760 ч. /4, с.222/.

Вариант б)

.

Суммарные ежегодные издержки, тыс. руб./год.

Вариант а)

,

.

Вариант б)

.

Приведенные затраты, тыс. руб./год.

Вариант а)

,

,

где Е_Н=0,125 1/год - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в электроэнергетику (при нормативном сроке окупаемости - 8 лет).

Вариант б)

.

Результаты расчетов занесем в таблицу 5

Таблица 5 Результаты расчета сравнения вариантов

Наименование показателя	Варианты
	а)	б)
Капитальные затраты (К), тыс. руб.	224,6	257,1
Ежегодные отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание (И), тыс. руб.	30,9	34,1
Стоимость годовых потерь электроэнергии, (ИЭ), тыс. руб.	6,59	7,29
Приведенные затраты (З), тыс. руб./год	59,0	66,2

Анализируя данные, приведенные в таблице 5, видно, что расхождение технико-экономических показателей вариантов более 5%, а это значит, что они не равноценны. Так как вариант а) (питание завода по одной двухцепной ЛЭП) более экономичен, чем вариант б) (питание завода по двум двухцепным ЛЭП), то выбираем вариант а).

3.5 Выбор местоположения главной понизительной подстанции

Местоположение главной понизительной подстанции (ГПП) определим методом картограммы нагрузок. Для этого определим координаты геометрического центра каждого здания и сведем их в таблицу 6. Тогда координаты ГПП определятся из следующих формул,

, .

Таблица 6 - Геометрические координаты центров зданий, м

№	1	1а	2	3	4	5	6	7	8	9
хi	570	456	234	96	609	528	444	384	342	15
yi	57	57	75	180	135	135	135	150	75	216
PЦУi	360	160	740	342	362	367	53	1168	88	4691
xi•PЦУi	205200	72960	173160	32832	220458	193776	23532	448512	30096	70365
yi•PЦУi	20520	9120	55500	61560	48870	49545	7155	175200	6600	1013256

№	10	11	12	13	14	15	16	17	сумма
хi	546	258	546	180	42	606	519	354	-
yi	234	228	324	402	42	396	396	396	-
PЦУi	2092	443	1337	251	675	1376	208	1414	16153
xi•PЦУi	1142232	114294	730002	45180	28350	833856	107952	500556	4973313
yi•PЦУi	489528	101004	433188	100902	28350	544896	82368	559944	3787506

Определяем координаты ГПП, м,

, .



Рисунок 3 - Схема расположения ГПП (1мм/5м)

4. Проектирование схемы внутреннего электроснабжения промышленного предприятия

4.1 Выполнение эскиза схемы с указанием распределительных пунктов и трансформаторных подстанций цехов

Проектирование систем внутреннего электроснабжения начинаем со схематичного расположения прокладываемых КЛ по территории завода, а также указания расположения трансформаторных подстанций (ТП).

Рисунок 4 - Схема внутреннего электроснабжения предприятия

На рисунке 4 штриховыми линиями показаны кабельные линии напряжением 0,38 кВ, а сплошными линиями - 10,0 кВ. Крупными цифрами от 1 до 17 обозначены заводские цеха, а мелкими от 1 до 8 номера ТП. Остальные цифры - полные мощности всех цехов, кВА.

4.2 Выбор сечения кабельных линий

КЛ и их сечения выбираем:

- по экономической плотности тока;

- по допустимому току;

Выбранный по нормальному режиму кабель проверяют:

- на термическую стойкость;

- на потери напряжения.

Определим сечения КЛ для каждого участка и проверим их по техническим условиям. Расчет покажем на примере участка КЛ от ГПП до ТП № 1, результаты расчетов по остальным участкам приведем в таблице 7.

Длительный ток по КЛ, А,

,

где - мощность передаваемая от ГПП к ТП1, кВА,

,

,

.

Предварительное сечение кабеля, мм²,

,

,

где j_Э - нормированная плотность тока /2, табл.4.1/ для кабеля с бумажной изоляцией, А/мм².

Выбираем кабель ААБ-10-3Ч50 по /5, с.674/ с сечением равным 50 мм². Для этого кабеля погонные параметры составят:

r₀=0,62 Ом/км, х₀=0,090 Ом/км, I_доп=170 А.

Проверим выбранный кабель по нагреву при протекании токов КЗ.

Периодическая составляющая тока КЗ, кА,

,

,

где Z_КЗ - сопротивление от источника до точки КЗ, Ом.

,

где - сопротивление питающей системы, Ом (см. стр. 16);

- сопротивление ЛЭП 35 кВ, Ом (см. стр. 13);

- сопротивление трансформаторов ГПП на стороне 35 кВ;

- сопротивление КЛ завода, Ом;

- коэффициент трансформации соответствующей ступени.

Сопротивление двухобмоточного трансформатора на ГПП, ТДНC-16000/35 /5,с.690/, Ом,

,

.

Сопротивление КЛ , Ом,

,

.

где - длина участка КЛ (см. рисунок 4), км.

Тогда суммарное сопротивление, Ом,

Максимальный тепловой импульс КЛ, кА²·с,

,

,

где Т_а - постоянная времени затухания периодической составляющей тока КЗ выбранная по /6, с. 150/;

t_отк - полное время отключения,

,

.

Минимальное сечение по условию термической стойкости, мм²,

,

,

где С - функция значение которой выбирается по /6, с.192/.

Выбранное сечение кабеля проходит по нагреву 50>21,6.

Теперь проверим сечение по допустимой потере напряжения.

Потеря напряжения в нормальном режиме работы, %,

,

,

где и - суммарные активная и реактивная мощности, протекающие по участку КЛ от ГПП до ТП №1 (определено по таблице 3).

Потеря напряжения в послеаварийном режиме работы, при обрыве одной цепи КЛ, %,

,

.

Выбранное сечение КЛ удовлетворяет проверке по допустимой потере напряжения.

Таблица 7 - Результаты расчета проверок для КЛ 10 кВ

Участок	Si-j	nЦ	Iрасч, А	FКЛ, мм2	ZКЗ, Ом	IПО, кА	BК, кА2·с	Fтер, мм2
ГПП- ТП1	2334	2	67,4	48,1	1,12	5,41	4,69	21,6
ГПП- ТП4	5910	2	170,6	121,9	1,10	5,51	4,86	22,0
ГПП-ТП6	2259	2	65,2	46,6	1,09	5,56	4,95	22,2
ГПП-ТП7	1179	2	34,0	24,3	1,12	5,41	4,69	21,6
ГПП-ТП8	7280	2	210,2	150,1	1,11	5,46	4,77	21,8

Участок	Тип	l, км	R0, Ом/км	X0, Ом/км	ZКЛ, Ом	Pi-j, кВт	Qi-j, квар	?U%П/АВ
ГПП- ТП1	2ЧААБ-10-3Ч50	0,213	0,620	0,090	0,133	1302	1936,8	0,19
ГПП- ТП2	2ЧААБ-10-3Ч120	0,233	0,258	0,076	0,063	5013	3130,8	0,32
ГПП-ТП6	2ЧААБ-10-3Ч50	0,067	0,620	0,090	0,040	1665	1527,3	0,08
ГПП-ТП7	2ЧААБ-10-3Ч25	0,127	1,24	0,099	0,158	828	839,3	0,12
ГПП-ТП8	2ЧААБ-10-3Ч150	0,347	0,206	0,079	0,075	5737	4481,8	0,48

Расчет кабелей 0,38 кВ:

Расчет кабелей 0,38 кВ производится аналогично кабелям 10 кВ (см. выше), за исключением определения сопротивления от источника до точки КЗ, Ом,

,

где - сопротивление питающей системы, Ом;

- сопротивление ЛЭП 35 кВ, Ом;

- сопротивление трансформаторов на 35 кВ (ПС, приведенное к стороне 35 кВ) и 10 кВ (ГПП);

- сопротивление КЛ 10 кВ завода, Ом;

- коэффициент трансформации соответствующих ступеней;

- сопротивление КЛ 0,38 кВ Ом.

Расчет покажем на примере участка КЛ от ТП до здания 4, результаты расчетов по остальным участкам приведем в таблице 8.

Длительный ток по КЛ, А,

,

где - мощность передаваемая от ТП 1 к зданию 4, кВА,

,

.

Предварительное сечение кабеля, мм²,

.

Выбираем кабель ААБ-0,38-3Ч185 по /5, с.674/ с сечением равным 185 мм². Для этого кабеля погонные параметры составят:

r₀=0,167 Ом/км, х₀=0,0596 Ом/км.

Проверим выбранный кабель по нагреву при протекании токов КЗ.

Периодическая составляющая тока КЗ, кА,

,

,

Сопротивление двухобмоточного трансформатора на ТП 1, ТМ-2500/10 (см. стр. 29), Ом,

.

Сопротивление КЛ , Ом,

.

где - длина участка КЛ (см. рисунок 4), км.

Тогда суммарное сопротивление, Ом,

Максимальный тепловой импульс КЛ, кА²·с,

,

,

Минимальное сечение по условию термической стойкости, мм²,

,

,

Выбранное сечение кабеля проходит по нагреву 185>61,6.

Теперь проверим сечение по допустимой потере напряжения.

Потеря напряжения в нормальном режиме работы, %,

,

,

где и - суммарные активная и реактивная мощности, протекающие по участку КЛ от ТП до здания 4 (определено по таблице 3).

Потеря напряжения в послеаварийном режиме работы, при обрыве одной цепи КЛ, %,

,

.

Выбранное сечение КЛ удовлетворяет проверке по допустимой потере напряжения.

Таблица 8 - Результаты расчета проверок для КЛ 0,38 кВ

Участок	Тип	Si-j	nЦ	Iрасч, А	FКЛ, мм2	ZКЗ, Ом	IПО, кА	BК, кА2·с	Fтер, мм2	R0, Ом/км	X0, Ом/км	l, км	ZКЛ, Ом	Pi-j, кВт	Qi-j, квар	ДU, В	?U%П/АВ
ТП1-4	3ЧААБ-0,4-3Ч185	531,1	3	255	182,5	0,015	15,4	37,9	61,6	0,167	0,0596	0,067	0,012	362	389	4,64	2,32
ТП1-1	3ЧААБ-0,4-3Ч240	766,7	3	368	263	0,013	17,8	50,7	71,1	0,129	0,0587	0,067	0,009	520	563	5,56	2,78
ТП6-13	2ЧААБ-0,4-3Ч150	292,2	2	211	8,598	0,013	17,8	50,7	71,1	0,206	0,0596	0,047	0,010	251	150	3,52	1,76
ТП8-9	2ЧААБ-0,4-3Ч95	190,6	2	138	98	0,0295	7,83	9,8	31,3	0,326	0,0602	0,083	0,028	190,6	0	6,48	3,24
ТП8-3	3ЧААБ-0,4-3Ч185	530,6	3	255	182	0,0097	23,8	90,6	95,2	0,167	0,0596	0,037	0,006	342	405	2,48	1,24

4.3 Выбор цеховых трансформаторов

Для выбора номинальной мощности цеховых трансформаторов, определяем предварительно мощность трансформаторов при аварийной перегрузке в ТП1, кВ·А,

,

,

где k_ав - коэффициент аварийной перегрузки.

Выбираем 2 трансформатора ТМ-2500/10 /3, c. 126/. Характеристики трансформатора приведены в таблице 10.

Коэффициент загрузки трансформатора,

,

.

Коэффициент после аварийной перегрузки трансформатора,

,

.

Выбор остальных цеховых трансформаторов сведем в таблицу 9.

Таблица 9 - Выбор цеховых трансформаторов

№ ТП						Тип трансформатора
ТП 1	2334	1667	2500	94	47	2ЧТМ-2500/10
ТП 2	2356	1683	2500	94	47	2ЧТМ-2500/10
ТП 3	1519	1085	1600	95	47	2ЧТМ-1600/10
ТП 4	2065	1475	1600	129	65	2ЧТМ-1600/10
ТП 5	2171	1551	1600	136	68	2ЧТМ-1600/10
ТП 6	2259	1614	2500	90	45	2ЧТМ-2500/10
ТП 7	1179	842	1000	118	59	2ЧТМ-1000/10
ТП 8	7280	5200	2500	58	73	5ЧТМ-2500/10

Таблица 10 - Характеристики трансформаторов

№ ТП	Тип тр-ра	Uном, кВ	Потери, кВт	uк, %	ix, %	Цена, тыс. руб.
		ВН	НН	?Px	?Pк
ТП1, ТП2, ТП6, ТП8	ТМ-2500/10	10	0,4	3,85	23,5	6,5	1	5,8
ТП 3, ТП 4, ТП 5	ТМ-1600/10	10	0,4	3,3	16,5	5,5	1,3	4,15
ТП7	ТМ-1000/10	10	0,4	2,45	11	5,5	1,4	2,965

Сопротивление трансформаторов /5, c. 688/, Ом,

ТМ-2500/10: ,

ТМ-1600/10: ,

ТМ-1000/10: .

Исходя из выбранных трансформаторов, выбираем следующие комплектные трансформаторные подстанции /3, с. 532/.

Таблица 11 - Выбор КТП

Узел	Тип КТП	Цена шкафов на стороне 10кВ, руб.	Цена шкафов на стороне 0,4кВ, руб.	Общая цена, тыс. руб.
ТП1	2хКТП-2500	930	5200	6,13
ТП2	2хКТП-2500	930	5200	6,13
ТП3	2х КТП-1600	930	5200	6,13
ТП4	2х КТП-1600	930	5200	6,13
ТП5	2х КТП-1600	930	5200	6,13
ТП6	2хКТП-2500	930	5200	6,13
ТП7	2хКТП-1000	570	1310	1,88
ТП7	5хКТП-2500	930	5200	6,13

4.4 Расчет токов КЗ для выбора коммутационного оборудования

Выбор разъединителей и проверка выключателей на высокой стороне ГПП

На стороне ВН выбираем выключатель типа ВВУ-35А-40/3150У1 и разъединитель типа РНДЗ.2-35/1000У1 /3, с.269/, их основные характеристики приведены в таблице 12.

Определим параметры для выбора оборудования:

1. Номинальное напряжение 35 кВ;

2. Рабочий ток максимального режима, А,

,

.

3. Проверка по электродинамической стойкости

Ударный ток, кА,

,

,

где - ударный коэффициент /6, с.150/,

Периодическая составляющая тока КЗ, кА,

,

где Z_КЗ - сопротивление от источника до точки КЗ (см. с. 16);

4. Проверка по термической стойкости

Максимальный тепловой импульс, кА²·с,

,

где Т_а - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ выбранная по /6, с. 150/;

t_отк - полное время отключения,

.

Таблица 12 - Основные характеристики разъединителя и выключателя

Условия выбора	ВВУ-35А40/3150У1	РНДЗ.2-35/1000У1	Расчетные параметры
Uном ? Uрасч, кВ	35	35	35
Iном.откл ? Iрасч.КЗ, кА	40	-	4,38
Iном ? Iраб мах, кА	2000	1000	142
Iпр скв ? iу, кА	102	63	9,96
I2тер·tтер?BK, кА2·с	402·3=4800	252·4=2500	3,26

Выбранные выключатели и разъединители удовлетворяют всем условиям проверки.

Выбор выключателей и разъединителей на низкой стороне ГПП

На стороне НН выбираем выключатель типа ВВЭ-10-20/1600У3 /3, с.232/ и разъединитель типа РВРЗ-III-2-10/2000 У3 /3, с.264/, их основные характеристики приведены в таблице 13.

Определим параметры для выбора оборудования:

1. Номинальное напряжение 10 кВ;

2. Рабочий ток максимального режима, А,

,

.

3. Проверка по электродинамической стойкости

Ударный ток, кА,

,

,

где - ударный коэффициент /6, с.150/;

Периодическая составляющая тока КЗ, кА,

,

,

где Z_КЗ - сопротивление от источника до точки КЗ, Ом,

,

,

где - сопротивление питающей системы, Ом (см. с.16);

- сопротивление ЛЭП 35кВ, Ом (см. с. 13);

- сопротивление трансформаторов ГПП на стороне 35 кВ (см. с. 15);

- коэффициент трансформации соответствующей ступени.

4. Проверка по термической стойкости

Максимальный тепловой импульс, кА²·с,

,

,

где Т_а - постоянная времени затухания периодической составляющей тока КЗ выбранная по /6, с. 150/;

t_отк - полное время отключения,

,

.

Таблица 13 - Основные характеристики разъединителя и выключателя

Условия выбора	ВВЭ-10-20/1600У3	РВРЗ-III-2-10/2000 У3	Расчетные параметры
Uном ? Uрасч, кВ	10	10	10
Iном.откл ? Iрасч.КЗ, кА	20	-	5,63
Iном ? Iраб

курсовая работа "Проектирование схемы электроснабжения промышленного предприятия" скачать

Подобные документы

• Разработка электроснабжения промышленного предприятия

  Категория 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 27.11.2009
  

• Проектирование системы внутреннего электроснабжения предприятия

  Определение 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 24.04.2015
  

• Проектирование системы электроснабжения цеха промышленного предприятия

  Общие требования к электроснабжению объекта. Составление схемы электроснабжения цеха, расчет нагрузок. Определение количества, мощности и типа силовых трансформаторов, распределительных линий. Выбор аппаратов защиты, расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [343,3 K], добавлен 01.02.2014
  

• Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия

  Определение расчетных электрических нагрузок по цехам промышленного предприятия. Расчет и технико-экономический анализ системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода. Выбор и проверка электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей.
  
  дипломная работа [941,7 K], добавлен 22.12.2012
  

• Сеть для электроснабжения группы потребителей

  Проектирование сети для электроснабжения промышленного района. Выбор наиболее экономически целесообразного варианта, отвечающего современным требованиям. Определение параметров сети, конфигурации и схемы, номинального напряжения, мощности трансформаторов.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.05.2014
  

• Выбор системы электроснабжения промышленного предприятия

  Определение категорий потребителей на заводе. Выбор номинального напряжения. Построение графиков нагрузок. Выбор места расположения главной понизительной подстанции и цеховых трансформаторных подстанций. Расчет сетей внешнего электроснабжения завода.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.05.2012
  

• Проектирование электроснабжения химического завода

  Характеристика 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 25.06.2012
  

• Разработка системы электроснабжения цеха промышленного предприятия

  Разработка типовой системы электроснабжения цеха промышленного предприятия, где установлены группы единиц промышленного оборудования, являющихся потребителями электроэнергии. Выбор рационального напряжения, числа, типа и мощности трансформаторов.
  
  реферат [114,2 K], добавлен 09.07.2014
  

• Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак"

  Расчет 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 13.03.2010
  

• Электроснабжение на предприятии

  Расчет 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 26.10.2008
  

• Проектирование внутризаводской системы электроснабжения

  Требования к надёжности электроснабжения. Выбор напряжения, типа трансформаторов, цеховых трансформаторных подстанций и схемы электроснабжения предприятия. Автоматизированное проектирование внутризаводской электрической сети. Проверка силовой аппаратуры.
  
  дипломная работа [483,7 K], добавлен 24.06.2015
  

• Электроснабжение машиностроительного завода

  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 30.04.2012
  

• Электроснабжение промышленного предприятия

  Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения предприятия. Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора. Компенсация реактивной мощности. Расчет осветительной сети. Выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения.
  
  курсовая работа [466,9 K], добавлен 01.05.2011
  

• Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия

  Определение электрических нагрузок цеха. Расчётная активная осветительная и реактивная нагрузка. Высота подвеса светильников, число и мощность цеховых трансформаторов. Выбор конструктивного исполнения трансформаторной подстанции и схемы её присоединения.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.06.2011
  

• Проектирование главной понизительной подстанции промышленного предприятия

  Расчет центра электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения ГПП и территориально-распределенных потребителей. Определение мощности и места установки компенсирующих устройств. Выбор проводов линий и кабельных линий. Расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [417,2 K], добавлен 17.05.2011
  

• Проектирование системы электроснабжения машиностроительного завода

  Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия, обеспечивающей требуемое качество электроэнергии и надёжность электроснабжения потребителей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор основных параметров, расчет токов.
  
  дипломная работа [767,7 K], добавлен 17.02.2015
  

• Проектирование системы электроснабжения завода

  Проектирование внутреннего электроснабжения завода и низковольтного электроснабжения цеха. Расчет центра электрических нагрузок. Выбор номинального напряжения, сечения линий, коммутационно-защитной аппаратуры электрических сетей для механического цеха.
  
  дипломная работа [998,0 K], добавлен 02.09.2009
  

• Электроснабжение промышленного предприятия на примере ОАО "Сумыхимпром"

  Описание схемы электроснабжения промышленного предприятия ОАО "Сумыхимпром". Характеристика трансформаторов и схем первичных соединений на главных понизительных подстанциях предприятия. Анализ релейной защиты и схемы автоматического включения резерва.
  
  отчет по практике [1,8 M], добавлен 17.06.2011
  

• Расчет и выбор аппаратов системы электроснабжения участка промышленного предприятия

  Характеристика электродвигателей производственных механизмов автоматизированных технологических линий. Расчет токов короткого замыкания. Проверка автоматических выключателей и элементов сети. Определение электрических нагрузок промышленного предприятия.
  
  курсовая работа [155,1 K], добавлен 24.01.2016
  

• Релейная защита промышленного предприятия

  Изучение схемы распределительной сети электрической энергии промышленного предприятия и виды его нагрузки. Выбор типов защит всех элементов схемы в соответствии с ПУЭ. Изображение схемы релейной защиты трансформатора и двигателя, расчет сечения провода.
  
  курсовая работа [537,1 K], добавлен 29.10.2010
  

Другие документы, подобные "Проектирование схемы электроснабжения промышленного предприятия"

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