Электроснабжение тракторостроительного завода
Разработка силовой сети цеха. Определение электрических нагрузок. Выбор цеховых трансформаторов и расчёт компенсации реактивной мощности. Построение картограммы электрических нагрузок. Расчет токов короткого замыкания. Измерения и учет электроэнергии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.07.2015 |
| Размер файла | 390,8 K |
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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра: "Электроснабжение"
Курсовой проект
Электроснабжение тракторостроительного завода
Минск 2007
Содержание
Оборудование цеха
Введение
1. Разработка силовой сети цеха
2. Определение электрических нагрузок
3. Выбор цеховых трансформаторов и расчёт компенсации реактивной мощности
3.1 Выбор цеховых трансформаторов и конденсаторных установок и определение потерь в трансформаторах
3.2 Расчёт экономического значения реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы
4. Построение картограммы электрических нагрузок
5. Разработка схемы электроснабжения предприятия на напряжение выше 1 кВ
6. Расчет токов короткого замыкания
7. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ
8. Электрические измерения и учет электроэнергии
Литература
Оборудование цеха
|
№ на плане |
Оборудование |
Количество |
Механическая мощность, кВт |
|
|
3 |
Вибрационный пресс |
1 |
0,6 |
|
|
4 |
Ножницы ручные |
1 |
0,6 |
|
|
5 |
Кривошипный пресс |
1 |
0,6 |
|
|
6 |
Радиально сверлильный |
1 |
3 |
|
|
7,8 |
Винтовой пресс |
2 |
0,6 |
|
|
9 |
Притирочный станок |
1 |
0,6 |
|
|
10,11,12 |
Вертикально сверлильный |
15 |
3 |
|
|
13,14,15 |
Настольно сверлильный |
17 |
0,6 |
|
|
16 |
Заточной станок |
3 |
1,45 |
|
|
17 |
Листогибочная машина |
2 |
4 |
|
|
18 |
Ленточно-шлифовальный |
1 |
4 |
|
|
19 |
Копировально-фрезерный |
5 |
7 |
|
|
20 |
Вертикально сверлильный |
1 |
6,3 |
|
|
21 |
Широкоуниверсальн фрез |
1 |
14 |
|
|
22,23 |
Токарно винторезный |
2 |
11 |
|
|
24 |
Кругошлифовальный |
1 |
11 |
|
|
25,26 |
Плоскошлифовальный |
1 |
7 |
|
|
27 |
Универс круглошлиф |
2 |
4,5 |
|
|
28,29,30,31 |
Широкоуниверсальн фрез |
1 |
11,7 |
|
|
32,33,34,35 |
Токарно винторезный |
4 |
4,6 |
|
|
36 |
Зубофрезерный станок |
4 |
5,5 |
|
|
37,38,39,40,41 |
Вертикально сверлильный |
1 |
4 |
Введение
В республике Беларусь мощнейшим потребителем электрической энергии является промышленность. На долю промышленности приходится около 61% всей потребляемой электроэнергии в стране.
С помощью электрической энергии освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами, приводятся в движение миллионы станков и механизмов и многое другое.
Целью данной курсовой работы является проектирование системы электроснабжения силового оборудования цеха промышленного предприятия. В ходе ее выполнения были выбраны электродвигатели станков, их коммутационные и защитные аппараты, сформирована схема электроснабжения, определены электрические нагрузки, токи короткого.
При разработке системы электроснабжения применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования, использовано современная вычислительная техника.
Приведенные в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.
1. Разработка силовой сети цеха
Выбор электродвигателей и их мощности.
Выбор электродвигателей для привода производственных механизмов производим с соблюдением следующих условий:
ь наиболее полное соответствие электродвигателя механизму по механическим свойствам;
ь соответствие электродвигателя параметрам питающей сети;
ь соответствие электродвигателя условиям окружающей среды (по конструктивному исполнению);
ь максимальное использование мощности электродвигателя в процессе работы.
Выбор по мощности производим по условию:
,(1.1)
где - номинальная активная мощность электродвигателя, кВт;
- мощность на валу исполнительного механизма, кВт.
Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению:
,(1.2)
где PН - номинальная мощность двигателя, кВт;
UН - номинальное напряжение, В;
Н - КПД при номинальной нагрузке;
cos ?н?- номинальный коэффициент мощности.
Пусковой ток двигателя:
,(1.3)
где кпуск - кратность пускового тока по отношению к IН.
Электроснабжение электропривода производственных механизмов будет осуществляться по одной из схем показанных на рис. 1.(а, б).
Рис. 1. Схемы электроснабжения приводов
Выбор коммутационных и защитных аппаратов
- условие выбора магнитных пускателей:
Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ с тепловыми реле типа РТЛ. Условие выбора магнитного пускателя:
,(1.4)
где IНП - номинальный ток пускателя, А;
IНОМ - номинальный ток электродвигателя, A.
- условия выбора теплового реле:
,(1.5)
,(1.6)
где IН,Т,Р. - номинальный ток теплового реле, А;
IСР.Т.Э. - ток срабатывания теплового элемента реле, А.
Электрические сети и электроприемники необходимо защищать от токов короткого замыкания и от длительных токовых перегрузок.
В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий следует широко применять плавкие предохранители.
Автоматы должны устанавливаться только в следующих случаях:
- необходимость автоматизации управления;
- необходимость обеспечения более скорого по сравнению с предохранителями восстановления питания, если при этом не имеют решающего значения вероятность неселективных отключений и отсутствие эффекта ограничения тока короткого замыкания;
- частые аварийные отключения.
Проанализировав все выше изложенное, принимаем решение - выполнить защиту электродвигателей автоматическими выключателями серии ВА с комбинированным расцепителем, которые выбираются по следующим условиям:
- условия выбора автоматического выключателя:
,(1.7)
,(1.8)
где IНА - номинальный ток автомата, А;
IН.Т.Р. - номинальный ток расцепителя, А.
Ток срабатывания электромагнитного расцепителя IСР проверяется по максимальному кратковременному току линии IПИК:
(1.9)
Для подключения электроприемников к распределительным шинопроводам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которая осуществляется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.
- условия выбора предохранителя:
Номинальный ток плавкой вставки IВ предохранителя определяется:
1) по величине длительного расчетного тока IР:
,(1.10)
где IР - расчетный ток, А.
2) по условию перегрузок пусковыми токами:
,(1.11)
где IПИК - максимальный кратковременный (пиковый) ток, A;
- коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска принимается равным 2,5, при тяжелых - 1,6 …2,0, для ответственных потребителей - 1,6.
При выборе предохранителя для одного электродвигателя в качестве IР принимается его номинальный ток IН, а в качестве IПИК - пусковой ток IПУСК.
При числе электроприемников в группе больше одного расчетный ток IР может быть определен по методу расчетных коэффициентов. Исходной информацией для выполнения расчетов по данному методу является перечень электроприемников с указанием их номинальных мощностей PН.
Для каждого электроприемника по справочной литературе подбираются средние значения коэффициентов использования Ки, активной (cos ?) ?и реактивной (tg ?) ?мощности. При наличии интервальных значений Ки рекомендуется принимать большее. Расчетная активная нагрузка группы электроприемников определяется по выражению:
,(1.12)
где КР - коэффициент расчетной нагрузки.
Величина КР принимается по [1] в зависимости от эффективного числа электроприемников nЭ и группового коэффициента использования Ки.
Эффективное число электроприемников определяется по формуле
,(1.13)
где PНi - номинальная мощность i-го электроприемника, кВт;
n - действительное число электроприемников в группе.
Для группы электроприемников различных категорий, т.е. с разными Ки, средневзвешенный коэффициент использования находится по формуле:
(1.14)
Расчетная реактивная нагрузка группы электроприемников определяется следующим образом:
,(1.15)
где кР` - расчетный коэффициент, при кР` =1,1; при кР` =1.
Тогда расчетный ток для группы электроприемников:
(1.16)
где UH - номинальное напряжение сети, В.
Пиковый ток группы определяется по формуле:
,(1.17)
где IПУСК.М. - наибольший из пусковых токов приемников в группе, А;
IНМ - номинальный ток электроприемника, имеющего максимальный пусковой ток, А;
КиМ - коэффициент использования, характерный для приемников с IПУСК.М.
По селективности номинальные токи расцепителей автоматов, расположенных последовательно по направлению потока мощности, должны различаться не менее чем на одну ступень.
- условия выбора питающих линий:
Сечение проводов, питающих электроприемник от РП, определяется по следующим условиям:
1) по допустимому нагреву:
,(1.18)
где IДОП - допустимый ток по нагреву, А;
КП - поправочный коэффициент по условиям прокладки. По [3] КП=1.
2) соответствия аппарату максимальной токовой защиты:
,(1.19)
где КЗ - принятая в соответствии с ПУЭ кратность IДОП /IЗ; По [3]принимаем для плавкого предохранителя КЗ =0,33; для исспользуемых автоматических выключателей типа ВА 51Г КЗ =1;
IЗ - номинальный ток (ток срабатывания) защитного аппарата, А.
Покажем выбор электрооборудования на примере.
Пример расчета однодвигательного потребителя - вибрационный пресс РМЕХ=0,6 кВт, обозначенный на плане №3.
В соответствии с условием (1.1):
Рн 0,6 кВт
По [1]выбираем электродвигатель АИР71А4 c PН = 0,75 кВт; cos ?н = 0,73; Н = 73%; IП/IН =5.
По формуле (1.2):
По формуле (2.3)
В соответствии с условием (2.4) по [1] выбираем магнитный пускатель
ПМЛ 110004 с IНП = 10 А
По условиям (1.5) и (1.6) по [2] выбираем тепловое реле РТЛ100704 с IН.Т.Р. = 25 А и пределами регулирования тока теплового элемента 1,5-2,6 А.
По условиям (1.7) и (1.8) по [1] выбираем предохранитель ППН33/6
;
.
По условиям (1.10) и (1.11) по [1] и с учетом выполнения условия селликтивности выбираем предохранитель ППН-33/8 с IВ =8 А.
По условиям (1.18) и (1.19) по [1] на участке ШР-QF выбираем провод АПВ-5(12) с IДОП =15 А
;
.
По условиям (1.18) и (1.19) по [1] на участке QF- M выбираем провод АПВ-5(12) с IДОП =19 А
;
Двухдвигательный потребитель - радиально сверлильный станок с РМЕХ =3 кВт, обозначенный на плане №6.
По условию (1.1) по [1] выбираем электродвигатели АИР80A4 c PН = 1,1 кВт; cos ?н = 0,81; Н =78%; IП/IН =5,5 и АИР90L4 c PН =2,2кВт; cos ?н =0,81;
Н =81%; IП/IН =5,5.
Рн1+ Рн2Рмех;
1,1+2,2 кВт 3,3 кВт
По формулам (1.2) и (1.3) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника.
;
;
;
.
В соответствии с условием (1.4) по [1] выбираем следующие магнитные пускатели: ПМЛ 110004 с IНП=10А - для первого электродвигателя.
;
и для второго электродвигателя: ПМЛ 110004 с IНП=10А
По условиям (1.5) и (1.6) по [2] выбираем тепловые реле РТЛ101204 с IН.Т.Р. = 25 А и пределами регулирования тока теплового элемента 5,5-8,0 А
;
и РТЛ101204 с IН.Т.Р. = 25 А и пределами регулирования тока теплового 2,4-4,0 А.
По условиям (1.7) и (1.8) по [1] выбираем для первого двигателя предохранитель ППН33/12
;
.
Для второго двигателя выбираем предохранитель ППН33/6
;
.
По [1] для расточного станка определяем средневзвешенный коэффициент использования
Коэффициент активной мощности cos?н=0,81 коэффициент реактивной мощности tg?н= 0,72
Так как отношение мощности наибольшего двигателя к мощности наименьшего 2,2/1,1 меньше 3, то принимаем nЭ =n=2.
По[1] определяем коэффициент расчетной нагрузки КР=f( Ки=0,15;nЭ =2) принимаем КР=4,34
По выражению (1.3) определяем расчетную активную нагрузку:
По выражению (1.6) определяем расчетную реактивную нагрузку:
Расчетный ток группы электроприемников по (17):
Определим кратковременный ток:
По условиям (2.10) и (2.11) по [1] выбираем плавкий предохранитель ППН-33/16 с
;
По условиям (1.18) и (1.19) по [1] на участке ШР-QF выбираем провод АПВ-5(12) с IДОП =15 А
;
По условиям (1.18) и (1.19) по [1] на участке QF- M1 для первого электродвигателя выбираем провод АПВ-5 (12) с IДОП =15 А
;
и для второго электродвигателя на участке QF- M2 выбираем провод
АПВ-5(12,5) с IДОП =19 А
;
.
Таблица 1. Электродвигатели, коммутационные и защитные аппараты
Определение электрических нагрузки для групп электроприемников.
Расчет электрических нагрузок для группы электроприемников произведем методом расчетных.
Разбиваем электроприемники цеха на группы, покажем это в виде таблицы 2.
Таблица 2. Исходные данные расчета эл. нагрузок
|
№ на плане |
Оборудование |
Кол-во |
Pн, кВт |
Ки |
tg |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Группа №1 |
||||||
|
4 |
Ножницы ручные |
1 |
0,75 |
0,16 |
0,683 |
|
|
5 |
Пресс кривошипный |
1 |
0,75 |
0,16 |
0,683 |
|
|
6 |
Радиально-сверлильный станок |
1 |
2,2 |
0,16 0,16 |
0,586 |
|
|
1,1 |
0,586 |
|||||
|
7,8 |
Пресс винтовой |
2 |
1,5 |
0,16 |
0,683 |
|
|
9 |
Притирочный станок |
1 |
0,75 |
0,16 |
0,683 |
|
|
10,11,12 |
Вертикально-сверлильной станок |
15 |
33 |
0,16 0,16 |
0,586 |
|
|
16,5 |
0,586 |
|||||
|
13,14,15 |
Настольно-сверлильный станок |
3 |
2,25 |
0,16 |
0,683 |
|
|
16 |
Заточной станок |
1 |
1,5 |
0,16 |
0,557 |
|
|
18 |
Ленточно-шлифовальный |
1 |
4 |
0,3 |
0,542 |
|
|
19 |
Копировально-фрезерный |
1 |
7,5 |
0,16 |
0,510 |
|
|
20 |
Вертикально-сверлильный |
1 |
5,5 |
0,16 0,16 |
0,474 |
|
|
1,1 |
0,586 |
|||||
|
21 |
Широкоуниверсальный фрезерный |
1 |
11 |
0,16 0,16 |
0,493 |
|
|
3 |
0,557 |
|||||
|
22,23 |
Токарно-винторезный |
2 |
15 |
0,16 0,16 |
0,474 |
|
|
8 |
0,542 |
|||||
|
24 |
Круглошлифовальный |
1 |
15 |
0,16 0,16 |
0,474 |
|
|
8 |
0,542 |
|||||
|
25,26 |
Плоскошлифовальный станок |
2 |
15 |
0,3 |
0,510 |
|
|
27 |
Универсальн. круглошлифовальн. |
1 |
5,5 |
0,3 |
0,474974 |
|
|
28,29,30,31 |
Токарно-винторезный |
4 |
44 |
0,16 0,16 |
0,493 |
|
|
3 |
0,683 |
|||||
|
Группа №2 |
||||||
|
3 |
Универс вибрационн пресс |
1 |
0,75 |
0,16 |
0,683 |
|
|
13,15 |
Настольно-сверлильный станок |
14 |
10,5 |
0,16 |
0,683 |
|
|
16 |
Заточной станок |
2 |
3 |
0,16 |
0,557 |
|
|
17 |
Листосгибочная машина |
3 |
12 |
0,16 |
0,542 |
|
|
18 |
Ленточно-шлифовальный станок |
2 |
8 |
0,3 |
0,542 |
|
|
19 |
Копировально-фрезерный станок |
4 |
30 |
0,16 |
0,510 |
|
|
Группа №3 |
||||||
|
32,33,34,35 |
Токарно-винторезный |
4 |
16 |
0,16 0,16 |
0,542 |
|
|
3 |
0,683 |
|||||
|
36 |
Зубофрезерный станок |
1 |
4 |
0,17 0,17 |
0,542 |
|
|
1,5 |
0,557 |
|||||
|
37,38,39,40,41 |
Широкоуниверсальный фрезерный |
5 |
15 |
0,16 0,16 |
0,557 |
|
|
5,5 |
0,586 |
В качестве примера произведем расчет электрических нагрузок для 3-ей группы электроприемников. Данные об электроприемниках, входящих в данную группу, приведены в таблице 2.
По формуле (2.14) определяем групповой коэффициент использования:
По формуле (2.13) определяем эффективное число электроприемников
Принимаем nЭ = 7.
По [1] определяем коэффициент расчетной нагрузки
КР=f( Ки=0,1622;nЭ =7)=1,74.
По выражению (13) определяем расчетную активную нагрузку:
По выражению (16) определяем расчетную реактивную нагрузку
(1.20)
Расчетный ток группы электроприемников по (17):
Расчет нагрузки для остальных групп электроприемников и всего цеха в целом аналогичен, результаты расчета электрических нагрузок представлены в таблице 3.
Таблица 3. Электрические нагрузки
|
№ группы |
Число станков в группе |
Ки |
nэ |
Кр |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
Iр. А |
|
|
1 |
66 |
0,177 |
32 |
1,1 |
38,9 |
22 |
44,7 |
68 |
|
|
2 |
25 |
0,178 |
13 |
1,45 |
16,36 |
7,53 |
18 |
27,4 |
|
|
3 |
20 |
0,162 |
7 |
1,74 |
6,92 |
2,98 |
7,53 |
11,46 |
|
|
весь цех |
62,18 |
32,5 |
70,2 |
106,8 |
|||||
|
освещение |
0,95 |
44,3 |
76,8 |
88,7 |
134,9 |
||||
|
весь цех с освещением |
106,48 |
109,3 |
158,9 |
241,7 |
Установленная активная мощность осветительной нагрузки помещения определяется по формуле:
(1.21)
где Кс - коэффициент спроса осветительной нагрузки, принимаем Кс=0,95;
Ру - удельная активная мощность осветительной нагрузки;
F - площадь цеха, м2;
n - количество этожей, шт.;
,(1.22)
где Рут - удельная табличная активная мощность осветительной нагрузки
Ен - фактическая (требуемая) освещенность цеха, лк;
? - КПД осветительной установки устанавливаемой в цехе.
(1.23)
где Р - установленная мощность цеха, кВт;
КF - плотность электрической нагрузки на один м2 производственной площади, принимается КF=0,15
Принимаем что в ремонтном цеху будут установлены светильники марки
РСП-13 - 400, ? = 0,71, с лампами ДРЛ 400.
для ДРЛ 400 ;.tg ?=1,732 с кривой силы света Д-1.
Высоту цеха принимаем hp= 4?6 м, и нормируемой освещенностью Ен=400 Лк, принимаем Рут=4,2 Вт/м2.
Установленную реактивную осветительную нагрузку определяем по формуле:
(1.24)
Выбор и расчет внутрицеховой электрической сети
Схемы электрических сетей должны обеспечивать необходимую надёжность питания потребителей, быть удобными в эксплуатации и при этом затраты на сооружение линий, расход проводникового материала и потери электрической энергии должны быть минимальными.
Цеховые сети делятся на питающие, которые соединяют с ТП цеховые РУ (распределительные панели, щиты, шкафы, шинопроводы, пункты и т.п.), и распределительные, которые служат для питания силовых электроприёмников.
Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными. Учитывая достоинства и недостатки радиальных и магистральных схем, особенности их эксплуатации, применяются смешанные схемы электроснабжения, которые включают элементы той и иной схемы.
Запитка технологического оборудования, расположенного по производственной площади равномерно и рядами, осуществляется с помощью шинопроводов, которые представляют собой комплектные электротехнические устройства для внутрицеховой сети. Так как условия окружающей среды в цехах нормальные, то распределительные сети выполнены шинопроводами типа ШРА.
Произведём выбор распределительных шинопроводов, распределительных шкафов, силовых ящиков по условию, так чтобы номинальный ток распределительного оборудования не был менее расчётного тока, т.е.
.(1.25)
Произведём выбор распределительного шинопровода для 1-ой и 2-ой и 3-ей групп электроприемников. Номинальный ток шинопровода А1 согласно [1]:
Выбираем шинопровод типа ШРА4-100 с Iном=100 А и ящик типа ЯБПВУ-1м Iном=100 А. В данном ящике установлен предохранитель для защиты шинопровода от ненормальных режимов работы. Произведем выбор предохранителя установленного в ЯБПВУ-1м
1) по величине длительного расчетного тока IР:
,
2) по условию перегрузок пусковыми токами:
Принимаем предохранитель типа ППН-33/80, Iв.=80 А
Аналогичный выбор произведём для шинопровода 2-ой и 3-ей группы электроприемников. Шинопровод ШРА4-100, ящик силовой ЯБПВУ-1м, Iном=100 А. Произведем выбор предохранителя установленного в ЯБПВУ-1м
1) по величине длительного расчетного тока IР:
2-ая гр. ;
3-я гр. ;
2) по условию перегрузок пусковыми токами:
2-ая гр. ;
3-я гр.
Принимаем для 2-й группы предохранитель типа ППН-33/63, Iв.=63 А , а для 3-й группы ППН-33/25 Iн.п.=100 А ,Iв.=31,5А.
Результаты сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Распределительные устройства
|
№ группы |
тип |
Iн руб. А |
Iр, А |
|
|
1 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
68 |
|
|
2 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
27,4 |
|
|
3 |
ЯБПВУ-1м |
100 |
11,5 |
Произведем выбор предохранителей, защищающих распределительные устройства и расположенные в линейной панели распределительного пункта (РП), и кабелей, питающих РУ от РП.
Выбор производится согласно условиям (1.10), (1.11) для предохранителей и (1.18), (1.19) для кабелей и проводов.
Например, выбираем предохранитель для группы электроприемников №1:
;
Выбор предохраниеля осуществляем с учетом ступени селективности, принимаем предохранитель: ППН-33 с IВ=100 А
По условиям (1.18) и (1.19) по [1] на участке от РП до РУ выбираем кабель проложенный в земле:
;
Принемаем кабель типа АВВГ 1(4?10),
Таблица 5.
Предохранители и кабели распределительных устройств
|
№ группы |
Iр, А |
Предохранитель |
Кабель |
|||
|
Тип |
Iв, А |
марка |
Iдоп, А |
|||
|
1 |
68 |
ППН-33 |
100 |
АВВГ 1(4?10) |
70 |
|
|
2 |
27,4 |
ППН-33 |
80 |
АВВГ 1(4?2,5) |
29 |
|
|
3 |
11,5 |
ППН-33 |
32 |
АВВГ 1(4?2,5) |
29 |
В качестве линейной панели выбираем ПО6-94 с разъединителями и предохранителями 1002+2503, а в качестве вводной - П30 - 94, Iном=600А и с предохранителем ПН2-600/315, Iном.пр=630 А, IВ=315 А.
;
Выбираем линию питающую ремонтно-механический цех от ТП:
;
Принемаем кабель проложеный в земле типа АВВГ 1(4?95), .
2. Определение электрических нагрузок
При проектировании СЭС промышленных предприятий анализируются электроприемники, на основе чего определяются условия их рационального электроснабжения, применяемые схемы и конструкции электрических сетей, а также проводятся расчеты электрических нагрузок. Электрические нагрузки характеризуют электропотребление отдельных электроприемников, групп и предприятия в целом.
Определение силовых нагрузок по коэффициенту расчётной нагрузки проводится согласно "Указаниям по расчету электрических нагрузок " РТМ 36.18.32.4-92 ВНИПИ "Тяжпромэлектропроект".
Исходной информацией для выполнения расчетов является перечень электроприемников с указанием их номинальных (установленных) мощностей. Для каждого приемника электроэнергии по [1] определяем Ки и cos . При наличии в справочных таблицах интервальных значений рекомендуется брать больше.
По данному методу расчётная активная нагрузка цеха определяется по выражению:
(2.1)
где Рнi - номинальная активная мощность i-й группы, кВт;
kиi - коэффициент использования i-й группы;
kр - коэффициент расчётной нагрузки. Величина Кр принимается по [1] в зависимости от эффективного числа электроприёмников nэ и группового коэффициента использования kи .
Под эффективным числом электроприёмников понимается такое число однородных по режиму работы приёмников одинаковой мощности, которое обуславливает ту же величину расчётной нагрузки, что и группа различных по номинальной мощности и режиму работы электроприёмников. Его вычисляют по формуле
nэ= , (2.2)
где Рн.max. - номинальная мощность наиболее мощного электроприемника цеха, кВт. Найденное значение nэ округляем до ближайшего меньшего целого числа.
Если группы цеха имеют различный коэффициент использования, то вычисляем средневзвешенный коэффициент использования:
ku.св= (2.3)
Расчетную реактивную силовую нагрузку для цеха определяем по формуле:
Qр=kр (2.4)
где tg ?i - коэффициент реактивной мощности i-й группы цеха.
Расчетную осветительную нагрузку для цеха определяем по удельной нагрузке на единицу производственной площади по формуле:
(2.5)
где Pу - удельная осветительная нагрузка определяется в зависимости от освещенности, кривых силы света, коэффициентов отражения, коэффициента запаса, кВт/м2;
kc.о - коэффициент спроса освещения;
Расчетную реактивную осветительную нагрузку для цеха определяем по формуле:
(2.6)
где tg ?ламп - коэффициент реактивной мощности ламп.
Расчетную активную и реактивную нагрузку на напряжение до 1кВ определяем по выражениям:
; (2.7)
. (2.8)
Таким образом, исходные данные по каждому цеху заносим в таблицу, в которой указываем наименование оборудования и установленную мощность этого оборудования.
Так же по [1] определяем kи и cos для каждого вида оборудования.
Таблица 6. Структура нагрузки завода
|
№ п/п |
Наименование цеха |
Установленная мощность, кВт |
Структура нагрузки |
|||||
|
Наименование оборудования |
Рн, кВт |
Рн.max, кВт |
Ки |
cos |
||||
|
1 |
Заводоуправление |
500500 |
Средства оргтехники |
400 |
20 |
0,4 |
0,7 |
|
|
Вентиляция |
100 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
2 |
Главный корпус |
28004400 |
Станки с тяжёлым режимом работы |
1700 |
100 |
0,17 |
0,65 |
|
|
Тельферы |
400 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
Конвееры |
350 |
0,55 |
0,75 |
|||||
|
Вентиляция |
300 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
Вспомогательное оборудование |
50 |
0,14 |
0,5 |
|||||
|
3 |
Кузнечно-заготовит. цех |
19002500 |
Ковочные машины |
1300 |
120 |
0,24 |
0,65 |
|
|
Кран-балки |
150 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
Печи сопротивления |
300 |
0,8 |
0,9 |
|||||
|
Вентиляция |
100 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
Вспомогательное оборудование |
50 |
0,14 |
0,5 |
|||||
|
4 |
Водопроводные сооружения |
18002400 |
Насосы |
1700 |
50 |
0,7 |
0,85 |
|
|
Вентиляция |
100 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
5 |
РМЦ |
14001900 |
Станки мелкосерийного производства |
1100 |
50 |
0,14 |
0,5 |
|
|
Сварочные аппараты |
150 |
0,2 |
0,4 |
|||||
|
Кран-балки |
100 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
Вентиляция |
50 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
6 |
Компрессорная |
15002100 |
Компрессоры |
1100 |
80 |
0,7 |
0,85 |
|
|
Вентиляция |
150 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
Вспомогательное оборудование |
250 |
0,14 |
0,5 |
|||||
|
7 |
Литейный корпус |
31004600 |
Индукционные печи |
2700 |
300 |
0,75 |
0,9 |
|
|
Заливочные краны |
400 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
8 |
Складской блок |
1100700 |
Тельферы |
900 |
50 |
0,35 |
0,5 |
|
|
Вентиляция |
200 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
9 |
Модельный цех |
13001700 |
Печи сопротивления |
300 |
200 |
0,8 |
0,9 |
|
|
Станки |
500 |
0,16 |
0,6 |
|||||
|
Кран-балки |
250 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
Вентиляция |
100 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
Заливочные краны |
100 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
Вспомогательное оборудование |
50 |
0,14 |
0,5 |
|||||
|
10 |
Блок цехов |
18002300 |
Станки крупносерийного производства |
900 |
80 |
0,16 |
0,6 |
|
|
Станки с тяжелым режимом работы |
450 |
0,17 |
0,65 |
|||||
|
Кран-балки |
250 |
0,35 |
0,5 |
|||||
|
Вентиляция |
150 |
0,8 |
0,8 |
|||||
|
Вспомогательное оборудование |
50 |
0,14 |
0,5 |
Далее по выше указанным формулам рассчитываем силовую нагрузку для всех цехов.
Произведем расчет на примере блока цехов.
Приводим мощность крановых установок (тельферов) к ПВ 100%, поскольку считаем что номинальная мощность тельферов дана для номинальной ПВ, равной 40%:
При Ки=0,0296 и nэ=81 по [1] kр=0,7.
Определяем расчетную осветительную нагрузку цеха при норме освещенности 300 лк и площади цеха F=148*94=13912 м2. Принимаем светильники РСП-0.5-400 с лампами ДРЛ мощностью 400 Вт, КПД светильников 70%, тип кривой силы света Д. При высоте подвеса 6-8 м: Pутаб=3,9 Вт/м2.
Расчет электрических нагрузок для других цехов производим аналогично. Результаты расчетов сводим в табл. 7.
Таблица 7. Результаты расчёта нагрузок завода по цехам
|
№ цеха |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Ру.,кВт |
500 |
2800 |
1900 |
1800 |
1400 |
1500 |
3100 |
1100 |
1300 |
1800 |
|
|
?Рнi•Кui, кВт |
240 |
1238,3 |
927,3 |
1690 |
310,8 |
1378 |
2769,7 |
270,7 |
647,5 |
566,8 |
|
|
?Рнi•Кui•tg?i, квар |
223,2 |
1305 |
804 |
1058,2 |
520,2 |
1132,8 |
1743,8 |
366,5 |
557,9 |
686,2 |
|
|
kи,св |
0,48 |
0,296 |
0,38 |
0,7 |
0,17 |
0,66 |
0,67 |
0,52 |
0,42 |
0,21 |
|
|
Рн.mах, кВт |
20 |
100 |
120 |
50 |
50 |
80 |
300 |
50 |
200 |
80 |
|
|
nэ |
50 |
81 |
40 |
96 |
72 |
52 |
27 |
20 |
16 |
67 |
|
|
kр |
0,8 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,65 |
0,8 |
0,85 |
0,85 |
0,85 |
0,65 |
|
|
Pp, кВт |
192 |
866 |
695,5 |
1352 |
202 |
1102,4 |
2354,2 |
230,1 |
550,4 |
368,5 |
|
|
Qp ,кВАр |
178,6 |
913,5 |
603 |
846,6 |
338,1 |
906,2 |
1482,2 |
311,5 |
474,2 |
446 |
|
|
Рр.о, кВт |
68,8 |
220,7 |
24,5 |
2,2 |
17 |
2,2 |
97,8 |
5,6 |
57,1 |
140,2 |
|
|
Qр.о, квар |
28,9 |
381,8 |
42,3 |
3,9 |
29,5 |
3,9 |
160 |
9,7 |
98,8 |
242,5 |
|
|
Рр.ц, кВт |
260,8 |
1086,7 |
720 |
1354,2 |
219 |
1104,6 |
2452 |
235,7 |
607,5 |
508,7 |
|
|
Qр.ц, квар |
207,5 |
1295,3 |
645,3 |
850,5 |
367,6 |
910,1 |
1650 |
321,2 |
573 |
688,5 |
3. Выбор цеховых трансформаторов и расчёт компенсации реактивной мощности
3.1 Выбор цеховых трансформаторов и конденсаторных установок и определение потерь в трансформаторах
В качестве источников реактивной мощности на данном предприятии планируем использовать в первую очередь батареи статических конденсаторов напряжением до 1 кВ. Учитывается также реактивная мощность, которую можно получать из энергосистемы. Батареи высоковольтных конденсаторов при соответствующем обосновании применяются на предприятиях с непрерывным режимом работы.
Расчет компенсации реактивной мощности выполняется в несколько этапов. Первоначально предприятие, состоящее из отдельных зданий, может быть разбито на несколько технологически концентрированных групп цеховых трансформаторов одинаковой единичной мощности. В пределах каждой группы все трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент загрузки и один вид компенсирующих устройств. Предварительно необходимо определить расчетные нагрузки трансформаторов, учитывая предельные возможности передачи мощности по линиям до 1 кВ.
Для каждой группы трансформаторов принимается единичная номинальная мощность и коэффициент загрузки, после чего определяется минимальное число трансформаторов. Затем производится расчет установленной мощности батарей низковольтных конденсаторов (БНК) в сетях до 1кВ каждого цехового трансформатора, а также для предприятия в целом. После этого уточняется активная и реактивная нагрузки предприятия с учетом потерь мощности в трансформаторах и вычисляется экономическое значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы.
Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела предприятия и энергосистемы определяет дальнейший порядок расчетов.
Для каждой группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности определяется минимальное число этих трансформаторов:
электрический ток трансформатор замыкание
Nт.min= (3.1)
Где Рр.ц. - расчётная активная нагрузка до 1кВ рассматриваемой группы, кВт;
т - коэффициент загрузки трансформаторов, определяемый в зависимости от категории электроприёмников по надёжности электроснабжения, для однотрансформаторных подстанций принимается в пределах 0,8-0,9; для двухрансформаторных - 0,7;
Sн.т - принятая минимальная мощность одного трансформатора.
Наибольшее значение реактивной мощности, которую можно передать через масляный трансформатор в сеть до 1кВ:
Qт=; (3.2)
Где 1,1 - учитывает допустимую систематическую перегрузку трансформатора.
Допустимая суммарная мощность БНК:
Qнк1=Qр.ц - Qт; (3.3)
где Qр.ц - расчётная реактивная нагрузка до 1кВ, рассматриваемой группы.
Если Qнк10, то её следует принять равной 0.
Величину Qнк1 распределяем между цеховыми трансформаторами. Затем выбираем стандартные номинальные мощности БНК для сети до 1 кВ каждого трансформатора.
В нашем случае при данных расчетных нагрузках и расположении цехов при выборе трансформаторов целесообразно объединить расчётные нагрузки главного корпуса и заводоуправления (цеха №1 и №2), а также складского блока и РМЦ (цеха №5 и№8). Результаты расчёта нагрузок объединенных цехов сведем в таблицу 8.
Таблица 8. Результаты расчета нагрузок объединенных цехов
|
№ цеха |
1+2 |
8+5 |
|
|
Ру.,кВт |
3300 |
2500 |
|
|
?Рнi•Кui, кВт |
1477,1 |
581,5 |
|
|
?Рнi•Кui•tg?i, квар |
1528,2 |
866,2 |
|
|
kи,св |
0,32 |
0,25 |
|
|
Рн.mах, кВт |
100 |
50 |
|
|
nэ |
93 |
92 |
|
|
kр |
0,7 |
0,65 |
|
|
Pp, кВт |
1034 |
378 |
|
|
Qp ,кВАр |
1070 |
576 |
|
|
Рр.о, кВт |
289,5 |
22,6 |
|
|
Qр.о, квар |
411 |
39,2 |
|
|
Рр.ц, кВт |
1324 |
400,6 |
|
|
Qр.ц, квар |
1481 |
615,2 |
Произведём расчёт для ТП №1:
Nт.min=.
Выбираем два трансформатора ТМГ-1000/10
Результаты выбора трансформаторов сводим в таблицу 9 и 10.
Таблица 9. Результаты расчета выбора трансформаторов
|
№ цеха |
№ ТП |
Рр,кВт |
Qp,квар |
Sт,кВА |
?т |
Nт.min |
Nт |
|
|
1+2 |
1 |
1324 |
1481 |
1000 |
0,7 |
1,67 |
2 |
|
|
3 |
2 |
720 |
645,3 |
1000 |
0,8 |
0,9 |
1 |
|
|
4 |
3 |
1354,2 |
850,5 |
1000 |
0,7 |
1,93 |
2 |
|
|
8+5 |
4 |
400,6 |
615,2 |
630 |
0,8 |
0,8 |
1 |
|
|
6 |
5 |
1104,6 |
910,1 |
1000 |
0,7 |
1,58 |
2 |
|
|
7 |
6 |
2452 |
1650 |
1000 |
0,7 |
3,5 |
2 |
|
|
7 |
7 |
2452 |
1650 |
1000 |
0,7 |
3,5 |
2 |
|
|
9 |
8 |
607,5 |
573 |
1000 |
0,8 |
0,76 |
1 |
|
|
10 |
9 |
508,7 |
688,5 |
630 |
0,82 |
1 |
1 |
Таблица 10. Выбранные трансформаторы для технологически концентрированных групп
|
№ цеха |
Тип трансформатора |
Кол-во |
Сочетание напряжений; кВ |
Потери; кВт |
Uкз; % |
Iхх; % |
№ ТП |
|||
|
ВН |
НН |
ХХ |
КЗ |
|||||||
|
1 |
от ТП1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
2 |
ТМГ- 1000 / 10 |
2 |
6,0; 10,0 |
0,4 |
1,55 |
10,8 |
5,5 |
1,2 |
ТП1 |
|
|
3 |
ТМГ- 1000 / 10 |
1 |
6,0; 10,0 |
0,4 |
1,55 |
10,8 |
5,5 |
1,2 |
ТП2 |
|
|
4 |
ТМГ- 1000 / 10 |
Подобные документы
Определение электрических нагрузок фабрики. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок. Расчет токов короткого замыкания и учет электроэнергии.
курсовая работа [666,7 K], добавлен 01.07.2012Расчёт нагрузок напряжений. Расчет картограммы нагрузок. Определение центра нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Варианты электроснабжения завода. Расчёт токов короткого замыкания.
дипломная работа [840,8 K], добавлен 08.06.2015Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [511,9 K], добавлен 07.09.2010Определение расчётной нагрузки кузнечного цеха вагоноремонтного завода. Нахождение числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Определение центра электрических нагрузок и его картограммы. Расчёт токов короткого замыкания в сети выше 1000 В.
курсовая работа [642,1 K], добавлен 14.11.2017Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013Определение расчетных нагрузок корпусов и предприятия. Построение картограммы электрических нагрузок цехов. Режимы работы нейтралей трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Схема электрических соединений. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [776,0 K], добавлен 05.01.2014Расчет электрических нагрузок групп цеха. Проектирование осветительных установок. Предварительный расчет осветительной нагрузки. Выбор числа, мощности трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет схемы силовой сети, токов короткого замыкания.
контрольная работа [188,8 K], добавлен 08.02.2012Разработка проекта электрических установок для кузнечно-прессового цеха с выбором схемы питающей и распределительной сети. Расчет мощности, электрических нагрузок и компенсации реактивной мощности. Определение параметров токов короткого замыкания.
курсовая работа [79,1 K], добавлен 12.03.2013Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор места, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор схемы распределения энергии по заводу. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита, автоматика, измерения и учет.
курсовая работа [704,4 K], добавлен 08.06.2015Выбор напряжения для силовой и осветительной сети. Расчёт освещения цеха. Определение электрических нагрузок силовых электроприёмников. Выбор мощности и числа цеховых трансформаторных подстанций, компенсирующих устройств. Расчёт токов короткого замыкания.
курсовая работа [736,3 K], добавлен 14.11.2012Определение расчетных электрических нагрузок деревообрабатывающего цеха. Определение числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Выбор схемы внутреннего электроснабжения завода. Расчет токов короткого замыкания. Питание цепей подстанции.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 31.05.2012Определение силовых нагрузок цехов. Построение картограммы электрических нагрузок. Выбор напряжения питающей и распределительной сети. Выбор типа и мощности цеховых трансформаторных подстанций. Компенсация реактивной мощности на напряжении до 1 кВ.
курсовая работа [663,4 K], добавлен 16.05.2016Выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок и компенсации реактивной мощности электроснабжения автоматизированного цеха. Распределительные сети, мощность трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания, выбор электрической аппаратуры.
курсовая работа [391,7 K], добавлен 25.04.2014Определение 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 18.06.2009Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности. Защита цеховых электрических сетей. Выбор кабелей и кабельных перемычек, силовых пунктов, токов короткого замыкания.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 02.06.2015Определение электрических нагрузок предприятия на примере завода кузнечных машин. Выбор цеховых трансформаторов, расчёт компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия на заданное напряжение. Расчёт токов коротких замыканий.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.01.2015Краткая 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 22.04.2012
