Система энергоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание на дипломный проект

Введение

1. Электротехнический раздел

1.1 Характеристика технологического процесса проектируемого обьекта, структура предприятия, организация производственного процесса и основные производственные показатели

1.2 Характеристика источников электроснабжения и потребителей электроэнергии по степени бесперебойности электроснабжения

1.3 Расчет электрических нагрузок по цехам и предприятию в целом. Выбор метода и численные расчеты

1.4 Выбор напряжения питающих и распределительных сетей

1.5 Распределение нагрузки по пунктам питания (ТП-10/0,4 кВ; РП-0,4 кВ)

1.6 Выбор количества и мощности цеховых подстанций

1.6.1 Выбор сечения питающих и распределительных сетей

1.7 Технико-экономический расчет и выбор схемы эл. снабжения

1.8 Расчет токов короткого замыкания и выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей

1.9 Расчет цеховой сети ремонтно - механического цеха

1.10 Определение расчетной мощности и нагрузок методом упорядоченный диаграмм

1.11 Определение полной расчетной мощности цеха

1.12 Выбор схемы электроснабжения цеха ТЭР

1.13 Расчет токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ

1.14 Защита цеховых электрических сетей

1.15 Описание принятой схемы цеховой сети

1.16 Расчет освещения ремонтно механического цеха

1.17 Расчет электрической сети рабочего и аварийного освещения

2. Экономический раздел

3. Релейная зашита

Список использованной литературы

Задание на дипломный проект

Таблица 1. Ведомость электрических нагрузок комбината.

№	Наименование цеха	Уст. мощность цеха, кВт
1	Ремонтно-механический цех	825
2	Административное здание, столовая, КПП.	250
3	Литейный цех	2300
4	Цех сополимеров.	1600
5	Цех по производству пластиковой посуды	400
6	Сборочный участок	150
7	Модельный цех	720
8	Склад для хранения готовой продукции	180
9	Склад для хранения сырья	300

Введение

Системой энергоснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы энергоснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие механизмы.

Задача энергоснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительством электростанций. Необходимость в производстве электроэнергии на фабрично-заводских электростанциях обуславливается следующими причинами:

потребностью в теплоте для технологических целей, отопления и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии;

необходимость резервного питания для ответственных потребителей (второй независимый источник питания);

необходимостью использовать вторичных энергоресурсов;

большой удалённостью некоторых предприятий от энергосистем.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления, вести активную работу по экономии электроэнергии.

Все машины-орудия приводятся в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы принимают электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов.

При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством.

Основными показателями качества электроэнергии является стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока, симметрия напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и её количество. Изменение технологических процессов производства, связанное, как правило, с их усложнением, приводит к необходимости модернизации и реконструкции систем электроснабжения. электроснабжение потребитель мощность подстанция

Из изложенного ясно, что к современному производству предъявляют высокие электроснабжения; одновременно требуется значительное количество требования к подготовке инженеров-специалистов в области промышленного

Делая анализ от всего делается вывод для надежного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать необходимую надежность и безопасность эксплуатации.

1. Электротехнический раздел

1.1 Характеристика технологического процесса проектируемого обьекта, структура предприятия, организация производственного процесса и основные производственные показатели

Завод пластмассовых изделий «Альтернатива» как кооператив по производству товаров народного потребления из пластмассы, был зарегистрирован в 1988 году.

Завод пластиковых изделий "Альтернатива" - предприятие полного цикла - разработка, производство, реализация

Один из ведущих производителей пластмассовых изделий в России и странах СНГ

Градообразующее предприятие Штат сотрудников - более 1500

Ассортимент - более 1000 наименований

Более 50 наименований станков в литейном цехе

Более 100 наименований оборудования для изготовления изделий из пластмассы

Свой конструкторский отдел, множество действующих патентов

До 15 новых пресс-форм в месяц

Суточный объем переработки сырья - до 40 тонн

Неоднократный победитель конкурсов "100 лучших товаров России" и "Лучшие товары Башкортостана"

Компания зачислена в клуб «Тысяча лучших предприятий и организаций России»

Диплом Всероссийской ассоциации бизнеса и предпринимательства «Лидер отрасли 2008»

Компания внесена в Национальный реестр «Ведущие промышленные предприятия России»

Продукция «Альтернативы» представляет собой гарантированно безопасный и экологически чистый товар для потребителя.

Изделия отличаются современным дизайном, яркой цветовой гаммой.

В производстве товаров используются передовые технологии, высококачественное сырье российских и зарубежных производителей.

Осуществляется индивидуальный подход к каждому клиенту.

Полное сопровождение заказа от оформления заявки до доставки товара.

Выгодные цены, гибкая система скидок, разнообразные акции.

Ежегодное увеличение ассортимента на 100 новинок.

Поставки по всей России, странам Евросоюза и СНГ.

Сферы применения и возможного сбыта

Ежегодно «Альтернатива» предлагает своим покупателям около 100 новинок, которые сразу становятся лидерами продаж. Это позволяет занять свою нишу и избежать прямой конкуренции. За 2011год нашим предприятием расширен ассортимент детской линейки ( детский стол, горка для купания, комоды, песочные наборы и т.д.) На сегодняшний день заключен договор с представительством Американской компании «Уолт Дисней» по России и СНГ на совместное сотрудничество по выпуску детских комодов с брендовыми персонажами из детских мультфильмов. Многие разработки имеют патенты. Вся продукция сертифицирована.

Изделия из пластика, представленные на сегодняшнем рынке одноразовой посуды: тарелки, стаканчики, рюмки, шпажки, мешалки для напитков, ложки, ножи, вилки, лотки и контейнеры для хранения продуктов различных форм и размеров. Изготавливается посуда из простого и вспененного полистирола (для холодных продуктов) или полипропилена (для высоких температур, микроволновых печей).

Сферы применения пластиковой посуды:

точки общепита, работающие по принципам «fast food» (блинные, пиццерии, детские кафе, столовые);

предприятия по доставке готовых обедов на дом или в офис;

продуктовые магазины;

предприятия по производству продуктов питания;

торговые точки с товаром на развес (кондитерские изделия, молочная продукция, готовые салаты).

Огромный сегмент на рынке одноразовой посуды занимают пластиковые стаканчики - они используются практически везде: в офисах, санаториях, детских и спортивных учреждениях (для кулеров, в автоматах по продаже горячих и холодных напитков, в сфере общепита). Разумеется, и уровень конкуренции здесь гораздо выше, чем при изготовлении других изделий пластиковой посуды.

Чтобы начать производство, следует определиться с номенклатурой товара. Для этого нужно оценить наличие конкурирующих предприятий в регионе, их ассортимент и ценовую политику. Несмотря на большое количество предложений на рынке пластиковых изделий, возможно, достойных конкурентов и не окажется, поскольку огромное количество пластиковой посуды привозится из Китая, а к отечественному производителю, как показывает практика, покупатель более лоялен, даже если цена его изделий выше.

Организационные вопросы регистрации бизнеса по производству пластиковой посуды

Выбор организационной формы для юридического оформления бизнеса зависит от размеров планируемой прибыли. Это может быть как ИП (для небольшого предприятия), так и ООО. Последнему, несмотря на большее количество документооборота, гораздо легче договориться о сотрудничестве с крупными предприятиями как при закупке сырьевой базы, так при заключении договоров снабжения готовой продукцией. К юридическому лицу, традиционно, доверия больше. Да и возмещение НДС важно при процедуре оптимизации налогообложения. Поэтому, оптимальная организационная форма для открытия производства - ООО на общей системе налогообложения, с учетом НДС.

В качестве основного вида деятельности следует указать следующий код: 25.24.2 производство пластмассовой столовой и кухонной посуды и туалетных принадлежностей

Деятельность по производству пластиковой посуды не лицензируется, но потребуется оформление сертификатов и ТУ на соответствие готовой продукции нормативам СанПиН и требованиям ГОСТов.

Обратите внимание на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 50962-96 - «Посуда и изделия хозяйственного назначения из пластмасс. Общие технические условия»;

ГОСТ 15820-82 - «Полистирол и сополимеры стирола»;

ГН 2.3.3.972-00 - взамен СанПиНа №42-123-4240-86 «Допустимые количества миграции (ДКМ) химических веществ, выделяющихся из полимерных и других материалов, контактирующих с пищевыми продуктами и методы их определения»;

СП 2.2.2.1327-03 - «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему месту»;

ГН 2.2.4.1313-03 - «ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Нюансы выбора производственного помещения

сли планируется производство полного цикла с работой экструдера, необходимо соблюсти следующие требования:

высота помещения не ниже 4,5м;

пол - бетон или плитка;

стены - на 1,5-2 м от поверхности пола отделаны негорючим материалом;

хорошая вентиляция;- возможность подключения к системе водоснабжения;

подключение к 3-х фазной электросети.

Если в качестве сырья будет использоваться готовая пленка (фактически, работа ведется на термопрессе и упаковке), высота потолков допустима более низкой, но не менее 3,5 м.

По функциональному назначению производственное помещение должно быть разделено на следующие зоны:

Цех по производству пластиковой посуды;

Административно-бытовое помещение;

Склад для хранения сырья;

Склад для хранения готовой продукции;

Раздевалки для персонала;

Санузел.

Сырье - выбираем качественное

Сырьем для производства пластиковой посуды может быть гранулят (для самостоятельного изготовления пленки). Цена за тонну полистирола в гранулах, сертифицированного для изготовления пищевых упаковок - 26 000руб. Для производства цветной пластиковой посуды продаются гранулы-добавки различного цвета. Сертификация изделий из пищевой пленки обязательна к подтверждению каждые 3 месяца

Второй вид сырья - полимерная пленка ил полипропилена или полистирола (должна соответствовать требованиям ГОСТ 10354-82 «Пленка полиэтиленовая. Технические условия»). Её можно закупать как у отечественных, так и зарубежных производителей. Один из крупнейших российских заводов - Московский НПЗ, здесь выгодные условия для крупного опта. Стоимость тонны сырья - около 50 тыс. руб.

Оборудование для производства пластиковой посуды

Производство пластиковой посуды различается на полный и неполный цикл. Полный начинается с расплавки гранул, формирования пленки, из которой затем изготовляется посуда. Короткий - минует подготовительный этап производства пленки (она закупается как сырье, в виде рулонов). Поэтому требует минимальный набор оборудования:

термоформовочная линия (или вырубные прессы);

автомат для укладки и пакетирования продукции.

К набору для производства полного цикла добавляется:

гранулятор;

экструдер - машина, на которой гранулят превращается в сырьевую пленку;

дробилки.

Далее минимальный комплект оснащается дополнительным оборудованием в зависимости от выбранной номенклатуры производимого товара. Например, если вы решили производить только стаканчики, понадобится ещё:

автомат для загиба верхнего края,

машина-счетчик для упаковки стаканов,

принтеры для нанесения изображений и т.д.

Для производства столовых приборов (вилок, ножей, ложек) следует приобрести наливные формы, состоящие из двух частей.

Например, в форме для вилок у одной половинки формы правильное направление и зубчики, направленные верх; вторая - в виде вилки, положенной зубьями вниз.

Наиболее популярны и доступны модели китайского оборудования. Более надежны - немецкие, итальянские и другие европейские производители. Оптимальный вариант для бизнеса, который планирует развиваться за счет разнообразного ассортимента - линии, интегрирующиеся с большим количеством термоформовочных автоматов.

Читайте наши подробные рекомендации, на что обратить внимание при выбореоборудования для производства тарелок и стаканчиков из пластика.

Технологический процесс производства пластиковой посуды

В зависимости от вида продукции, существует две технологии производства пластиковой посуды: формовка и литье. Литьевым методом изготавливают толстостенную посуду (столовые приборы, товар премиум-класса: рюмки, фужеры, бокалы по индивидуально изготовленным формам). Процесс литья довольно медленный, себестоимость продукции высокая, поскольку здесь вес определяет качество и прочность готового изделия. Например, вес стандартного стаканчика емкостью 200 мл - 3 г, изготовленного литьевым методом - до 10гр.

Изготовление посуды формовочным методом более перспективно для массового потребления. Автоматизированная формовочная линия может выпускать до 30 млн. стаканчиков (13-18 млн тарелок) в месяц.

Рассмотрим поэтапно технологию изготовления пластиковой посуды этим способом:

1. Сырье в виде остатков полиэстера (вторичная переработка) или готовых гранул подается в экструдер. Если планируется производство цветной посуды - к белым гранулам добавляются цветные.

2. В экструдере гранулы разогреваются до температуры плавления, расплав постоянно перемешивается с помощью шнекового пресса. Достигнув нужной консистенции, масса проходит через пресс, формируя пластиковое полотно, толщиной около 2 мм. Основное требование - равномерная толщина полученного изделия.

3. Готовый рулон пленки поступает в термоформовочную машину, где в зависимости от вида продукции, используют пресс-формы различной конфигурации.

4. Но прежде чем сформировать заготовки для будущей посуды, пленку нужно разогреть. Для этого её направляют через 3-х метровую печь, которая и нагревает материал до пластичного состояния.

5. В термоформовочной машине полотно плотно засасывает в формы.

С помощью пресса ряд за рядом выдавливаются готовые изделия (стаканчики, тарелки, упаковки).

6. Далее изделия поступают в триммер, где с помощью вырубного пресса их вырезают от общего полотна, формируя отдельные заготовки.

7. Получившиеся обрезки пленки утилизируются для дальнейшего использования. Таким образом, производственный процесс получается безотходным.

8. Триммер передает продукцию в аппарат, который складывает изделия в стопку и передает на конвейерную ленту.

9. Лента переносит изделия на упаковку. Либо для дальнейшей модификации (нагрев и прокатка верхнего края стаканчиков, для формирования закругленных ободков; нанесение печатных изображений и логотипов), а затем - на упаковку.

Сырье и материалы:

для изготовления столовых приборов и тарелок - полипропилен;

для стаканчиков - полистирол.

Производимая продукция будет прозрачная (стаканчики) и белого цвета (остальной товар), поскольку цветные добавки содержат вредные для здоровье красители-химикаты. Производство безотходное (остатки пленки переплавляются в экструдере для дальнейшего использования).

В своем производстве наша компания использует все технологии переработки пластмассы. Наше производство имеет замкнутый технологический процесс, где каждая новинка проходит путь от идеи до воплощения ее в пластике и доставки до потребителя.

Цех сополимеров. производит синтез блок-сополимеров значительно расширяет возможности модификации свойств полимеров, так как в макромолекуле направленно можно сочетать участки разнообразных по структуре и свойствам полимеров -- природных и синтетических, карбо- и гетероцепных, гибких и жестких, гидрофобных и гидрофильных, регулярных и нерегулярных и т. п. Вместе с тем, определение корреляции между составом и строением макромолекул блок-сополимеров и их свойствами в значительной степени осложнено трудностями выделения и идентификации индивидуальных блоков, что обусловливает небольшое количество блок-сополимеров со строго установленным строением из применяемых на практике.

Для блок-сополимеров характерно микрофазное разделение, сопровождающееся образованием нано- и микрообластей с концентрированием сегментов (блоков) одинакового химического строения. Наличие таких микрообластей является причиной существенного различия в свойствах блок-сополимеров и соответствующих статистических сополимеров того же состава, что обусловливает в большинстве случаев аддитивность структурно-механических свойств блок-сополимеров.

1.2 Характеристика источников электроснабжения и потребителей электроэнергии по степени бесперебойности электроснабжения

По степени бесперебойности приёмники электроэнергии делятся на три

группы:

Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории - все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения. Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима,

при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. [1]

По средам цеха бывают: нормальными, влажными, пыльными, химически агрессивными, взрыва и пожароопасными. Это зависит от технологических процессов цехов. [1]

Данные по степени бесперебойности эл. снабжения и характеристика среды цехов записаны в таблицу 2.

Характеристика источников электроснабжения и потребителей электроэнергии по степени бесперебойности электроснабжения;

Таблица 2.

№ По плану	Наименование цеха	Категория надежности электроснабжения	Характеристика среды по взрыво- и пожароопасности.
1	Ремонтно-механический цех	II	Нормальная
2	Административное здание, столовая, КПП.	III	Нормальная
3	Литейный цех	II	Нормальная
4	Цех сополимеров.	II	Нормальная
5	Цех по производству пластиковой посуды	II	Нормальная
6	Сборочный участок	III	Нормальная
7	Модельный цех	III	Нормальная
8	Склад для хранения готовой продукции	III	Нормальная
9	Склад для хранения сырья	III	Нормальная

1.3 Расчет электрических нагрузок по цехам и предприятию в целом. Выбор метода и численные расчеты. Построение картограммы нагрузок

Определим расчетную силовую нагрузку до 1 кВ для цеха №5

(Цех по производству пластиковой посуды):

400 * 0,7 = 280 кВт,

280 * 0,85 = 238 кВар.

где tgц= 0,85 при cosц= 0,7,

Определим номинальную мощность освещения и расчетную осветительную нагрузку цеха № 5 (Цех по производству пластиковой посуды):

Ном. мощность освещения:

19 * 1152 = 21,9 кВт,

где Р_уд.= уд. плотность осветительной нагрузки ( Вт/м² )

F- площадь цеха (м²),

Расчетная осветительная нагрузка:

21,9 * 0,95 = 20,8 кВт..

где К_с.о.- коэффициент спроса осветительной сети,

Находим полную расчетную мощность цеха:

280 + 20,8 = 300,8 кВт.

238 кВар.

383,57 кВ·А.

Значения остальных цехов приведены в табл. 3.1.,3.2.

Таблица 3.1. Электрических нагрузок предприятия.

№	Наименование	Pном, кВт	Кс	cosц/tgц	Pp, кВт	Qp, кВАр	Sp, кВа,
1	Ремонтно-механический цех	825	0,28	0,74/0,78	231	180,2	292,97
2	Административное здание, столовая, КПП.	250	0,6	0,8/0,67	150	100,5	180,56
3	Литейный цех	2300	0,3	0,7/0,85	690	586,5	905,58
4	Цех сополимеров.	1600	0,3	0,7/0,85	480	408	629,97
5	Цех по производству пластиковой посуды	400	0,7	0,7/0,85	280	238	367,48
6	Сборочный участок	150	0,5	0,7/0,85	75	63,8	98,47
7	Модельный цех	720	0,64	0,84/0,59	460,8	271,9	535,04
8	Склад для хранения готовой продукции	180	0,35	0,9/0,45	63	28,4	69,11
9	Склад для хранения сырья	300	0,35	0,8/0,67	105	70,4	126,42
Наружное освещение	-	-	-	-	-	-
Итого	6725	-	-	2534,8	1947,7	3196,7
Итого по предприятиеу	6725	-	-	2534,8	1947,7	3196,7

Таблица 3.2. Электрических нагрузок предприятия.

№	Наименование	F, мІ	Руд Вт/мІ	Рн.о., кВт	Кс.о.	Рр.о. кВт,	Рре, кВт	Qpе, кВАр	Spе кВа,
1	Ремонтно-механический цех	623	19	11,8	0,95	11,2	242,2	180,2	301,9
2	Административное здание, столовая, КПП.	864	20	17,3	0,95	16,4	166,4	100,5	194,4
3	Литейный цех	2183	19	41,5	0,95	39,4	729,4	586,5	936,0
4	Цех сополимеров.	2093	18	37,7	0,95	35,8	515,8	408	657,7
5	Цех по производству пластиковой посуды	1152	19	21,9	0,95	20,8	300,8	238	383,6
6	Сборочный участок	662	20	13,2	0,95	12,6	87,6	63,8	108,4
7	Модельный цех	1152	20	23,0	0,95	21,9	482,7	271,9	554,0
8	Склад для хранения готовой продукции	1152	15	17,3	0,6	10,4	73,4	28,4	78,7
9	Склад для хранения сырья	699	15	10,5	0,6	6,3	111,3	70,4	131,7
Наружное освещение	25222	2	50,4	1	50,4	-	-	-
Итого	-	-	-	-	225,2	2760	1947,7	3378,1
Итого по предприятиию	-	-	-	-	225,2	2760	1947,7	3378,1

Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки предприятие по результатам расчета

Силовые приемники до 1 кВ:

?Р_р= 2534,8 кВт; ?Q_р= 1947,7 кВAр.

Осветительные приемники (цехов и территории предприятиеа):

225,2 кВт:

Предварительно учитываем приближенные потери в цеховых трансформаторах:

.= 3378,04 кВ·А.

Р_m = 0.02S_PУ=0,02 * 3378,04 = 67,6 кВт,

Q_m = 0.1 S_PУ=0,1 * 3378,04 = 337,8 кВAр.

Расчетная активная мощность предприятиеа, отнесенная к шинам ГПП:

= =2534,8 * 0,9 + 225,2 + 67,6 = 2574,12 кВт.

В заданной формуле - коэффициент разновременности максимума нагрузки, учитывающий несовпадение по времени наибольшей нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки предприятия;

Расчетная реактивная мощность предприятиеа, отнесенная к шинам ГПП:

1947,7 * 0,9 + 337,8 = 2090,7 кВAр.

где -коэффициент разновременности максимума

Необходимая мощность компенсирующих устройств:

= 1881,63 - 849,5 = 1032,13 кВAр.

где наибольшая суммарная реактивная мощность предприятия;

мощность заданная предприятием энергосистеме, в часы максимума нагрузки:

0,9 * 2090,7 = 1881,63 кВAр,

0,33 * 2574,12 = 849,5 кВАр,

С учетом мощности компенсирующих устройств, расчетная реактивная мощность предприятия:

2090,7 - 849,5 = 1241,2 кВAр.

Расчетная мощность предприятия:

2857,74 кВ·А.

Картограмма нагрузок и определения центра электрических нагрузок (ЦЭН).

Для определения местоположения ГРП, ГРП при проектировании системы электроснабжения предприятия на генеральный план наносится картограмма нагрузок.

Картограмма нагрузок имеет вид окружностей, площадь которых в определенном масштабе представляет собой расчетные мощности корпусов. Т.е. при построении картограммы необходимо знать расчетные мощности корпусов. Площадь круга в масштабе:

,

где - расчетная нагрузка -го корпуса, кВт;

- масштаб для определения площади круга, имеющий размерность удельной мощности, .

На картограмму также наносится расчетная мощность освещения корпусов, которая представляет собой сектор круга нагрузки корпуса. Угол для нанесения сектора рассчитывается по формуле:

.

Главную понизительную подстанцию следует располагать как можно ближе к центру электрических нагрузок, тем самым обеспечивается рациональное построение схемы электроснабжения, высшее напряжение будет максимально приближено к центру потребления электроэнергии, а распределительные сети будут иметь минимальную протяженность. Если установка ГРП в ЦЭН не представляется возможным, то ее смещают в сторону источника питания.

Центр электрических нагрузок зависит то активной мощности и координат мест расположения корпусов. Координаты ЦЭН завода определяются по формуле:

, ,

где - расчетная активная нагрузка -го корпуса;

- координаты центров -го корпуса на генплане (делается допущение, что нагрузка в цеху распределена равномерно по всей площади цеха).

Пример расчета для цеха №5:

= 19,63 cм, = 24,88

Данные по остальным цехам в таблицах № 4.1.

4.1. Картограмма нагрузок.
№	Наименование	Pро,	Pрi ,	Xi,	Yi,	Ri,	босв,
		кВт	кВт	мм	мм	см	град
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Ремонтно-механический цех	11,25	242,2	189	24	19,63	16,72
2	Административное здание, столовая, КПП.	16,42	166,4	19	28	16,27	35,52
3	Литейный цех	39,4	729,4	165	138	34,07	19,45
4	Цех сополимеров.	35,79	515,8	179	67	28,65	24,98
5	Цех по производству пластиковой посуды	20,79	300,8	98	127	21,88	24,88
6	Сборочный участок	12,58	87,6	84	63	11,81	51,7
7	Модельный цех	21,89	482,7	54	127	27,72	16,33
8	Склад для хранения готовой продукции	10,37	73,4	12	88	10,81	50,86
9	Склад для хранения сырья	6,29	111,3	118	26	13,31	20,35

ЦЭН всего предприятия определим по формуле:

338533,4 / 2709,6 = 124,9 мм,

260064,1 / 2709,6 = 96 мм.

Где Хо, Уо - координаты ЦЭН.

Данные по остальным цехам в таблицах № 4.2.

Таблица № 4.2. Определение центра электрических нагрузок.

№	Наименование	Pрi ,	Xi,	Yi, мм	Pрi ·Xi	Pрi ·Yi
		кВт	мм
1	2	3	4	5	6	7
1	Ремонтно-механический цех	242	189	24	45775,8	5812,8
2	Административное здание, столовая, КПП.	166	19	28	3161,6	4659,2
3	Литейный цех	729	165	138	120351	100657
4	Цех сополимеров.	516	179	67	92328,2	34558,6
5	Цех по производству пластиковой посуды	301	98	127	29478,4	38201,6
6	Сборочный участок	88	84	63	7358,4	5518,8
7	Модельный цех	483	54	127	26065,8	61302,9
8	Склад для хранения готовой продукции	73	12	88	880,8	6459,2
9	Склад для хранения сырья	111	118	26	13133,4	2893,8
Итого		2709,6			338533,4	260064

1.4 Выбор напряжения питающих и распределительных сетей

Выбор напряжения питающих линий.

При проектировании схемы электроснабжения предприятия, наряду с надежностью и экономичностью, необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность и наличие собственного источника.

Для предприятий средней мощности (5-75 МВт), как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии. Выбор типа приемной подстанции зависит от необходимости трансформации напряжения. А эта необходимость, в свою очередь, зависит от напряжения питающей и распределительных сетей предприятия.

Величина напряжения определяется расчетной или потребляемой мощностью, удалённостью предприятия от источника питания.

Для определения напряжения питающей линии можно использовать два способа:

Напряжения питающей линии можно определить по номограммам.

Это график для приблизительного определения величины рационального напряжения электроснабжения промышленных предприятий в зависимости от передаваемой мощности S, длинны питающих линий L, схемы питания, конструктивного выполнения линии и стоимости электрической энергии.

Выбор рационального напряжения питающей сети осуществляем по номограмме и империческим формулам

а) По номограммам выбираем напряжение 10 кВ.

б) Определяется по империческим формулам:

1) + 0,5 * 0,9 = 5,52 кВ;

2) 28,16 кВ;

3) 19,74 кВ;

4) 27,57 кВ;

Питающее напряжение не превышает напряжение распределительной сети. Следовательно, необходимость трансформации данного напряжения не имеет смысла. Т.е. тип приемной подстанции в нашем случае - главная распределительная подстанция (ГРП).

Напряжения распределительных сетей.

Напряжение 10 и 6 кВ широко используется на промышленных предприятиях средней мощности - для питающих и распределительных сетей, на крупных предприятиях - на второй и последующих ступенях.

Напряжение 10 кВ является наиболее экономичным по сравнению с напряжение 6 кВ. напряжение 6 кВ допускается только в тех случаях, если на предприятии преобладает нагрузка с напряжением 6 кВ или когда значительная часть нагрузки питается от заводской ТЭЦ, где стоят генераторы напряжением 6 кВ. [1]

В моем проекте высоковольтная нагрузка 6 кВ отсутствует.

Питание поступает от ближайшего внешнего источника П/СТ 110/10 с расстоянием 900 метра. принимаем в распределительной сети напряжение 10 кВ.

1.5 Распределение нагрузки по пунктам питания (ТП-10/0,4 кВ; РП-0,4 кВ)

Выбор схем распределительной сети предприятия

Внутреннее распределение электроэнергии выполняют по магистральной, радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надёжности потребителей электроэнергии, их территориальным размещением, особенностями режимов работы.

Радиальными схемами являются такие, в которых электроэнергия от источника питания передаётся непосредственно к приёмному пункту. Чаще всего радиальную схему применяют с числом ступеней не более двух.

Одноступенчатые радиальные схемы применяют на небольших по мощностям предприятиях для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, печи, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения, начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1 кВ цеховых подстанций.

Питание крупных подстанций и подстанций или РП с преобладанием потребителей I категории осуществляется не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций источника питания.

Отдельно расположенные одно трансформаторные подстанции мощностью 400-630 кВА получают питание по одиночным радиальным линиям без резервирования, если отсутствуют потребители первой и второй категорий и по условиям прокладки линии возможен её быстрый ремонт. Если обособленные подстанции имеют потребителей II категории, то их питание должно осуществляться двух кабельной линией с разъединителями на каждом кабеле.

Магистральные схемы распределения электроэнергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы не целесообразны. Основное преимущество магистральной схемы заключается в сокращении звеньев коммутации. Их целесообразно применять при расположении подстанций на территории предприятия, близко к линейному, что способствует прямому прохождению магистрали от источника питания к потребителю, и тем самым сокращают длину магистрали.

Недостатки магистральной схемы является более низкая надёжность т.к. исключается возможность резервирования на низшем напряжении одно трансформаторных подстанций при питании их по одной магистрали. Рекомендуется питать от одной магистрали не более двух-трёх трансформаторов мощностью 2500-1000 кВА и не более четырёх-пяти мощностью 630-250кВА.

Существует много разновидностей и модификаций магистральных схем, которые с учетом степени надёжности делятся на одиночные и двойные сквозные.

На практике редко применяют только радиальные или магистральные схемы, так как при таких схемах не соответствуют наилучшим технико-экономическим показателям. Поэтому чаще всего используют смешанные схемы. Сочетание преимущественно радиальных и магистральных схем позволяет добиться создание систем электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями.

Распределение нагрузки по пунктам питания (ТП-10/0,4 кВ; РП-0,4 кВ).

Распределение потребления электроэнергии напряжением до и выше 1 кВ между цеховыми трансформаторами подстанции и распределительными устройствами выполнено в таблицах № 5.1., 5.2., 5.3. на основании картограммы электрических нагрузок по принципу разукрупнения ТП.

Размещение РП и ТП показано на генплане предприятия.

Таблица 5.1. Вариант 1. Распределение нагрузки по пунктам питания

№ ТП	Наименование линии	Место установки	Наименование потребителей
Выше 1 кВ
ТП- 1	Л1 ГПП - ТП- 1	Цех № 3.	Цех № 3.
ТП- 2	Л2 ТП- 1 - ТП- 2	Цех № 5.	Цех № 5.
ТП- 3	Л3 ТП- 2 - ТП- 3	Цех № 7.	Цеха № 2,7,8.
ТП- 4	Л4 ГПП - ТП- 4	Цех № 4.	Цеха № 1,4,6,9.
ТП 3	Л 5 ТП 3 - РП 1	Цех №8	Склад для хранения готовой продукции
РП 1	Л 6 РП 1 - РП 2	Цех №2	Административное здание, столовая, КПП.
ТП 4	Л 7 ТП 4 - РП 3	Цех №1	Ремонтно-механический цех
ТП 4	Л 8 ТП 4 - РП 4	Цех №9	Склад для хранения сырья
РП 4	Л 9 РП 4 - РП 5	Цех №6	Сборочный участок

Таблица 5.2. Вариант 2. Распределение нагрузки по пунктам питания

№ ТП	Наименование линии	Место установки	Наименование потребителей
Выше 1 кВ
ТП- 1	Л1 ГПП - ТП- 1	Цех № 3.	Цех № 3.
ТП- 2	Л2 ТП- 1 - ТП- 2	Цех № 5.	Цех № 5.
ТП- 3	Л3 ТП- 2 - ТП- 3	Цех № 7.	Цеха № 2,7,8.
ТП- 4	Л4 ГПП - ТП- 4	Цех № 4.	Цех № 4.
ТП- 5	Л5 ТП- 4 - ТП- 5	Цех № 1.	Цеха № 1,6,9.
ТП 3	Л 6 ТП 3 - РП 1	Цех №8	Склад для хранения готовой продукции
РП 1	Л 7 РП 1 - РП 2	Цех №2	Административное здание, столовая, КПП.
ТП 5	Л 8 ТП 5 - РП 3	Цех №9	Склад для хранения сырья
РП 3	Л 9 РП 3 - РП 4	Цех №6	Сборочный участок
ТП 3	Л 6 ТП 3 - РП 1	Цех №8	Склад для хранения готовой продукции

Таблица 5.3. Вариант 3. Распределение нагрузки по пунктам питания

№ ТП	Наименование линии	Место установки	Наименование потребителей
Выше 1 кВ
ТП- 1	Л 1 ГПП - ТП- 1	Цех № 3.	Цех № 3.
ТП- 2	Л 2 ТП- 1 - ТП- 2	Цех № 5.	Цех № 5.
ТП- 3	Л 3 ТП- 2 - ТП- 3	Цех № 7.	Цеха № 7,8.
ТП- 4	Л 4 ГПП - ТП- 4	Цех № 4.	Цех № 4.
ТП- 5	Л 5 ТП- 4 - ТП- 5	Цех № 1.	Цеха № 1,9.
ТП- 6	Л 6 ТП- 5 - ТП- 6	Цех № 2.	Цеха № 2,6,8.
ТП- 1	Л 1 ГПП - ТП- 1	Цех № 3.	Цех № 3.
ТП- 2	Л 2 ТП- 1 - ТП- 2	Цех № 5.	Цех № 5.
ТП 5	Л 7 ТП 5 - РП 1	Цех №9	Склад для хранения сырья
ТП 6	Л 8 ТП 6 - РП 2	Цех №2	Административное здание, столовая, КПП.
РП 2	Л 9 РП 2 - РП 3	Цех №8	Склад для хранения готовой продукции

1.6 Выбор количества и мощности цеховых подстанций

Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций производится на основании требуемой степени надежности электроснабжения и распределения между ТП потребителей электроэнергии до 1 кВ. Нормальный режим работы - раздельная работа трансформаторов, это предусматривается в целях уменьшения токов короткого замыкания и позволяет применить более легкую и дешевую аппаратуру на стороне низшего напряжения трансформаторов.

Номинальная мощность цеховых (S_НТ) выбирается по расчетной мощности, исходя из условия экономичной работы трансформаторов (60-80%) в нормальном режиме и допустимой перегрузки (на 30-40%) от S_НТ в послеаварийном режиме.

В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП) и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто.

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций производится по удельной плотности нагрузок (у):

,

где S_Р - расчетная нагрузка цеха (кВА); F - площадь цеха (м²).

Если плотность нагрузок у < 0,2, то рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВА, если 0,2 < у < 0,3 то трансформаторы должны быть 1600 кВА, если у > 0,3 кВА / м², то трансформаторы рекомендуется принимать 1600-2500 кВА.

После выбора мощности трансформаторов определим их количество:

,

где К_З - это коэффициент загрузки в нормальном режиме. Он определяется как:

,

и должен быть равен 0,65-0,7 для цехов I категории; 0,7 - 0,8 для цехов II категории и 0,9-0,95 для цехов III категории.

Коэффициент загрузки в аварийном режиме должен быть не более 1,4 и определяется как:

Ориентировочный выбор мощности цеховых трансформаторов. Представлен в таблице. 5,4.

Таблица 5,4. Ориентировочный выбор мощности цеховых трансформаторов.

№ по плану	Наименование	Sp?, кВА	F, мІ	у, кВА/мІ	Sн.т.,кВА
1	2	3	4	5	6
1	Ремонтно-механический цех	301,88	623	0,48	1600-2500
2	Административное здание, столовая, КПП.	194,39	864	0,22	1600
3	Литейный цех	935,95	2183	0,43	1600-2500
4	Цех сополимеров.	657,66	2093	0,31	1600-2500
5	Цех по производству пластиковой посуды	383,57	1152	0,33	1600-2500
6	Сборочный участок	108,37	662	0,16	1000
7	Модельный цех	554,01	1152	0,48	1600-2500
8	Склад для хранения готовой продукции	78,7	1152	0,07	1000
9	Склад для хранения сырья	131,7	699	0,19	1000

С учетом компенсирующих устройств.

Расчётная мощность КУ:

Q_ку=Р_Р(tgц_н-tgц_з),

где tgц_н=Q/P, а tgц_з=0.33.

Q^/_Р=Q_Рi- nQ_{КУ.СТ ,} где n-число батарей

Затем находим полную мощность, и если необходимо меняем наминал трансформаторов и их количество. S=.

Пример расчёта .(на примере цеха №5).

В цехе №5 имеется нагрузка до 1 кВ, составляющая из

Рр?= 300,8 кВт,Qp?= 238 кВAр. где Sp?= 383,57 кВ·А.

Определяем число и мощность подстанции ТП - 2

ТП 2 обеспечивает питание ...