Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

Кыргызской Республики

Иссык-Кульский государственный университет

имени Касыма Тыныстанова

Кафедра «Электроснабжения и электроники»

Дипломный проект

Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов

Специальность: 551701.03 «Электроснабжение»

Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Клименко О.И.

Исполнитель: ст.гр. ЭС-51 Обиленцев Анатолий.

Рецензент: к.т.н., доцент Урсеитов О.

Содержание

Введение

1. Обоснование проекта

2. Расчет электрических нагрузок предприятия

2.1 Расчет подробно рассчитываемого цеха

2.2 Расчет электрических нагрузок по цехам

2.3 Расчет осветительной нагрузки

2.4 Расчет картограммы электрических нагрузок

3. Распределение электроэнергии

3.1 Построение схемы электроснабжения

3.2 Выбор генераторных установок

3.3 Выбор трансформатора

3.4 Выбор сечения кабелей и шинопроводов

3.5 Проверка электрической сети на потери напряжения

3.6 Выбор коммутационно - защитных аппаратов

4. Выбор основного электрооборудования Ру 0,4 кВ

4.1 Выбор выключателей

4.2 Выбор жестких шин

4.3 Выбор изоляторов

4.4 Выбор трансформаторов тока

5. Расчет токов короткого замыкания

5.1 Расчет тока КЗ цепи генератора

5.2 Расчет тока КЗ цепи трансформатора

5.3 Проверка выбранного оборудования по условию КЗ

6. Расчет внешнего электроснабжения

6.1 Выбор КЛ

6.2 Выбор электрооборудования РУ 10 кВ

7. Собственные нужды

8. Выбор релейной защиты и автоматики

8.1 Расчет защиты генераторов

8.2 Расчет защиты трансформатора

8.3 Расчет защиты питающей кабельной линии

8.4 Расчет уставок АВР

9. Безопасность жизнедеятельности

Заключение

Список литературы

АННОТАЦИЯ

электроснабжение генераторный замыкание релейный

Объектом проектирования является промышленное предприятие по производству бетонных строительных материалов.

Целью проектирования является: электроснабжение данного предприятия с применением автономных источников питания, расчет цеховых электрических нагрузок, расчет и выбор внутрицеховых сетей, а также питающих линий, выбор коммутационно-защитной аппаратуры, выбор релейной защиты питающих элементов, расчет контура защитного заземления, молниезащиты и освещения.



ВВЕДЕНИЕ

Современное предприятие любой отрасти промышленности - это совокупность новейшего оборудования и технологий, правильно организованные инженерные сети и бесперебойная работа всех звеньев этой цепи. Обеспечить функционирование такого сложного объекта необходимо еще на стадии подготовки к запуску оборудования в работу, предусмотрев заранее наличие источников электроснабжения и целостной системы подачи электрической энергии с помощью проектирования электроснабжения предприятий.

Затраты на энергоресурсы и системы энергоснабжения промышленных предприятий составляют от 5 до 60% себестоимости продукции в зависимости от ее вида. Доля затрат на энергоресурсы имеет устойчивую тенденцию к увеличению во всем мире, а в Кыргызстане - в большей мере в связи со спецификой переходной экономики. В конечном счете, эффективное использование энергоресурсов самым непосредственным образом влияет на конкурентоспособность продукции предприятия.

Рациональное использование энергии позволит избежать потерь в линиях, а значит, отразится и на себестоимости производимой продукции, и на уровне заработной платы сотрудников. Проектирование электроснабжения здания и цехов промышленных предприятий поможет решить проблемы экономии энергоресурсов и минимизации потерь.

Любой специалист, имеющий опыт работы с электросетями и установками хорошо владеет практическими навыками, но не всегда способен учесть все нюансы создания проекта электроснабжения промышленного предприятия. Поэтому наиболее качественные результаты дает совместная работа над данным проектом компетентных сотрудников предприятия и специалистов-проектировщиков.

Целью является разработка проекта электроснабжение предприятия по производству бетонных строительных материалов, обеспечение надежного и качественного электропитания технологического и вспомогательного оборудования.

При проектировании руководствовался директивными и другими нормативными документами, в частности Правилами устройства электроустановок [1], Инструкцией по проектированию электроснабжения промышленных предприятий. СН 174-75 [2] и Инструкцией по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий СН 357-77 [3].



1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

Краткая характеристика объекта

Номенклатура выпускаемых изделий:

- блоки стеновые;

- стеновые панели;

- теплоизоляционные плиты;

- сухие строительные смеси.

Ячеистый бетон (газобетон) - это легкий, прочный и экологичный, искусственный пористый камень. Ячеистые бетоны изготавливают из вяжущего, кремнеземистого компонента, порообразователя и воды. Вяжущими для производства ячеистых бетонов служат цемент, известь, гипс, а также как сырьё будут использоваться отходы ТЭЦ. За счет уникального сочетания своих высочайших технологических и эксплуатационных качеств газобетонные блоки уже давно лидируют на рынке стеновых материалов. Изделия из ячеистого бетона, позволяют экономить средства строителям и владельцам домов: высокая экономичность - повышенное удобство и функциональность.

Для производства газобетонов на предприятии используется современная автоматизированная линия. Объем выпускаемой продукции 320 тыс. м³ в год. Работа предприятия рассчитана на трехсменную работу, Т_мах =7200 часов.

В производстве газобетона высокие требования предъявляются к предварительной подготовке и дозированию сырьевых материалов, контролю процесса ферментации, точности профилирования и резки блоков, а также к автоматическому управлению всеми производственными процессами. Автоматизированная линия является высокопроизводительным, автоматизированным и компьютеризированным оборудованием для производства широкого ассортимента газобетонных изделий высочайшего качества. Указанные особенности производства требуют обеспечения надежности и независимости электроснабжения на данном предприятии, для чего предлагаем применить автономное электроснабжение. Такое решение принято в свете возможных перебоев электроснабжения, которые могут привести к нарушению технологий и недоотпуску продукции, что в свою очередь приведет к невыполнению обязательств перед поставщиками и возможному невыполнению строительства в заданные сроки. Еще одним аргументом за использование автономных источников - это возможность вырабатывать вместе с электричеством тепловую энергию без расхода лишнего топлива. Такая технология получения тепловой энергии называется когенерацией.

Производство размещено в четырех цехах: цех приемки и подготовки сырьевых материалов, цех помола золы, цех по производству блоков из газобетона, цех по производству сухих строительных смесей. Общая площадь производственных цехов составляет 12000 м². Установленная мощность производственного оборудования 2531 кВт, рабочее напряжение 380/220 В. Сведения об электроприемниках (ЭП) приведены в таблице 1.1. Нагрузка представлена потребителями I и III категории по надежности электроснабжения. К нагрузке I категории относятся потребители основного производства - цех №: 1, 2, 3, 4. К нагрузке III категории относятся остальные потребители предприятия - цех №: 5, 6.

Таблица 1.1 - Сведения об электроприемниках

Наименование электроприемника	Установленная мощность РУ, кВт	kи	cos?
Цех по производству блоков газобетона
Дозирование и смешивание. Ударопрочная пластина.	205	0,8	0,8
Транспортная тележка.	30	0,5	0,75
Толкатель форм. Машина обработки формы. Машина для смазки форм. Рельсовая тележка.	55	0,6	0,75
Машина для кантования.	40	0,9	0,75
Тележка. Боковой триммер. Машина резки по толщине.	120	0,7	0,75
Подающее устройство автоклавных поддонов.	10	0,6	0,75
Машина поперечной резки.	35	0,9	0,75
Погрузочная машина.	57	0,8	0,75
Механизм подачи автоклавных тележек. Передаточная вагонетка. Двери автоклава.	140	0,4	0,75
Механизм для удаления нижнего слоя.	42	0,9	0,75
Разделительная машина. Подача автоклавных поддонов.	60	0,8	0,75
Укладочно-сортировочная машина.	57	0,8	0,75
Система транспортировки пакетов. Прессовка пакетов.	50	0,8	0,75
Машина вытяжки.	25	1	0,75
Мастерские	35	0,3	0,75
Паровой котел.	80	0,9	0,8
Охладитель	50	0,8	0,8
Насосная технического водопровода	16	0,8	0,75
Вентиляция	72	0,8	0,85
Итого по цеху	1185	-	-
Другие цеха
Цех приемки и подготовки сырьевых материалов	410	0,65	0,7
Цех помола золы	390	0,6	0,75
Цех по производству сухих строительных смесей	235	0,7	0,8
Склад	22	0,3	0,8
Административно-технический корпус	80	0,7	0,85
Итого по предприятию	2531



2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ

2.1 Расчет подробно рассчитываемого цеха

В качестве подробно рассчитываемого цеха примем цех по производству блоков из газобетона №1 (чертеж 140211-12-ПЛ.02.00).

Для определения расчетной нагрузки группы трехфазных электроприемников (ЭП) на разных ступенях системы электроснабжения промышленных предприятий применим метод упорядоченных диаграмм или коэффициента максимума[4], по которому:

где К_м - коэффициент максимума активной нагрузки при длительности интервала осреднения 30 мин;

Р_см - средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену, Вт;

К_и - коэффициент использования;

Р_ном - номинальная активная мощность этой группы, Вт.

Расчетная реактивная нагрузка группы электроприемников равна при:

где n_Э - эффективное число электроприемников группы, шт;

Q_см - средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену, вар;

tg? - коэффициент реактивной мощности.

Полная расчетная нагрузка группы трехфазных электроприемников определяется выражением:

Эффективное (приведенное) число электроприемников - это такое число однородных по режиму электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Р_Р, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы.

1. При n = 4 и более фактических электроприемников в группе допускается приведенное число n_Э считать равным фактическому, если отношение (кратность) равно:

где Р_{ном.макс}, Р_{ном.мин} - соответственно номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе, Вт.

2. При 3 и приведенное число электроприемников

Если найденное по этой формуле n_Э оказывается больше фактического числа электроприемников n, то следует принять n_Э = n.

Произведем подробный расчет цеха по производству ячеистого бетона.

Ведомость электрических нагрузок представлена в таблице 2.1. Электроприемники подключены к силовым распределительным пунктам СП-1, СП-2, СП-3, СП-4.

Для каждой группы электроприёмников производим следующие расчёты: P_см и Q_см.

Для электроприемников машины кантования: Р_ном = 40 кВт, К_и = 0,7,

cos? = 0,75 (tg? = 0,88); получаем сменную мощность за наиболее загруженную смену:

При расчете максимальной нагрузки выбираем условия расчета эффективного числа электроприемников n_Э.

Так, для СП-1 имеем: n = 20, К_и > 0,2, m > 3, тогда получаем

Принимаем n_Э = 14 шт.

Следовательно, в период максимального (30 мин.) потребления электроэнергии работают 14 ЭП со средним коэффициентом использования:

Таблица 2.1 - Ведомость нагрузок по подробно рассчитываемому цеху

№ п/п	Наименование элекприемников	Кол-во ЭП	Мощность одного ЭП, кВ	Общая установленная мощность, кВт
Силовой пункт 1 (СП-1)
1	Дозирование и смешивание. Вибрационная пластина.	5	70	62	31	22	20	205
2	Транспортная тележка	1	30					30
3	Толкатель форм. Машина обработки формы. Машина для смазки форм. Рельсовая тележка.	5	18	12	9	8	8	55
4	Машина для кантования	2	28	12				40
5	Тележка. Боковой триммер. Машина резки по толщине.	3	48	42	30			120
6	Подающее устройство автоклавных поддонов.	1	10					10
7	Вентиляция и дымоудаление	4	1,5	1,5	1,5	1,0		5,5
Силовой пункт 2 (СП-2)
8	Машина поперечной резки.	2	25	10				35
9	Погрузочная машин	2	40	17				57
10	Подачи автоклавных тележек. Передаточная вагонетка. Двери автоклава.	3	60	50	30			140
11	Механизм для удаления нижнего слоя	2	30	12				42
12	Вентиляция	4	20	6				66
13	Управление автоклавом	1	2					2
Силовой пункт 3 (СП-3)
14	Разделительная машина. Подача автоклавных поддонов.	3	35	17	8			60
15	Укладочно-сортировочная машина.	2	45	12				57
16	Система транспортировки пакетов. Прессовка пакетов.	3	30	12	8			50
17	Машина вытяжки	2	21	4				25
18	Вентиляция	1	4,4					4,4
19	Мастерские	8	4	3,2	2	1,6	0,4	35
Силовой пункт 4 (СП-4)
20	Паровой котел	2	65	15				80
21	Охладитель	2	45	5				50
22	Насосная технического водопровода	2	8	8				16
Всего	52	1 … 75 кВт	1185 кВт

Коэффициент максимума: К_м = f(n_Э; К_и) = 1,13.

Активная максимальная расчетная мощность для СП-1:

Реактивная максимальная расчетная мощность для СП-1 при n_Э > 10:

Полная максимальная расчетная мощность для СП-1:

Максимальный расчетный ток нагрузки силового пункта СП-1:



Аналогичные расчеты выполняем и для других электроприемников и силовых пунктов. Полученные результаты сведены в таблицу 2.2.

2.2 Расчет электрических нагрузок по цехам

Расчет нагрузок по остальным цехам производится по укрупненным показателям, так как заданы суммарные установленные мощности электроприемников по цехам, но неизвестен их состав. Коэффициент использования и мощности выбирается в соответствии с группой цеха и характером нагрузки, согласно [5]. Эффективное число электроприемников определим по формуле

где P_ср.э. - средняя мощность одного электроприемника, кВт.

Все расчеты электрических нагрузок по цехам сведем в таблицу 2.3.

Таблица 2.2 - Сводная информация по подробно рассчитываемому цеху

Наименование групп электроприемников	Кол-во ЭП n, шт.	Установленная мощность, кВт	Модуль силовой сборки m	Коэффициент использования Ки,а	cosц	tgц	Средняя мощность за максимально загруженную смену	Эффек-тивное число ЭП nЭ,шт.	Коэффи-циент макси-мума Км	Максимальная расчетная мощность	Максимальный расчетный ток Iр,А
		Одного ЭП Рном,	Общая рабочая
		min	max						Рсм, кВт	Qсм, квар			Рр, кВт	Qр, квар	Sр, ВА
СП-1
Дозирование и смешивание. Вибрационная пластина.	5	9	70	205	47	0,8	0,8	0,75	164	123	-	-	185	123	222	338
Транспортная тележка	1		30	30		0,5	0,75	0,88	15	13,2	-	-	16,9	13,2	21,5	33
Толкатель форм. Машина обработки формы. Машина для смазки форм. Рельсовая тележка.	5	8	18	55		0,5	0,75	0,88	27,5	24,2	-	-	31,08	24,2	39,4	60
Машина для кантования	2	12	28	40		0,7	0,75	0,88	28,0	24,6	-	-	31,6	24,6	40,1	61
Тележка. Боковой триммер. Машина резки по толщине.	3	32	40	120		0,7	0,75	0,88	84,0	73,9	-	-	94,9	73,9	120	183
Подающее устройство автоклавных поддонов.	1		10	10		0,6	0,75	0,88	6	5,28	-	-	6,78	5,3	8,6	13
Вентиляция и дымоудаление	4	1	1,5	5,5		0,8	0,85	0,62	4,4	2,73	-	-	4,97	2,73	5,67	9
Итого по СП-1	21	1	70	465,5	>3	0,71	0,78	0,81	329	267	14	1,13	372	267	458	696
Итого по СП-2	14	5	60	342	>3	0,59	0,75	0,87	200	175	12	1,23	246	175	302	459
Итого по СП-3	19	0,2	45	231	>3	0,69	0,75	0,88	160	140	10	1,16	185	154	241	366
Итого по СП-4	6	5	65	146	>3	0,85	0,8	0,76	117	89	4	1,14	133	98,2	165	251
Итого по цеху	60	1	70	1185		0,72	0,77	0,83	805	671	40	1,09	932	694	1174	1772

Таблица 2.3 - Расчет нагрузок по цеха

Номер Цеха	РУСТ, кВт	КИ	cos?	tg?	nЭ, шт	КМ	Максимальная расчетная мощность	IР, А
							PР, кВт	QР, квар	SР, кВ·А
1	1185	0,72	0,77	0,83	40	1,09	932	711	1174	1772
2	470	0,65	0,7	0,9	9	1,28	391	302	494	751
3	486	0,6	0,75	0,88	6	1,37	399	282	489	743
4	288	0,7	0,8	0,75	14	1,13	228	151	273	415
5	22	0,3	0,8	0,75	4	2,14	14,1	5,4	15,1	23,0
6	80	0,7	0,85	0,62	56	1,09	61,0	34,7	70,2	107
Итого	2531	-	0,77	-	129	-	2025	1486	2515	3630

2.3 Расчет осветительной нагрузки

После ввода помещения и обработки геометрии помещения, для расчета необходимо выбрать тип освещения, определить нормируемую освещенность, выбрать тип светильников.

Расчет будем вести для системы общего освещения.

К установке примем светильники: внутреннее освещение - HBT 400M [6], наружное освещение -NTV 123 E60.

Нормируемая освещенность, согласно[7] - для общего постоянное наблюдения за ходом производственного процесса: при постоянном пребывании людей в помещении - VIII разряд зрительной работы равна 200 лк. Тогда необходимое значение освещенности определим по формуле:

где Е_н - значение освещенности, лк;

k_З - коэффициент запаса[7].

Тогда для цеха №1 получим:

для остальных цехов расчет произведем аналогично, результат сведем в таблицу 2.4.

Расчетная нагрузка осветительных установок определяем по формуле:

где К_с.о. - коэффициент спроса осветительной нагрузки [8];

Р_н.о. - номинальная мощность осветительной установки, кВт.

Результаты по расчету сведены в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Мощность осветительной нагрузки

№	Наименование цеха		КС.О	cos?	РН.О., кВт	FЦ, м2	РР.О., кВт	SР.О., кВ·А
1	Цех по производству блоков из газобетона	120	0,85	0,95	26,8	7920	21,6	22,8
2	Цех приемки и подготовки сырьевых материалов	120	0,85	0,95	4,80	900	3,67	3,86
3	Цех помола золы	120	0,85	0,95	4,80	880	3,59	3,78
4	Цех производства сухих строительных смесей	120	0,85	0,95	4,80	280	1,14	1,24
5	Склад	120	0,6	0,95	4,10	1500	3,69	3,89
6	Административно-технический корпус	420	0,9	0,95	17,9	350	5,64	5,94
7	Освещение территории	4,5	0,6	0,95	6	-	3,60	4,97

2.4 Расчет картограммы электрических нагрузок

При проектировании системы электроснабжения на генплан предприятия наносятся все производственные цеха с картограммой нагрузок. Картограмма нагрузок представляет собой размещенные в генплане окружности, центры которых совпадают с центрами нагрузок цехов, а площади кругов пропорциональны расчетным активным нагрузкам. Каждый круг делится на секторы, площади которых пропорциональны расчетным активным нагрузкам электроприемников напряжением до 1000 В, электроприемников напряжением выше 1000 В и электрического освещения. При этом радиус окружности r и соотношения секторов в процентах - Н_Нi, Н_Bi, Н_Оi, для каждого цеха соответственно определяются:

, , ,

где P_pi, P_p,нi, P_p.вi, P_p.оi - расчетные активные нагрузки соответственно все го цеха, ЭП напряжением до 1000 В, ЭП напряжением выше 1000 В и электрического освещения, кВт;

m - масштаб площадей картограммы нагрузок, кВт/м².

В данном проекте ЭП с U_ном > 1000 В не используются.

Расчетные нагрузки и координаты цехов для расчета картограммы приведены в таблице 2.5.

Рассчитаем 1 цех:

мм;

%;

%.

Для других цехов считаем аналогично, результаты занесём в таблицу 2.5.

Нанесем окружности на рисунок 2.1.



Таблица 2.5 - Расчет картограммы нагрузок

№ Цеха	РP.Hi	РP.O	РP.У	SН	X	Y	r	НН	НО
	кВт	кВт	кВт	кВ·А	м	м	мм	%	%
1	932	21,6	954	1189	118	66	22,5	97,7	2,31
2	391	3,67	395	498	48	66	14,5	98,8	1,28
3	399	3,59	403	493	24	87	14,6	98,9	1,14
4	228	1,14	229	275	36	115	11,0	99,1	0,992
5	14,1	3,69	17,8	19	156	123	3,15	77,7	22,3
6	61,0	3,81	64,8	74	165	30	5,93	92,9	7,14
Итого	2025	37,5	2064	2548

Центр электрических нагрузок предприятия является символическим центром потребления электрической энергии (активной мощности) предприятия, координаты которого находятся по выражениям:

где x_i, y_i - координаты центра i-го цеха на плане предприятия, м.

Координаты центра нагрузок рассчитаны и полученные результаты - х₀ = 79 м, у₀ = 75 м.

Нанесем ЦЭН на картограмму нагрузок (рисунок 2.1).

Место расположения электрогенераторной и подстанции выбрано исходя из следующих условий:

-центра электрических нагрузок;

-площади, необходимой для электрооборудований;

-рельефа местности;

-наличия коридоров для прокладки кабельных линии с учетом охранной зоны.

Рисунок 2.1 - Картограмма электрических нагрузок

На основе сказанного принимаем месторасположение электрогенераторной пристроенной к цеху по производству блоков из газобетона №1, как указанно на рисунке 2.1.

Вывод: в данном разделе произвели расчет электрических нагрузок предприятия, необходимых для построения схемы электроснабжения и выбора мощности источников питания.



3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНЕРГИИ

3.1 Построение схемы электроснабжения

Схема электроснабжения должна быть проста, безопасна и удобна в эксплуатации, экономична, удовлетворять характеристике окружающей среды, обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.

Схема главных соединений. Согласно [1], электроснабжение потребителей I и II категории должно осуществляется от двух независимых взаиморезервируемых источников питания. Так как на предприятии принято решении об установке - КГУ на базе газопоршневого двигателя, принимаем к установке двух таких агрегатов. Далее построение схемы электроснабжение изобразим в виде схемы на рисунке 3.1.

Схема распределительных сетей. Согласно[4], внутрицеховые сети выполняются по радиальным магистральным и смешанным схемам. В нашем проекте, рациональным будет использование смешанной схемы (чертеж 140211-12-СХ.03.Э3). Питание электроприемников цехов, прилегающих к электрогенераторной, будет осуществляется с использованием магистральных шинопроводов ШМА 5. Питание отдельно стоящих цехов будет осуществляться при помощи кабельных линий.

Распределение нагрузки. Нагрузку между генераторами распределим следующим образом:

- генератор №1 - цех №1, 5, 6,

- генератор №2 - цех №2, 3, 4;

таким образом нагрузка на генераторы составляет 1256 и 1259 кВ·А, соответственно.

Рисунок 3.1 - Построение главной схемы электроснабжения

3.2 Выбор генераторных установок

Современной мировой промышленностью выпускается сегодня большое количество видов газопоршневых электростанций. Сегодня популярность газовых генераторов растет в геометрической прогрессии с каждым годом.

В данном проекте используем когенерационные установки Caterpillar. Мощность автономных источников согласно [9], определяется по выражению:

где УР_р - максимальная расчетная мощность, кВт;

Р_рез - величина резервной мощности, кВт.

Величину резервной мощности принимаем равной 10 %, от максимальной нагрузки на генератор, такое значение выбрано из расчета подключения нагрузки собственных нужд и на некоторый запас учитывающий перспективу роста нагрузок

Принимаем к установке газопоршневую когенерационную электрогенераторную установку G3516В с генератором SR4B (чертеж 140211-12-ПЛ.04.00), мощностью 1165 кВт [10] .

3.3 Выбор трансформатора

В данном проекте трансформаторная подстанция является резервным источником, поэтому мощность трансформатора выбирается при условии резервировании обоих генераторов, но при этом примем, что оба генератора одновременно отключится не могут. Данное условие принято из того расчета, что в нормальном режиме вероятность аварии обоих генераторов мала, но при выводе одного из генераторов в ремонт, вероятность отказа второго более логична. То есть «наброс» нагрузки будет двухступенчатым.

Мощность трансформатора выбираем по формуле:

где K₁₂ - коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й категории, %;

1,4 - коэффициент, учитывающий нагрузочную способность;

S_max - максимальная нагрузка, кВ·А.

Коэффициент К₁₂ для расчета мощности трансформатора примем равным 1, так как нагрузка потребителей III категории не велика и ею можно пренебречь. Примем максимальную нагрузку S_max , равной расчетной мощности нагрузки всего предприятия УS_Н = 2515 кВ·А.

Примем к установке трансформатор ТМГ - 2500/10 [11].

Таблица 4.1 - Каталожные данные выбранного трансформатора

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВ·А	Номинальное напряжение, кВ	ДPхх, кВт	ДPкз, кВт	Uкз,%	Iхх, %
		ВН	НН
ТМГ - 2500	2500	10	0,4	2,5	26,5	6,0	1,1

Определим коэффициент загрузки трансформатора для двух ступеней: резервирование одного генератора и резервирование обоих генераторов. Коэффициент загрузки определяется по формуле:

где S_т.ном. - номинальная полная мощность трансформатора, кВ·А;

S_Н - расчетная нагрузка потребителей подключенная к генератору, кВ·А.

Так как нагрузка распределена равномерно между генераторами: 1256 кВ·А и 1259 кВ·А, для определения К_З первой ступени примем S_Н = 1259.

Тогда К_З, равен:

- первая ступень

- вторая ступень

Проверять выбранный трансформатор на перегрузки, нет необходимости, даже при резервировании обоих генераторов данный трансформатор будет работать, в номинальном режиме. А также при росте нагрузок обеспечивать полное резервирование.

3.4 Выбор сечения кабелей и шинопроводов

Расчет и выбор кабелей. Прежде необходимо выбрать марку проводника, определится с условиями его прокладки и затем выполнить расчет.

Для определения марки кабеля, которым будет осуществляться прокладка распределительных сетей, необходимо учесть особенности окружающей среды помещений цехов, а при прокладке кабелей вне помещений особенности грунта данного предприятия. Для прокладки внутри помещений выбираем кабель марки ВВГнг-LS [12], прокладка будет производится в кабельных коробах, а для прокладки кабелей вне помещений и в земле ВБбШв.

Сечение кабелей напряжением до 1000 В определяется по экономической плотности тока[1], так как число часов использования максимума нагрузки на предприятии свыше 5000 часов:

где J_ЭК - нормированное значение плотности тока, А/мм² .

Рассмотрим пример расчета линии СП-1-Машина для кантования (сборка).

Исходные данные: Р_Р = 31,6 кВт, Q_Р = 24,6 квар, S_Р = 40,1 кВ•А,

L =61м, I_Р = 61 А. Кабель прокладывается в коробе, совместно с другими силовыми кабелями, число силовых кабелей в коробе не более 4.

Тогда экономически целесообразное сечение, равно

принимаем сечение кабеля 25 мм².

Далее проверяем выбранный кабель по условиям нагрева:

где I_доп - длительно допустимый ток нагрузки для кабеля данного сечения, А;

К_прокл - коэффициент учитывающий способ прокладки кабелей.

При определении К_прокл контрольные и резервные кабели не учитываются.

Для кабеля сечением 25 мм² ,длительно допустимый ток нагрузки равен I_доп = 115 А [12]. Проверим кабель по нагреву с учетом его прокладки, примем коэффициент прокладки равным 0,67, согласно [1]:

равенство выполняется, выбранный кабель проходит по условиям нагрева.

Выбор кабелей для остальных электроприемников цеха выбираем аналогично результаты сведем в таблицу 3.1.

Выбор шинопровода. Произведем выбор сечения шинопровода питающего силовые пункты, в качестве устанавливаемого принимаем шинопровод марки ШМА 5 [13]. Сечение выбирается по экономической плотности тока. Нагрузка в начале шинопровода составляет I_Р = 1759 А, тогда сечение токопроводящих шин шинопровода равно

принимаем шинопровод ШМА 5 - 2500, с сечением фазных шин F = 2240 мм².

Силовые пункты запитываются с помощью кабелей через ответвительные секции без коммутационного аппарата.

Расчеты для остальных цехов произведем аналогично, учитывая при этом, что прокладка кабелей питающих отдельно стоящие цеха производится в земле. Результаты расчетов приведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор электрических сетей

Наименование электропотребителей	Sр, кВ·А	Iр.к., А	Fэ, мм2	Fпр., мм2	кол-во	Iдоп, А	I'доп А	L, км
Цех приемки и подготовки сырьевых материалов	498	751	1494	ШМА 5 1600 А (1380 мм2)	1600	1600	0,095
Цех помола золы	489	743
Цех производства сухих строительных смесей	273	417	154	150	1	435	435	0,09
Склад	19	29	11	10	1	90	90	0,05
Административно-технический корпус	74	113	42	50	1	145	116	0,21

Таблица 3.1 - Выбор кабелей для электроприемников подробно рассчитываемого цеха

КЛ	Iр.к., А	Fэ, мм2	Fпр., мм2	кол-во	Iдоп, А	I'доп А	L, км	Марка и сечение кабеля
СП-1	696	128	120	2	260	260	0,01	ВВГнг-LS 5Ч120
Транспортная тележка	33	12	16	1	75	75	0,021	ВВГнг-LS 5Ч16
Толкатель форм. Машина обработки формы. Машина для смазки форм. Рельсовая тележка.	60	22	25	1	95	64	0,023	ВВГнг-LS 5Ч25
Подающее устройство автоклавных поддонов	13	5	6	1	42	42	0,023	ВВГнг-LS 5Ч6
Дозирование и смешивание. Вибрационная пластина	336	65	120	2	520	348	0,056	ВВГнг-LS 5Ч120
Машина для кантования	61	23	25	1	95	95	0,032	ВВГнг-LS 5Ч25
Тележка. Боковой триммер. Машина резки по толщине	183	68	95	1	220	220	0,045	ВВГнг-LS 5Ч95
Вентиляция и дымоудаление	9	3	4	1	35	35	0,039	ВВГнг-LS 5Ч4
СП-2	459	85	95	2	274	274	0,035	ВВГнг-LS 5Ч95
Механизм подачи автоклавных тележек. Двери автоклава.	166	62	120	1	260	174	0,030	ВВГнг-LS 5Ч120
Машина поперечной резки	62	23	25	1	95	64	0,062	ВВГнг-LS 5Ч25
Механизм для удаления нижнего слоя	65	24	25	1	95	64	0,068	ВВГнг-LS 5Ч25
Погрузочная машина	68	25	25	1	95	95	0,025	ВВГнг-LS 5Ч25
Вентиляция	110	41	70	1	180	121	0,022	ВВГнг-LS 5Ч70
Управление автоклавом	3	1	2,5	1	25	25	0,045	ВВГнг-LS 5Ч2.5
СП-3	366	68	70	2	180	180	0,035	ВВГнг-LS 5Ч70
Укладочно-сортировочная машина	103	38	70	1	180	121	0,042	ВВГнг-LS 5Ч70
Система транспортировки пакетов. Прессовка пакетов.	90	33	50	1	145	97	0,048	ВВГнг-LS 5Ч50
Разделительная машина	109	40	50	1	145	145	0,047	ВВГнг-LS 5Ч50
Машина вытяжки	28	10	10	1	55	37	0,038	ВВГнг-LS 5Ч10
Вентиляция	6	2	2,5	1	25	17	0,030	ВВГнг-LS 5Ч2.5
Мастерские	25	9	10	1	55	37	0,042	ВВГнг-LS 5Ч10
СП-4	251	93	120	1	260	260	0,010	ВВГнг-LS 5Ч120
Паровой котел	137	51	95	1	220	147	0,049	ВВГнг-LS 5Ч95
Охладитель	86	32	50	1	145	97	0,060	ВВГнг-LS 5Ч50
Насосная технического водопровода	29	11	10	1	55	37	0,042	ВВГнг-LS 5Ч10

3.5 Проверка электрической сети на потери напряжения

Согласно [1] для силовых сетей отклонение напряжения должно составлять не более ± 5% от U_ном.

Расчет цеховой сети по условиям допустимой потери напряжения выполняется для цепочки линии от источника питания до зажимов одного наиболее удаленного от цеховой ТП или наиболее мощного ЭП. В нашем случае это цепь РУ-0,4 кВ-Паровой котёл (чертеж 140211-12-ПЛ.02.00). Схема питания изображена на рисунке 3.1. Точка ПС на рисунке означает место присоединения кабеля к присоединительной секции.

Рисунок 3.1 - Расчетная схема

Определяем потери напряжения на участках, по формуле

где r_уд и x_уд - удельные активные и индуктивные сопротивления проводников, Ом/км (приложение);

U_P - напряжение в узлах сети, В.

Напряжение в расчетных узлах, определим по формуле:



где U_А - напряжение в начале рассматриваемого участка, В.

Определим потерю напряжения на участке РУ - СП-1 и напряжение в узле СП-1:

Расчеты по остальным участкам производим аналогично, результаты сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Расчет потерь напряжения

...

Участок сети	P, кВт	Q, кВт	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	L, км	ДU
						В	%
РУ - СП-1	919	701	0,017	0,008	0,04	2,14	0,57
СП-1 - СП-2	547	434	0,017	0,008	0,075	2,45	0,64
СП-2 - СП-3	301	242

Подобные документы

• Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов

  Расчет электрических нагрузок. Построение схемы электроснабжения. Выбор сечения кабелей и шинопроводов. Проверка электрической сети на потери напряжения. Расчет токов короткого замыкания, защиты генераторов. Выбор основного электрооборудования.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 29.03.2016
  

• Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

  Определение 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 18.06.2009
  

• Расчет электроснабжения автоматизированного цеха

  Выбор 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 25.04.2014
  

• Повышение надежности бесперебойного электроснабжения потребителей

  Описание применяемой релейной защиты и автоматики. Выбор и обоснование контрольных точек расчёта и вида тока короткого замыкания. Расчет токов короткого замыкания на отходящих линиях. Выбор микропроцессорных терминалов защит системы электроснабжения.
  
  дипломная работа [325,6 K], добавлен 16.01.2014
  

• Проектирование электроснабжения нефтяного месторождения

  Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения и напряжения. Расчет и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита силового трансформатора. Расчет защитного заземления. Перенапряжения и молниезащита.
  
  дипломная работа [458,3 K], добавлен 20.02.2015
  

• Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

  Расчет токов короткого замыкания. Выбор тока плавкой вставки предохранителей для защиты асинхронного электродвигателя. Параметры установок автоматов. Чувствительность и время срабатывания предохранителя. Селективность между элементами релейной защиты.
  
  дипломная работа [2,8 M], добавлен 24.11.2010
  

• Проектирование и расчет электроснабжения микрорайона города

  Разработка принципиальной схемы электроснабжения микрорайона города. Расчет электрических нагрузок. Определение числа, мощности и мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты. Выбор коммутационной аппаратуры.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017
  

• Расчет систем внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий

  Анализ теоретических сведений по электроприемникам. Расчет электроснабжения предприятия ТОО "Житикара-Пласт". Выбор силовых трансформаторов, выключателей, шин, кабелей. Расчет токов короткого замыкания, заземления, молниезащиты, релейной защиты.
  
  дипломная работа [576,0 K], добавлен 16.06.2015
  

• Электроснабжение промышленных предприятий

  Проектирование нагрузок системы внутризаводского электроснабжения. Выбор конденсаторной установки. Определение величины оптимальных электрических нагрузок для силовых трансформаторов и подстанции. Расчет токов короткого замыкания, марки и сечения кабелей.
  
  курсовая работа [223,2 K], добавлен 12.02.2011
  

• Расчет системы электроснабжения

  Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.
  
  курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011
  

• Релейная защита систем электроснабжения

  Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты для рассматриваемого фрагмента электрической сети. Организация и выбор оборудования для выполнения релейной защиты. Расчет релейной защиты объекта СЭС. Выбор трансформатора тока и расчет его нагрузки.
  
  курсовая работа [911,3 K], добавлен 29.10.2010
  

• Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

  Определение 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 21.11.2016
  

• Пути повышения надежности бесперебойного электроснабжения потребителей (на примере системы релейной защиты и автоматики ПС 110/35/6 кВ "Рассохинская")

  Анализ существующей схемы режимов электропотребления. Расчет режимов работы подстанции, токов короткого замыкания в рассматриваемых точках системы электроснабжения. Выбор устройств релейной защиты и автоматики. Общие сведения о микропроцессорных защитах.
  
  курсовая работа [355,6 K], добавлен 18.01.2014
  

• Построение релейной защиты системы электроснабжения

  Анализ нормальных режимов сети. Определение значений рабочих токов и токов короткого замыкания в местах установки устройств защиты, сопротивления линий электропередачи. Выбор устройств релейной защиты и автоматики, расчет параметров их срабатывания.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.01.2015
  

• Разработка эскизного проекта электроснабжения горного предприятия

  Определение расчетной нагрузки сети, величины напряжения внешнего электроснабжения. Выбор силовых трансформаторов. Расчет воздушных и кабельных линий электропередач. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и шин.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.03.2013
  

• Выбор системы электроснабжения в общей системе городского хозяйства г. Старый Оскол

  Основные типы электростанций. Схема и признаки электрической сети. Методика подбора оборудования для системы электроснабжения. Определение электрических нагрузок квартир и общедомовых помещений. Расчет уличного освещения и токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [518,0 K], добавлен 02.03.2014
  

• Система электроснабжения электромеханического завода

  Определение 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 23.03.2013
  

• 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
  

• Расчет схемы электроснабжения участка

  Определение мощности и количества питающих подстанций, расчет кабельной сети, выбор сечения и длины соответствующих кабелей, определение тока короткого замыкания в электрических сетях. Выбор коммутационной аппаратуры, средств и установок защиты.
  
  курсовая работа [267,6 K], добавлен 23.06.2011
  

• Электроснабжение микрорайона города через распределительные пункты

  Характеристика объекта проектирования, расчет нагрузок электроприемников. Выбор трансформаторов. Проектирование сети и системы электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и проверка электрических аппаратов. Релейная защита и автоматика.
  
  дипломная работа [2,3 M], добавлен 15.02.2017
  

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