Электроснабжение химического завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электроснабжение химического завода

Введение

электрический трансформатор химзавод

Первое место по количеству потребителей электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60 % всей выработанной в стране электроэнергии

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким применением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. Сооружаются электростанции большой мощности. В системы электроснабжения 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 процесса производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электроприводами технологическими процессами; внедрения микропроцессорной техники, эле газового и вакуумного электрооборудования, новых комплектных преобразовательных устройств.

Все это ставит большие задачи перед работниками научно-исследовательских, проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.

Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения включает рациональные решения по выбору сечения проводов и жил кабелей, способу компенсации реактивной мощности, автоматизации и диспетчеризации.

1 Задание и исходные данные для проектирования

Тема курсового проекта: электроснабжение химзавода.

Исходные данные на проектирование цеха приведены в таблице 1. План цеха представлен на рисунке 1.

Таблица 1 - Электрические нагрузки цеха

Номер цеха по плану	Наименование оборудования	Установленная мощность электроприемника, кВт	Суммарная установленная мощность электроприемника, кВт
1	Прокатный стан	75	75
2, 7	Кран мостовой, G=5т, ПВ=40%	11+7,5+2,2	20,7
3	Ножницы-тяпки	7,5	7,5
4,2	Ножницы дисковые концевые	13	13
5	Ножницы дисковые	5,5	5,5
6,21	Прокатный станок	2,2	2,2
8	Сушильная печь	20	20
9	Листоправочная машина	2,2	2,2
10, 13	Четырехвалковый прокатный стан	230	230
11	Кран мостовой, G=10т, ПВ=40%	16+11+2,2	29,2
12	Гидравлический пресс	13	13
14	Гильотинные ножницы	17	17
15, 19	Вальцешлифовальный станок	5,5	5,5
16	Пресс	30	30
17, 18	Брикетировочный пресс, 630т	30	30
22, 23, 24	Токарный полуавтомат	7,5+1,1+0,8	9,4
25, 26	Вертикально-сверлильный станок	4+0,15	4,15
27, 28, 29, 30	Токарно-винторезный станок	10+1,1+0,15	11,25



Рисунок 1 - План цеха

Исходные данные на проектирование химзавода приведены в таблице 2 и на рисунке 2

Таблица 2 - Электрические нагрузки химзавода

Номер по плану	Название цехов нагрузок	Количество электро-приемников	Установленная мощность, кВт
			Одного электро-приемника	Суммарная
1	Заводоуправление, столовая	30	1-40	420
2	Цех хлора и каустика	100	10-100	2800
3	Компрессорная:
	а) 0,4 кВ	20	1-28	150
	б) синх. двигат. 6 кВ	4	1250	5000
4	Цех хлорофосфора	100	1-40	2100
5	Материальный склад	10	1-10	52
6	Насосная:
	а) 0,4 кВ	10	10-20	100
	б) синх. двигат. 6 кВ	2	1000	2000
7	Цех метилхлора №1	50	1-40	1600
8	Цех метилхлора №2	50	1-40	1700
9	Котельная	90	1-80	590
10	Цех металлообработки	30	2,2-230	447
11	Склад готовой продукции	6	1-14	50
12	Цех сульфата амония №1	40	1-28	1500
13	Цех сульфата амония №2	50	1-80	1680
14	Цех сжигания газов	30	10-50	840
15	Цех синильной кислоты №1	40	7-40	1090
16	Цех синильной кислоты №2	30	1-50	900

Рисунок 2 - Генплан химзавода

2. Краткая характеристика электроприемников цеха и описание технологического процесса

2.1 Оборудование цеха и описание технологического процесса

Оборудование используемое в цехе:

- прокатный стан - комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении - автоматическая система или линия машин, выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции;

- кран мостовой - разновидность грузоподъёмного крана мостового типа, у которого электроталь передвигается по пролётной ездовой балке, оборудованной концевыми балками с ходовыми тележками. Данный кран работает кратковременно повторяющимися циклами;

- ножницы пятки, дисковые, дисковые концевые - устройства для резки металла;

- сушильная печь - устройство, используемое при порошковом окрашивании для сушки изделий от остаточной влаги;

- листоправочная машина - используется в процессе производства металлического проката, основное предназначение станка -- холодная и горячая правка листовой стали;

- четырехвалковый прокатный стан - тип металлопрокатного стана, обычно используемого для прокатки плоскокатаных продуктов, в которых два опорных валка с большим диаметром использованы, чтобы укрепить два меньших рабочих валка, которые находятся в контакте с заготовкой. Как рабочие, так и основные валки могут управляться;

- пресс - машина для обработки давлением, которая рабочими частями оказывает неударное воздействие на материал;

- вальцешлифовальный станок - устройство, используемое для полировки листовой стали;

- токарный полуавтомат - устройство, используемое для обработки металлов;

- вертикально сверлильный станок - станок для сверления отверстий в заготовках из металла и других материалов, а также рассверливания отверстий, растачивания;

- токарно-винторезный станок - металлорежущий станок для нарезания точной резьбы на винтах резцом.

Исходя из названий и количества однотипных станков их компановке и расположению можно сделать вывод что проектируемым цехом является цех металлопроката, данный цех относится к серийному производству.

Разделю оборудование на группы:

- прокатное оборудование: прокатный стан, четырехвалковый прокатный стан;

- металлорежущие станки: ножницы-тяпки, ножницы дисковые концевые, ножницы дисковые, гильотинные ножницы;

- прессовое оборудование: пресс, гидравлический пресс, брикетировочный пресс;

- металлообробатовающие станки: листоправочная машина, вальцешлифовальный станок, токарный полуавтомат, вертикально-сверлильный станок

токарно-винторезный станок.

-краны: кран мостовой, G = 5 т, кран мостовой, G = 10 т.

Выделю оборудование по характеру нагрузки:

- ударная нагрузка: гидравлический пресс, гильотинные ножницы, пресс, брикетировочный пресс;

- резко переменная нагрузка: кран мостовой G=5т, кран мостовой G=10т;

- особо мощные приёмники: прокатный стан, четырехвалковый прокатный стан.

В данном цехе происходит металлообработка. В цех поступают горячие слябы стали и преобразуются в длинные рулоны в прокатном стане. Их очищают от окалины с помощью металлообрабатывающих станков, далее листы металла раскраивают гильотинными ножницами. Рулоны очищенной горячекатанной тонколистовой стали могут пройти холодную прокатку в четырехвалковый прокатном стане для получения более тонкого и гладкого изделия. После этого металл режут на конкретные заготовки с помощью различных ножниц. После этого листы металла подвергают первичной обработке прессами и токарными станками. В конце технологического цикла заготовки поступают в другие цеха для последующей обработки.

2.2 Характеристика электро приемников по условиям электроснабжения

Перерыв электроснабжения электроприёмников цеха не влечёт за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, нарушение нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Поэтому все электроприёмники цеха по обеспечению надёжности электроснабжения можно отнести к электроприёмникам второй категории [3].

2.3 Анализ строительной части цеха

Размер цеха составляет 24Ч36 м. Высота цеха составляет 6 м. По площади цеха установлены 35 колонн. Расстояние между колоннами составляет 6 м. В цехе имеются 3 отдельные комнаты 6Ч6 м.

Всего в цехе десять окон: по три - на стенах большей длины и по и два - меньшей длины. Высота от пола - 3 м, высота окна 2 м.

В цехе имеется два дверных проема шириной три метра.

2.4 Характеристика условий среды и электробезопасности

Анализируя технологическое оборудование цеха, делаем вывод, что заданное производственное помещение относится к цеху с нормальной средой. Так как относительная влажность воздуха не превышает 60 % и отсутствуют следующие условия [3]:

-температура не превышает постоянно или периодически (более 1 сут.) +35 °С;

-по условиям производства не выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п.;

- не содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, не образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

По условиям электробезопасности цех относится к особо опасным помещениям, так как присутствуют следующие условия:

-токопроводящий пол (железобетонные).

3. Расчет электрических нагрузок по группам электроприемников

3.1 Описание схемы цеховой сети

Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приёмников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитаны на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений.

Распределительные магистрали предназначены для питания приёмников малой и средней мощности, равномерно распределённых вдоль линий магистрали. Такие схемы выполняются с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630 А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховой подстанции. Радиальные схемы обеспечивают высокую надёжность электроснабжения. Однако они требуют бульших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

В цехе имеются мощные электроприемники 1,11,10,13 которые будут запитаны с помощью кабеля проложенного в трубах непосредственно от ВРУ. Питание электроприемников 6,17,18, 25-30 будет осуществляться от ШРА-1 расположенного вдоль внутреннего ряда колонн, крепление будет осуществляться при помощи кронштейнов к колоннам и на стойках между колоннами. Запитывать ШРА-1 будет кабель подключенный к ВРУ и проложенный в трубе. Электроприемники 2,7 будут запитаны от РП-1 при помощи гибких проводов, от РП-2 будут запитаны 3,4,5,8,9,12,14,16 с помощью кабеля проложенного в трубе. От РП-3 будут запитаны 15,19,21,22 с помощью кабеля проложенного в трубе.

Схема электроснабжения представлена в приложении 1.

3.2 Расчет электрических нагрузок металлопрокатного цеха

Определение расчетной нагрузки по цеху в целом по установленной мощности электроприемников и средним значениям коэффициентов использования (таблица 3)

Расчёт электрических нагрузок напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, распределительного шинопровода, троллей), а также по цеху в целом.

Исходные данные для расчёта (графы 1-6) заполняются на основании, полученных от технологов и других специалистов, таблиц-заданий на проектирование электротехнической части (графы 1-4) и согласно справочных материалов (графы 5, 6), в которых приведены коэффициенты использования и реактивные мощности для отдельных электроприёмников. Заполнение таблицы начинается с нахождения Ки и tgц. Затем определяем соотношения: Ки·Pн; Ки·Pн·tgц.

В итоговой строке записываем суммы этих величин. Значение группового коэффициента использования определяем по следующей формуле и заносим в графу 5.

Значение группового коэффициента реактивной мощности определяем по следующей формуле и заносим в графу 6.

Далее определяем эффективное число электроприёмников и заносим результат в графу 10.

Полученный результат округляем до ближайшего целого числа. Если nэ больше чем истинное количество присоединений n, то нужно принять nэ=n.

Дальше по Ки и nэ определяем коэффициент расчётной нагрузки Кр и заносим результат в графу 11.

Определим расчётную мощность по следующим выражениям:

Результаты вычисления по данной формуле заносим в графу 12.

Результаты вычисления по данной формуле заносим в графу 13.

Результаты вычисления по данной формуле заносим в графу 14.

4. Расчет сети выбранного присоединения

Рассмотрим схему присоединения пресса (позиция 33 на плане цеха). Это присоединение представляет собой следующую электрическую цепочку:

-цеховой трансформатор (ЦТП);

-кабельная линия;

-щит распределительный (ЩР1);

-кабельная линия;

-шинопровод распределительный (ШРА-1);

-Кабельная линия;

-электродвигатель.

Рисунок 3 - Схема присоединение вертикально-сверлильного станка

4.1 Выбор кабелей, шинопровода, коммутационных и защитных аппаратов

4.1.1 Выбор кабеля на участке «двигатель - шинопровод»

Двигатель пресса подключим к распределительному шинопроводу ШРА1 кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами с ПВХ изоляцией, оболочкой из ПВХ и без наружного покрова. Кабель проложим в стальной трубе.

Рассчитаем ток, проходящий по проводу, питающему пресс:



Допустимый длительный ток для провода АВВГ (3Ч2,5+1Ч2,5(ож)) равен I_доп=13,3 А.

I_р.дв=8,73 А<I_доп=13,3 А.

Длина кабеля от ШРА1 до станка равна 4,8 м. Удельные сопротивление провода [4] x₀=0,09 Ом/км и r₀=13,3 Ом/км.

Для защиты кабеля, отходящего от ШРА1 к станку установим автоматический выключатель типа АЕ 2046МП-100 с электромагнитным расцепителем.

I_р.дв=8,73 А<I_{ном.выкл}=16 А.

4.1.2 Выбор распределительного шинопровода ШРА1

Шинопровод будем прокладывать вдоль колонн, и закреплять на кронштейнах и на специальных стойках через каждые 3 м. Расчётный ток в шинопроводе ШРА1 равен I_р.ШРА1=116,6 А. Выбираем распределительный шинопровод из алюминия типа ШРА-73У3 (35Ч5) с номинальным током равным I_{ном.ШРА1}=250 А.

I_р.ШРА1=116,6 А<I_{ном.ШРА1}=250 А.

Длина шинопровода 18 метров. Удельные сопротивление шинопровода x₀=0,21 Ом/км и r₀=0,21 Ом/км.

4.1.3 Выбор кабеля на участке «шинопровод - щит распределительный»

Для питания шинопровода ШРА1 от распределительного щита ЩР выбираем кабель с алюминиевыми жилами, ПВХ изоляцией, ПВХ оболочкой, без наружного покрова. Кабель проложим в трубах. Допустимый длительный ток для кабеля АВВГ (3Ч120+1Ч70-1) равен I_доп=190 А.

I_р.ШРА1=116,6 А<I_доп=190 А.

Длина кабеля равна 15 метрам. Удельные сопротивление x₀=0,06 Ом/км и r₀=0,28 Ом/км.

Для защиты кабеля, отходящего от ЩР1 к ЩРА1 установим автоматический выключатель типа АЕ 2066МП-100 с электромагнитным расцепителем.

I_р.дв=116,6 А<I_{ном.выкл}=125 А.

4.1.4 Выбор щита распределительного щита и вводного выключателя

Для приёма и распределения электроэнергии к потребителям цеха применим распределительный щит серии ПР-8501 УХЛ2 с установленным автоматическим выключателем типа А3124 100/140 с электромагнитным расцепителем.

I_р.ЩР=712,2 А<I_{ном.выкл}=800 А.

4.1.5 Выбор кабеля на участке «цеховой трансформатор - щит распределительный»

Для питания распределительного щита ЩР от цехового трансформатора выбираем кабель с алюминиевыми жилами, поливинилхлоридной изоляцией, бронёй из двух стальных лент, наружным покровом из ПВХ пластика типа АВБбШв. Кабель проложим в земляных траншеях. Допустимый длительный ток для кабеля АВБбШв (3Ч240+1Ч120) равен I_доп=370 А. Для обеспечение пропускной способности линии проложим параллельно 2 кабеля.

I_р.ЩР=712,2 А<I_доп=740 А.

Длина кабеля равна 28 метров. Удельные сопротивление x₀=0,18 Ом/км и r₀=0,2 Ом/км.

Для защиты кабельной линии, отходящей от ЦТП к ЩР, выбираем автоматический выключатель типа А3124 100/140 с электромагнитным расцепителем.

I_р.ЩР=712,2 А<I_{ном.выкл}=800 А.

Для счёта электрической энергии устанавливаем трансформатор тока ТШП-0,66-2000/5.

4.2 Предварительное определение числа и мощности цеховых трансформаторов

Удельная плотность нагрузки (нагрузка на единицу площади) равна [4]:

где F - площадь цеха, м².

При плотности нагрузки напряжением 380 В свыше 0,39 Вт/м² целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВА включительно. Примем мощность трансформатора, равной S_ном.тр=1000 кВА.

Определим число трансформаторов:



где K_з - коэффициент загрузки трансформатора, который при нагрузках II категории равен K_з=0,7.

Тогда получим:

Так как N<1, то нагрузку данного цеха целесообразно запитать от соседней подстанции, а не сооружать цеховую трансформаторную подстанцию.

Определим расстояние от центра нагрузок до трансформаторной подстанции:

4.3 Расчет токов короткого замыкания

Рисунок 4 - Схема замещения рассчитываемого присоединения

Определим сопротивления цехового трансформатора:



Сопротивления элементов схемы замещения сведены в таблицу 4.

Таблица 4 - Сопротивления элементов схемы замещения

Элемент	Удельное сопротивление мОм/м	Длинна	Сопротивление, мОм
	Активное	Индуктивное		Активное	Индуктивное
АВВГ 3Ч2,5+1Ч2,5	13,3	0,09	4,8	61,18	0,414
АВВГ 3Ч120+1Ч70	0,28	0,06	24	6,72	1,44
ШРА-73У3 (35Ч5)	0,21	0,21	18	3,78	3,78
АВБбШв 3Ч240+1Ч120	0,18	0,2	24	2,52	2,8
ТШП-0,66				2,3	2,1
АЕ 2066МП-100-16А				7	4,5
АЕ2066-10-160А0				0,74	0,55
А3124 100/140-800А				0,1	0,08
К1				0,5
К2				1
К3				1,5

Для удобства расчетов тока КЗ в указанных точках сведу расчет в таблицу 5.

Таблица 5 - Расчет токов короткого замыкания

Точка К.З.	УR, мОм	Rдоб, мОм	УХ, мОм	УZ, мОм	Iкз, кА	Та=УХ/314УR	Куд	Iуд, кА
К1	19,25	15,00	10,33	21,85	10,5	0,0017	1,00	14,95
К2	26,97	5,00	13,29	30,07	7,68	0,0016	1,00	10,86
К3	39,43	5,00	15,28	42,29	5,46	0,0012	1,00	7,72
К4	43,21	0,00	19,06	47,23	4,89	0,0014	1,00	6,92
К4	116,39	5,00	23,97	118,8	1,94	0,0007	1,00	2,75

4.4 Проверка защитных аппаратов на термическую и динамическую стойкость

Выключатель АЕ 2066МП-100

Предельная отключающая способность Iав.пр=9 кА.

Iав.пр=9кА>Iуд=6,92кА

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где I_р.max - максимальный рабочий ток двигателя пресса.

Выключатель АЕ 2066-100

Предельная отключающая способность Iав.пр=12 кА.

Iав.пр=12 кА>Iуд=10,86 кА

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где I_р.max - максимальный рабочий ток двигателя пресса.

Выключатель А3142 100/140

Предельная отключающая способность Iав.пр=65 кА.

Iав.пр=65кА>Iуд=14,95кА

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где I_р.max - максимальный рабочий ток двигателя пресса.

4.5 Проверка выбранного присоединения по потерям напряжения

Для расчета потери напряжения составляем схему замещения (рисунок 5), разбиваем ее на участки и для каждого участка определяем перетоки мощности. Расчет производим от двигателя, двигаясь в сторону ЦТП. Считаем напряжение на всех участках постоянным и принимаем равным 0,38 кВ.

Рисунок 5 Схема замещения для расчета потери напряжения

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.

Таблица 6- Потери напряжения одного присоединения

Участок	Руч, кВт	Qуч, кВАр	r0, мОм	x0, мОМ	L, м	Rуч, мОм	Xуч, кВар	ДU, В	ДU, %
1	4,15	9,51	13,3	0,09	4,6	61,18	0,414	0,68	0,18
2	4,15	9,51	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,01	0,00
3	8,30	19,02	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,02	0,00
4	19,45	44,57	0,21	0,21	2	0,42	0,42	0,07	0,02
5	49,45	79,64	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,07	0,02
6	60,60	105,19	0,21	0,21	4	0,84	0,84	0,37	0,10
7	71,75	130,74	0,21	0,21	4	0,84	0,84	0,45	0,12
8	82,90	156,28	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,13	0,03
9	92,30	177,82	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,15	0,04
10	101,70	199,36	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,17	0,04
11	111,10	220,90	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,18	0,05
12	141,10	255,97	0,21	0,21	1	0,21	0,21	0,22	0,06
13	143,30	258,54	0,28	0,06	24	6,72	1,44	3,51	0,92
14	794,42	961,75	0,09	0,1	28	2,52	2,8	12,35	3,25
итого								18,38	4,84

Так как суммарные потери напряжения на шинах ЦТП не превышают 5% и составляют 4,84%. Следовательно, выбранные нами ранее кабели и шинопроводы проходят по условиям потери напряжения.

5.Характеристика среды производственных помещений химзавода. Категории электроприемников по бесперебойности электроснабжения

Характеристики внешней среды (температура, влажность, наличие взрыво- или пожароопасных зон) могут влиять не только на конструктивное исполнение РП, ПТ или СП но и на выбор марок и сечений проводов, кабелей и защитной аппаратуры [3]. Производственный процесс на проектируемой фабрике характеризуется наличием горючей пыли и волокон текстильных материалов, образующих пожароопасные смеси. В цехе защитных покрытий используются лакокрасочные материалы, имеющие в своем составе легко воспламеняющиеся жидкости, способные образовывать взрывоопасные смеси с воздухом [3]. Некоторые из отделений цехов химического завода могут быть отнесены к жарким и влажным помещениям. Характеристика среды основных производственных помещений по цехам химического завода представлена в таблице 7. Перерыв электроснабжения электроприемников основного производства химического завода приводит к массовому недоотпуску продукции и простою людей. Возникает опасность для жизни людей при обесточивании зданий подъёмных машин и здания вентиляторов при их обесточивании, поэтому отнесём их к первой категории. Электроприемников не основного производства можно отнести ко второй категории [3].

Вспомогательные цеха и подразделения, прямо не участвующие в создании продукции предприятия, можно отнести к третьей категории.

Классификация основной доли электроприемников в цехах химического завода по бесперебойности электроснабжения приведена в таблице 7.

Таблица 7 - Характеристика внешней среды помещений химзавода и бесперебойности электроснабжения основных производств

№ п/п	Наименование цеха	Характеристика среды	Категория по бесперебойности электроснабжения
1	Заводоуправление, столовая	нормальная	II
2	Цех хлора и каустика	химически активная	I
3	Компрессорная	нормальная	II
4	Цех хлорофосфора	химически активная	II
5	Материальный склад	нормальная	III
6	Насосная	сырая	II
7	Цех метилхлора №1	химически активная	II
8	Цех метилхлора №2	химически активная	I
9	Котельная	жаркая	II
10	Цех металлообработки	нормальная	II
11	Склад готовой продукции	нормальная	II
12	Цех сульфата аммония №1	химически активная	I
13	Цех сульфата аммония №2	химически активная	I
14	Цех сжигания газов	взрывоопасная	I
15	Цех синильной кислоты №1	химически активная	I
16	Цех синильной кислоты №2	химически активная	I

6. Определение расчетных нагрузок по отдельным зданиям (цехам) и предприятия в целом

Расчетная нагрузка предприятия должна определяться в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках», т. е. по средней мощности и коэффициенту спроса.

Расчет нагрузки по отдельным цехам (зданиям).

Расчётная активная мощность цеха:

где Р_ном - суммарная установленная мощность цеха;

К_с - средний коэффициент спроса для приемников.

Расчётная реактивная мощность цеха очистки этилена:

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

Номинальную активную мощность освещения определяем по формуле:

где Р_{уд осв} - удельная мощность освещения;

F-площадь цеха, м²

Расчётную осветительную активную мощность определяют:

где Р_{н осв} - установленная мощность приемников освещения.

Расчётную осветительную реактивную мощность определяют:

где cosц_ос - коэффициент мощность для выбранных ламп.

Полная активная реактивная мощность определяются:

Р_рц=Р_р+Р_ро, Q_рц=Q_р+Q_ро

Определяется полная мощность цеха очистки этилена

Удельная плотность нагрузки каждого цеха определяется по формуле:

Приёмники электроэнергии выше 1000 В рассчитываются отдельно, по этим же формулам, без осветительной нагрузки.

Полная расчётная мощность по заводу определяется:

для потребителей на напряжение 380В

для потребителей на напряжение 6кВ



cosц и tgц определяются по формулам:

Результаты определения расчетных нагрузок по химическому заводу сведены в таблицу 8.

7. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

7.1 Основные положения по выбору трансформаторов

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путём технико-экономических расчётов с учётом следующих факторов:

-категории надежности электроснабжения потребителей;

-компенсации реактивных нагрузок;

-перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийных режимах;

-шага стандартных мощностей.

Количество цеховых трансформаторных подстанций (ТП) непосредственно влияет на затраты на распределительные устройства напряжением 6-20 кВ и внутризаводские и цеховые электрические сети. Так, при уменьшении числа ТП уменьшается число ячеек РУ, суммарная длина линий и потери электроэнергии и напряжения в сетях 6-20 кВ, но возрастает стоимость сетей напряжением 0,4 кВ и потери в них. Увеличение числа ТП, наоборот, снижает затраты на цеховые сети, но увеличивает число ячеек РУ 6-20 кВ и затраты на сети напряжением 6-20 кВ. При некотором количестве трансформаторов с номинальной мощностью S_ном.т можно добиться минимума приведенных затрат при обеспечении заданной степени надежности электроснабжения. Такой вариант будет являться оптимальным, и его следует рассматривать как окончательный.

Одно трансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе приёмников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки складского резерва, или при резервировании, осуществляемом по линиям низшего напряжения от соседних ТП, т.е. они допустимы для потребителей III и II категорий, а также при наличии в сети 380-660 кВ небольшого количества потребителей I категории (до 20 %).

Двух трансформаторные подстанции рекомендуется применять в следующих случаях:

-при преобладании потребителей I категории и наличии потребителей особой группы;

-для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорные и насосные станции);

-для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5-0,7 кВА/м²).

Для двух трансформаторных подстанций также необходим складской резерв для быстрого восстановления нормального питания потребителей в случае выхода из строя одного трансформатора на длительный срок. Оставшийся в работе трансформатор должен обеспечивать электроснабжение всех потребителей I категории на время замены поврежденного трансформатора.

В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (ЗТП), так как на территории завода находится котельная, цех сжигания газов и ряд цехов с химически активными средами, то ТП будут выполнены отдельно стоящими подстанциями закрытого типа.

7.2 Определение числа и мощности цеховых трансформаторов

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности нагрузки:

у=S_р/F_ц,

где S_р - расчётная нагрузка цеха, кВА.

В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности трансформаторов:

-по заданному суточному графику нагрузки цеха за характерные сутки года для нормальных и аварийных режимов;

-по расчётной мощности для тех же режимов.

Во втором случае выбор мощности трансформаторов производится исходя из загрузки в нормальном режиме и с учётом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. Число трансформаторов:

N_ц=S_р/(S_ном,т K_з),

где K_з - коэффициент загрузки трансформатора;

S_ном,т - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Наивыгоднейшая загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования [4].

Для удобства эксплуатации систем электроснабжения следует стремиться выбирать не более 2-3 стандартных мощностей основных трансформаторов. Это ведет к сокращению складского резерва и облегчает замену поврежденных трансформаторов.

Небольшие нагрузки целесообразно питать от соседних цеховых подстанций. Для этого необходимо следующее условие:

L15000/S_р,

где L - расстояние от центра нагрузок цеха до соседней подстанции;

Результаты расчета сведены в таблицу 9.

Таблица 9 - Расчет числа и мощности цеховых трансформаторов

Номер цеха	Категория надежности	Nmin тр-ров	Для цеха	у, кВА/м2	Кз	Sн.тр, кВА.	Nтр	lкр	Приложение
			Sц, кВА	Fц, м2
1	Заводоуправление, столовая	2	426,08	1500	0,28				35	ЩР1 от ЦТП 1
2	Цех хлора и каустика	2	3209,43	4500	0,71	0,8	1600	2,84(3)	5	ЦТП 1
3	Компрессорная:	2	183,42	1500	0,12				82	ЩР1 от ЦТП 2
4	Цех хлорофосфора	2	1465,20	2975	0,49	0,55	1600	1,87(2)	10	ЦПТ 2
5	Материальный склад	1	38,25	1125	0,03				392	ЩР1 от ЦТП 3
6	Насосная:	2	119,82	750	0,16				125	ЩР2 от ЦТП 3
7	Цех метилхлора №1	2	1091,20	1125	0,97	0,86	1000	2,75(3)	14	ЦТП 3
8	Цех метилхлора №2	2	1157,86	1125	1,03				13	ЩР3 от ЦТП 3
9	Котельная	2	636,43	3000	0,21				24	ЩР1 от ЦТП 4
10	Цех металлообработки	2	468,78	1200	0,39	0,7	1000	1,58(2)	32	ЦТП 4
11	Склад готовой продукции	2	44,11	2250	0,02	0,6	1000	1,82(2)	340	ЦТП 5
12	Цех сульфата амония №1	2	1049,34	2250	0,47				14	ЩР1 от ЦТП 5
13	Цех сульфата амония №2	2	1169,29	2250	0,52	0,65	1600	1,87(2)	13	ЦТП 6
14	Цех сжигания газов	2	594,95	2250	0,26	0,55	1600	1,41(2)	25	ЦТП7
15	Цех синильной кислоты №1	2	776,19	2250	0,34				19	ЩР1 от ЦТП 6
16	Цех синильной кислоты №2	2	649,66	2250	0,29				23	ЩР1 от ЦТП 7

7.3 Определение способа питания высоковольтной нагрузки насосной и компрессорной

Для питания высоковольтной нагрузки будет осуществляться от распределительных пунктов 6 кВ. От РП 1 будет запитана компрессорная, от РП 2 будет запитана насосная.

Таблица 10 - Расчет необходимости установки компенсирующих устройств на стороне 0,4 кВ

№ цеха	Наименование	Qp, кВАр	Рр, кВТ	Sн.тр, кВА	Nmin	Кз	QT, кВАр	Qнеск, кВАр
на плане
ЦТП 1
1	Заводоуправление, столовая	1731,6	3185,875	1600	3	0,735	2216,04	484,4549
2	Цех хлора и каустика
ЦТП 2
3	Компрессорная:	792,77	1441,92225	1600	2	0,65	1776,46	983,6908
4	Цех хлорофосфора
ЦТП 3
5	Материальный склад	1117,5	2122,585	1000	3	0,86	2216,04	484,4549
6	Насосная:
7	Цех метилхлора №1
8	Цех метилхлора №2
ЦТП 4
9	Котельная	745,41	811,195	1000	2	0,6	1041,33	295,9158
10	Цех металлообработки
ЦТП 5
11	Склад готовой продукции	525,18	951,5513	1000	2	0,6	1319,28	794,0997
12	Цех сульфата амония №1
ЦТП 6
13	Цех сульфата амония №2	907,13	1720,995	1600	2	0,6	1224,22	317,0966
15	Цех синильной кислоты №1
ЦТП 7
14	Цех сжигания газов	592,82	1094,338	1600	2	0,55	1597,04	1004,214
16	Цех синильной кислоты №2

Согласно результатам расчета установка компенсирующих устройств на стороне 0,4 кВ не целесообразна.

На данном заводе компенсация реактивной мощности необходима согласно условиям [3], из таблицы 8 видно, что tgц - предприятия составляет 0,63, что ниже нормативного указанного в Приказе №49 Минпромэнерго от 22.02.07.

Исходя из выше изложенного компенсацию реактивной мощности следует производить на ГПП завода, а так же использовать для данных мероприятий имеющиеся в наличии синхронные двигатели.

9. Определение места расположения ГПП, ЦТП-4. Расчет картограммы нагрузок

9.1 Определение места расположения ГПП

Для нахождения центра электрических нагрузок нам требуется его координаты которые находим по формуле:

;

где Х-координата центра по оси абсцисс;

Y - координата центра по оси ординат;

Р_i - активная мощность цеха;

Х_i , Y_i -координаты цеха.

Расчет определения места расположения ГПП приведен в таблице 11.

Таблица 11 - Определение места расположения ГПП

№ цеха	Xi	Yi	Pi	Pi* Xi	Pi* Yi	X	Y
1	52,5	69,5	426,0762	22369	29612,3
2	97,5	65,75	3209,431	312919,5	211020,1
3	52,5	37,5	4558,422	239317,2	170940,8
4	101,23	36,25	1465,203	148322,5	53113,6
5	164,79	144,75	38,25375	6303,835	5537,23
6	218,54	169,75	1869,824	408631,3	317402,6
7	164,79	157,25	1091,201	179819,1	171591,4
8	164,79	144,75	1157,861	190803,9	167600,3
9	218,54	133,5	636,433	139086,1	84963,8
10	263,54	158,75	468,7777	123541,7	74418,47
11	168,54	74,75	44,1075	7433,878	3297,036
12	238,03	74,75	1049,341	249774,6	78438,23
13	168,54	52,25	1169,287	197071,7	61095,25
14	238,03	52,25	594,9514	141616,3	31086,21
15	168,54	29,75	776,1917	130819,3	23091,7
16	238,03	29,75	649,6629	154639,3	19327,47

Подобные документы

• Электроснабжение завода высоковольтной аппаратуры

  Расчет 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 30.05.2015
  

• Электроснабжение и электрооборудование цеха металлорежущих станков

  Краткая характеристика цеха, описание технологического процесса, определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения и схемы электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, выбор компенсирующего устройства, трансформаторов.
  
  курсовая работа [38,5 K], добавлен 10.01.2010
  

• Электроснабжение механического цеха промышленного предприятия

  Краткое описание технологического процесса цеха. Характеристика электроприемников, выбор необходимого напряжения и расчет соответствующих параметров, определение нагрузок. Расчет и выбор компенсирующих устройств, а также мощности трансформаторов.
  
  курсовая работа [400,9 K], добавлен 15.03.2015
  

• Электроснабжение промышленных потребителей

  Характеристика штамповочного цеха, электрических нагрузок и его технологического процесса. Классификация помещений по взрыво-, электробезопасности. Расчет электрических нагрузок силового оборудования, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов.
  
  дипломная работа [318,6 K], добавлен 10.07.2015
  

• Система электроснабжения вагоностроительного завода

  Краткая 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
  

• Электроснабжение ремонтно-механического цеха

  Характеристика ремонтно-механического цеха и его технологического процесса. Определение центра электрических нагрузок и места расположения цеховой трансформаторной подстанции. Выбор мощности конденсаторных установок и определение их места расположения.
  
  курсовая работа [272,7 K], добавлен 18.05.2016
  

• Электроснабжение агломерационной фабрики

  Анализ электроснабжения агломерационной фабрики металлургического комбината. Расчет электрических нагрузок, внешних и внутренних. Характеристика технологического процесса и электроприемников цеха, расчет нагрузки. Выбор числа и мощности трансформаторов.
  
  дипломная работа [119,8 K], добавлен 09.12.2011
  

• Расчет системы электроснабжения ремонтно-механического цеха станкостроительного завода

  Описание электрического оборудования и технологического процесса цеха и завода в целом. Расчет электрических нагрузок завода, выбор трансформатора и компенсирующего устройства. Расчет и выбор элементов электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
  
  дипломная работа [286,7 K], добавлен 17.03.2010
  

• Электроснабжение участка механического цеха №19

  Краткая характеристика электроприемников цеха. Выбор и обоснование схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок участка. Выбор марки и сечения токоведущих частей (проводов, кабелей, шинопроводов). Конструктивное выполнение цеховой сети.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.03.2015
  

• Проектирование схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха

  Характеристика ремонтно-механического цеха. Описание схемы электроснабжения. Конструкция силовой и осветительной сети. Расчет освещения и электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов, места расположения, оборудования питающей подстанции.
  
  курсовая работа [681,5 K], добавлен 13.01.2014
  

• Электроснабжение цеха металлорежущих станков

  Краткая характеристика производства и потребителей электрической энергии. Схема расположения автоматизированного цеха. Выбор схемы электроснабжения. Расчёт электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов, компенсация реактивного тока.
  
  курсовая работа [633,6 K], добавлен 24.06.2015
  

• Электроснабжение механического цеха

  Характеристика и категории электроприемников цеха по степени надежности электроснабжения. Расчет электрических нагрузок и компенсирующего устройства. Выбор типа и мощности силовых трансформаторов. Определение и выбор пусковых токов и проводов (кабелей).
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 29.11.2021
  

• Электроснабжение и электрооборудование кузнечного цеха №62

  Характеристика потребителей цеха по режиму нагрузки, категории бесперебойности. Подбор двигателей, защитной аппаратуры для электроприемников. Расчёт электрических нагрузок цеха и сопротивлений элементов сети, выбор мощности цеховых трансформаторов.
  
  курсовая работа [603,5 K], добавлен 14.01.2018
  

• Электроснабжение и электрооборудование цеха по ремонту электрических машин

  Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения, схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, силовой сети и трансформаторов. Выбор аппаратов защиты и автоматики.
  
  курсовая работа [71,4 K], добавлен 24.04.2014
  

• Электроснабжение первого механического завода

  Характеристика среды производственных помещений и потребителей электроэнергии. Расчет электрических нагрузок, выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Проектирование системы внешнего и внутреннего электроснабжения, компенсация реактивной мощности.
  
  дипломная работа [456,6 K], добавлен 26.09.2011
  

• Проектирование системы электроснабжения лесопильного завода

  Расчет электрических нагрузок для окорочно-отжимного цеха и ЭРМЦ, его этапы. Определение суммарных нагрузок предприятия. Выбор числа, мощности трансформаторов и места расположения понижающих подстанций, схемы электросоединений. Экономический анализ.
  
  дипломная работа [214,0 K], добавлен 26.06.2011
  

• Электроснабжение первого механического завода

  Характеристика среды производственных помещений и характеристика потребителей электрической энергии по бесперебойности электроснабжения. Расчет электрических нагрузок, картограмма и определение их центра. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов.
  
  курсовая работа [229,6 K], добавлен 12.12.2011
  

• Электроснабжение промышленного предприятия с разработкой электропитания цехов основного производства ремонтно-строительных машин и механизмов

  Краткая характеристика проектируемого предприятия. Характеристика электроприемников и источников питания. Расчет электрических нагрузок. Определение расчетной нагрузки по цехам. Построение картограммы электрических нагрузок. Выбор силовых трансформаторов.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 21.11.2010
  

• Электроснабжение механосборочного цеха

  Формирование первичных групп электроприемников (ЭП) для электрической сети. Расчет электрических и осветительных нагрузок. Разработка схемы питания силовых ЭП и выбор системы заземления сети. Подбор сетевых электротехнических устройств и трансформаторов.
  
  курсовая работа [608,4 K], добавлен 15.11.2013
  

• Проектирование электротехнологического цеха

  Характеристика потребителей по категории надежности электроснабжения и среды производственных помещений. Определение расчетных электрических нагрузок. Выбор количества, мощности и тип трансформаторов цеха и компенсирующих устройств реактивной мощности.
  
  курсовая работа [219,8 K], добавлен 12.06.2019
  

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