Электроснабжение завода шахтного оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

АННОТАЦИЯ

Выпускная квалификационная работа. ОмГТУ. Тема работы: «Электроснабжение завода шахтного оборудования.

Руководитель работы: Новожилов Т.А. ассистент, канд. техн. наук

Направление подготовки: 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника». Выпуск 2017г.

Пояснительная записка 74 с., 18 рис., 29 табл., 15 источников, 1 приложение.

Система электроснабжения. Пункт приема электрической энергии. Цеховая подстанция. Электрооборудование. Транспорт электрической энергии. Компенсация реактивной мощности. Ток короткого замыкания. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения.

Объектом выполненной работы является система электроснабжения заданного объекта.

Цель проекта - разработка системы электроснабжения завода шахтного оборудования.

В результате анализа технологического процесса производства определены: технологические коэффициенты электрических нагрузок, категории электроприемников по бесперебойности электроснабжения и характеристика окружающей среды подразделений предприятия.

В процессе работы производились: расчет электрических нагрузок предприятия, построение картограммы электрических нагрузок, определение места размещения пункта приема электрической энергии, построение графиков электрических нагрузок, определение средств и способов транспорта электрической энергии, расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка электрооборудования системы электроснабжения, расчет и выбор средств компенсации перетоков реактивной мощности.

Углубленная проработка темы «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» по заданию консультанта.

Основные технико-эксплуатационные показатели:

экономичность, надежность и безопасность эксплуатации системы электроснабжения объекта.

Эффективность электроустановок определяется применением современных технологий и оборудования с учетом особенностей технико-технологических условий функционирования системы электроснабжения заданного объекта.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

2.1 Расчет силовых и осветительных электрических нагрузок цехов

2.2 Расчет мощности компенсирующих устройств узла нагрузки

2.3 Расчетные нагрузки на шинах низшего напряжения пункта приема электроэнергии

2.4 Расчетные нагрузки на шинах высшего напряжения пункта приема электроэнергии

3. ПОСТРОЕНИЕ КАРТОГРАММЫ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ

4. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

4.1 Выбор рационального напряжения системы питания

4.2 Компенсация реактивной мощности системы распределения

4.3 Построение графиков нагрузок

4.4 Выбор силовых трансформаторов пункта приема электрической энергии

4.5 Выбор схемы ввода высшего напряжения подстанции

4.6 Выбор питающих линий электропередачи

4.7 Выбор схемы распределительного устройства низшего напряжения пункта приема электрической энергии

5. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

5.1 Общие принципы формирования схемы системы распределения

5.2 Выбор класса напряжения системы распределения

5.3 Общие принципы формирования схемы системы распределения

5.4 Выбор мощности и места размещения цеховых трансформаторных подстанций

5.5 Потери мощности в трансформаторах цеховых подстанций

5.6 Транспорт электрической энергии в системе распределения

5.7 Выбор сечения и марки проводников системы распределения

6. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

7. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

7.1 Выбор и проверка основного высоковольтного оборудования

7.2 Выбор и проверка коммутационных аппаратов 0,4 кВ

7.3 Выбор и проверка вспомогательного электрооборудования

8. ПРОВЕРКА КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ

9. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА

9.1 Определение расчетных токов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ



ВВЕДЕНИЕ

Выпускная квалификационная работа посвящена проектированию системы электроснабжения завода шахтного оборудования.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий осуществляется, как правило, проектными организациями. В результате обобщения многолетнего опыта проектирования возникли типовые проектные решения.

В настоящее время апробированы методы расчета и проектирование как питающих, так и распределительных сетей, выбора мощности силовых трансформаторов и трансформаторных подстанций и т.п.

Однако существуют проблемные вопросы проектирования систем электроснабжения, а именно:

- правильное определение ожидаемых электрических нагрузок;

- рациональное построение схем систем электроснабжения;

- оптимизация компенсации перетоков реактивной мощности в системах электроснабжения;

- применение современных модульных устройств релейной защиты и автоматики.

В связи с проблемными вопросами проектирования систем электроснабжения и с учетом современных технологий разрабатываются и вводятся в действие новые нормативные документы. Поэтому данную тему выпускной работы можно считать актуальной. Работа над ВКР развивает: способность осуществлять поиск, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных; умение работать с нормативно-технической документацией; способность выбирать структуру систем электроснабжения объектов и приводить обоснование проектных решений, способность оформлять отчетную документацию.



1. ОПИСАНИЕ И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА

Завод шахтного оборудования относится к предприятиям тяжелого машинотсроения.

Машиностроение входит в состав промышленности под названием «Машиностроение и металлообработка». Машиностроение создает машины и оборудование. Металлообработка занимается производством металлических изделий, ремонтом машин и оборудования.

Предприятия тяжелого машиностроения выпускают: энергетическое, шахтное и металлургическое оборудование; станки, подъемно-транспортные и кузнечно-прессовые машины; оборудование морских и речных судов, локомотивов и вагонов. Особенности производства продукции тяжелого машиностроения заключаются в отливке, механической обработке и сборке крупногабаритных деталей, узлов и агрегатов.

Кузнечный цех служит для штамповки металлов и пластмасс. Основными электроприемниками этих цехов являются прессы. Кривошипные прессы холодной штамповки имеют мощность приводов 2,0-160 кВт, горячей штамповки - 30-630 кВт. Наиболее мощными являются гидропрессы, мощность двигателей насосов гидропрессов составляет 250-1660 кВт. Режим работы повторно-кратковременный, напряжение питания переменное 0,4 и 6(10) кВ. В цехах присутствует оборудование общепромышленного назначения - вентиляторы, насосы, подъемно-транспортные механизмы с мощностью электродвигателей 1,6-11 кВт.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур.

Категория размещения электрооборудования - 3 (4).

Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).

Чугунолитейный и сталелитейный цеха. Литейные цеха, как правило, расположены, в одно - или двухпролетных корпусах, с таким расчетом, чтобы транспортные пути литейных машин с жидким металлом из корпусов электролиза в литейный цех были минимальными. Размеры литейного цеха зависят от объемов производства и номенклатуры выпускаемой продукции. Основное оборудование цеха - отражательные печи (миксеры) с газовым или электрическим обогревом. Печи могут быть стационарного или поворотного типа. Стационарные печи в отличие от поворотных печей позволяют осуществить непрерывный процесс литья. Кроме основных печей, в литейном цехе устанавливаются вспомогательные печи, как правило, индукционные для переплавки отходов и приготовления различных сплавов. Для отливки товарной продукции цех оснащен литейными машинами.

Основные электроприемники цеха: отражательные и индукционные печи, литейные машины, подъемно-транспортные механизмы, системы газоочистки, мощная система вентиляции.

Блок - схема технологического процесса литейного цеха представлена на рисунке 1.1.

Рисунок. 2.1 - Схема технологического потока литейного цеха

Категория приемников по электроснабжению - 1 (1 особая).

Условия среды - технологическая пыль, химически активные вещества и газы, локальное воздействие высоких температур.

Категория размещения оборудования - 3.

Степень защиты электрооборудования - IP51.

Очистные сооружения. Для очистки воды системы оборотного водоснабжения цехов и очистки производственных сточных вод применяются водоочистные сооружения. Используются как химические, так и механические способы очистки.

Основные электроприемники цеха: привода насосов.

Категория приёмников по электроснабжению - 1-2.

Условия среды - сырая.

Категория размещения оборудования - 1-3.

Степень защиты электрооборудования - IP24.

Кислородная станция. Для получения кислорода из сжатого воздуха методом адсорбции применяются кислородные генераторы. Применяются и криогенные кислородные станции.

Основные электроприемники цеха: привода компрессоров высокого давления, криогенные установки, установки очистки газа, система вентиляции.

Категория приёмников по электроснабжению - 1 (1особая).

Условия среды - взрывоопасные зоны.

Категория размещения оборудования - 4.

Степени защиты оборудования - взрывобезопасное, IP 54 (избирательно).

Испытательная станция. В цехе производится калибровка, настройка, проверка параметров изделий и их отбраковка. Основными электроприемниками цеха являются различные виды специальных стендов и приборов, обеспечивающих проверку тех или иных параметров изделия.

Мощность электроприёмников весьма разнообразна, может достигать сотен киловатт. Напряжение питания переменное 220/380 В.

Категория приемников по электроснабжению - 2.

Условия среды - нормальная.

Категория размещения оборудования - 4.

Степень защиты электрооборудования - IP00.

Насосная. Вода на заводе потребляется для производственных, противопожарных и хозяйственных нужд.

Основные электроприёмники цеха - двигатели насосов.

Мощность двигателей 250-800 кВт. Напряжение питания 0,4 кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 1.

Условия среды -влажная.

Категория размещения электрооборудования - 2 (3).

Степень защиты электрооборудования - IP04.

Компрессорная станция. Воздух подаётся под давлением 8 атмосфер от одной или нескольких центральных компрессорных. Компрессорные размещаются в близи технологических цехов, используемых сжатый воздух с таким расчетом, чтобы падение давления в магистралях составляло не более 2 атмосфер.

Основные электроприёмники - электродвигатели компрессоров. Мощность двигателей до 6 МВт. Напряжение питания 0,4 кВ.

Категория приемников по электроснабжению - 1.

Условия среды - нормальная.

Категория размещения электрооборудования - 3.

Вид защиты электрооборудования - IP00.

Сборочные цеха. В проектируемом завода таких цехов несколько. В сборочных цехах обычно присутствуют станки для механической обработки узлов изделия. Сборка изделий может осуществляться вручную, либо конвейерным способом. Конвейер, в свою очередь, может иметь различную степень автоматизации от ручного до полностью автоматизированного. Электроснабжение оборудования автоматических сборочных линий осуществляется напряжением 0,4 кВ различной мощности от нескольких ватт до сотен киловатт. В цехе может быть один или несколько сборочных участков или конвейеров. Для сборки электронных компонентов и точной оптики организуют специальные сборочные участки. На таких участках очень важную роль играет вентиляционное оборудование и оборудование очистки воздуха, зачастую оно является основным потребителем электроэнергии на данных участках.

Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).

Условия среды - технологическая пыль.

Категория размещения электрооборудованию - 3 (4).

Степени защиты электрооборудования - IP30-IP64 (избирательно).

Ремонтно-механический цех является ремонтной базой любого промышленного предприятия и необходим для текущего ремонта технологического оборудования. Структура РМЦ зависит от мощности и специфики производства предприятия. Основные подразделения цеха: заготовительное, кузнечнопрессовое, сварочное, механическое, термическое и ряд других.

Основными электроприемниками цеха являются электродвигатели приводов станков и механизмов, термические печи, электросварочное оборудование, подъёмно-погрузочные механизмы, системы вентиляции.

Мощность электроприёмников может достигать сотен киловатт. Напряжение питания переменное 220/380 В. Режим работы продолжительный или повторно-кратковременный.

Категория приемников по электроснабжению - 3.

Условия среды - нормальная.

Категория размещения электрооборудования - 4.

Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).

Цех термообработки предназначен для химико-термической или термической обработки изделий. Основными электроприемниками этих цехов являются: агрегаты для химико-термической обработки, соляные ванны, электрические печи сопротивления. Термические цеха, как правило, состоят из трех участков: химико-термической обработки, механической обработки и закалки токами высокой частоты. Напряжение питания большинства электроприемников термических цехов переменное 0,4 кВ. Закалочные установки питаются от тиристорных преобразователей частоты. Режим работы большинства электроприемников продолжительный, но имеются электроприемники и с повторно-кратковременным режимом.

Категория приемников по электроснабжению -1 (2).

Условия среды - технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур.

Категория размещения электрооборудования - 3.

Степени защиты электрооборудования - IP40-IP50 (избирательно).

Блок-схема технологического процесса производства представлена на ри-сунке 1.2.

Для выбора системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода необходимо определить для каждого цеха в отдельности требуемую степень надежности (категорию надежности) электроснабжения электроприемников (далее - ЭП), характер окружающей среды по пожаро-взрывоопасности и по поражению человека электрическим током.

Согласно [1] ЭП в отношении обеспечения надежности электроснабжения подразделяются на три категории.

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.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

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.

Рисунок 1.2 - Схема технологического процесса завода

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.

Результаты анализа технологического процесса завода приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты анализа технологического процесса завода.

№ на плане	Подразделение завода	Категория ЭП	Характеристика окружающей среды
1	Склад комплектующих изделий	III	нормальная
2	Кузнечный цех	II	технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур
3	Чугунолитейный цех	I	технологическая пыль, химически активные вещества и газы, локальное воздействие высоких температур
4	Очистные сооружения	II	сырая
5	Насосная	I	влажная
6	Кислородная станция	I	взрывоопасные зоны
7	Цех термообработки	II	технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур
8	Испытательная станция	II	нормальная
9	Сборочный цех	II	технологическая пыль
10	Сталелитейный цех	I	технологическая пыль, химически активные вещества и газы, локальное воздействие высоких температур
11	ЦЗЛ	III	нормальная
12	РМЦ	III	нормальная
13	Компрессорная станция	I	нормальная
14	Блок складов	III	нормальная
15	Административный корпус, маркетинг	III	нормальная
16	Бытовые помещения	III	нормальная
17	Гараж	III	нормальная
18	Магазин	III	нормальная
19	Медпункт	III	нормальная
20	Столовая	III	жаркая



2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Расчет электрических нагрузок цехов является главным этапом при проектировании промышленной электрической сети.

При выполнении ВКР расчетные нагрузки определяются по номинальной мощности и коэффициенту спроса с учетом осветительной нагрузки, коэффициента одновременности максимумов и потерь в элементах системы электроснабжения.

Расчетные электрические нагрузки СЭС определяются для всех узлов питания потребителей электроэнергии. При этом отдельно рассматриваются сети напряжением до и свыше 1000 В. Фрагмент схемы представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Фрагмент схемы электроснабжения



2.1 Расчет силовых и осветительных электрических нагрузок цехов

Для определения расчетных нагрузок нашего предприятия воспользуемся методом коэффициента спроса.

При расчете нагрузки цехов изначально берется номинальная мощность цеха и справочный и коэффициент спроса, затем учитывается осветительная нагрузка, коэффициент разновремённости максимумов предприятия в целом, а также потери в элементах систем электроснабжения.

Электрические нагрузки систем электроснабжения определяются с целью выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, расчета потерь мощности, электроэнергии и напряжения и выбора релейной защиты.

Реальная (расчетная) нагрузка цехов определяется по справочным данным [4, 5], коэффициенту спроса и коэффициенту мощности.

	(1)
	(2)

Нагрузка территории завода и искусственного освещения каждого цеха определяется по удельной плотности освещения и по площади производственных помещений цеха.

	(3)

где РН.О. - номинальная мощность осветительной нагрузки данного цеха, кВт; F - площадь территории цеха, м2; руд - удельная мощность осветительной нагрузки, Вт/м2.

Примечание: рекомендуемые значения удельных мощностей осветительной нагрузки, Вт/м2 [5, 6].

Территория завода площадью менее 200000 м2 (ДРЛ) - 0,9 Вт/м2.

Для люминесцентных ламп и ДРЛ:

Вспомогательные цеха - 4,63 Вт/м2; механические и сборочные цеха - 3,68 Вт/м2; компрессорные, насосные - 3,08 Вт/м2; заводоуправления, столовые, лаборатории - 5,0 Вт/м2; медпункт - 5,35 Вт/м2.

Расчетная мощность осветительной нагрузки цехов определяются по формулам:

	(4)
.	(5)

При применении газоразрядных источников света рекомендуется принимать КПП = 1,2, tgцН.О = 0,48 при cosц = 0,9.

Таким образом, расчетные значения нагрузок цеха определяются следующим способом:

	(6)
	(7)

где , - расчётные значения активной и реактивной мощности цеха. Полная мощность:

	(8)

Расчетный ток узла нагрузки:

	(9)



где Iр.ц. - расчетное значение тока узла нагрузки цеха, А; Uн - номинально напряжение в узле нагрузки, кВ.

Нагрузки на стороне высшего напряжения цеховой подстанции

Расчетные значения нагрузок на стороне высшего напряжения трансформаторов цеховых подстанций (рисунок 3, точка 3) определяем по расчетным нагрузкам на шинах низшего напряжения данной подстанции (рисунок 3, точка 2) с учетом потерь в питающих трансформаторах [5].

Так как тип и мощность силового трансформатора пока еще не выбраны, то можно принимать:

	(10)
	(11)

Таким образом, расчетные нагрузки на стороне высшего напряжения цеховых ТП определяются по следующим выражениям:

- расчетные активная и реактивная мощности:

	(12)
	(13)

где - расчетное значение активной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения, кВт; - потери активной мощности в цеховом трансформаторе, кВт; - расчетное значение реактивной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения, кВ•Ар; - потери реактивной мощности в цеховом трансформаторе, кВ•Ар;

- расчетная полная мощность:



	(14)

где - расчетное значение полной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения, кВ•А.

- расчетный ток:

	(15)

Расчётные электрические нагрузки цеха необходимы для выбора мощности трансформаторов цеховых ТП, линий, сечения шин и коммутационно-защитной аппаратуры РУ низшего напряжения ТП.

Высоковольтные нагрузки цеха

Расчетные нагрузки высоковольтных электроприемников цеха:

- расчетные активная и реактивная мощности:

	(16)
	(17)

где Рр.в.с и Qр.в.с - расчетные значения активной и реактивной мощностей высоковольтной цеховой нагрузки, кВт и квар; КС - коэффициент спроса высоковольтной нагрузки, о.е.; - коэффициент реактивной мощности, о.е.;

- расчетная полная мощность

	(18)

- расчетный ток



	(19)

Суммарные расчетные мощности цеха [5, 6, 7]:

	(20)
	(21)
	(22)
	(23)

Рассмотрим определение расчетного максимума на примере цеха № 13 (компрессорная станция). Исходные данные для наглядности представим в виде таблицы 3.

Таблица 3 - Исходные данные для насосной на шинах ТП напряжением 0,4 кВ

580	1,0	0,8	2326,0	4,68	0,9	1,0	1,2

На стороне 10 кВ

Расчет нагрузок 0,4 кВ (формулы (1) - (9)):



- расчетные мощности освтительной нагрузки:

Суммарные нагрузки на 0,4 кВ (точка 2, рисунок 3):

- расчетный ток

Расчет нагрузок на стороне 10 кВ ТП (формулы (10) - (15)):

Потери в силовом трансформаторе:

Расчетные цеховые низковольтные нагрузки на стороне 10 кВ ТП:

- расчетные мощности



- расчетный ток

Расчетные нагрузки высоковольтных (10 кВ) электроприемников цеха (формулы (16) - (19)):

- расчетные мощности:

- расчетный ток

Суммарные расчетные нагрузки цеха:

- расчетные мощности:



Результаты расчета остальных цехов представлены в таблицах 4, 5 и 6.

Таблица 4 - Расчет электрических нагрузок цехов предприятия

Наименование цеха	Рн, кВт	cosц	КС	Рс, кВт	Qс, квар	Sс, кВ•А	Iс, А
Электроприемники напряжением 0,4 кВ
Склад комплектующих изделий	85	0,3	0,5	25,5	44,2	51,0	73,6
Кузнечный цех	1800	0,6	0,7	1080,0	1101,8	1542,9	2226,9
Чугунолитейный цех	1610	0,8	0,9	1288,0	623,8	1431,1	2065,6
Очистные сооружения	1570	0,6	0,7	942,0	961,0	1345,7	1942,4
Наименование цеха	Рн, кВт	cosц	КС	Рс, кВт	Qс, квар	Sс, кВ•А	Iс, А
Насосная	2600	1,0	0,8	2600,0	1950,0	3250,0	4691,0
Кислородная станция	1690	0,8	0,7	1352,0	1379,3	1931,4	2787,8
Цех термообработки	1710	0,8	0,8	1368,0	1026,0	1710,0	2468,2
Испытательная станция	2700	0,4	0,5	1080,0	1870,6	2160,0	3117,7
Сборочный цех	4190	0,5	0,6	2095,0	2793,3	3491,7	5039,8
Сталелитейный цех	1385	0,8	0,9	1108,0	536,6	1231,1	1777,0
ЦЗЛ	175	0,5	0,8	87,5	65,6	109,4	157,9
РМЦ	780	0,6	0,5	468,0	810,6	936,0	1351,0
Компрессорная станция	580	1,0	0,8	580,0	435,0	725,0	1046,4
Блок складов	220	0,3	0,7	66,0	67,3	94,3	136,1
Административный корпус, маркетинг	150	0,5	0,8	75,0	56,3	93,8	135,3
Бытовые помещения	170	0,5	0,8	85,0	63,8	106,3	153,4
Гараж	120	0,4	0,5	48,0	83,1	96,0	138,6
Магазин	75	0,3	0,6	22,5	30,0	37,5	54,1
Медпункт	139	0,3	0,6	41,7	55,6	69,5	100,3
Столовая	230	0,3	0,7	69,0	70,4	98,6	142,3
Итого по 0,4 кВ	21979	-	-	14481,2	14024,4	20159,1	-
Чугунолитейный цех АД	3695	0,8	0,9	2956,0	1431,7	3284,4	316,0
Насосная АД	4980	1,0	1,0	4980,0	0,0	4980,0	479,2
Сталелитейный цех АД	4300	0,8	0,9	3440,0	1666,1	3822,2	367,8
Компрессорная станция АД	3500	1,0	1,0	3500,0	0,0	3500,0	336,8
Итого по 10 кВ	16475	-	-	14876,0	3097,7	15586,7	-

Таблица 5 - Расчет осветительной нагрузки подразделений завода

Наименование цеха	F, м2	Руд Вт/ м2	КПП	Ксо	Р0, кВт	Q0, квар	Sр.ц. кВ•А	Iр.ц. А
Склад комплектующих изделий	388	3,11	1,2	0,60	0,9	0,4	51,8	74,8
Кузнечный цех	675	3,60	1,2	1,00	2,9	1,4	1545,9	2231,3
Чугунолитейный цех	4459	3,60	1,2	1,00	19,3	9,3	1452,5	2096,5
Очистные сооружения	519	4,08	1,2	1,00	2,5	1,2	1348,4	1946,2
Насосная	4799	4,68	1,2	1,00	27,0	13,1	3279,4	4733,4
Кислородная станция	382	4,51	1,2	1,00	2,1	1,0	1933,6	2790,9
Цех термообработки	620	4,51	1,2	1,00	3,4	1,6	1713,7	2473,5
Испытательная станция	1144	4,68	1,2	1,00	6,4	3,1	2165,9	3126,2
Сборочный цех	1411	4,40	1,2	1,00	7,4	3,6	3499,0	5050,4
Сталелитейный цех	3873	3,60	1,2	1,00	16,7	8,1	1249,7	1803,8
ЦЗЛ	195	5,00	1,2	0,80	0,9	0,5	110,4	159,3
РМЦ	227	4,68	1,2	1,00	1,3	0,6	937,2	1352,7
Компрессорная станция	2326	4,68	1,2	1,00	13,1	6,3	739,3	1067,0
Блок складов	514	3,10	1,2	0,60	1,1	0,6	95,5	137,8
Административный корпус, маркетинг	184	5,00	1,2	0,90	1,0	0,5	94,8	136,9
Бытовые помещения	173	4,68	1,2	0,90	0,9	0,4	107,2	154,7
Гараж	269	3,68	1,2	1,00	1,2	0,6	97,1	140,1
Магазин	100	2,18	1,2	1,00	0,3	0,1	37,8	54,5
Медпункт	76	4,68	1,2	0,80	0,3	0,2	69,8	100,8
Столовая	235	4,68	1,2	0,90	1,2	0,6	99,8	144,1

Таблица 6 - Расчет электрических нагрузок подразделений завода с учетом потерь

Наименование цеха	?Pт, кВт	?Qт, квар	Р р.ц., кВт	Qр.ц., квар	S ц., кВ•А	I ц., А
Склад комплектующих изделий	1,0	5,2	27,4	49,8	56,8	3,3
Кузнечный цех	30,9	154,6	1113,8	1257,8	1680,1	97,0
Чугунолитейный цех	29,1	145,3	1336,3	778,4	1546,5	89,3
Очистные сооружения	27,0	134,8	971,5	1097,1	1465,4	84,6
Насосная	65,6	327,9	2692,5	2291,0	3535,3	204,1
Кислородная станция	38,7	193,4	1392,7	1573,7	2101,5	121,3
Цех термообработки	34,3	171,4	1405,6	1199,0	1847,5	106,7
Испытательная станция	43,3	216,6	1129,7	2090,3	2376,1	137,2
Сборочный цех	70,0	349,9	2172,4	3146,8	3823,9	220,8
Сталелитейный цех	25,0	125,0	1149,7	669,7	1330,6	76,8
ЦЗЛ	2,2	11,0	90,6	77,1	119,0	6,9
РМЦ	18,7	93,7	488,0	904,9	1028,1	59,4
Компрессорная станция	14,8	73,9	607,8	515,3	796,8	46,0
Блок складов	1,9	9,5	69,1	77,4	103,8	6,0
Административный корпус, маркетинг	1,9	9,5	77,9	66,2	102,2	5,9
Бытовые помещения	2,1	10,7	88,0	74,9	115,6	6,7
Гараж	1,9	9,7	51,1	93,4	106,5	6,1
Магазин	0,8	3,8	23,5	33,9	41,3	2,4
Медпункт	1,4	7,0	43,4	62,8	76,3	4,4
Столовая	2,0	10,0	72,2	81,0	108,5	6,3
Итого по 0,4 кВ	-	-	15003,6	16140,5	22361,7	-

2.2 Расчет мощности компенсирующих устройств узла нагрузки

Согласно [7] мощность компенсирующих устройств в узле нагрузки определяется

	(24)

где РР i - расчетная мощность i-го узла нагрузки, кВт; К - коэффициент пропорциональности, который зависит от текущего значения коэффициента активной мощности (расчетного) и требуемого (достижимого) для компенсации перетоков реактивной мощности питающих сеть узла нагрузки.

Расчетную мощность компенсирующих устройств округляют до ближайшей (по стандартной шкале) мощности. При выборе типа компенсирующих устройств рекомендуется применять комплектные установки (ККУ).

Примечание: устанавливать компенсирующие устройства мощностью менее 150 квар обычно экономически не целесообразно.

Рассмотрим расчет компенсирующих устройств на примере цеха № 13 (компрессорная станция):

тогда значение коэффициента активной мощности (расчетного) cosцрасч=0,77.

Принимаем достижимое значение cos црасч = 0,96.

Тогда коэффициент пропорциональности (К) [7] равен 0,54.

Расчетная мощность компенсирующих устройств

По полученному значению выбираем ККУ стандартной мощности 2Ч100 квар (АКУ 0,4-100-25У3).

После выбора мощности компенсирующих устройств всех узлов нагрузки 0,4 кВ необходимо скорректировать расчетные значения реактивной мощности всех ТП с учетом установленных БСК.

Итоговая мощность цеха № 13 (компрессорная станция) с учетом установленных БСК:

- потребляемая реактивная мощность с шин 0,4 кВ трансформаторной подстанции цеха № 5



	(25)

- потребляемая полная мощность с шин 0,4 кВ трансформаторной подстанции цеха № 13 (компрессорная станция):

	(26)

Результаты расчетов мощности компенсирующих устройств остальных цехов завода сведены в таблицу 7.

Таблица 7 - Результаты расчетов компенсации реактивной мощности

Наименование цеха	, квар	сosц	К	, квар	, квар	, квар	, квар
Склад комплектующих изделий	49,8	0,48	1,54	42,2	0	49,8	56,8
Кузнечный цех	1257,8	0,66	0,85	946,8	800	457,8	1204,3
Чугунолитейный цех	778,4	0,86	0,25	334,1	200	578,4	1456,1
Очистные сооружения	1097,1	0,66	0,85	825,8	600	497,1	1091,3
Насосная	2291,0	0,77	0,54	1454,0	1000	1291,0	2986,0
Кислородная станция	1573,7	0,57	1,11	1183,8	800	773,7	1593,2
Цех термообработки	1199,0	0,77	0,54	759,0	600	599,0	1527,9
Наименование цеха	, квар	сosц	К	, квар	, квар	, квар	, квар
Испытательная станция	2090,3	0,48	1,54	1739,8	1600	490,3	1231,6
Сборочный цех	3146,8	0,57	1,11	2411,4	2400	746,8	2297,2
Сталелитейный цех	669,7	0,86	0,25	287,4	200	469,7	1242,0
ЦЗЛ	77,1	0,77	0,54	48,9	0	77,1	119,0
РМЦ	904,9	0,48	1,54	751,5	600	304,9	575,5
Компрессорная станция	515,3	0,77	0,54	328,2	200	315,3	684,7
Блок складов	77,4	0,66	0,85	58,7	0	77,4	103,8
Административный корпус, маркетинг	66,2	0,77	0,54	42,1	0	66,2	102,2
Бытовые помещения	74,9	0,77	0,54	47,5	0	74,9	115,6
Гараж	93,4	0,48	1,54	78,7	0	93,4	106,5
Магазин	33,9	0,57	1,11	26,1	0	33,9	41,3
Медпункт	62,8	0,57	1,11	48,2	0	62,8	76,3
Столовая	81,0	0,66	0,85	61,4	0	81,0	108,5
Итого	-	-	-	-	9000	7140,5	-

2.3 Расчетные нагрузки на шинах низшего напряжения пункта приема электроэнергии

Расчетные значения нагрузок на шинах НН ПГВ (рисунок 3, точка 4) определяются по расчетным значениям мощностей всех отходящих от секции шин линий и силовой нагрузки напряжением свыше 1000 В, подключенной к данной секции шин, с учетом коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки в данном узле питания и потерь мощности в распределительных сетях. Также необходимо учитывать расчетную мощность осветительной нагрузки территории предприятия и потери активной мощности в компенсирующих устройствах (при их наличии), подключенных к данному узлу нагрузки.

Расчетные значения нагрузок на данном уровне определяются по формулам:

- расчетные значения активной и реактивной мощностей:

	(27)
	(28)

где РР.НН.ППЭ и QР.НН.ППЭ - расчетное значение активной и реактивной мощностей потребителей, включенных от шин НН ПГВ, кВт и квар; ?РР.3 - сумма активных расчетных мощностей всех потребителей, включенных от шин НН ПГВ (рисунок 3, точка 3), кВт; Ко.а - коэффициент одновременности максимумов силовой нагрузки в рассматриваемом узле потребления; КПОТ - коэффициент потерь мощности в распределительных сетях; РР.О.Т - расчетное значение активной мощности осветительной нагрузки территории предприятия, кВт.

Расчетное значение активной мощности осветительной нагрузки территории предприятия:

	(29)

Расчетное значение полной мощности SР.НН.ППЭ, потребляемой от шин НН ПГВ, кВ·А:

	(30)

Расчетные значения тока

	(31)

где IР.НН.ППЭ - расчетный ток линий, питающих шины НН ПГВ, А; UН - номинальное напряжение на шинах РУ НН ПГВ, кВ.

При определении расчетных нагрузок на шинах НН распределительного устройства ПГВ значение коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки определяются по [5].

Расчетные нагрузки на шинах НН распределительного устройства ПГВ определяются с учетом потерь в сетях системы распределения, коэффициента одновременности максимумов нагрузок в данном узле и мощности освети-тельной нагрузки территории предприятия (РО.ТЕР).

Определим мощность осветительной нагрузки территории предприятия.

Площадь территории (FТЕР) для освещения



где Fобщ - площадь по периметру предприятия, м2; ?FЦ - сумма площадей цехов предприятия, м2.

Активная мощность осветительной нагрузки территории (РО.ТЕР) рассчитывается по удельной мощности (руд) с учетом коэффициента спроса (КС.О.) и коэффициента потерь в пуско-регулирующей аппаратуре (КПП):

Реактивная мощность осветительной нагрузки территории

Так как распределительные сети выполняются, как правило, кабельными линиями, принимаем коэффициент потерь (КПОТ) равным 1,05 (т.е. 5%), а коэффициент одновременности максимумов нагрузок (КО) равным 0,9.

Таким образом, расчетные мощности на шинах НН распределительного устройства ПГВ

2.4 Расчетные нагрузки на шинах высшего напряжения пункта приема электроэнергии

Расчетные значения нагрузок на стороне ВН ПГВ определяют по расчетным значениям нагрузок на шинах РУ НН ПГВ с учетом потерь в силовых трансформаторах ПГВ.

Расчетные значения активной и реактивной мощностей

	(32)

где РР.ВН.ППЭ и QР.ВН.ППЭ - расчетное значение активной и реактивной мощностей на стороне ВН ПГВ, кВт и квар; ?РТ и ?QТ - потери активной и реактивной мощностей в силовом трансформаторе ПГВ, кВт и квар.

Потери активной и реактивной мощностей в трансформаторе приближенно можно определить по аналогии с потерями в трансформаторах ТП.

Расчетное значение полной мощности

	(33)

где SР.ВН.ППЭ - расчетное значение полной мощности на стороне ВН ПГВ, кВ•А;

расчетные значения то...