Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Строительства, энергетики и транспорта»

Курсовой проект по дисциплине: «Электроэнергетика»

«Электроснабжение завода режущих инструментов»

Выполнил: Пономарев А.А.

Проверил: Васильева Е.В.

Мурманск 2022



Оглавление

Введение

1. Исходные данные на проектирование

2. Краткая характеристика завода

3. Расчетные нагрузки цехов

3.1 Расчет электрических нагрузок цехов до 1 кВ

3.2 Расчет электрических нагрузок цехов выше 1 кВ

3.3 Расчет осветительных нагрузок

3.4 Расчет электрической нагрузки предприятия

4. Определение местоположения ГПП

4.1 Геометрические характеристики предприятия

4.2 Определение центра электрических нагрузок

5. Определение количества и мощности трансформаторов

5.1 Определение количества и мощности трансформаторов ГПП

5.2 Определение количества и мощности цеховых ТП

6. Расчет токов короткого замыкания

6.1 Расчет параметров трехфазного КЗ в точке К1 (110 кВ)

6.2 Расчет параметров трехфазного КЗ в точке К2 (6 кВ)

6.3 Расчет параметров трехфазного КЗ в точке К3 (6 кВ)

7. Выбор автоматических выключателей в цепи короткого замыкания

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Генераторы различных электростанций вырабатывают огромное количество электроэнергии, используемой для снабжения таких потребителей, как промышленные, сельскохозяйственные, строительные предприятия, транспорт и коммунальное хозяйство городов.

На долю промышленности приходится не менее 60% всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Благодаря ей обеспечиваются работа оборудования, освещение помещений и т.д. Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций. Длительный опыт эксплуатации энергетических систем показал технико-экономическую целесообразность их соединения между собой.

Энергосистемы продолжают оставаться основными источниками электроснабжения потребителей электроэнергии, в том числе наиболее энергоемких, каковыми являются промышленные предприятия. Основные элементы электрической части энергосистем -- различные типы районных трансформаторных и распределительных подстанций, главные подстанции предприятий (ГПП) и других объектов и городов.

Основные задачи, решаемые при проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора номинальных напряжений, условий присоединения к энергосистеме, определения электрических нагрузок и требований надежности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, схем и конструкций распределительных и цеховых электрических сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, систем обслуживания и ремонта электрооборудования и т. д.

Стоимость электрической части промышленных предприятий составляет в среднем 7% от общей суммы капиталовложений в промышленность. Оптимизация затрат па электрическую часть промышленных предприятий на стадии проектирования приводит к их уменьшению на доли процента. Однако в абсолютном измерении речь идет об экономии значительных средств. Так, например, электрическая часть современного металлургического комбината оценивается сотнями миллионов рублей.

Цель данной работы заключается в создании проекта системы электроснабжения промышленного предприятия - завода по производству режущих инструментов.

Для достижения поставленной цели необходимо:

1) Исследовать схемно-режимную информацию для проектирования предприятия.

2) Дать характеристику электроснабжения электроприемников и потребителей.

3) Произвести расчет электрических нагрузок.

4) Выполнить расчет освещения.

5) Построить картограмму электрических нагрузок и определить центр электрических нагрузок.

6) Определить места, количество и мощности трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных пунктов (РП).

7) Осуществить выбор количества и мощности трансформаторов ТП и ГПП.

8) Произвести расчет токов короткого замыкания одного из вариантов цепи короткого замыкания.

9) Произвести выбор автоматических выключателей.



1. Исходные данные на проектирование

Генеральный план завода представлен на рисунке 1.

Сведение об электрических нагрузках завода - в таблице 1.

Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора каждый мощностью 15000 кВА, с первичным напряжением 110 кВ и вторичным - 35, 20, 10 и 6 кВ. ток трансформатор осветительный

Мощность системы 400 МВА; реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы - 0,6.

Стоимость электроэнергии 1,1 коп / кВт*ч.

Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 8 км.

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок завода

№ по плану	Наименование цеха	Установленная мощность P, кВт
1	Экспериментальный цех и отделение приспособлений инструментального цеха	750
2	Склад ГСМ	45
3	Цехи метчиков, плашек и фрез	7600
4	Инструментальный цех, лаборатории, СКБ	460
5	Отдел кадров, ВОХР, столовая	420
6	Учебно-вспомогательные мастерские	390
7	Склад (ледник)	-
8	Литейный цех	540
9	Медпункт	100
10	Насосная станция	200
	Насосная станция (6 кВ)	1420
11	Градирня	30
12	Заводоуправление	120
13	Ремонтно-механический цех	-
14	Цех сверления	8200
15	Корпус вспомогательных служб (главного механика)	300
16	Станция нейтрализации	90
17	Отстойники	-
18	Компрессорная	130
	Компрессорная (6 кВ)	1200
19	Склады (ЦИС и ЦАС)	50
20	Главный магазин	80
21	Депо электрокар, гараж	100
22	Открытый склад леса	20
23	Резервуар для гуссмазки	-
24	Открытая складская площадка	-
-	Освещение цехов и территории завода	Определить по площади

Рисунок 1 - Генеральный план завода режущих инструментов



2. Краткая характеристика завода

Данное предприятие специализируется на изготовлении специальных инструментов, предназначенных для механической обработки деталей из металлов и композитов методом резания. Главная функция такого инструмента заключается в отделении слоя материала (припуска) от обрабатываемой детали или заготовки с образованием стружки или опилок. Высокой твердостью, прочностью и износостойкостью сплавов определяется эффективность и точность инструмента, его функциональность, стойкость (время непрерывной работы), а также надежность производственного процесса в целом.

На заводе режущих инструментов могут производиться такие операции, как изготовление заготовок с помощью литья, обработки давлением, проката, порошковой металлургии, а также операции формообразования поверхностей заготовок, термической обработки, шлифования, заточки,

Металлорежущий инструмент классифицируется по конструктивным признакам и производственно-технологическим особенностям. По конструкции условно различают режущий инструмент двух типов: монолитный и со сменными режущими элементами. Монолитный инструмент целиком изготавливается из твердого сплава, быстрорежущей стали, или в комбинированном варианте: с твердосплавными вставками в тело из инструментальной стали. Конструкция инструмента со сменными элементами характеризуется наличием двух механически соединяемых частей: тела и концевой режущей пластины из твердосплавного материала.

По производственно-технологическим особенностям металлорежущий инструмент различается количеством рабочих режущих поверхностей (кромок, граней), для изготовления которых, наряду с другими материалами, широко применяются твердые сплавы разных марок. Самым распространенным и наиболее известным металлорежущим инструментом с одной режущей кромкой на твердосплавной напайке или пластине является классический токарный резец. К инструментам с двумя и более режущими гранями относят все типы фрез, сверел и т.п.

Из твердых сплавов изготавливают режущий инструмент разной конструкции и функциональности, предназначенный для механической обработки металла и композитных материалов.

В их числе:

· токарные резцы (для резки, наружного и внутреннего точения, нарезания резьбы и т.д.);

· фрезы (торцевые, кукурузные, концевые, фасонные, грибковые, профильные и т.п.);

· сверла (центровочные, спиральные, ружейные, микросверла с диаметром менее 3 миллиметров и т.п.);

· пилы (ленточные, дисковые и т.д.);

· инструмент резьбонарезной (метчики, плашки, резьбонакатные ролики, резьбофрезы и др.);

· инструмент для обработки отверстий (зенкеры, зенковки, развертки и т.п.).

Литье экономически оправдывает себя только при изготовлении трудоемких мелкоразмерных и мелкопрофильных инструментов, например мелких концевых фрез, в условиях серийного и массового производства.

С использованием пайки следует изготовлять резцы, зенкеры, зенковки, насадные фрезы с крупным шагом, червячные модульные фрезы.

Работа на предприятии производится в различных цехах, мастерских и т.д.

Например, экспериментальное производство организуется в основном на крупных предприятиях, занимающихся выпуском сложных, наукоемких изделий, подвергающихся постоянному обновлению и совершенствованию. В экспериментальных цехах совместно с заводскими конструкторскими, опытно-конструкторскими бюро и отделами главного конструктора изготавливаются и используются опытные образцы новых изделий. В инструментальном цеху, который располагается на территории завода, чаще всего занимаются серийным и индивидуальным производством инструментов. Литейный цех используется для получения изделий путем заливки расплавленного металла в непостоянные (разрушаемые) преимущественно земляные формы или в постоянные формы из металла или других материалов. Ремонтно-механический цех предназначен для ремонта собственного оборудования предприятия.

Согласно ПУЭ, все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории в зависимости от их важности.

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

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.

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

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

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

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

Для них 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.

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

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.

В таблице 2 представлены категории надежности цехов и прочих помещений предприятия.

Таблица 2 - Категории надежности электроснабжения потребителей завода режущих инструментов

№ по плану	Наименование цеха	Категория надежности
1	Экспериментальный цех и отделение приспособлений инструментального цеха	II
2	Склад ГСМ	III
3	Цехи метчиков, плашек и фрез	II
4	Инструментальный цех, лаборатории, СКБ	II
5	Отдел кадров, ВОХР, столовая	II
6	Учебно-вспомогательные мастерские	II
8	Литейный цех	I
9	Медпункт	II
10	Насосная станция	I
	Насосная станция (6 кВ)	I
11	Градирня	II
12	Заводоуправление	II
14	Цех сверления	II
15	Корпус вспомогательных служб (главного механика)	II
16	Станция нейтрализации	II
18	Компрессорная	I
	Компрессорная (6 кВ)	I
19	Склады (ЦИС и ЦАС)	III
20	Главный магазин	II
21	Депо электрокар, гараж	II
22	Открытый склад леса	III



3. Расчетные нагрузки цехов

3.1 Расчет электрических нагрузок цехов до 1 кВ

Определяем расчетные нагрузки методом коэффициента спроса.

Расчетная активная нагрузка цеха определяется по формуле:

,

где - установленная мощность цеха;

- коэффициент спроса.

Расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле:

,

Где

где - коэффициент мощности цеха.

Расчетная полная нагрузка определяется по формуле:

,

В качестве примера приведем расчет нагрузок для экспериментального цеха и отделения приспособлений инструментального цеха:

(кВт)

= 1,02

= 487,5 1,02 = 497,25 (кВАр)

= 696,36 (кВА)

Аналогичным способом определяем нагрузки для других цехов и результаты вычислений заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Расчетные электрические нагрузки цехов до 1 кВ

№ по плану	Установленная мощность P, кВт	kс	cosц	tgц	PрНН, кВт	QрНН, кВАр	SрНН, кВА
1	750	0,65	0,7	1,02	487,5	497,25	696,36
2	45	0,3	0,5	1,73	13,5	23,36	26,98
3	7600	0,6	0,7	1,02	4560	4651,20	6513,6
4	460	0,65	0,5	1,73	299	517,27	597,47
5	420	0,7	0,9	0,48	294	141,12	326,11
6	390	0,4	0,65	1,17	156	182,52	240,1
8	540	0,55	0,8	0,75	297	222,75	371,25
9	100	0,9	0,5	1,73	90	155,70	179,84
10	200	0,75	0,8	0,75	150	112,50	187,5
11	30	0,7	0,8	0,75	21	15,75	26,25
12	120	0,5	0,8	0,75	60	45,00	75
14	8200	0,6	0,7	1,02	4920	5018,40	7027,9
15	300	0,35	0,7	1,02	105	107,10	149,98
16	90	0,16	0,5	1,73	14,4	24,91	28,77
18	130	0,85	0,8	0,75	110,5	82,88	138,13
19	50	0,2	0,5	1,73	10	17,30	19,98
20	80	0,4	0,8	0,75	32	24,00	40
21	100	0,2	0,65	1,17	20	23,40	30,78
22	20	0,25	0,5	1,73	5	8,65	9,99

3.2 Расчет электрических нагрузок цехов выше 1 кВ

Определяем расчетные нагрузки методом коэффициента спроса.

Расчетная активная нагрузка цеха определяется по формуле:

,

где - установленная мощность цеха;

- коэффициент использования.

Расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле:

,

Где

где - коэффициент мощности цеха.

Расчетная полная нагрузка определяется по формуле:

,

В качестве примера приведем расчет нагрузок для насосной станции (6 кВ):

994 (кВт)

= 0,75

= 994 0,75 = 798,75 (кВАр)

= 1202,87 (кВА)

Аналогичным способом определяем нагрузки для других цехов и результаты вычислений заносим в таблицу 4.

Таблица 4 - Расчетные электрические нагрузки цехов выше 1 кВ

№ по плану	Установленная мощность P, кВт	kи	cosц	tgц	PрВН, кВт	QрВН, кВАр	SрВН, кВА
10	1420	0,7	0,8	0,75	994	745,5	1202,87
18	1200	0,8	0,8	0,75	960	720	1200

3.3 Расчет осветительных нагрузок

Расчет осветительной нагрузки для отдельных цехов и по территории завода ведется упрощенным методом по удельным показателям осветительной нагрузки на единицу площади.

Установленная мощность освещения определяется по формуле:

,

где - удельная осветительная мощность, кВт;

F - площадь цеха, .

Расчетная активная мощность освещения:

==

где - коэффициент спроса освещения.

Расчетная реактивная мощность освещения:

= tg

В качестве источников освещения используем газоразрядные лампы, у которых tg = 0,33.

Для примера приведем расчет осветительных нагрузок экспериментального цеха с отделением приспособлений инструментального цеха:

Площадь данного цеха равна F = 3118,27 м², удельная мощность освещения , коэффициент спроса , к установке принимаются газоразрядные лампы, таким образом tg = 0,33.

Отсюда расчетные осветительные мощности равны:

= = 32,59 (кВт);

= 0,33 = 10,75 (кВАр).

Аналогичным способом определяем расчетные осветительные мощности для других цехов, результаты вычислений заносим в таблицу 5.

Таблица 5 ? Выбор освещения завода

№ по плану	Тип лампы	Тип светильника	Площадь, м2	Удельная мощность, Вт/м2		tgц	, кВт	, кВАр
1	ДРЛ	РСП	3118,27	11	0,95	0,33	32,59	10,75
2	ЛН	Н4БН	1331,76	6	0,6	0	4,79	0
3	ДРЛ	РСП	20366,2	11	0,95	0,33	212,83	70,23
4	ДРЛ	РСП	1364,24	11	0,95	0,33	14,26	4,71
5	ЛЛ	ЛСП	519,7	12	0,8	0,33	4,99	1,65
6	ДРЛ	РСП	1705,3	9	0,95	0,33	14,58	4,81
8	ДРЛ	РСП	1283,04	11	0,95	0,33	13,41	4,43
9	ЛЛ	ЛСП	649,64	12	0,8	0,33	6,24	2,06
10	ДРЛ	РСП	730,85	9	0,95	0,33	6,25	2,06
11	ДРЛ	РСП	519,7	9	0,95	0,33	4,44	1,47
12	ЛЛ	ЛСП	1705,3	15	0,9	0,33	23,02	7,6
14	ДРЛ	РСП	16249,12	11	0,95	0,33	169,8	56,03
15	ДРЛ	РСП	2168,17	11	0,95	0,33	22,66	7,48
16	ДРЛ	РСП	194,89	9	1	0,33	1,75	0,58
18	ДРЛ	РСП	617,16	12	0,95	0,33	7,04	2,32
19	ЛН	Н4БН	617,16	6	0,6	0	2,22	0
20	ЛЛ	ЛСП	844,53	12	1	0,33	10,13	3,34
21	ЛЛ	ЛСП	527,83	12	0,8	0,33	5,07	1,67
22	ЛН	Н4БН	588,74	6	0,6	0	2,12	0
Территория	ДРЛ	РСП	131844,44	0,12	1	0,33	15,82	5,22

Определим полную расчетную нагрузку с учетом осветительной нагрузки.

,

Для экспериментального цеха с отделением приспособлений инструментального цеха полная расчетная нагрузка с учетом осветительной нагрузки равна:

= 727,02 (кВА)

Методом, описанным выше определяем расчетные полные нагрузки с учетом освещения других цехов, результаты расчета заносим в таблицу 6.

Таблица 6 ? Ведомость нагрузок цехов до 1 кВ

№ по плану	PрНН, кВт	QрНН, кВАр	SрНН, кВА	Площадь, м2	, кВт	, кВАр	, кВА
1	487,5	497,25	696,36	3118,27	32,59	10,75	727,02
2	13,5	23,36	26,98	1331,76	4,79	0	29,67
3	4560	4651,20	6513,6	20366,2	212,83	70,23	6713,55
4	299	517,27	597,47	1364,24	14,26	4,71	608,77
5	294	141,12	326,11	519,7	4,99	1,65	331,33
6	156	182,52	240,1	1705,3	14,58	4,81	253,36
8	297	222,75	371,25	1283,04	13,41	4,43	384,66
9	90	155,70	179,84	649,64	6,24	2,06	184,8
10	150	112,50	187,5	730,85	6,25	2,06	193,75
11	21	15,75	26,25	519,7	4,44	1,47	30,72
12	60	45,00	75	1705,3	23,02	7,6	98,28
14	4920	5018,40	7027,9	16249,12	169,8	56,03	7187,2
15	105	107,10	149,98	2168,17	22,66	7,48	171,54
16	14,4	24,91	28,77	194,89	1,75	0,58	30,18
18	110,5	82,88	138,13	617,16	7,04	2,32	145,17
19	10	17,30	19,98	617,16	2,22	0	21,18
20	32	24,00	40	844,53	10,13	3,34	50,22
21	20	23,40	30,78	527,83	5,07	1,67	35,45
22	5	8,65	9,99	588,74	2,12	0	11,2
Территория	-	-	-	131844,44	15,82	5,22	16,66

Расчётная осветительная нагрузка изображается на картограмме в виде сектора для того, чтобы графически показать, какую долю эта нагрузка занимает во всём потреблении мощности. Величины углов секторов активной и реактивной нагрузок определяются по следующим формулам:

,

,

Для цеха экспериментального цеха с отделением приспособлений инструментального цеха углы секторов будут равны:

= 22,56є

= 7,62є

Аналогичным способом определяем углы секторов нагрузок для других цехов, результаты расчета заносим в таблицу 7.

Таблица 7 ? Углы секторов осветительных нагрузок

№ по плану	ба, град	бр, град
1	22,56	7,62
2	94,28	0
3	16,05	5,35
4	16,39	3,25
5	6,01	4,16
6	30,77	9,24
8	15,55	7,02
9	23,34	4,7
10	14,4	6,47
11	62,83	30,73
12	99,82	52,02
14	12,01	3,97
15	63,9	23,5
16	39,01	8,19
18	21,56	9,8
19	65,4	0
20	86,56	43,98
21	72,8	23,98
22	107,19	0
Территория	360	360

Полная расчетная мощность предприятия по низкой стороне:

S_УНН = = = 17166,37 (кВт)

3.4 Расчет электрической нагрузки предприятия

Расчетные полная, активная и реактивная мощности предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понизительной подстанции (ГПП), вычисляются по расчетным активным, реактивным нагрузкам цехов как силовым до и выше 1кВ, так и осветительным с учетом потерь мощности, в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1кВ и средневзвешенного коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки k_сврм.

Активная расчетная мощность предприятия определяется по формуле:

,

Реактивная расчетная мощность предприятия определяется по формуле:

,

Для выбора значений k_сврм необходимо определить средневзвешенный коэффициент использования k_сви всей группы электроприемников, которые подключены к шинам главной понизительной подстанции (ГПП):

0,61,

где P_нНН ? номинальная активная мощность потребителей до 1 кВ;

P_нВН ? номинальная активная мощность потребителей выше 1 кВ.

Коэффициент разновременности найдем из таблицы 8 (из зависимости средневзвешенного коэффициента использования и коэффициента разновременности).

Таблица 8 - Зависимость коэффициентов k_сврм и k_сви

Коэффициент разновременности kсврм
kсви ? 0,3	0,3 < kсви < 0,5	kсви ? 0,5
0,75	0,8	0,85

Примем коэффициент разновременности равным k_сврм = 0,85

Суммарные потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1 кВ приближенно принимаются равными соответственно 3% и 10% полной трансформаторной мощности.

УДP = 0,03 Ч S_УНН = 0,03 Ч 17166,37 = 514,99 (кВт)

УДQ = 0,1 Ч S_УНН = 0,1 Ч 17166,37 = 1716,64 (кВАр)

Тогда активная расчетная мощность предприятия равна:

= 12648,07 (кВт)

Реактивная расчетная мощность предприятия равна:

= 13241,68 (кВАр)

Полная расчетная мощность предприятия равна:

= 18311,63 (кВА)

Коэффициент мощности:

= 0,69

Тогда значение величины тангенса:

= 1,05



4. Определение местоположения ГПП

4.1 Геометрические характеристики предприятия

В таблице 9 представлены габаритные геометрические характеристики и площади производственных помещений завода режущих инструментов.

Таблица 9 ? Геометрические характеристики цехов

№ по плану	Ширина, м	Длина, м	Площадь, м2
1	96,72	32,24	3118,27
2	16,12	82,62	1331,76
3	132,99	161,2	20366,2
4	16,12	84,63	1364,24
5	16,12	32,24	519,7
6	20,15	84,63	1705,3
8	54,4	30,23	1283,04
9	16,12	40,3	649,64
10	38,29	19,09	730,85
11	32,24	16,12	519,7
12	20,15	84,63	1705,3
14	132,99	128,96	16249,12
15	26,2	112,84	2168,17
16	22,17	8,79	194,89
18	38,29	16,12	617,16
19	38,29	16,12	617,16
20	52,39	16,12	844,53
21	52,39	10,08	527,83
22	58,41	10,08	588,74
Территория	330,46	398,97	131844,44

Примечание: цехи 3, 8, 14, 15 имеют неправильную форму, поэтому для них указана наибольшая длина и ширина по плану. Площадь была определена делением неправильного многоугольника на правильные малые.



4.2 Определение центра электрических нагрузок

Общие размеры завода: 330,46 Ч 398,97 м.

Общая площадь завода: 131844,44 м².

Положение центра электрических нагрузок необходимо определить для дальнейшего целесообразного расположения ГПП на территории предприятия. Это необходимо для того, чтобы сократить протяженность сетей высокого напряжения предприятия и цеховых электрических сетей.

Координаты ЦЭН завода:

.

Минимальный радиус окружности определен для здания с наименьшей расчетной мощностью ? открытый склад леса (№ 22). Наименьший размер склада равен y = 10,08 м, т.е. минимальный радиус окружности равен R_а22 = 10,08 м. Масштаб активных и реактивных нагрузок принят одинаковым и равным:

m_а = m_р = = = 0,016 (кВт/м²), (кВАр/м²)

Для более компактного размещения картограммы на листе увеличим масштаб нагрузок до значения 0,05 кВт/м².

Радиус круга активной нагрузки i-го цеха:

R_аi =

Радиус круга реактивной нагрузки i-го цеха:

R_рi =

Для примера рассчитаем радиусы кругов для цеха №1:

R_аi = = 57,54 м

R_рi = = 57,54 м

Расчеты запишем в таблицы 10 и 11.

Таблица 10 ? Определение параметров нагрузок цехов ниже 1 кВ

№ по плану	PрНН + , кВт	Rа, м	Rр, м
1	520,09	57,54	57,54
2	18,29	10,79	10,79
3	4772,83	174,31	174,31
4	313,26	44,66	44,66
5	298,99	43,63	43,63
6	170,58	32,95	32,95
8	310,41	44,45	44,45
9	96,24	24,75	24,75
10	156,25	31,54	31,54
11	25,44	12,73	12,73
12	83,02	22,99	22,99
14	5089,8	180,01	180,01
15	127,66	28,51	28,51
16	16,15	10,14	10,14
18	117,54	27,35	27,35
19	12,22	8,82	8,82
20	42,13	16,38	16,38
21	25,07	12,63	12,63
22	7,12	6,73	6,73



Таблица 11 ? Определение параметров нагрузок цехов выше 1 кВ

№ по плану	PрНН + , кВт	Rа, м	Rр, м
10	1000,25	79,8	79,8
18	967,04	78,46	78,46

Координаты ЦЭН завода:

x₀ = = 115,96 м

y₀ = = 125,87 м



5. Определение количества и мощности трансформаторов

5.1 Определение количества и мощности трансформаторов ГПП

Активная расчетная мощность предприятия равна:

= 12648,07 (кВт)

Реактивная расчетная мощность предприятия равна:

= 13241,68 (кВАр)

Полная расчетная мощность предприятия равна:

= 18311,63 (кВА)

Выбор трансформаторов главной понизительной подстанции производится по полной расчетной мощности предприятия. При этом необходимо учитывать рекомендуемый коэффициент загрузки k_з = 0,55. Допустимый коэффициент аварийной перегрузки для двухтрансформаторной подстанции равен k_п = 1,4.

Рекомендуемая мощность трансформатора ГПП:

S_рек = = = 16646,94 (кВА),

где n ? число трансформаторов на ГПП.

Выбираем два одинаковых трехфазных трансформатора с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха, с естественным охлаждением негорючим жидким диэлектриком типа ТДН-25000/110 на каждую из двух секций.

Тип и технические параметры подобранных трансформаторов занесены в таблицу 12.



Таблица 12 ? Технические данные трансформатора

Тип трансформатора	, кВА	Номинальное напряжение , кВ	ДPxx, кВт	ДPкз, кВт	Uкз, %	Ixx, %	Пределы регулирования
		ВН	НН
ТДН-25000/110	25000	115	6,3	27	120	10,5	0,7	9х1,78%

Коэффициент загрузки:

k_з = = = 0,366

Коэффициент аварийной перегрузки трансформатора:

k_п = = = 0,73

5.2 Определение количества и мощности цеховых ТП

Основываясь на суммарной нагрузке, подбирается мощность цеховых ТП, но при этом необходимо учитывать категории потребителей и коэффициенты загрузки и аварийной перегрузки трансформатора.

Определим полные потери мощности цеха при понижении напряжения с 6 кВ до 0,4 кВ. Данные потери суммируются с мощностью цеха. Таким образом, определяется мощность, необходимая на высокой стороне.

Полные потери мощности складываются из потерь активной и реактивной мощности:

= = 0,104 ,

где = 0,03 - потери активной мощности i - го цеха;

= 0,1 - потери реактивной мощности i - го цеха.

Данная формула используется для определения мощностей цехов с напряжением до 1 кВ с учетом потерь, нагрузка потребителей выше 1 кВ остается неизменной. Таким образом, мощность цеха на стороне высокого напряжения с напряжением до 1 кВ равна:

= 1,104

Таблица 13 - Мощность цехов при потере мощности от понижения

№ по плану	SрНН, кВА	SУi, кВА
1	727,02	802,63
2	29,67	32,76
3	6713,55	7411,76
4	608,77	672,08
5	331,33	365,79
6	253,36	279,71
8	384,66	424,66
9	184,8	204,02
10	193,75	213,9
10 (6 кВ)	1202,87	1327,97
11	30,72	33,91
12	98,28	108,5
14	7187,2	7934,67
15	171,54	189,38
16	30,18	33,32
18	145,17	160,27
18 (6 кВ)	1200	1324,8
19	21,18	23,38
20	50,22	55,44
21	35,45	39,14
22	11,2	12,36

В качестве примера приведем выбор мощности трансформаторов подстанции ТП-1, потребителям которой являются цехи №8, №10, №18 и №11. Цехи №8, №10, №18 являются объектами I категории, для которых питание должно осуществляться с двух секций шин, следовательно, необходимо наличие двух трансформаторов на данной подстанции.

P_рп =

Q_рп =

k_сви 0,72 › k_сврм = 0,85

S_УНН = = = 754,28 (кВт)

УДP = 0,03 Ч S_УНН = 0,03 Ч 754,28 = 22,63 (кВт)

УДQ = 0,1 Ч S_УНН = 0,1 Ч 754,28 = 75,43 (кВАр)

P_рп = (578,5 + 1954)Ч0,85 + 31,14 +22,63 = 2206,39 (кВт)

Q_рп = (433,88 + 1465,5)Ч0,85 + 10,28 +75,43 = 1700,18 (кВАр)

S_рп = = 2785,46 (кВА)

Полная расчетная нагрузка данных цехов равна:

S_рп = 2785,46 (кВА)

Рекомендуемый коэффициент загрузки для I категории:

k_з = 0,65

Рекомендуемая мощность трансформаторов:

S_рек = = = 2142,66 (кВА)

Подходящее значение номинальной мощности из шкалы стандартных мощностей:

S_ном = 2500 (кВА)

Коэффициент загрузки:

k_з = = = 0,56

Коэффициент аварийной перегрузки трансформатора:

k_п = = = 1,11

Условие k_п < 1,4 выполнено, т.е. трансформаторы мощностью 1000 кВ...