Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• 1. Исходные данные
• 2. Расчет электрических нагрузок объекта
• 2.1 Судостроительно-судоремонтные заводы
• 2.2 Расчет максимальной мощности
• 2.3 Расчёт групповых нагрузок
• 2.4 Расчетные суммарные мощности
• 2.4.1 Расчет групповых нагрузок при двух ТП
• 2.4.2 Расчет групповых нагрузок с тремя ТП
• 2.5 Компенсация реактивной мощности
• 2.5.1 Компенсация реактивной мощности при варианте с двумя ТП
• 2.5.2 Компенсация реактивной мощности при варианте с тремя ТП
• 3. Технико-экономический расчет при двух ТП
• 3.1 Выбор мест установки трансформаторных подстанций на генплане
• 3.2 Выбор номинальной мощности трансформатора
• 3.3 Расчет стоимости электроснабжения
• 4. Выбор схемы распределения
• 5. Расчёт токов короткого замыкания
• 6. Выбор электрических аппаратов
• 7. Расчёт релейной защиты
• 8. Автоматизация в системе электроснабжения предприятий водного транспорта
• Список литературы
• Генплан

1. Исходные данные

Таблица 1

№ п/п	участок	Py	nэ	Kи	tgц	Км
1	Электромонтажный цех	240	16	0,35	0,77	1,41
2	Гальванический цех	150	11	0,4	0,38	1,30
3	Лаборатория	50	6	0,18	1,04	2,30
4	Деревообделочный цех	120	9	0,26	1,54	1,75
5	Склад дерева	12	4	0,25	1,35	2,36
6	Гараж	35	6	0,15	1,04	2,64
7	Склад шихты	80	7	0,25	1,17	1,96
8	Литейный цех	80	6	0,25	0,95	1,91
9	Механический цех	360	13	0,27	1,17	1,52
10	Инструментальный цех	96	10	0,3	1,8	1,6
11	Кузнечно-термический цех	120	8	0,28	0,9	1,86
12	Кислородная станция	18	4	0,73	0,75	1,23
13	Корпусообрабатывающий цех	250	13	0,19	1,96	1,83
14	Сварочный цех	300	27	0,19	1,96	1,55
15	Судосборочный цех	450	13	0,19	1,96	1,67
16	Компрессорная станция	150	7	0,73	0,75	1,24
17	Типография	30	4	0,2	1,2	2,64
18	Слип	380	4	0,36	1,85	1,46
19	Трубопроводный цех	46	5	0,23	1,6	2,13

Напряжение ввода, кВ - 6

Исполнение ввода - Кабель

Расстояние до районной подстанции, км - 2

2. Расчет электрических нагрузок объекта

2.1 Судостроительно-судоремонтные заводы

Расчет электрических нагрузок данных объектов выполняется по методу упорядоченных диаграмм [1]. В задании с целью сокращения расчетов приводятся установленные мощности (Р_у) и эффективное число электроприемников (n_э) для укрупненных подразделений (цехов, участков и т.д.).

Индивидуальные активные и реактивные нагрузки цехов:

где Pсм, Qсм -- средняя активная и реактивная мощности каждого электроприемника за наиболее нагруженную смену;

K_и -- коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации

tgцсi -- коэффициент реактивной мощности по табл. 2.1.

Таблица 2.1

№ п/п	Участок	Рсм, кВт	Qсм, квар
1	Электромонтажный цех	84	64,68
2	Гальванический цех	54	20,52
3	Лаборатория	60	62,4
4	Деревообделочный цех	9	13,86
5	Склад дерева	31,2	42,12
6	Гараж	3	3,12
7	Склад шихты	5,25	6,14
8	Литейный цех	20	19
9	Механический цех	97,2	113,7
10	Инструментальный цех	28,8	51,84
11	Кузнечно-термический цех	36,6	32,94
12	Кислородная станция	13,14	9,8
13	Корпусообрабатывающий цех	47,5	93,1
14	Сварочный цех	57	111,72
15	Судосборочный цех	85,5	167,58
16	Компрессорная станция	109,5	82,125
17	Типография	6	7,2
18	Слип	136,8	253,08
19	Трубопроводный цех	10,58	16,9

2.2 Расчет максимальной мощности

Максимальные расчетные мощности рассчитываются по формулам:

где Рм, Qм, Sм -- максимальная активная, реактивная и полная нагрузки электроприемников

Таблица 2.2

№ п/п	участок	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
1	Электромонтажный цех	118,44	91,1988	149,4833
2	Гальванический цех	70,2	26,676	75,0976
3	Лаборатория	138	143,52	199,103
4	Деревообделочный цех	15,75	24,255	28,92002
5	Склад дерева	73,632	99,4032	123,704
6	Гараж	7,92	8,2368	11,42678
7	Склад шихты	10,29	12,0344	15,83385
8	Литейный цех	38,2	36,29	52,6897
9	Механический цех	147,744	172,824	227,3685
10	Инструментальный цех	46,08	82,944	94,88453
11	Кузнечно-термический цех	68,076	59,52	90,42661
12	Кислородная станция	16,1622	115,62	116,7442
13	Корпусообрабатывающий цех	86,925	17,934	88,75575
14	Сварочный цех	88,35	144,305	169,203
15	Судосборочный цех	142,785	186,5724	234,94
16	Компрессорная станция	135,78	207,7992	248,2271
17	Типография	15,84	216,81	217,3879
18	Слип	199,728	10,512	200,0044
19	Трубопроводный цех	22,5354	539,0604	539,5312

2.3 Расчёт групповых нагрузок

Для получения групповых нагрузок средние нагрузки необходимо суммировать, при этом коэффициент максимума должен быть выбран для каждой группы нагрузок:

где PсмУ, QсмУ -- суммы активных и реактивных средних за смену мощностей в группе электроприемников, кВт; i -- номер электроприемника.

Таблица 2.3

?Рсм, кВт	?Qсм, квар	?Kи
905,65	1264,885	5,76

где Pyi -- установленная мощность электроприемника, кВт.

2.4 Расчетные суммарные мощности

Расчетные суммарные мощности для групп определяются:

Далее для каждой из групп электроприемников необходимо выполнить компенсацию реактивной мощности и выбрать мощность трансформаторной подстанции.

В данной курсовой работе я буду производить два технико-экономического расчета:

1 - с двумя трансформаторными подстанциями

2 - с тремя трансформаторными подстанциями

2.4.1 Расчет групповых нагрузок при двух ТП

Разделим всю группу электроприемников на две приблизительно равные группы:

1-я группа; 12,11,17,19,13,14,15,18,16

2-я группа; 6,7,8,9,10,2,4,3,1,5

Рассчитаем групповые нагрузки по формулам, которые представлены выше:

Таблица 2.4

№	Рсм?, кВт	Ру?, кВт	Qсм?, квар	Ки?	nэ?	Рр?, кВт	Qр?, квар	Sр?, кВА
1.ГР	502,62	1744	850,605	0,2882	5,63623156	753,93	1275,908	1482,009
2.ГР	392,45	1223	397,38	0,320891	5,983275	588,675	596,07	837,7575

2.4.2 Расчет групповых нагрузок с тремя ТП

Так же, как и в случае с двумя ТП, разделим всю группу электроприемников на три приблизительно равные группы:

1-я группа; 4,3,2,10,9,1,5

2-я группа; 6,7,8,11,12

3-я группа; 19,17,18,15,14,13,16

Таблица 2.5

№	Рсм?, кВт	Ру?, кВт	Qсм?, квар	Ки?	nэ?	Рр?, кВт	Qр?, квар	Sр?, кВА
1.ГР	364,2	1028	369,12	0,35428016	73,38778	546,3	553,68	777,8208
2.ГР	77,99	333	154,26	0,234204	90,5216327	116,985	231,39	259,2814
3.ГР	452,88	1606	724,605	0,281993	1,774224	679,32	1086,908	1281,735

2.5 Компенсация реактивной мощности

2.5.1 Компенсация реактивной мощности при варианте с двумя ТП

С учетом требования энергосистемы объект потребляет электроэнергию при tg, приводимом в задании на проектирование. В соответствии с этим следует провести мероприятия по компенсации реактивной мощности, установив компенсирующее устройства суммарной мощности, равной:

где Qку.ст. -- стандартное значение компенсирующего устройства, выбирается из табл. 1.6 или же из других справочных данных.

Для первой группы:

(квар) 900 ? 890

Компенсирующие устройство: УК-0.38-900Н

Для второй группы:

(квар) 450 ? 302

Компенсирующие устройство: УК-0.38-450Н

Далее, если это необходимо, произвести компенсацию реактивной мощности обще портовых электроприемников см. п.1.3. и пересчитать реактивную и полную мощности с учетом компенсирующего устройства.

Для первой группы:

(кВа)

Для второй группы:

(кВа)

2.5.2. Компенсация реактивной мощности при варианте с тремя ТП

Для первой группы:

(квар) ? 300

Компенсирующие устройство: УК-0.38-300Н

Для второй группы:

(квар) 173 ? 250

Компенсирующие устройство: УК-0.38-250Н

Для третьей группы:

(квар) 339 ? 450

Компенсирующие устройство: УК-0.38-450Н

Для первой группы:

(кВа)

Для второй группы:

(кВа)

Для третей группы:

(кВа)

3. Технико-экономический расчет при двух ТП

3.1 Выбор мест установки трансформаторных подстанций на генплане

Технико-экономическое сравнение производится по упрощенной методике с использованием вспомогательных таблиц 2.1 - 2.3. Для выбора мест установки подстанции на генплан объекта произвольно наносятся координатные оси, для каждого электроприемника находятся соответствующие координаты, и затем для выбранной группы нагрузок определяются координаты центра нагрузок:

где Ppi -- расчетные активные мощности электроприемников, хi и yi -- координаты центров электроприемников. В центр нагрузок и помещается трансформаторная подстанция. Для каждого из намеченных вариантов определяются мощность.

Таблица 3.1 1-я группа:

№	X	Y	Рр,кВт
12	5	3,5	19,71
11	5,7	2,6	54,9
17	3,4	2,3	9
19	3,1	2,3	15,8
13	4,4	1,1	71,25
14	3,6	1,1	85,5
15	2,7	1,1	128,25
18	1,3	1	205,2
16	3,9	4	164,25

X =3,138470415 Y=2,45403

Таблица 3.2 2-я группа:

№	X	Y	Рр,кВт
6	6,8	3,7	4,5
7	7,3	3	7,875
8	7,2	2,6	30
9	7,3	1,2	145,8
10	7,8	1,2	43,2
2	8,5	1,2	81
4	8,5	3	13,5
3	8,9	2,3	90
1	9,6	1,8	126
5	9,8	1,8	46,8

X = 8,456071; Y = 1,700115

3.2 Выбор номинальной мощности трансформатора

Приближенно потери мощности в трансформаторе учитываются в соответствии с соотношениями:

Таблица 3.3 Первая группа электроприемников:

ЃўР	ЃўQ	ЃўS	Sм.р
8,56	42,8	42	470

800 ? 470

двух трансформаторные: SТ, кВА - 2х250

Таблица 3.4 Вторая группа электроприемников:

ЃўР	ЃўQ	ЃўS	Sм.р
13,14	65,7	65,69	722

800 ? 722

двух трансформаторные: SТ, кВА - 2х400

3.3 Расчет стоимости электроснабжения

Таблица 3.5

участок	№	Sр, кВА	Iр, А	J, м	F, мм2	Снвл
Электромонтажный цех	1	217,8051	314,3746	65	1(3Ч120)	0,55
Гальванический цех	2	132,8499	191,7523	10	1(3Ч50)	0,48
Лаборатория	3	225,7189	325,7971	40	1(3Ч120)	0,20
Деревообделочный цех	4	27,21012	39,27443	55	1(3Ч4)	0,33
Склад дерева	5	119,9542	173,1389	115	1(3Ч50)	0,45
Гараж	6	12,70372	18,33623	125	1(3Ч4)	0,21
Склад шихты	7	17,32786	25,01062	90	1(3Ч4)	0,45
Литейный цех	8	64,67836	93,35517	75	1(3Ч25)	0,28
Механический цех	9	265,2759	382,8927	55	1(3Ч240)	0,65
Инструментальный цех	10	81,5096	117,649	30	1(3Ч25)	0,51
Кузнечно-термический цех	11	115,9365	167,34	170м	1(3Ч50)	0,41
Кислородная станция	12	31,24455	45,09762	135	1(3Ч6)	0,55
Корпусообрабатывающий цех	13	148,5849	214,4638		1(3Ч50)	0,27
Сварочный цех	14	157,7122	227,6379	140	1(3Ч95)	0,23
Судосборочный цех	15	249,6399	360,3241	95	1(3Ч150)	1,00
Компрессорная станция	16	261,6477	377,656	155	1(3Ч185)	0,9
Типография	17	25,40743	36,67247	80	1(3Ч4)	0,18
Слип	18	363,1286	524,131	110	1(3Ч335)	1,00
Трубопроводный цех	19	37,34309	53,90011	45	1(3Ч4)	0,15

Стоимость высоковольтной линии.

Экономически целесообразное сечение определяется предварительно по расчетному току линии Iр и экономической плотности тока Jэк:

Fэ = Iр/Jэк

Таблица 3.6

№ ТП	Jэк, А/мм2	Iр, А	F, мм2	Lрасч, км	Затраты тыс. у.е
1	1	168,581	1(3Ч150)	10	22
2	1,2	20,223	1(3Ч35)	0,57	1,12
Звл=23,12 тыс.у.е

Стоимость системы электроснабжения с двумя ТП:

Зсэс=Зтп+Звл+Знвл=11,1+12,1+23,12+8,8=55,12 тыс.у.е.

Стоимость системы электроснабжения с тремя ТП:

Зсэс=Зтп+Звл+Знвл=6,8+14,8+12,1+42,32+3,78=79,8 тыс.у.е.

Для дальнейших расчетов будем использовать вариант с двумя ТП (Зсэс=55,12 тыс.у.е.)

мощность трансформаторный электрический нагрузка

4. Выбор схемы распределения

Схема. 1.

5. Расчёт токов короткого замыкания

Таблица 5.1. ВВЛ

	S
100МВА	173МВА	0,58	0,151	0,7	5,8кА	8,3кА	21кА	143МВА

Таблица 5.2. НВЛ

5,47	6,17	147	23,8	61	0,78	0,075	188,5	0,78	0,075

Таблица 5.3

0,58	7,7	20	3,33	3,33	30,3	78,5

6. Выбор электрических аппаратов

Высоковольтные аппараты:

ТП 400Х2

Выключатели ВН

Uв ? Uном

Iв ? Iл

Iл2 = 2?400v3?10 = 578 А

Выбираем ВМПЭ-10-630

iск = 52 кА, Iтс = 20 кА, tтс = 4 с

Термическая стойкость:

iск ? 17.75

Динамическая стойкость:

Iтс ? Iр.тс

Iр.тс1,2 = 12.4 А

Разъединители:

Выбор разъединителей производится так же как и для выключателей ВН, только без проверки отключающей способности

Выбираем РВЗ-6/630

Трансформаторы тока:

Выбираем ТЛМ - 10/600

600 > 578

Высоковольтный предохранитель с кварцевым наполнителем:

Выбираем ПКТ 101-10-2-20-20У1

Uн = 10 кВ

Iоткл = 20 кА

Низковольтный быстродействующий предохранитель:

Выбираем ПП-2-600

Iн = 600 A

Iоткл = 23 кА

Низковольтный выключатель:

Iл = 2?400v3?0.4 = 1159 А

Выбираем ВА - 53 - 43, 31 ?11.9, 12.4

7. Расчёт релейной защиты

Расчёт параметров срабатывания (уставок) максимальной токовой защиты:

1) Номинальный ток нагрузки на ВН

Iн = 28.9 А

2) Исходя из таблицы 5.1 выбирается трансформатор тока ТЛМ 10/50(Р)

3) Выберем тип реле тока для защиты по формуле тока срабатывания реле и условию варианта МТ с независимой характеристикой.

Iср.р = Ксх+Кзап+КнКв+Кт * Iн = 2 = 7 А

На основании опыта эксплуатации принимаются:

Кзап = 1 - при отсутствии в линии ЭД, Кзап = 2,5…3,0 - при наличии ЭД в линии, Кн - коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешности реле и ТТ, равен 1,2--1,4 (реле прямого действия типа РТВ) Кв = 0,8…0,85 - коэффициент возврата реле

Ксх = 1 - при соединении обмоток по схеме «неполная звезда» Исходя из этого выбираем реле тока РТВ - 80/7

4) Коэффициент чувствительности: Двухфазный ток в обмотке реле

Iк = v32 * 5.7 = 4.85 Кч = ??к.минКт???ср.з = 4.85?10320?7 = 34.6

5) Селективность

t1 = t2 + 0.4 + tQF1 = 1.5 с t2 = tавт + 0.4 + tQF2 = 0.95 с t3 = tавт = 0.4 с

8. Автоматизация в системе электроснабжения предприятий водного транспорта

Схема 1. Принципиальная схема АПВ для линии с масляным выключателем

При включенном выключателе реле положения “Отключено” KQT, осуществляющее контроль исправности цепей включения, током не обтекается и контакт его в цепи пуска схемы АПВ разомкнут. Пуск схемы АПВ происходит при отключении выключателя релейной защитой в результате возникновения несоответствия между положением ключа управления, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1--3 на схему АПВ по-прежнему подается плюс оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт выключателя SQ.1 переключился и замкнул цепь обмотки реле KQT, которое, сработав, подало контактом KQT.1 минус на обмотку реле времени КТ.

По истечении установленной выдержки времени реле КТ подключает замыкающим контактом КТ.2 параллельную обмотку реле KL1 к конденсатору С. Реле KL1 при этом срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора КМ, подает команду на включение выключателя. Благодаря использованию у реле KL1 последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт SQ.1 и возвращаются в исходное положение реле KQT, KL1 и КТ.

При оперативном отключении выключателя ключом управления SA несоответствия не возникает, и схема АПВ не действует, так как одновременно с подачей команды на отключение выключателя контактами ключа 6-8 размыкаются его контакты 1-3, чем снимается плюс оперативного тока со схемы АПВ. Поэтому сработает только реле KQT, а реле КТ и KL1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного тока контактами 1-3 SA замыкаются контакты 2-4 и конденсатор С разряжается через резистор R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность схемы АПВ к действию наступает после заряда конденсатора через 20-25 с. В случае отключения линии защитой РЗ, когда Действия АПВ не требуется, через резистор R3 производится разряд конденсатора.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застраивания контактов реле KL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное реле KBS типа РП-232, имеющее две обмотки -- рабочую последовательную и параллельную удерживающую. Реле KBS срабатывает при прохождении тока по катушке отключения выключателя и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. Цепь обмотки КМ при этом размыкается контактом KBS.1, благодаря чему предотвращается включение выключателя.

Список литературы

О.М. Толокнова, В.А. Шошмин (2016). электроснабжение объектов водного транспотра, Учебно-методическое пособие. Санкт-Петербург. Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова.

Генплан

Размещено на Allbest.ru

...