Проектирование электроснабжения промышленного предприятия

К.З. завода.cdw

Записка 20.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Читинский Государственный Университет
Кафедра электроснабжения
Федеральное агентство по образованию
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по системам электроснабжения.
На тему: проектирование электроснабжения промышленного предприятия
Проектировал: студент
Задание 20. Вариант 2
Тема: ²Электроснабжение деревообрабатывающего завода²
Исходные данные на проектирование:
Схема генерального плана завода (рис.20).
Сведения об электрических нагрузках завода (табл.40).
Питание завода может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности на которой установлены два трансформатора мощностью по 25 МВ×А напряжением 11538511 кВ. Мощность к.з. на стороне 110 кВ равна 1350 МВ×А.
Расстояние от подстанции до завода 15 км.
Стоимость 1 кВт×ч электроэнергии 18 к.
Завод работает в две смены.
Электрические нагрузки завода
Кол-во эл.приемников
Установленная мощность кВт
Одного эл. приемника Рном
Деревообрабатывающий цех
Цех прессованных плит
Элетроприемники электроремонтного цеха
№ приемника на плане
Наименование приёмника
Высокочастотная установка для сушки древесины
Циркульно-маятниковая пила
Комбинированный деревообрабатывающий станок
Вертикально-сверлильный станок
Стружечный транспортёр
Полировальный станок
Круглошлифовальный станок
Электронагревательная плита
Вентиляционная установка
Характеристика цехов по надёжности электроснабжения ..
Расчёт ожидаемых нагрузок .
1. Расчет промышленной нагрузки цехов .
2. Расчет осветительной нагрузки ..
Картограмма нагрузок. . ..
Определение мощности и числа трансформаторов .
Компенсация реактивной мощности .
1. Расчет компенсации реактивной мощности на напряжении 038 кВ
2. Расчёт компенсации реактивной мощности для ГПП (10кВ): .
Выбор схемы внешнего электроснабжения завода
Выбор схемы внутреннего электроснабжения завода.
1. Расчет электроснабжения оборудования в электроремонтном цехе
2. Расчет освещения в электроремонтном цехе ..
2.1 Выбор светильников
2.2. Расчет осветительной сети .
Выбор электроснабжения завода. Компоновка ГПП ..
1.Расчёт токов короткого замыкания. ..
2.Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей
2.1.Выбор выключателей и разъединителей ..
2.2.Выбор разрядников ..
2.4.Выбор изоляторов .
2.5. Выбор приборов измерения и контроля .
2.6.Выбор трансформаторов напряжения .
2.7.Выбор трансформаторов собственных нужд для ГПП
3. Расчёт заземляющих устройств и молниезащиты ГПП ..
3.1.Расчёт заземляющих устройств ГПП ..
3.2.Расчёт молниезащиты ГПП
При развитии промышленности необходимо наиболее эффективно использовать энергетические ресурсы. Уменьшение издержек на производстве внедрение и рациональную эксплуатацию высоковольтного электрооборудования снижения непроизводственных расходов электроэнергии при ее передаче распределении и потреблении широкое внедрение устройств управления распределения и потребления электроэнергии на базе современной вычислительной техники приведет к снижению себестоимости производимого товара уменьшению ущерба при происшествии аварии и т.п.
Характеристика предприятия:
Номинальная мощность электрической нагрузки цехов различна от 50 до 2000 кВт. С учетом коэффициентов использования среднесменная и расчетная мощности будут меньше их значения будут рассчитаны ниже для каждого цеха. Производство предприятия не является тесно взаимосвязанным (максимумы нагрузки цехов не совпадают) как бы это могло быть к примеру на металлургическом предприятии. Оборудование не работает всю смены в полную мощность для учета этого используют в расчетах коэффициент использования характеризующий время включения установки в цикле работы. Предприятие не имеет мощных потребителей работающих продолжительно также нет потребителей с резко-перемнной нагрузкой. В результате того что потребителей довольно много нагрузку предприятии можно условно предсказать путем расчетов.
Питание предприятия производится от подстанции системы от которой будет прокладываться ЛЭП на наиболее экономически выгодном напряжении.
Характеристики цехов по надёжности электроснабжения.
Таблица 1. Характеристики цехов по надежности электроснабжения.
Расчёт ожидаемых электрических нагрузок.
Расчёт нагрузок производится по методу упорядоченных диаграмм. Расчётную нагрузку определяем по средней активной мощности и коэффициенту максимума :
Рр = Км . Рс.м. кВт.;[13](1)
Рр = Км . К и . Σ Рном. (2)
где Ки – коэффициент использования для данной группы электроприёмников.
Величина коэффициента максимума определяется по значению коэффициента использования Ки и эффективного числа электроприёмников nэф.
Определяют nэф. по общему числу электроприёмников в группе показателю силовой сборки - т равному отношению номинальных мощностей самого крупного и самого меньшего электроприёмника в группе коэффициенту использования. (nэф > 10 Q p = Qсм ; nэф 10 Q p = 11Qсм ) .
m =Рном. наиб. Рном . наим. (3)
а) m >3 Ки 02 Р ном. i = const.
где nэф* - приведённое число электроприёмников ( относительное значение ) определённое по таблицам.
б) m >3 Ки > 02 Р ном. i = const.
nэф =2 Σ Рном Рном. наиб. (4)
При чём если полученное приведённое число электроприёмников получается больше общего числа электроприёмников то для дальнейших расчётов берётся:
в) m 3 Ки >02 Р ном. i = const.
Коэффициент максимума определяется далее по расчётным кривым или из таблиц.
1. Расчет ожидаемых нагрузки цехов.
)Расчёт ожидаемых электрических нагрузок заводоуправления:
n=23; Рном.m Рном.ma Σ Рном = 110кВт.
Ки = 06 ; cosφ=07 ; tgφ= 12.
m =1008>3; Ки > 02; Р ном. = const. отсюда:
nэф =2 . 15010=30 ед.
Следовательно nэф = 30
Рсм = Ки . Σ Рном =06 .110=66 (кВт);
Qсм = tgφ . Рсм =12 .66 = 673 (кВар);
Sсм= Рсм cosφ =6607= 943 (кВ .А);
Рр = Км . Рсм =10 .66= 66(кВт);
При nэф > 10 Q p = Qсм
отсюда: Qр = Qсм =673 (кВар);
Sр= ( Рр2 + Qр2)12=(662+ 6732)12= 94286 (кВ .А);
) Расчет нагрузок деревообрабатывающего цеха.
Ки гр = Σ Рсм Σ Рном (5)
tgφгр = Σ Qсм Σ Рсм (6)
nэф =(Σ Рном)2 Σ Рном2 (7)
При nэф4 Км находим из выражения [2]:
Км=1+15 nэф . [(1- Ки гр) Ки гр]12. (8)
cosφ= ( (Рсмi . cosφi)) Рсм (10)
Ки= ( (Рсмi . Киi)) Рсм (11)
Разбиение внутрицеховых нагрузок по РП показано на рисунке 3.
Расчёт ожидаемых электрических нагрузок электроприёмников сборочного цеха :
) Вентилятор вытяжной (№№16 - номер на плане цеха ):
n=2; Рном..=75 кВт.; Σ Рном = 15 кВт;
Ки = 065; cosφ=08; tgφ= 075;
cosφ= ( (15.08+60 . 06+120 . 065+30 . 06+3 . 045+18 . 045 )) 2298==064;
tgφ= tgφ (064 )= 121;
Ки= ( (15.065+60 . 03+120 . 075+30 . 03+3 . 013+18 .013 )) 2298= 0489;
Σ Рсм = 2298 . 0489= 11237;
Qсм=11237 . 121=1366;
Sсм =11237064=1767;
Рр = 134. 11237 = 15058(кВт);
Sр = √(15058²+150²)= 21252 (кВ .А);
Для остальных РП расчёт аналогичен данные расчётов сведены в таблицу 2.
Для остальных цехов расчёт ожидаемых электрических нагрузок аналогичен и сведён в таблицу 3.
2. Рачет осветительной нагрузки.
Осветительная нагрузка определяется по удельной мощности на единицу площади – Р0 Втм2 площадь F м 2 и коэффициент спроса освещения Ксо :
Рро= Р0 .Ксо . F .10 –3 кВт. (12)
Номинальная мощность осветительных установок :
Росв = Р0 Ксо F×10-3 кВт. (13)
Так для корпуса заводоуправления F= 4300 м 2 Р0 =20 Втм2 Ксо=10:
Рно= 20 . 2813 .10 –3= 4781 кВт.
Рро= 20 . 10 . 2813.10 –3=4781 кВт.
Qр о= Рро . tanφ (кВар);
Qр о= 4781 . 075= 3586(кВар);
Sро= √( Рро ²+ Qр о ²);
Sр о= √(4781 ²+3586 ²)= 59766(кВ .А);
Расчёты для других цехов выполнены аналогично и сведены в таблицу №4.
Картограмма нагрузок.
На генеральном плане завода строится картограмма расчётных нагрузок которая является основой для проектирования электроснабжения предприятия. На плане изображаются окружности площадь которых пропорциональна нагрузки соответствующего цеха.
где т – масштаб кВтмм2.
Рмi =Pр i +Pро i кВт. (15)
Доля осветительной нагрузки показывается в виде сектора с углом α :
Принимаем масштаб м=5кВАмм2 тогда для заводоуправления №1:
Рр=66кВт ; Рро=47813кВт отсюда Рм =66+47813=113813(кВт);
Qр =6733 кВар. Qро =3586кВар. Q м =6733+3586=103193кВар отсюда
Sm =( Рм2+ Qр2)12=(1138132+103193 2)12=153629(кВ .А).
r=(153629 314 .5)12= 07мм .
α = (153629 .360) 5977=140 град.
Для остальных цехов расчёт аналогичен данные расчётов сведены в таблицу5.
На основании таблицы 5 строим картограмму нагрузок (рис2).
Координаты центра электрических нагрузок определяем по формулам:
где М – масштаб ммм.
Масштаб указан в таблице5
Определение мощности и числа трансформаторов.
Двухтрансформаторную подстанцию рекомендуется применять :
при преобладании потребителей -й категории электроснабжения;
при преобладании потребителей -й категории электроснабжения и отсутствии других резервов;
Коэффициенты загрузки трансформаторов для цехов с потребителями I категории – 06 07; II – 07 08; III – 09 095.
Выбор мощностей трансформаторов производится по среднесменной нагрузке. Так оптимальная мощность трансформаторов:
Для обеспечения загруженности трансформаторов разделяем нагрузки цехов 235 между двумя подстанциями работающими раздельно.
Производим выбор трансформаторов для ТП-1 установленной для питания потребителей -й категории части блока механических цехов и корпуса заводоуправления ( -я категория).
Sном тр >842907 . 2= 593 (кВ .А);
Выбираем два трансформатора мощностью 630 кВ .А.
Коэффициент загрузки в нормальном режиме:
К З.Н..= Sр м. N . Sном тр ; (20)
КЗ.Н..= 8429(2 . 630 ) = 067;
Коэффициент загрузки в послеаварийном режиме при отключении одного трансформатора :
К З.А .= Sр м (Nав . S)ном тр; (21)
К З.А .= 8429 (1 . 630) = 134;
Выбор трансформаторов для других ТП выполнен аналогично результаты выбора сведены в таблицу 6 и таблицу 7.
Компенсация реактивной мощности.
Наибольшая реактивная мощность Q которая может быть передана со стороны 6 – 10 кВ. в сеть Н.Н. без увеличения принятого числа трансформаторов:
Q = [(N .KЗ .Sном.тр.)2-Рм2 ]12квар. (22)
где КЗ=07 для двухтрансформаторных ТП КЗ=09 для однотрансформаторных;
Sном.тр – номинальная мощность трансформатора ( из таблицы № 6);
Рм- максимальная расчётная мощность (из таблицы № 5 ).
Реактивная мощность которую необходимо скомпенсировать:
Q04= Qм- Q1 кВар. (23)
где Qм – расчётная мощность ( из таблицы №2).
Нескомпенсированная реактивная мощность:
QВ-Н= Qм- QБК кВар. (24)
где QБК – установленная мощность конденсаторных батарей.
Реактивная мощность для ГПП:
Q10= ΣQВ-Н – QСД + ΔQт кВар. (25)
где QСД – расчётная мощность синхронных электродвигателей подключенных к сети 6 – 10кВ кВар ;
ΔQт – потери реактивной мощности в цеховых трансформаторах ( для предварительных расчётов принимается 01Sном.тр.)квар.
Мощность компенсирующих устройств сети 6 – 10 кВ :
QКУ= ΣРм ( tg φ - tg φН ) кВар. (26)
где tg φ – расчётный tg φ по предприятию с учётом компенсирующих устройств 04 кВ ;
tg φН = 033 – нормативный коэффициент реактивной мощности соответствующий
ΣРм – максимальная нагрузка с учётом потерь в цеховых трансформаторах и нагрузки на освещение территории :
ΣРм = ΣРм + ΔРт + РСД кВт. (27)
Потери мощности в трансформаторах :
ΔQт= (ик% n .100) . [ ( Рм2 +QВН2) SНТ ]+ (n .Iхх% . SНТ)100 кВар (28)
Располагаемая реактивная мощность СД :
QСД =αм . Рм . tg φН кВар. (29)
где αм – коэффициент допустимой перегрузки СД по реактивной мощности зависящий от напряжения на зажимах и коэффициента загрузки.
1. Расчет компенсации реактивной мощности на напряжении 038 кВ.
)Провожу расчёт для ТП – 3:
Трансформаторы 1004 2Х630кВ .А.
ик=55% ; Iхх =15% ; ΔРхх =2кВт ; ΔРк = 73кВт.
Q = [(2 .07 .630.)2-674352 ]12= 56848(кВар);
Q04= 505763– 56848 = -6272квар.
Установка батареи конденсаторов не требуется.
Потери в трансформаторах:
ΔРт = 73 2 . [ (674352 +505763 2)630 2] + 2 . 2 = 1053 (кВт);
ΔQт= (55 2 .100) . [ (674352 +505763 2) 630]+ (2 .15 . 630)100 =4992 (кВар);
Проверочный расчёт коэффициента запаса в послеаварийном режиме:
потери в трансформаторах при работе в послеаварийном режиме (n =1) :
ΔРт ав = 73 1 . [ (674352 +505763 2) 630 2] + 1 . 2 = 1507(кВт);
ΔQт ав= 55 1 .100) . [ (674352 +505763 2) 630]+ (1 .15 . 630)100 =7148(кВар);
S мав=[ (67435+1507) 2 +(67435+7148)2]12=85139(кВ .А);
КЗ.АВ..=85139 1 .630=135=14 – условие перегрузки выполняются.
Результаты расчётов сведены в таблицу № 8.
2. Расчёт компенсации реактивной мощности для ГПП (10кВ):
Потери мощности в цеховых трансформаторах:
Нескомпенсированна реактивная мощность:
Данные взяты из таблицы 8
Q10 = ΣQВ-Н + Qосв. тер+ ΔQ =578488 +40472 +61080 =639568кВар.
ΣР В-Н =660448(кВт).
ΣР м= ΣР В-Н + Росв. тер .+ ΔР = 660448+5396+11284 =676388(кВт).
tg φ= Q10 ΣР м =639568676388=095;
Найдем мощность компенсирующего устройства приходящуюся на одну секцию шин:
QКУ =676388. (095– 033) =4161 (кВар);
Устанавливаем конденсаторные батареи: 2 х УК–10–900 У3.
QКУ = 2*1200+2*900 =4200 (кВар);
Q10 = 639568-4200=219568 кВар.
Общая расчётная нагрузка завода с учётом коэффициентов разновремённости максимумов нагрузок:
Sм = [(09Р10. ) 2+ (09Q10)2 ]12кВ .А. (30)
Sм = [(09. 676388) 2+(09. 219568)2 ]12= 64003(кВ .А);
Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП:
S тр = Sм N .Кз =64003 (2 .05) =64003 кВ .А.
Требуется установить два трансформатора по 6300 кВ .А.
Приближённо потери активной и реактивной мощности можно определить по формулам:
ΔРт =002 . S тр кВт. (31)
ΔQт =01 . S тр кВар. (32)
ΔРт =002 . 6300=126 кВт.
ΔQт =01 . 6300=630 (кВар);
S мав=[ (608749+126) 2 +(19761+630)2]12=67379 (кВ .А);
КЗ.АВ..=67379 (1 .6300) = 10714 – условие перегрузки выполняется .
КЗ=67379 (2 .6300)=053
Выбор схемы внешнего электроснабжения завода.
Согласно заданию на курсовое проектирование возможны три варианта выполнения:
передача на напряжении 110кв и ГПП;
передача на напряжении 38кв и ГПП;
передача на напряжении 10кв и ГРП.
Целесообразный вариант определяется из технико – экономического сравнения.
На ГПП устанавливаются трансформаторы ТДН – 6300110.
ик=105% ; Iхх =09% ; ΔРхх =10 кВт ; ΔРк = 49 кВт.
Нагрузка трансформаторов ГПП:
Потери в трансформаторах :
ΔРт = 49 2 [ (608749 2 +19761 2) 63002] + 2 . 10= 4529 (кВт);
ΔQт= 105 (2 .100) . [ (608749 2 +19761 2) 6300]+ (2 .09. 6300)100 =44825(кВар);
Потребляемая ГПП мощность :
Для станкостроительных предприятий при двусменном режиме работы время использования максимальной нагрузки [ 2] : Тмах =4500 чгод. время наибольших потерь
Экономическая плотность тока для голых проводов при Тмах =4500 чгод для европейской части эк =11Амм2.
Максимальный рабочий ток линии:
Imaxp = Sм(√3Uн .n) А. (33)
где n – число цепей.
Imaxp =65947 (√3 .110 .2)=1732(А)
Экономическое сечение:
Fэк = Imaxp эк мм2. (34)
Fэк =1732 11=1443(мм2)
По условию коронирования минимальное сечение проводов ВЛ110кВ 70 мм2. Используем провод АС – 7011. Проверяем данное сечение по аварийному режиму :
Iав =65947 (√3 .110) = 3465(А).
Длительно допустимый ток Iдоп = 265 А.
Произведем проверку варианта на потерю напряжения:
ΔU=(P .R+Q .X) U (36)
ΔU=(613248.0429. 452+242457.0444. 452) . 15 110=5303(В).
ΔU=(5303110000) .100=048%.
Стоимость сооружения линии на железобетонных двухцепных опорах с проводом
АС – 7011 для района по гололёду [ 3]:
Кудел = 178 тыс. руб. км .
Поправочный коэффициент к стоимости сооружения ВЛ 110 кВ на железобетонных опорах проходящей в условиях промышленной застройки [ 3]:
Капитальные вложения в сооружение ВЛ 110 кВ:
К110ВЛ = kвлп . Кудел .l тыс. руб. (37)
К110ВЛ = 17 . 178 .15 = 4539 (тыс. руб.)
Стоимость ячейки ОРУ с разъединителями составляет 162 тыс. руб.
Капитальные вложения в сооружение ОРУ:
К110ОРУ = 2 . 162 = 324 тыс. руб.
К110пост.- постоянная часть затрат.
К110пост = 65 тыс. руб. [ 3] для пс 11010 кВ.
Стоимость трансформаторов марки ТДН – 16000110 составляет 42 тыс. руб.
К110тр =2 .287= 574 тыс.руб.
Капитальные вложения в сооружение линии и сооружения ГПП :
К110 = К110ВЛ + К110ОРУ + К110пост + К110тр тыс. руб. (38)
К110 = 4539 + 324 + 65 + 574=609 (тыс. руб.)
Ежегодные эксплутационные издержки:
И = Ра ВЛ К110ВЛ + Ра ГПП (К110ОРУ + К110пост + К110тр ) + С0 . ΔЭ тыс. руб.год (39)
где РаВЛ Ра ГПП – амортизационные отчисления.
ΔЭ – потери электроэнергии в ВЛ и трансформаторах ГППкВт .ч.
Потери электроэнергии в воздушных линиях :
ΔЭВЛ =( Sм2 UН2) . [ (R0 . l ) n] . . 10 -3кВт .чгод. (40)
где R0 – удельное активное сопротивление линии (для АС – 7011 R0 =043 омкм).
ΔЭВЛ = (65947 2 1102) . [ (043 . 15) 2] . 2500 . 10 -3=2324557 (кВт .чгод)
Потери электроэнергии в трансформаторах:
ΔЭТР = n . ΔРхх .Т + 1 n . ΔРк . Кз2 . кВт .чгод. (41)
ΔЭТР =2 .8760 .10 + 05 .49 .0532 .2500 =194408 (кВт .чгод).
ΔЭ = 2324557 +194408 =21765357 (кВт .чгод).
Стоимость 1 кВт .ч электроэнергии согласно заданию на курсовое проектирование С0 =15коп.
Эксплутационные издержки :
И = 0024 . 4539 + 0064 (324 + 65 + 574) + 0018 . 21765357.10-3 =2344 (тыс. руб.год)
Приведённые затраты:
З =ЕН .К + И тыс. руб.год (42)
З110 =012 . 609 + 2344=965 (тыс. руб.год)
)Вариант ( схема аналогична рис.3)
На ГПП установлен трансформатор ТДН 630035.
ик=75% ; Iхх =09% ; ΔРхх =8кВт ; ΔРк = 465кВт.
ΔРт = 465 2 [ (608749 2 +19761 2) 63002] + 2 . 8= 40(кВт);
ΔQт= 75 (2 .100) . [ (608749 2 +19761 2) 6300]+ (2 .09. 6300)100 = 3952 (кВар);
Imaxp =65545(√3 .35 .2)=5412(А)
По условию коронирования минимальное сечение проводов ВЛ35кВ 70 мм2. Используем провод АС – 7011. Проверяем данное сечение по аварийному режиму :
Iав =65545 (√3 .35)= 108249(А).
ΔU=(613248.0429. 452+242457.0444. 452) . 15 35=1210 (В).
ΔU=( 121035000) .100=346%.
Кудел = 167 тыс. руб. км .
Капитальные вложения в сооружение ВЛ 35кВ:
К35ВЛ = 17 . 167 .15 = 42585 (тыс. руб.)
Стоимость ячейки ОРУ с разъединителями составляет 62 тыс. руб. Поправочный коэффициент kп = 1.
К35ОРУ = 2 . 62 = 124тыс. руб.
Постоянная часть затрат [ 3] :
К35пост =20 тыс. руб.
Стоимость трансформаторов марки ТД – 1600035 составляет 136 тыс. руб.
К35тр = 2 .855 = 171 тыс.руб.
Капитальные вложения :
К35 = 48525 + 124+ 20+ 171 =535тыс. руб.
Амортизационные отчисления:
ΔЭВЛ = (65545 2 352) . [ (0429 . 15) 2] . 2500 . 10 -3=22428419 (кВт .чгод)
ΔЭТР =2 .8760 . 8 +05. 465 .0532 .2500 =158388 (кВт .чгод).
ΔЭ = 158388+22428419 =38267219 (кВт .чгод).
И = 0024 . 42585+ 0064 (124+ 20+ 171) + 00195 . 158388.10-3 =150(тыс. руб.год)
З35 =012 . 535+ 150 =6362(тыс. руб.год)
Imaxp =64003 (√3 .10.2)= 18495 (А).
Экономическая плотность тока для КЛ – 10кВ эк =14Амм2.
Fэк =18495 14=135125(мм2)
Iав =64003 (√3 .10)= 36995 (А).
Для прокладки линии электропередач посредством воздушной линии максимальное сечение провода на 10 кВ – 120 мм2 (Iдоп = 375 А); посредством кабельной линии максимальное сечение жилы на 10 кВ – 240 мм2 (Iдоп = 355 А) следовательно выполнение линии на напряжении 10 кВ технически затруднено по причине отсутствия необходимого сечения проводника.
З115= 965 тыс. руб.год
З375 = 6362 тыс. руб.год
Для электроснабжения завода принимаем воздушную линию на 35 кВ с проводом АС- 7016.
Они различаются на 34% следовательно экономически целесообразно использование -го варианта схемы выполнения электроснабжения завода когда передача электроэнергии осуществляется на напряжении 35кВ а на ГПП установлены два трансформатора марки ТДН – 6300385. Для электроснабжения завода принимаем воздушную линию на 35 кВ с проводом АС- 7016.
Выбор схемы внутреннего электроснабжения завода.
1. Расчет электроснабжения оборудования в электроремонтном цехе.
Провожу сравнение двух вариантов схем внутреннего электроснабжения радиальную (рис 4 ) и смешанную (рис 5 ) пользуясь методом приведённых затрат. Оборудование общее для двух вариантов в анализе не участвует .
Электрические схемы присоединений ТП для двух вариантов показаны на рис. 6 аб. Как видно 1-й вариант имеет на 10 ячеек КРУ К- Х.
Кабельные линии выполняются кабелем марки ААБл проложенных в траншее.
Экономическая плотность тока для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами при Тмах =4500 чгод составляет эк =14Амм2. коэффициент Кп=1.
Общая норма амортизационных отчислений 43% для кабельных ЛЭП с алюминиевой оболочкой проложенных в земле и 64% для силового оборудования и распределительных устройств.
Результаты расчёта по кабельным линиям сведены в таблицу 9. Допустимые токи даются с учётом поправочных коэффициентов на количество работающих кабелей лежащих рядом в земле при расстоянии между ними в свету 30см. Коэффициент для двух кабелей 093 четырёх 887 пяти 086 шести 085.
Таким образом из таблицы 9 :
Стоимость ячейки К- Х составляет 265 тыс.руб.
Кру1= 14 . 265 =371тыс.руб.
Эксплутационные издержки:
С0 = 0015 .10-3 тыс. руб.
И1=0043 . 7718 +0064 . 371 + 0013 . 456450187. 10 -3=27(тыс. руб.год).
И2=0043 . 6376+ 0013 . 115611435.10 -3= 042(тыс. руб.год.)
Приведённые затраты :
З1= 012 .(7718 + 265)+ 27 = 814(тыс. руб.год).
З2= 012 . 6376+ 042 =119 (тыс. руб.год).
Т.к. З2 меньше З1 то экономически целесообразно использование смешанной схемы внутреннего электроснабжения предприятия.
Выбираю высоковольтные кабели для смешанной схемы. Результаты выбора сведены в таблицу 9.
2. Расчет освещения в электроремонтном цехе.
2.1 Выбор светильников.
Освещение в цехе на основе люминесцентных ламп со светильниками ЛПР и ППД-200 в зависимости от того какие лампы требуются для освещения. Цех подразделяю на 3 участка с различной освещенностью зависящей от рода работы: 1) основной участок с нормой освещения Е=150 лк так как там не требуется большая освещенность; 2) комната начальника цеха и мастеров с освещенностью Е=300 лк так как там подразумевается работа с бумагами; 3) кладовая с освещенностью Е=50 лк 4) камеры сушки леса с освещенностью Е=50 лк; Светильники надо расположить равномерно для этого необходимо узнать площадь каждого участка. Найдя площадь по справочникам находим лампы с широким распространением света узнав их удельное освещение делим его на площадь и находим необходимое число светильников которые необходимо расположить равномерно. Лампы будут располагаться на высоте 8 м на основном участке чтобы не мешать работе кран балки и 3 м на остальных.
Расчет будет производится методом коэффициента использования:
Ф=(Ен·Кзап·F·z)(N·Ки) где [8] (43)
Ен - Норама освещенности;
Кзап - Коэффициент запаса;
F - Площадь помещения;
z - Коэффициент минимальной освещенности (z=11-для люминесцентных ламп);
N - Число светильников;
Ки - Коэффициент использования зависит от индекса помещения i=L·B(h· (L+B)) где L - длина помещения B - ширина помещения h - высота помещения.
Расчет основного участка:
Из-за сложности крнтура помещения условно разобьем его на 7 участков.
Площадь: F1 = 813 · 1636 =13382м2;
Применяем лампы ДРЛ
Ф=(150·15·13382·11)(043)=7702707(лм);
Выбираю лампы ДРЛ 400 N=3 Фл=19000 лм. Р=400·3=1200 (Вт);
F2 = 1636 ·1804 = 3078м2;
Ф=(150·15·3078·11)(052)= 1872646(лм);
Выбираю лампы ДРЛ 400 N=9 Фл=19000 лм. Р=400·9=3600 (Вт);
Лампы подвешиваются в 3 рядов по 3 лампы расстояние между
F3 = 1145· 98= 11241м2;
Ф=(150·15·11241 ·11)(043)= 6470243(лм);
Выбираю лампы ДРЛ 400 N=4 Фл=19000 лм. Р=400·4=1600 (Вт);
Лампы подвешиваются в два ряда по 2 лампы расстояние между рядами 41 м.
F4 = 49· 327 = 16058м2;
Ф=(150·15·16058 ·11)(033)= 924325(лм);
Выбираю лампы ДРЛ 250 N=1 Фл=9500 лм. Р=250 (Вт);
F5 = 49· 327 = 16058м2;
F6 = 65· 57= 3747м2;
Ф=(150·15·3747 ·11)(033)=1903526(лм);
Выбираю лампы ДРЛ 250 N=2 Фл=9500 лм. Р=400·2=500(Вт);
Лампы подвешиваются в два ряда по 2 лампы расстояние между рядами 24 м.
Ф=(150·15·4215 ·11)(033)= 24263(лм);
Выбираю лампы ДРЛ 400 N=2 Фл=19000 лм. Р=400·2=800 (Вт);
Лампы подвешиваются в два ряда по 2 лампы расстояние между рядами 32 м.
Их питающее напряжение 220 В.
Расчет комнаты мастеров:
Площадь: F1 = 5343 · 5343 = 28547 м2;
Применяем люминесцентные лампы
Ф=(300·15·28547 ·11)(031)= 4558311 (лм);
Выбираю лампы ЛБ40 N=12 Фл=2480 лм. Р=40·12=480 (Вт);
Лампы подвешиваются в два ряда по 3 светильника расстояние между рядами 27 м.
Площадь: F1 = 49 · 16 =802м2;
Ф=(50·15·802 ·11)(033)= 2007 (лм);
Выбираю лампы ДРЛ80 N=1 Фл=3200 лм. Р=80(Вт);
Расчет сушильных камер:
Площадь: F1 = 24 · 49= 1204м2;
Ф=(50·15·1204 ·11)(033)= 3011058(лм);
2.2. Расчет осветительной сети.
Выбор щитов освещения.
ЩО1: ЩО31-21 имеющий 6 групп.
ЩАО: ЩО31-21 имеющий 6 групп.
ΔU=(cosφ(γ·S)) ·(i·l) где (45)
γ - удельная проводимость;
I=P(3·Uф·cosφ); (46)
Принимаем ΔU=25% (95 В)
Сечение головного участка:
S= (025· (9+08+48)+008· (9+08)+008· (9))(74·25)=028мм2;
Выбираем автомат ВА-52-31 2512.
S= (008· (13+08+48+32)+025· (13+08+48)+008· (13+08)+008· (13))(74·25)=046мм2;
S= ((04· (104+96+64+48+112)+04· (104+96+64+48)+08· (104+96+64) +04· (104+964)+ 04· (104))( 74· 25) =339
S= (0120*(256+25)+0120* (256)( 74*25)=353
Линия 789 (аварийное освещение):
S= (04· (394))(74· 25)=085
Схема электроснабжения завода . Компоновка ГПП.
Схема электроснабжения приведена на рис. 7
Для электроснабжения завода принимаем воздушная линия на напряжение 35 кВ с проводом АС – 7011.
Устройство ОРУ собрано на разъединителях. На ГПП установлены трансформаторы ТД – 630035 . ЗРУ – 10кв ГПП выполняется на основе ячеек К- Х в которых устанавливаются выключатели ТСН ККУ трансформаторы напряжения . На вводах и отходящих линиях а также в ячейках с ККУ и ТСН устанавливаются трансформаторы тока для питания измерительных цепей и цепей релейной защиты.
Цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными и на высокой стороне в качестве коммутационного аппарата используют разъединители и предохранители .
1.Расчёт токов короткого замыкания.
Расчет токов К.З. производим для того чтобы произвести выбор аппаратуры защиты и силовые кабели на динамическую стойкость.
Для расчёта токов короткого замыкания составляем схему замещения электрической сети (рис 8. ).
Расчёт токов короткого замыкания проводим методом ТПИЕ применяя расчёт методом эквивалентных э.д.с. . Все параметры схемы приводим к Uб = 105 кв.
Расчет производится в максимальном режиме работы (Q2Q3-отключены).
По условиям задания на курсовое проектирование предприятие питается от системы неограниченной мощности отсюда ХС = rС = ZС =0 Ес =105кв.
Расчёт проводим с чисто реактивными сопротивлениями элементов . Активные сопротивления учитываются в случае : ΣХ 3 ≤ Σr.
) Расчет К.З. внутри завода.
Сопротивление системы:
Х С=(U²нс S к.з. ) .КТ c2 . К ТГПП 2 =(115²1350) .(105 385 )2 . (385 115 ) 2=010 (Ом).
Для трёхобмоточных трансформаторов системной подстанции ТДТН – 25000115385 11 с параметрами :
UК В –С =105 % ; UК В –Н = 17% ; UК С –Н =6% ; R Т В = R Т С = R Т Н = 253 Ом.
Х В Т1 = ( UВ К % 100) . (UВ Н2 SН ) . КТ c2 . К ТГПП 2 Ом ;
Х С Т1 = ( UС К % 100) . (UС Н2 SН ) . К ТГПП 2Ом .
UВ К = 05 (UК В –С + UК В –Н - UК С –Н ) = 05 (105 + 17 – 6 ) = 107% ;
UС К = 05 (UК В –С + UК С –Н - UК В –Н ) = 05 (105 + 6 – 17 ) = - 025 % 0
Х В Т1 = ( 107 % 100) . (1152 25 ) .(11 385 )2 . (385 115 ) 2 =0518 (Ом);
r В = R Т В . КТ c2 . К ТГПП 2=253 .(105 385 )2 . (385 115 ) 2 =0021 (Ом);
rС = R Т С . КТ c2 . К ТГПП 2=253 .(105 385 )2 =0188 (Ом);
r 1 = r2=0021 +0188 =0209 (Ом);
Для двухцепной линии связи с системой выполненной проводом АС70 11 с параметрами :
ХУД =0414 Омкм ; rУД = 0249 Омкм длина линии до завода L =15км.
ХЛ = ХУД .L . К ТГПП 2= 0414 .15 . (105 385 )2= 0190 (Ом);
RЛ =r УД .L . К ТГПП 2= 0209 .15 . (105 385 )2= 0092 (Ом);
Для двухобмоточных трансформаторов установленных на ГПП ТДН 630035 с параметрами :
5 105 ; UК =8 % ; R Т = 052 Ом.
Х5= Х6 = Х В Т2 =( UК % 100) . (UН2 SН ) . К Т 2 2= ( 8 % 100) . (1052 63 ) = 126 (Ом);
r 5 = r6 = r Т2 = R Т . К ТГПП 2=052 .(105 385 )2 =0037 Ом так как R Т приведено к высокой стороне.
для кабельной линии связи с ГПП:
ХУД =009 Омкм ; rУД = 062 Омкм длина линии до ГПП L =0338км.( параметры кабеля
взяты с таблицы № 9).
ХКЛ ТП9 = ХУД .L . = 009 . 0338= 003 (Ом);
r КЛ ТП9 = r УД .L = 062 . 0338= 0776 (Ом);
для двухобмоточных трансформаторов установленных на ТП9 ТМ 63010 с параметрами:
04 ; UК =55 % ; ΔРК = 73 квт.
ХТ ТП 9=( UК % 100) . (UН2 SН ) = ( 55 % 100) . (102 0630 ) = 87 (Ом);
r Т ТП 9 = (ΔРК . UН2 . 10-3) SН 2=(73 .10 2 .10 -3) 0630 2 =18 (Ом);
для нагрузки ( SН - из таблицы №7) :
ХН ТП 9 =(035 . UН 2 . К Т П 2) SН =( 035 .04 2 . 10 2042 ) 0729 = 479(Ом);
ЕН =085 . UН . К Т П = 085 . 04 .1004 =85 (кВ).
Для остальных элементов схемы расчёт аналогичен данные расчётов сведены в таблицу №10.
Расчёт токов к.з. для точек К1 ; К2 и К3 ведём без учёта тока подпитки от ТП так как ток подпитки не влияет на величину тока к.з. необходимого для выбора коммутационной аппаратуры .
а)Расчёт максимального тока трёхфазного к.з. на шине 10:
для расчёта максимального тока трёхфазного к.з. задаёмся начальными условиями :
выключатель Qл2 отключен секционный выключатель Qл1включен весь ток трёхфазного к. з. идёт через выключатели Qл3 и Q3.
Σ ХГПП -С= 1811 Ом. ; Σ rГПП-С=0342 Ом. ; ЕС =105 кВ.
Σ ХТП= 3357 Ом. ; Σ rТП=1197 Ом. ; ЕТП =85 кВ.
Σ Х= 083 Ом. ; Σ r=0254 Ом. ;
Σ Е =( Σ ХГПП -С.. ЕТП+ Σ ХТП. . ЕС)( Σ ХГПП ;Л ;Т1 ;С+ Σ ХТП)
3 0254=327 ΣХ 3 Σr следовательно активное сопротивление можно не учитывать.
IК3(0)= Σ Е 312 . Σ Х = 10043 312 . 083 = 697 (кА).
Ударный коэффициент рассчитывается по формуле:
КУ = 1+ е-001 Та ; (48)
где Та – электромагнитная постоянная времени цепи короткого замыкания и определяется по формуле:
Мгновенное значение ударного тока к.з . определяется по формуле :
iУД =212 . КУ . IК(0) кА (50)
Действующее значение ударного тока к.з . определяется по формуле:
IУД = IК (0) . [1+ 2(КУ -1 )2]12 кА (51)
Та =083 314 . 0254=00104.
КУ = 1+ е-001 00104 =1383
iУД =2121383. 697= 136 (кА).
IУД = 697 . [1+ 2(1383 -1 )2]12=793 (кА)
Imax р =9208(√3 . 105 )=50691 (А)
Для проверки кабеля на термическую стойкость используем формулу:
Iкз- ток короткого замыкания
C=95 – поправочный коэффициент для алюминия
t- время отключения линии.
б)Расчёт максимального тока трёхфазного к.з. в точке К2:
выключатель Q7 отключен секционный выключатель Q6 включен весь ток трёхфазного к. з. идёт через выключатель Q8.
Σ ХГПП -С= 0551 Ом. ; Σ rГПП -С=0285 Ом. ; ЕС =105 кВ.
Σ ХТП= 3908 Ом. ; Σ rТП=123 Ом. ; ЕТП =85 кВ.
Σ Х= 048 Ом. ; Σ r=0232 Ом. ;
80232=21 ΣХ 3 Σr следовательно активное сопротивление учитывается.
IК2(0)= ЕС 312 . ΣХ . К Т 2 =( 105 312 . 1) . (105 385 ) =351 (кА).
Та =048 314 0232=00066;
КУ = 1+ е-001 00066 =122
iУД =212122 . 351=606 (кА).
IУД = 351 . [1+ 2(122 -1 )2]12=368 (кА)
Imax р =9208(√3 . 385 )=15207 (А)
) Расчет токов К.З. внутри электроремонтного цеха (3).
Х С=(U²нс S К.З. ) .КТ c2 . К ТГПП 2 .КТ П32 =(115²1350) .(105 385 )2 . (385 115 ) 2 .
. (04 105) 2=000016 (Ом).
Х В Т1 = ( UВ К % 100) . (UВ Н2 SН ) . КТ c2 . К ТГПП 2 .КТ П32 Ом ;
Х С Т1 = ( UС К % 100) . (UС Н2 SН ) . К ТГПП 2 .КТ П32Ом .
Х В Т1 = ( 107 % 100) . (1152 25 ) .(11 385 )2 . (385 115 ) 2 . (04 105) 2 =000075 (Ом);
r В = R Т В . КТ c2 . К ТГПП 2=253 .(105 385 )2 . (385 115 ) 2 . (04 105) 2 =00000305 (Ом);
rС = R Т С . КТ c2 . К ТГПП 2=253 .(105 385 )2 . (04 105) 2 =000027 (Ом);
Х Т c= Х В Т1+ Х С Т1= 000075 (Ом);
r Т c= r В+ rС=00000305+000027=00003005 (Ом);
Для двухцепной линии связи с системой выполненной проводом АС7011 с параметрами :
ХЛ = ХУД .L . К ТГПП 2= 0414 .15 . (105 385 )2 . (04 105) 2= 0000276 (Ом);
RЛ =r УД .L . К ТГПП 2= 0209 .15 . (105 385 )2 . (04 105) 2= 0000133 (Ом);
Х Н ТГПП =( UК % 100) . (UН2 SН ) . К ТП3 2= ( 8 % 100) . (1052 63 ) . (04 105) 2 = 00008 (Ом);
r ТГПП = R Т . К ТГПП 2 . К ТП3 2=052 .(105 385 )2 . (04 105) 2=0000054 Ом так как R Т приведено к высокой стороне.
Х1= Х2 = ХЛ+ ХКЛ + Х С + Х Т c + Х В ТГПП =000016+000075 +0000276+ 00000029 +00008=00019889 (Ом);
r 1 = r2 = RЛ+ RКЛ+ r Т c+ r ТГПП =00003005 +0000133+ 00000058 +0000054=00004933 (Ом);
ХУД =009Омкм ; rУД = 062 Омкм длина линии до ГПП L =0338км.( параметры кабеля
ХКЛ ТП1 = ХУД .L . К ТП3 2 = 0075 . 0338 . (04 105) 2= 0003 (Ом);
r КЛ ТП1 = r УД .L . К ТП3 2 = 194 . 0338 . (04 105) 2= 00768 (Ом);
ХТ ТП 9 =( UК % 100) . (UН2 SН ) . К ТП3 2 = ( 55 % 100) . (102 0630 ) = 00087 (Ом);
r Т ТП 9 = (ΔРК . UН2 . 10-3) SН 2. К ТП3 2 =(73 .10 2 .10 -3) 0630 2 =00018 (Ом);
ХН ТП 9 =(035 . UН 2 ) SН =( 035 .063 2) 0729 = 0047 (Ом);
ЕН =085 . UН = 085 . 04=034кв.
Для остальных элементов схемы расчёт аналогичен данные расчётов сведены в таблицу № 10. По результатам таблицы и произведенному сворачиванию схемы получаем параметры части схемы замещения для к.з. относящаяся к внешнему участку цепи (вне цеха):
При расчете к.з. в цехе были рассчитаны 5 точек к.з. расположенные на присединениях приемников к РЩ по к.з. были подобраны автоматические выключатели. Все результаты расчетов сведены в таблицу 12.
2.Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей.
2.1.Выбор выключателей и разьединителей.
Выключатели выбираются по следующим условиям:
IТ2 .tТ ≥ ВК = Iп(0)2 . tоткл . (58)
Разьединители выбираются по следующим условиям:
IТ2 .tТ ≥ ВК = Iп(0)2 . tоткл . (62)
Причём проверка стычных разьединителей камер КРУ не производится.
Выбор выключателей и разьединителей сведён в таблицу № 12
ВК = Iп(0)2 . tоткл = 3512. .4=10.929 кА2с
ВК = Iп(0)2 . tоткл =
ВВТЭ –10 – 201000 УХХ2
Imax р =(14 ÷ 7856) А
ВВТЭ –10 – 20630 УХЛ2
2.2.Выбор разрядников.
Для защиты трансформаторов ГПП на стороне 35кВ устанавливаю стационарный вентильный разрядник РВС -35 У1 на стороне 10 кВ ограничитель перенапряжения ОПН-10У1который устанавливается в ячейках трансформатора напряжения.
Токоведущие части выполняются сталеалюминевыми проводами марки АС.
Проверка осуществляется (фазы не расщеплены ) [6] :
- по допустимому току :
- по термическому действию тока короткого замыкания не проводится если шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.
- по условиям коронирования при UН = 35 кВ не производится.
- на схлёстывание при Iп(0) ≤ 20 кА не проводится.
Выбираю повод марки АС 7011.
Iдоп = 265А. > Imax =15207 А.
Для РУ 10кв с Imax р =50691 А выбираю алюминиевые шины 60 Х 8.Расположение шин вертикальное расстояние между шинами 06 м .
Проводим проверку [7] :
- по длительно допустимому току:
Iдоп =1025А > Imax =50691 А
- по термической устойчивости при к.з.:
Smin = (tоткл)12 . Iп С мм2(2)
Sст =60 .8 =480 (мм2);
- по электродинамической стойкости:
расч = (√3.10 -8 . iУД2 .l 2) [ ( а .b .h2)6] МПа. (63)
расч = (√3.10 -8 . 136002 .2 2) [ ( 06 .006 .00082)6] =016 (МПа).
доп =75 МПа. > расч = 016 МПа
- проверка на механический резонанс:
собственная частота калебания:
fс =(502 .10 5.b) l2 Гц. (64)
fс =(502 .10 5.0008) 22 =1004 (Гц).
2.4.Выбор изоляторов.
Выбор осуществляется:
- по номинальному напряжению:
- по допустимой нагрузки:
Fдоп = 06 . Fразр ≥ Fрасч . (66)
Fрасч =(√3 .l .Kh .10 -7 . iУД2 ) Н. (67)
где Kh – поправочный коэффициент на высоту шин
Kh = Низ +b + h2 Низ(2)
где Низ – высота опорного изолятора; b = 5мм – толщина шинодержателя ; h=8мм – высота шины.
Выбираю изолятор ОНС– 10 – 300
Fразр = 294 кН. ; UН =10 кв.
Kh =(120+5 + 82) 120=1075
Fрасч =(√3 .2 . 1075 .10 -7 . 136002 )026=5652 (Н)
Fдоп = 06 .294=1764 (кН)
Fдоп = 1764 кН > Fрасч=057 (кН)
2.5. Выбор приборов измерения и контроля.
Измерительные приборы
Нагрузка по фазам Нагрузка (ВА)
Счетчик электрической энергии универсальный ЦЭ6812
В камерах КРУ устанавливаются трансформаторы тока типа ТПЛК10 - У3 класса точности 05 10Р.
На фидерах ККУ устанавливаем ТПЛК10 - 50 - 3005 – 05 РУ3( в зависимости от номинальной нагрузки) на шинных и секционных выключателях ТПЛК10 - 10005 – 05 РУ3.
Динамическая стойкость : iдин. =745 кА > iУД =19865кА
Термическая стойкость : IТ2 . tТ =2900кА 2с > ВК =17092 кА2с
Допустимая нагрузка для этих трансформаторов тока Zдоп = 04 Ом.
Переходное сопротивление rк = 01 Ом.
) Шинные выключатели:
допустимое сопротивление проводов:
rпр = Zдоп - rк – rприб. = 04 – 01 – 0008 = 0292 (Ом);.
допустимое сечение контрольного кабеля : (алюминий ρ = 00283 Ом мм2м ; l =4 м .)
s ≥ 00283 . 4 0292 =0387 (мм2);
Выбираю контрольный кабель КВВГ с жилами 4 мм 2.
) Секционный выключатель:
rпр = Zдоп - rк – rприб. = 04 – 01 – 0004 = 0296 (Ом).
допустимое сечение контрольного кабеля :
s ≥ 00283 . 4 0296 =0382 (мм2);
Динамическая стойкость: iдин. =745 кА > iУД =29872 кА
Термическая стойкость: IТ2 . tТ =2900кА 2с > ВК =9733 кА2с
rпр = Zдоп - rк – rприб. = 04 – 01 – 012 = 018 (Ом).
s ≥ 00283 . 4 018 =063 мм 2
Динамическая стойкость : iдин. =745 кА > iУД =29743 кА
Термическая стойкость : IТ2 . tТ =2900кА 2с > 966 кА2с
) Батареи конденсаторов:
rпр = Zдоп - rк – rприб. = 04 – 01 – 0032 = 0268(Ом).
допустимое сечение контрольного кабеля:
s ≥ 00283 . 4 0268=0422 (мм2);
2.6.Выбор трансформаторов напряжения.
Выбор трансформаторов напряжения производится:
- по напряжению установки;
- по классу точности;
- по вторичной нагрузке.
Каждый трансформатор рассчитывается на мощность всех приборов присоединений данной секции.
Выбираю трансформатор напряжения НАМИ – 10 – 200 номинальная мощность которого в классе точности 05 равна 200 В .А.
Определяем нагрузку трансформатора ( таблица 16).
Наименование приборов
Потребляемая мощность Вт
Счетчик универсальный
Счетчик активной энергииЦЭ6803В
Счетчик реактивной энергии ЦЭ6811
S ном.= 200 В .А. > S приб.= 5634 В .А.
Трансформатор напряжения обеспечивает класс точности 05.
2.7.Выбор трансформаторов собственных нужд для ГПП.
На ГПП устанавливаем 2 трансформатора собственных нужд. Мощность трансформаторов определяется исходя из условий нагрузки:
Охлаждение силовых трансформаторов (в зависимости от номинальной мощности)
Подогрев шкафов КРУН
Наружное освещение ОРУ
Освещение отопление вентиляция ЗРУ
Аппаратура связи и телемеханики
Так как энергия расходуется в основном на подогрев то cosφ=098.
Суммарная нагрузка СН :
Σ Р = 2 .725 + 27 .8+33 .2+3+7+87+75 =136 (кВт)
Σ S = Σ Р cos кВ .А (70)
Σ S =136098=13877 (кВ .А);
С учётом параллельной работы ТСН :
SТСН≥ Σ S14 кВ .А (71)
SТСН≥1387714= 9857 (кВ .А);
Выбираем трансформаторы ТМ – 16010 присоединяем их через разьеденитель РВЗ – 10400 У3 и защищаем его предохранителем НПН – 15.
3. Расчёт заземляющих устройств и молниезащиты ГПП.
3.1.Расчёт заземляющих устройств ГПП.
В соответствии с ПУЭ в электроустановках выше 1000в сопративление заземлителя не должно превышать 10 Ом. Однако при наличии потребителей на стороне 04 кВ необходимо обеспечить сопротивление не более 4 Ом
IЗ = U . LВ 350+U . LК 10 А (73)
где UЛ – линейнае напряжение электроустановки в;
LК – длина кабельных линий км ;
LВ – длина воздушных линий км.
IЗ =(385 . 95 ) 350 =1507 (А)
RЗ = 2501507=165893 (Ом).
Принимаем сопротивление заземлителя 4 Ом в соответствии с ПУЭ.
Выполняем заземлитель из круглых стальных электродов диаметром 20 мм и длиной 3м . Размещаем электроды по контуру ГПП и соединяем их полосой из круглой стали диаметром 20мм .Глубина заложения полосы 07м.
ρрг= ρуд.К пг=100.2=200 Ом.м
ρрв= ρуд.К пв=100.14=140 Ом.м
К пг К пв - повышающие коэффициенты зависящие от климатической зоны.
Српративление растекания одного вертикального электрода стержневого типа определяется по формуле из (13)
Roвэ= 140(2 .3.14 .3) . (ln(2.30.02)+05ln(4.22+3(4.22-3))=4328 Ом
Определяем примерное число вертикальных заземлителей при Кив=064 (отношение расстояния между электродами к их длине равно 2 ориентировачное число вертикальных электродов составляет 15)
Определяем сопротивление растекания горизонтальных заземлителей
Rргэ=200(031.2.314.168) . ln(168²(002.071))=898 Ом.
Уточняем необходимое сопративление вертикальных электродов
Rвэ= Roгэ* Rи( Roгэ-Rи);
Rвэ= 898* 4( 898-4)= 721 Ом.
Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования Киву=068 (N=17 al=(16817)5=197)
N=4328 (055.721)=11.
R З = (R Г . R В ) (R Г +R В ) Ом. (78)
R З = (898 . 721 ) (898 +721 ) = 399 (Ом)
что меньше допустимой
3.2.Расчёт заземляющих устройств цеха.
В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 16 мм и длиной 2 м которые погружены в грунт на глубину 07 м от поверхности. К ним приваривают горизонтальны электроды стержневого типа из той же стали что и вертикальные электроды.
С учетом площади занимаемой объектом намечаем расположение электродов – по периметру с расстоянием между вертикальными электродами 6 м.
Определим расчетные удельные сопративления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей
Roвэ= 140(2 .3.14 .2) . (ln(2.20.016)+05ln(4.1.7+2(4.1.7-2))=6492 Ом
Rргэ=200(031.2.314.60) . ln(60²(0016.0708))=216 Ом.
Rвэ= 2166* 4( 2166-4)=49 Ом.
Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования Киву=068 (N=20 al=(12020)2=3)
R З = (216 . 49 ) (216 +49 ) = 399 (Ом)
3.3.Расчёт молниезащиты ГПП.
Рассчитаем защитную зону двойного стержневого молниеотвода высотой h=22 м при расстоянии между молниеотводами а= 45м. Защищаемое сооружение имеет высоту hx=8 м и габаритами 35x45 м.
Определим расстояние rх при котором защищаемый объект окажется внутри зоны защиты
Rx=17 . (h-hx0.92) (80)
Следовательно защищаемый объект находится внутри зоны защиты.
Распределительные сети промышленных предприятий на номинальное напряжение 6-35 кВ имеют одностороннее питание и выполняются с изолированной нейтралью. Наиболее распространенным видом защиты является максимальная токовая защита (МТЗ). От междуфазных замыканий такую защиту рекомендуют выполнять в двухфазном исполнении и включать ее в одни и те же фазы по всей сети данного напряжения с целью отключения в большинстве случаев двойных замыканий на землю только одного места повреждения.
Замыкание на землю одной фазы в сетях с изолированной нейтралью не является КЗ. Поэтому защиту выполняют действующей на сигнал и только когда это необходимо по требованиям безопасности действующей на отключение.
Обычно токовую защиту от замыкания на землю выполняют с включением на фильтр токов нулевой последовательности. Она приходит в действие в результате прохождения по поврежденному участку токов нулевой последовательности обусловленных емкостью всей электрически связанной сети без учета емкости поврежденной линии.
Максимальная токовая защита это защита выполненная на реле РТ-80.
Согласно ПУЭ для защиты трансформаторов и кабельных линий используют:
А) Токовую отсечку; Б) газовую защиту; В) МТЗ от перегрузок; Г) МТЗ при внешних КЗ; Д) продольную дифференциальную защиту; Е) защиту от токов перегрузки; Ж) от однофазных замыканий на землю в сетях 10 кВ если это необходимо по ТБ.
Газовая защита предусматривается для трансформаторов ГПП мощностью 6300 и выше. У внутрицеховых трансформаторов мощностью 1600 кВА при наличии защиты от КЗ со стороны питания интенсивное газообразование также действует на сигнал.
На ГПП также предусматривается защита дифференциальная от внутренних повреждений и на выводах трансформатора для трансформаторов 1600 кВА и 2500 кВА если токовая отсечка не удовлетворяет по чувствительности а МТЗ имеет выдержку времени 0.5с. МТЗ предусматривается для всех трансформаторов от внешних КЗ и перегрузки.
Защита линии предусматривается токовой отсечкой с выдержкой времени и максимальную токовую защиту для этого определяется какая основная а какая резервная.
В результате расчетов и технико-экономических сравнения принимаем следующее оборудование:
Деревообрабатывающий завод снабжается электроэнергией двухцепной воздушной линией электропередач с напряжением 35 кВ выполненной проводом АС – 7011. На ГПП установлено два трансформатора ТД 6300385105 работающие параллельно и обеспечивающие бесперебойное питание завода (кроме время срабатывания АПВ. На ОРУ-35 установлены разъединителях РЛВ--35400 так как нет необходимости установки выключателей из-за короткой линии работа автоматики может быть обеспечена работой головных выключателей линии. ЗРУ – 10кв ГПП выполняется на основе ячеек К- Х в которых устанавливаются вакуумные выключатели ВВТЭ –10 – 20630 УХЛ2 для питания собственных нужд ГПП установлен трансформатор собственных нужд ТСН . На вводах и отходящих линиях и ТСН устанавливаются трансформаторы тока и напряжения для питания измерительных цепей и цепей релейной защиты.
Цеховые трансформаторные подстанции выполняются комплектными и на высокой стороне в качестве коммутационного аппарата используют вакуумные выключатели которые в комплекте имеют предохранители.
Для компенсации реактивной мощности на шинах ГПП (10 кВ) и на низшем напряжении трансформаторных пунктов установлены батареи статических конденсаторов различной мощности.
Для устройства вторичных цепей были подобраны трансформаторы тока типа ТПЛК10 (в зависимости от нагрузки) и трансформатор напряжения НАМИ 10. В качесве приборов учета электрической энергии используются электронные счетчики.
Был рассчитан заземляющий контур и грозозащита.
Князевский Б.К. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Высшая школа 1979 – 431с.
Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. –М. : Энергия 1973 – 584с.
Неклепаев Б.Н. Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций . Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования . – М : Энергоатомиздат 1978-456с.
Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов . Под редакцией Блок В.М. – М.: Высшая школа 1990 – 383с.
Правила устройства электроустановок . – М : Энергоатомиздат 1985 -640с.
Ражкова Л.Д. Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Уч пособие для техникумов. – М : Энергоатомиздат 1980 -600с.
Фёдоров А.А. Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий . – М : Энергоатомиздат 1984 -472с.
Епанешников М.М. Электрическое освещение изд 3-е М.-Л. Госэнергоиздат 1962-336 с.
Справочная книга для проектирования электрического освещения под ре. Г.М. Кноринга. -.: Энергия 1976.-305 с.
Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. М. Энергия 1973-584 с.
Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования под ред Ю.Б. Барырина. М.: Энегргоатомиздат.1991-464 с.
Справочник по проектированию электрооборудования в 2-х томах под. ред.Федорова. Москва Энергоатомиздат-1986 568 с.
Электроснабжение промышленных предприятий. – Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов всех видов обучения специальности 10.04.00 – «Электроснабжение (по отраслям)». - Чита: ЧитГУ 2003.

кр20-2.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Читинский Государственный Университет
Кафедра электроснабжения
Федеральное агентство по образованию
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по системам электроснабжения.
На тему: проектирование электроснабжения промышленного предприятия
Задание 20. Вариант 2
Тема: ²Электроснабжение деревообрабатывающего завода²
Исходные данные на проектирование:
Схема генерального плана завода (рис.20).
Сведения об электрических нагрузках завода (табл.40).
Питание завода может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности на которой установлены два трансформатора мощностью по 25 МВ×А напряжением 11538511 кВ. Мощность к.з. на стороне 110 кВ равна 1350 МВ×А.
Расстояние от подстанции до завода 15 км.
Стоимость 1 кВт×ч электроэнергии 18 к.
Завод работает в две смены.
Электрические нагрузки завода
Кол-во эл.приемников
Установленная мощность кВт
Одного эл. приемника Рном
Деревообрабатывающий цех
Цех прессованных плит
Электроприемники электроремонтного цеха
№ приемника на плане
Наименование приёмника
Высокочастотная установка для сушки древесины
Циркульно-маятниковая пила
Комбинированный деревообрабатывающий станок
Вертикально-сверлильный станок
Стружечный транспортёр
Полировальный станок
Круглошлифовальный станок
Электронагревательная плита
Вентиляционная установка

молнизащита.cdw

Таблицы.doc

Таблица 2 Определение расчетной мощности сборочного цеха.
Максимальная мощность
Высокочаст. уст. для сушки дерева
Круглошлифовальный станок
Полировальный станок
Вентиляционная установка
Электронагревательная плита
Стружечный транспортер
Циркулярно-маятниковая пила
Вертикально сверлильный станок
Комб. Деревообр.станок
Разница загрузки помагистралей:
Таблица 3 Определение расчетной мощности завода.
Ср. сменная нагрузка
Максимальная мощность
Деревообрабатывающий цех
Цех прессованных плит
Итого нагрузка на 0.38 кВ:
Итого нагрузка по заводу:
Таблица 4 Определение осветительной нагрузки завода
Таблица 5 Картограмма нагрузок
Таблица 6 Выбор мощности трансформаторов
Среднесменные нагрузки
Коэф-нт нагрузки в норм. режиме т
Коэф-нт загрузки в послеав. режиме т
* при аварии часть потребителей 3-й категории будет отключаться
Таблица 7 Выбор компенсирующих устройств
Таблица 8 Выбор схемы электроснабжения
Таблица 9 Выбор кабелей внутризаводской сети
Таблица 10 Данные для расчета к.з. завода
Таблица 11 Выбор кабелей и автоматов в цехе
Магистраль (От РШ1 до ТП)
Магистраль (От РШ2 доТП)
Магистраль (От РШ2 до РШ1)
Магистраль (От РШ4 до РШ3)
Таблица 12Выбор низковольтных силовых кабелей

радиальная.cdw

ТП1 ТП2 ТП3 ТП4 ТП5 ТП6 ТП7 ТП8 ТП9 ТП10 ТП11 ТП12
Радиальная схема эл. питания

К.З. в цехе.cdw

Рисунки.doc

Рисунок2 Смешанная схема электроснабжения завода
Рисунок1 Радиальная схема электроснабжения завода
Рисунок3 Освещение деревообрабатывающего цеха
Рисунок4 Силовая электрическая сеть деревообрабатывающего цеха

смешаная схема.cdw

ТП8 ТП6 ТП7 ТП11 ТП12 ТП10 ТП5 ТП1 ТП2 ТП3 ТП4 ТП11
Смешаная схема внурреннего электроснабжения