Проектирование систем электроснабжения завода

10.doc

10 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
1.Выбор выключателя и разъединителя
Высоковольтное оборудование выбирают по номинальному напряжению и по току послеаварийного режима по отключающей способности токов К.З. по динамической и термической стойкости к токам К.З.
При выборе оборудования надо ориентироваться на современное оборудование выпускаемое промышленностью.
Так для ограничения перенапряжений не следует применять разрядники типа РВС а надо применять ограничители перенапряжения типа ОПН.
При выборе выключателей 6-10кВ надо ориентироваться на применение вакуумных элегазовых и современных масляных выключателей.
1.1Выбор выключателя 35 кВ
Выключатели выбираются:
по допустимому току;
Далее производится проверка к устойчивости к токам КЗ
а) динамическая стойкость;
б) термическая стойкость.
Произведем выбор выключателей и разъединителей на 35 кВ
По напряжению установки
По отключающей способности.
Примем для установки выключатель: ВВУ-35-402000У1
Производим проверку на симметричный ток отключения по условию:
Проверяем возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ:
Где - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов
= 002 - определяем по кривым затухания апериодической составляющей тока КЗ [7].
= 002 - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ [7].
Расчетное время для которого требуется определить токи КЗ.
Номинальное допустимое значение апериодической составляющей в отключаемом токе:
Проверка отключающей способности по полному току КЗ:
Проверка по включающей способности:
- ударный ток КЗ в цепи выключателя
= 102кА – наибольший пик тока включения
= 244кА – начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя
= 40кА – номинальный ток включения
Проверка на электродинамическую стойкость:
= 40 кА – действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ
= 102кА – ток электродинамической стойкости
Проверка на термическую стойкость:
Выключатель удовлетворяет всем параметрам и проверкам.
1.2 Выбор разъединителя 35кВ
Примем к установке разъединитель РВ-10400У1
По конструкции роду установки: наружной установки с заземляющими ножами.
По электродинамической стойкости:
= 80 – амплитуда предельного сквозного тока
- действующее значение предельного сквозного тока
По термической стойкости:
По формуле (10.18) рассчитываем
Разъединитель удовлетворяет всем условиям.
Таблица 10.1 – Выбор выключателей и разъединителей на 35 кВ
По откл .способности
ВК=IПО2(tоткл+Тэкв)= =054 кА2*с
Таблица 10.2 – Выбор выключателей напряжением 10 кВ для КСО
Продолжение таблица 10.2
Выключатели к ТП2 ТП3
Выключатели к ТП5 ТП6
Выключатель к ТП7ТП8
Таблица 10.3 – Выбор разъединителей на 10 кВ
2.Выбор трансформаторов тока и напряжения
Таблица 10.4 - Выбор ячеек КСО и трансформаторов тока на 10 кВ
Продолжение таблицы 10.4
Продолжение таблицы 10.4
Таблица 10.5 – Выбор трансформаторов напряжения на 10 кВ
Трансформатор напряжения
Таблица 10.6 – Выбор трансформаторов напряжения на 35 кВ
3.Выбор ограничителей перенапряжения
Таблица 10.7 – Выбор ОПН
Наибольшее допустимое напряжение кВ
Импульсное пробивное напряжение кВ (не более)
Взрывобезопасн. ток при К.З. кА
4. Выбор жестких шин на напряжение 10 кВ
Согласно ПУЭ 1.3.28 жесткие шины в пределах РУ всех напряжений выбираются по условию нагрева (по допустимому току). При этом учитываются не только нормальные но и послеаварийные режимы. В закрытых РУ 6-10кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Медные шины из-за их высокой стоимости не применяются даже при больших токовых нагрузках. При токах 3000А применяются одно- и двухполосные шины. Выбор шин производится по нагреву.
В расчете примем однополосные шины.
где - допустимый ток на шины выбранного сечения.
Принимаем к установке однополосные алюминиевые шины марки сечением (60х6) с допустимым током 870 А.
4.2 Рассчитаем рабочие и максимальные токи по формулам:
4.3 Определяем расчётные токи продолжительных режимов:
Для неизолированных проводов и окрашенных шин принимаем = 700С; = 250С; тогда:
4.4 Определяем расчётный ток продолжительных режима по формулам
4.5 Допустимое значение тока определяем по (10.4):
4.6 Определим расчетный ток послеаварийном режима
4.7 Допустимое значение тока определяем по (10.26):
4.8 Механический расчет однополосных шин
4.8.1 Определяем наибольшее удельное усилие при токе КЗ:
где - расстояние между фазами равно 025м.
Так как расстояние между фазами значительно больше периметра шин то коэффициент формы .
4.8.2 Определяем изгибающий момент:
где - длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции.
4.8.3 Напряжение в материале шины возникающее при воздействии изгибающего момента:
где - момент сопротивления шины.
4.8.4 Момент сопротивления шин при установке их вертикально:
4.8.5 Шины механически прочны если соблюдается условие:
Условие механической прочности выполнено. К установке принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения (60×6) с длительно допустимым током 870 А.
В данном курсовом проекте была разработана система электроснабжения инструментального завода. В качестве напряжения внешнего питания выбрано наиболее экономичное – 35 кВ. В качестве напряжения распределения выбрано напряжение 10 кВ. Для обеспечения надежного электроснабжения цехов выбрана смешанная схема. С целью наиболее экономной и надежной работы предприятия и уменьшения затрат на приобретаемую электроэнергию произведена компенсация реактивной мощности на шинах 04 кВ. Также произведен выбор оборудования на 10 и 35 кВ. Для защиты от прямых попаданий молнии в ОРУ применяем защиту выполненную двумя отдельно стоящими металлическими молниеотводами стержневого типа.

Образецмарина.dwg

Принципиальная схема РП-2
Электроснабжение производства титанового шлака УК ТМК
Принципиальная схема ГПП -1103510
К ПЕЧНОМУ ТРАНСФОРМАТОРУ
Рисунок 5.1. Первый вариант схемы электроснабжения
хТДТН-10000-110-3510
Печные трансформаторы
хТДТН-25000-110-3510
Рисунок 7.2. Схема замещения для расчета токов КЗ
Рисунок 7.3. Схема замещения для точки К1
Рисунок 7.4. Схема замещения для точки К-2 а) до преобразования
б) после преобразования
Рисунок 7.3 Схема замещения для точки К-3 а) до преобразования
Рисунок 7.6 Схема замещения для точки К-4 а) до преобразования
Рисунок 7.7 Расчетная схема точки К
Рисунок 7.8 Схема замещения точки К на 0
Рисунок 7.1. Расчетная схема для расчета токов КЗ
Рисунок 5.2 - Второй вариант схемы электроснабжения
Участок трассы кабеля
Коробка выводов ТТ -500 в фазе С
Оперативный ПУ (ОПУ)
Коробка выводов ТТ -500 в фазе В
Коробка выводов ТТ -500 в фазе А
Однолинейная схема первичных соединений Схема электрическая принципиальная
Проектирование систем элнетроснабжения инструментального завода
Наименование цехов и корпусов
Цех метчиков и сверел
Деревообрабатывающий цех
Ремонтно-механический цех
испытательная станция
Кузнечно-прессовый цех
Компрессорная станция
Цех механической обработки деталей
Iном авт Iном пред Iном эмр Iном пл вс Iср эмр Iном корп пр
Номинальная мощность (кВт)
сечение провода диаметр трубы

содер,введ,1-2.doc

Выбор и обоснование схем электроснабжения
Расчет нагрузки электрических нагрузок
1. Расчет электрических нагрузок до 1000 В
2.Расчет освещения по цехам и территории предприятия
3.Расчет электрических нагрузок выше 1000 В
Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
Расчет компенсации реактивной мощности
1. Расчет компенсации до 1000 В
2. Расчет компенсации выше 1000 В
Расчет потерь в цеховых трансформаторах
Картограмма электрических нагрузок
Технико-экономический расчет
Расчет токов короткого замыкания
1. Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В
2. Расчет токов короткого замыкания до 1000 В
Выбор кабельной линии
1. Выбор выключателя и разьединителя
2. Выбор трансформаторов тока и напряжения
3.Выбор ограничителей перенапряжения
4. Выбор жестких шин
Развития промышленных предприятий рост производства и потребления электрической энергии ставят перед наукой и практикой все более сложные задачи связанные с техническим и экономическим обоснованиями при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий. Важнейшими требованиями к проектируемым и существующим СЭС промышленных предприятий является надежность и экономичность.
Трудно представить без электроэнергии жизнь современного общества экономическое техническое и культурное развитие которого во многом обусловлено ее широким применением.
Разнообразное использование электроэнергии во всех областях народного хозяйства и быта объясняется рядом существенных преимуществ ее по сравнению с другими видами энергии:
- возможностью экономической передачи на значительные расстояния;
- простотой преобразования в другие виды энергии (механическую с помощью электродвигателей тепловую с помощью электронагревательных приборов световую с помощью электроламп);
- простотой распределения между любым числом потребителей любой мощности;
- возможностью получения электроэнергии из других видов энергии (тепловой гидравлической атомной энергии ветра и солнца).
Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают электроэнергией промышленные потребители. Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов электрическое освещение электрические нагревательные устройства в том числе электрические печи.
Влияние системы электроснабжения на производственный процесс очень велико. Производственный процесс во многом определяется показателями системы промышленного электроснабжения и электроприводов которые обеспечивают нормальный режим работы всего промышленного предприятия.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
По технологическому процессу завод относится ко второй категории по надежности электроснабжения.
Схема электроснабжения – однолинейная схема с секционным выключателем выключателем. Система шин выполнена с АВР.
На ГПП установлены трансформаторы ТМ-630035 с коэффициентом загрузки 051. Трансформаторы установлены на ОРУ-35кВ.
На стороне ЗРУ 10 кВ укомплектовано ячейками КСО-392 с вакуумным выключателем.
От ЗРУ 10 кВ питаются ТП кабелями ААШвУ - (3х25) и ААШвУ-(3х16) в траншее. Распределительная сеть 10 кВ радиальная.
Все цеховые ТП – встроенные. ТП установлены с учетом надежности электроснабжения:
- двухтрансформаторные –ТП1 ТП2 ТП3 ТП4 ТП5 ТП6 ТП7 ТП8 ТП9.
Трансформаторы - сухие ТСЗЛ – 63010. Они комплектного типа. КТП со с автоматическими выключателями ВА-51.
Для компенсации реактивной мощности в узлах питания установлены:
- на шинах 04 всех ТП – тип ККУ-038-150
- на ЗРУ 10 кВ ККУ-038-500 ККУ-038-900.
По режиму нейтрали сети:
- 10кВ и 35 кВ с изолированной нейтралью;
- 04 кВ с глухозаземленной нейтралью.
Для них предусматриваются защитное отключение и защитное зануление.
Для защиты от атмосферных перенапряжений устанавливаются ограничители перенапряжений ОПН на ОРУ – 35 кВ.
В разработанной схеме электроснабжения 3 ступени напряжения. Выбор напряжения питания т.е. внешнего электроснабжения зависит от мощности потребляемой предприятием его удаленности от источника питания напряжения имеющегося на источнике питания. Рядом находится узловая районная подстанция. Для электроснабжения завода выбираем напряжение 35 кВ. Для распределительных сетей инструментального завода выбираем напряжение 10 кВ т.к. оно наиболее экономичное и целесообразное. При высшем напряжении снижаются потери мощности.
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЗАВОДА
Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором для всего последующего расчета и выбора элементов системы электроснабжения.
Расчет электрических нагрузок должен выполняться в соответствии с «Указаниями по расчету электрических нагрузок» по формуляру Ф636-92.
В таблице 1.1 приведена несколько видоизмененная форма указанного формуляра введенная для краткости записи и оформления. Рассмотрим некоторые пояснения к обозначениям таблицы 2.1.
В графах 7 и 8 принято обозначение PС.Р. и QС.Р.- средние расчетные промежуточные величины активной и реактивной мощностей в более ранних «Указаниях по определению электрических нагрузок» 1993 г. и в учебной литературе они именовались как средние нагрузки за наиболее загруженную смену т. е. среднесменные в действующих же указаниях по расчету нагрузок они таковыми не признаются а считаются промежуточными.
1 Расчет электрических нагрузок до 1000В
В соответствии с заданием выполняем по одному примеру расчета в виде решения и заносим в таблицу остальные примеры оформляем только в таблицу без решения.
Для расчета нагрузки заполняем графы таблицы. В графе 1 в соответствии с чертежом завода записываются: наименование цехов для которого производится расчет. Графы таблицы с 2 по 9 заполняем в соответствии с таблицами заданий. Для каждого цеха рассчитываем графы активной и реактивной среднесменных мощностей РС.Р. QС.Р. – графы таблицы 1011. В графе 12 определяется . В графе 13 указывается эффективное число приемников. Эффективным числом называют число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности которое дает то же значение расчетного максимума РР что и группа электроприемников различных по мощности и режиму работы. Эффективное число зависит от среднего коэффициента использования группы приемников фактического числа приемников - n.
Для расчета максимальных мощностей определяем расчетный коэффициент КР = f (nЭ КИ ) по таблице методических указаний и записывается в графе 14. В графах 15 16 1718 указываются значения активной реактивной полной расчетных мощностей и расчетный ток соответственно.
Расчетный коэффициент определяется по формуле
КР = f (nЭ КИ ) (2.1)
Эффективное число nэ определяют по упрощенному выражению:
где РН.МАКС – номинальная мощность наиболее мощного приемника кВт
PН – суммарная номинальных активных мощностей электрооборудования цеха кВт
Расчетные мощности определяем по формулам:
где КР - расчётный коэффициент (коэффициент максимума)
РС.Р. – суммарная среднесменная активная мощность кВт
К полученным расчетным активным и реактивным мощностям силовых ЭП до 1 кВ прибавляются расчетные мощности осветительной нагрузки PР.О. и QР.О.. Они заносятся в графы 15 16.
В качестве примера приведен расчет нагрузки термического цеха №1 инструментального завода.
1.1 Количество однотипных электроприёмников по цеху:
1.2 Общая мощность установленная электроприёмником кВт:
сosφ=085средневзвешенный для каждого приемника [11].
1.3 Графе-9 определяем tgφ как отношение суммарной среднесменной реактивной мощности к суммарной среднесменной активной:
1.4 Активная среднесменная мощность Рср кВт она определяется как суммарная номинальная мощность однотипных электроприемников с учетом Ки и среднесменная реактивная мощность Qср кВар определяются:
где Ки=07-коэффициент использования который выбирается в зависимости от типа электроприёмников цеха и отрасли промышленности [11]:
1.5 Эффективное число электроприёмников определяется по формуле (2.2):
1.6 Расчётный коэффициент Кр=085 определяется [12] в зависимости от nэф и Ки:
1.7 Расчётная - активная мощность РР кВт определяется по формуле (2.3) кВт:
1.8 Расчётная реактивная мощность QР определяется по формуле (2.3) кВар:
1.9 Расчетная полная мощность кВА
1.10 Расчетный ток кА
Все расчеты приведены в таблице 2.1.
Расчет освещения выполняется методом удельной мощности. В качестве примера приведен расчет нагрузки термического цеха №1 инструментального завода. Минимальная освещенность цеха Еmin=200 лк.
2.1 Установленная мощность кВт:
где РУД =54 Втм2 - удельная мощность для Еmin=100 лк выбирается по[9. таблица 5-40]:
S – площадь помещения м2
2.2 Определяем площадь цеха :
где А=83– длина цеха м
В=73 – ширина цеха м
2.3 Установленная мощность определяется по формуле (2.8):
Осветительные установки с лампами ДРЛ ДРИ имеют коэффициент мощности сosφ=05tgφ=173
2.4 Активная расчетная мощность Рр кВт и реактивная расчетная мощность Qср кВар определяются:
где КС=085– коэффициент спроса выбирается по [1]
Все расчеты приведены в таблице 2.2.
Мощность освещения вносим в таблицу (2.1) нагрузок по каждому цеху.
3 Расчет нагрузок выше 1000В
3.1 Этим уровням соответствуют нагрузки на шинах высоковольтных распределительных пунктов и на шинах низшего напряжения ГПП. Расчет ведется в следующей последовательности для РП.
Результирующую нагрузку на стороне ВН по предприятию определяют с учетом средств компенсации реактивной мощности и потерь мощности в цеховых трансформаторах (если они ранее не были учтены в разделе 34). Активные и реактивные потери в трансформаторах суммируем со среднесменными и расчетными нагрузками по заводу. По этим нагрузкам будем рассчитывать и выбирать напряжение внешнего электроснабжения необходимую мощность компенсирующих устройств и мощности трансформаторов ГПП.
3.2 Общая номинальная установленная мощность ЭП:
3.3 Суммарная среднесменная активная мощность:
3.4 Суммарная среднесменная реактивная мощность:
Суммируются значения Pн Рcр. Qcр. всех присоединенных к РП нагрузок в графах 3 7 8;
3.5 Определяется групповой коэффициент использования который заносится в графу 4 итоговой строчки:
Ки определяется согласно формуле (2.12):
По найденному значению KИ и предполагаемому числу высоковольтных присоединений на РП находим значения коэффициента одновременности КО.
При числе высоковольтных присоединений на ГПП в диапазоне 9-25 и Ku=052 находим значение КО=09 по [11]:
3.6 Расчетные мощности РРкВт и QPкВар определяются по выражениям:
3.7 Полная расчетная мощность определяется по формуле кВА:
3.8 Определяем расчетный ток А:
Все расчеты приведены в таблице 2.3.

9.doc

9 ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
Выбор марки и сечения кабелей для внутриобъектного электроснабжения с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией.
Производим выбор силового кабеля. В качестве примера приведем выбор силового кабеля к ТП2.
Выбор сечения кабельной линии по допустимому нагреву:
Расчетный послеаварийный ток определяется по формуле в Амперах [таблица 5.3]
1.1. По допустимому току:
1.2. По экономической плотности:
Где экономическая плотность тока при числе часов использования максимума нагрузки в год Тм=3000-5000 ч.
По справочнику выбираем кабель марки: ААШвУ- (3×25) Iдоп=90 А по одному на ввод.
2.Выбранные кабели проверяем на термическую стойкость:
где – выбранное сечение кабеля
- сечение по термической стойкости
где значение функции кабеля с бумажной пропитанной изоляцией для алюминиевой жилы
- тепловой импульс тока КЗ
где =186 А - полный импульс квадратичного тока К.З;
=001 - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;
t откл = 07с - время действия релейной защиты;
3. Проверяем выбранный кабель по потере напряжения:
Определяем активное и индуктивное сопротивления кабельной линии по формулам:
Определяем потерю напряжения по формуле:
где - активная мощность
- реактивная мощность.
Аналогично рассчитываем сечение остальных кабелей расчет заносим в сводную таблицу 9.2.
Таблица 9.1 – Выбор силовых кабелей
Таблица 9.2 - Проверка кабелей по термической стойкости

Титульный к КП.doc

Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
Кафедра «Промышленная энергетика»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: «Проектирование систем электроснабжения инструментального завода»
Консультант по стандартизации
Ст. преподаватель каф. «ПЭ»
Руководитель преподаватель каф. «ПЭ»
Студент Бабаханова М.К. Специальность 050718

3,4,4.1.doc

3 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
1.1 Выбор мощности трансформаторов
При малой плотности нагрузки и на мелких средних предприятиях мощность 400 и 630 кВА.
При большей удельной плотности (более 02 кВА мм2) выбираем трансформаторы Sнт=1600 кВА.
В качестве цеховых трансформаторов выбираем сухие трансформаторы марки ТСЗЛ.
1.2 Выбор числа трансформаторов
Для первой категорий выбирается по 2 трансформатора на ТП с АВР на секционном выключателе.
Для второй – два трансформатора с секционным выключателем без АВР.
Для третьей – один трансформатор.
Определяем минимальное количество трансформаторов для всей нагрузки 04 кВ:
где Рр= 801792 кВт -расчетная мощность всей нагрузки;
=07 - оптимальный коэффициент загрузки трансформатора;
Sнт=630 кВА- номинальная мощность трансформатора;
=02- добавка до ближайшего целого числа.
1.3Определяем экономический оптимальное число трансформаторов:
где Nт.мин=14- минимальное количество трансформаторов;
=1- дополнительное число дающее целое число трансформаторов определяется по кривым (). [10]
На первом этапе выбираем количество и мощность трансформаторов на подстанциях согласно приведенным выше рекомендациям. Производим предварительный выбор трансформаторов цеховых ТП и заносим значения в таблицу 3.1 по форме Ф 202-90 [2]
Таблица 3.1 – Предварительный выбор трансформаторов цеховых ТП
Наименование цехов и ТП
Категория потребителей.
Кол-во и мощ-ть тр-в
Цех метчиков и сверел
Ремонтно-механический цех
Испытательная станция
Кузнечно-прессовый цех
Цех обработки деталей
Компрессорная станция
Деревообрабатывающий цех
РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
1 Компенсация реактивной мощности до 1000В.
Определяем реактивную мощность для ТП2ТП3 кВАр:
cos φ=099; tgφ1=014- соответствующий требуемому значению cos φ .
Требуемая мощность одной КУ.
Qk4= 61234=347 кВАР
Подбираем типовое компенсирующее устройство.
Qk=4x300=120 кВАр ККУ-038300 компенсируемую мощность заносим в таблицу 3.2
Определяем средний коэффициент загрузки трансформатора и определяется нагрузка с компенсацией:
Результаты последующих расчетов сведем в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Окончательный выбор трансформаторов цеховых ТП с учётом компенсации реактивной мощности

4.2-6.doc

4.2 Компенсация реактивной мощности выше 1000В.
Расчет компенсаций выше 1000 В выполняется аналогично как расчет компенсаций до 1000 В.
Определяем реактивную мощность для ГПП кВАр:
cos φ=099; tgφ1=014- соответствующий требуемому значению cos φ .
Требуемая мощность одной КУ.
Qk2= 61232=558 кВАР
Подбираем типовое компенсирующее устройство.
Qk=2x600=120 кВАр ККУ-038600 компенсируемую мощность заносим в таблицу 4.1 Определяем средний коэффициент загрузки трансформатора и определяется нагрузка с компенсацией:
Таблица 4.2.- Расчет компенсации на ГПП
РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
В качестве цеховых трансформаторов выбираем «сухие» трансформаторы марки ТСЗЛ.
Таблица 5.1. Данные трансформатора ТСЗЛ
Расчет выполняем для ТП2 ТП3:
1 Определяем коэффициент загрузки с учетом компенсации:
где =192677 расчетная мощность ТП2 ТП3 (Табл. 4.1)
- номинальная мощность трансформатора
- число трансформатора;
2 Определяем активные потери в трансформаторе и вносим в таблицу 5.2:
где - активные потери холостого хода
- активные потери короткого замыкания;
3 Определяем реактивные потери в трансформаторе и также вносим в таблицу 5.2:
где - реактивные потери холостого хода
- реактивные потери короткого замыкания;
4 Реактивные потери ХХ определяются как:
где - ток холостого хода в процентах
- номинальная мощность трансформатора;
5 Реактивные потери КЗ:
где - напряжение короткого замыкания в процентах;
6 Остальные расчеты потерь по трансформаторным подстанциям приведены в таблице 5.2
Таблица 5.2 - Расчет потерь цеховых трансформаторов
7 Заполняем итоговую таблицу по трансформаторным подстанциям с компенсацией и потерями вносим их в Фому 202 – 90 таблица 5.3 и получаем нагрузку на стороне 10 кВ цеховых ТП.
Таблица 5.3 - Трансформаторные подстанции с компенсацией и потерями
коэф.реакт.мощности cosj
Результирующие электрические нагрузки цеховых ТП
итого с компенсацией
потери в трансформаторах
КАРТОГРАММА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
С целью определения места расположения ГПП а так же цеховых ТП при проектировании строим картограмму электрических нагрузок.
Наносим на генплан центры электрических нагрузок (ЦЭН) каждого цеха масштаб генплана
1 Определяем радиус окружности активной мощности:
где Рр – активная расчетная мощность кВт
2 Определяется радиус окружности реактивной мощности:
где Qр - реактивная расчетная мощность кВар
3 Угол освещения определяется по формуле
где РР.О - расчетная осветительная активная мощность кВт
РР - общая расчетная активная мощность поТП кВт
В качестве примера приведен расчет диаграммы ТП1
4 Определяем радиус окружности активной мощности ТП по формуле (6.1):
5 Определяем радиус окружности реактивной мощности цеха по формуле (6.2):
6 Определяем угол освещения по формуле (6.3):
Расчет диаграмм других ТП аналогичен данному. Расчеты заносим в таблицу 6.1.
7 Определяем условный центр нагрузок:
Координаты центра активной энергии:
где РР.. – расчетная активная мощность ТП кВт;
X А и YА – координаты центра ТП на плане
Координаты центра реактивной энергии:
где QР.. – расчетная активная мощность ТП кВт;
Все остальные расчеты приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1.- Расчет центра электрических нагрузок
Цех метчиков и сверел
Кузнечно-прессовый цех

список.doc

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Правила устройства электроустановок – Астана: 2003
«Указания по расчету электрических нагрузок» - Астана:-2003
Федоров А.А Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов –М.: Энергия 1979
Федоров А.А Старкова Л.Е.Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий –М.: Энергоатомиздат 1987.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Промышленные электрические сети. Под редакцией А.А.Федорова – М.: Энергия 1980
Б.Н. Неклепаев И.П. Крючков Электрическая часть электростанций и подстанций –М.: Энергоатомиздат 1989
Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергия 1980 г.
Б.А. Князевский Б.Ю. Липкин Электроснабжение промышленных предприятий:Учебник. – 2-е изд. перераб. И доп. – М.: Высшая школа 1979
Г.М. Кноринг Ю.Б.Оболенцев Р.И. Берим В.М.Крючков Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под.ред. Г.М. Кноринга. Л. «Энергия»1976
Темербеков Р.Ж. Проектирование систем электроснабжения: Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 210440 «Электроснабжение (по отраслям)» 050718 «Электроэнергетика» всех форм обучения Р.Ж. Темербеков И.В. Елфимова ВКГТУ.- Усть-Каменогорск 2008.-71 с.
Темербеков Р.Ж. Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 050718 «Электроэнергетика» всех форм обучения Р.Ж. Темербеков ВКГТУ.- Усть-Каменогорск 2009.-163 с.

выб шин2вар.doc

10.3.Выбор ограничителей перенапряжения
Таблица 10.7 – Выбор ОПН
Наибольшее допустимое напряжение кВ
Импульсное пробивное напряжение кВ (не более)
Взрывобезопасн. ток при К.З. кА
4.Выбор жестких шин
Согласно ПУЭ§ 1328 жёсткие шины в пределах РУ всех напряжений выбираются по условию нагрева (по допустимому току)При этом учитывается не только нормальные но и послеаварийные режимы. В закрытых РУ 6-10кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами.
4.1.Выбор жестких шин на 10кВ
Принимаем к установке алюминиевые шины марки А размером(60х6)
Сечение одной полосы F=45 мм2
Проверяем шины на термическую стойкость - по выбранному сечению
4.2.Механический расчет однополосных шин.
Определяем наибольшее удельное усилие
а-расстояние между фазами равно 028
где l – длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции равна1м
Проверяем шины на механическую прочность(шины расположены плашмя):
Напряжение в материале шин возникающие при воздействии изгибающего момента
Шины механически прочны так как

7,8.doc

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ
1. Выбор мощности трансформаторов ГПП
Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия Sp с учетом проведенной компенсации реактивной мощности.
Если на ГПП устанавливается два трансформатора то расчетная мощность каждого из них определяется по условию:
По получившейся расчетной мощности из ряда номинальных мощностей трансформаторов выбирают ближайшее стандартное значение мощности трансформатора и проверяют его на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов с учетом ограничения потребителей II категории.
Для рассматриваемого завода выбираем трансформатор: ТМ-400035
Проверим на допустимую перегрузку:
-Вариант - Схема с РП т.е. ТП питаются от РП и ГПП
-Вариант - Схема без РП т.е. все ТП питаются от ГПП
Таблица 7.1 Паспортные данные трансформаторов ГПП:
По двум вариантам проходят одинаковые трансформаторы поэтому технико-экономический расчет проводим по кабелям которые приведены в разделе 9.
2. Расчет приведенных затрат
Расчет приведенных затрат по двум вариантам:
Таблица 7.2. Капитальные затраты
2.1 Приведенные затраты вычисляются по формуле тыс.тг.:
где - нормативный коэффициент экономической эффективности;
- капитальные затраты на сооружения тыс.тг. [таблица 7.2]
2.2 Приведенные потери электроэнергии в трансформаторах определяют по формуле кВт ч
Вариант 1. Используем ТМН – 630035.
где - коэффициент изменения потерь активной мощности пр передаче реактивной кВтквар;Kи.п=005007кВтквар
- принимается по справочным данным в зависимости от сменности работы предприятия.
3 Эксплуатационные затраты
3.1 Стоимость отчислений на амортизацию ремонт и обслуживание тыс.тг:
3.2 Стоимость потерь электроэнергии тыс.тг:
3.3 Вычисляем приведенные затраты тыс.тг:
Как видно из ТЭР второй вариант оказался выгоднее следовательно в дальнейших расчетах будем использовать его.
3.4 Срок окупаемости данного варианта лет:
Срок окупаемости составляет 7 лет
3.5 Коэффициент экономической эффективности
Коэффициент экономической эффективности близок к нормативному.
РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Расчет токов К.З. необходим для выбора и проверки коммутационных аппаратов по отключающей способности на динамическую и термическую стойкость на стойкость к токам К.З. кабельных линий и измерительных трансформаторов для расчета токов срабатывания и коэффициентов чувствительности релейной защиты.
1.Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В
1.1.Составляем расчетную схему (рис.-8.1) и схему замещения (рис.-8.2)
1.2.Расчёт ведём в относительных единицах для этого принимаем базисные условия:
1.3.Базисные напряжения принимаем равными:
1.4.Определяем базисные токи:
где - базисный ток кА
- базисная мощность МВА
- базисное напряжение
1.5.Относительное сопротивление системы:
1.6.Рассчитываем токи К.З. в точке К-1 на 35 кВ:
1.6.1.Начальная периодическая составляющая тока КЗ
где Е*с – ЭДС энергосистемы
IБ1 – базисный ток кА
Х*Р1 – расчетное сопротивление равен
1.6.2.Амплитудное значение ударного тока К.З. с учетом апериодической составляющей определяется по формуле:
где КУ=1608 – ударный коэффициент выбирается по [8. таблица 3-8]
IП.0.(К1) – ток короткого замыкания в точке К-1 кА
1.6.3.Допустимо считать что амплитудное значение ударного тока К.З. в момент наступления ударного тока равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ .
1.6.4.Действующее значение ударного тока К.З. определяется по формуле:
1.7.Определяем мощность К.З. в точке К-1:
1.8.Относительное сопротивление линии питающей трансформаторы ГПП:
где- удельное сопротивление линии Омкм [2]
1.9.Ток К.З. в точке К-2 на трансформаторе ГПП 35 кВ определяется по формуле:
1.9.1.Начальная периодическая составляющая тока КЗ
где IБ1 – базисный ток кА
Х*Р2 – расчетное сопротивление равен
Х*Р2 = Х*Р1 +Х*Л =064+044=108
1.9.2.Амплитудное значение ударного тока К.З. с учетом апериодической составляющей определяется по формуле (8.4):
1.9.3.Действующее значение ударного тока К.З. определяется по формуле (8.5):
1.10.Определяем мощность К.З. в точке К-2:
1.11.Относительное сопротивление трансформатора ГПП :
1.11.Определяем значения токов К.З. в точке К-3 на ЗРУ-10 кВ:
1.11.1.Начальная периодическая составляющая тока КЗ
где IБ2 – базисный ток кА
Х*Р3 – расчетное сопротивление равен
Х*Р3 = Х*Р2 +Х*ТР =108+1885=2955
1.11.2.Амплитудное значение ударного тока К.З. с учетом апериодической составляющей определяется по формуле (8.4):
где КУ=1369 – ударный коэффициент выбирается по [8. таблица 3-8]
1.11.3.Действующее значение ударного тока К.З. определяется по формуле (8.5):
1.12.Определяем мощность К.З. в точке К-3:
1.13.Относительные сопротивления кабельной линии:
Выбраны кабели (раздел 9) ААШвУ(3х25)
)Относительное реактивное сопротивление:
где=0099 - удельное сопротивление линии Омкм [6]
=017км длина кабельной линии от ГПП до ТП2
) Относительное активное сопротивление:
где= 124 -удельное сопротивление линии Омкм [6]
1.14.Определяем значения токов К.З. в точке К-4 на 10 кВ цехового ТП.
1.14.1.Начальная периодическая составляющая тока КЗ
Z*Р4 – полное расчетное сопротивление равен
1.14.2.Амплитудное значение ударного тока К.З. с учетом апериодической составляющей определяется по формуле (8.4):
где КУ=185 – ударный коэффициент выбирается по расчетным кривым [8. рис.3.2] по значению
1.14.3.Действующее значение ударного тока К.З. определяется по формуле (8.5):
1.15.Определяем мощность К.З. в точке К-4:
Таблица 8.1 – Сводная таблица токов К.З.
2.Расчет токов короткого замыкания до 1000 В
Расчет токов КЗ до 1000 В выполняется в именованных единицах. Сопротивления всех элементов СЭ переводятся в именованные единицы – мОм и приводятся к ступени 1 кВ. Расчетные формулы для определения токов прежние. Рассмотрим на примере расчетной схемы.
Рисунок 8.4 - Расчётная схема для расчёта КЗ до 1000 В
Рисунок 8.5 – Схема замещения для расчёта КЗ до 1000 В
2.1.Сопротивление предыдущей ступени Х*Р4 R*Р1 переводится в именованные единицы и приводится к ступени КЗ – 04 кВ.
) Индуктивное сопротивление из относительных единиц переводится в именованное
где UСТ.К =400В – напряжение ступени
SБ=100 МВА=100 000 кВА базисная мощность
)Активное сопротивление из относительных единиц переводится в именованное
2.2.Сопротивления трансформатора 1004 в начале определяются в относительных единицах:
)Активное сопротивление:
)Реактивное сопротивление:
затем полученные сопротивления трансформатора 630 кВА переводятся именованные единицы
2.3.Результирующие сопротивления до точки КЗ на шинах 04 кВ
где Rк=15 мОм суммарное сопротивление контактных соединений
Полное сопротивление до точки КЗ на шинах 04 кВ
2.4.Сверхпереходной ток КЗ на шинах 04 кВ
2.5.Ударный ток рассчитываем по формуле (8.4)
где КУ=101 – ударный коэффициент выбирается по расчетным кривым [8. рис.3.2] по значению
2.6.Действующее значение ударного тока К.З. определяется по формуле (8.5):
2.7.Определяем мощность К.З. на шинах 04 кВ:
Таблица 8.2 – Расчет токов КЗ для всех ТП
Таблица 8.3 - Расчет токов КЗ на шинах цеховых ТП на 04
Результирующие сопротивления до тр-ра
Относительные сопротивления тр-ра 1004
Именованные сопротивления тр-ра 1004
Результирующее сопротивление в точке КЗ R мОм
Результирующее сопротивление в точке КЗ Х мОм
Полное сопрот Zрез мОм
Начальное значение периодич. составляющей Iпо кА
Действующее значение Iу кА
Рисунок 8.1. - Расчётная схема для расчёта КЗ на стороне ВН
Рисунок 8.2 - Схема замещения