Электроснабжение завода полиэтиленового волокна

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Волгоградский государственные технический университет»

Камышинский технологический институт (филиал)

Волгоградского государственного технического университета

Факультет промышленных технологий

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

«Системы электроснабжения»

(по предмету)

Тема: «Электроснабжение завода полиэтиленового волокна»

Студент Синякина О.М.

группа КЭЛ-091

Проверил: старший преподаватель

Бахтиаров К.Н.

Камышин - 2011

Содержание

Введение

1. Определение категорий отдельных цехов и предприятия в целом по надежности электроснабжения

2. Определение расчетной нагрузки предприятия

. Выбор места расположения главной понизительной подстанции

3.1 Картограмма нагрузок

3.2 Определение центра электрических нагрузок

. Выбор количества цеховых трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности

. Экономическое сравнение вариантов цеховых ТП

. Разработка схемы внутризаводского электроснабжения

6.1 Расчет сечения распределительной сети напряжением 10 кВ

6.2 Выбор сечения распределительной сети напряжением 0,4 кВ

. Определение расчётной нагрузки по заводу

Заключение

Список литературы

Введение

электроснабжение трансформатор мощность цеховой

В данном курсовом проекте разрабатывается система электроснабжения завода. Разработка электроснабжения завода включает в себя:

определение категории цехов по бесперебойности электроснабжения;

определение расчетных нагрузок цехов и завода в целом;

выбор трансформаторов цеховых ТП на основании технического и технико-экономического расчета; - определение центра электрических нагрузок и месторасположения ГПП;

выбор и проверка кабелей внутренней системы электроснабжения завода;

выбор трансформаторов ГПП.

Разработанная система электроснабжения завода должна характеризоваться высокой степенью надежности. Надежность зависит от правильности выбора и проверки электротехнического оборудования, вида выбранной схемы электроснабжения, а также от степени резервирования. Разработку электроснабжения завода необходимо вести в соответствии с требованиями руководящих документов.

1. Определение категорий отдельных цехов и предприятия в целом по надежности электроснабжения

От правильного выбора категорий приёмников электроэнергии по степени бесперебойного питания для конкретного технологического производства во многом зависит выбор надёжной схемы электро-снабжения, обеспечивающей в условиях эксплуатации минимальные затраты.

Электрические приемники проектируемого завода являются приемниками трёхфазного тока промышленной частоты, напряжением 380 В и 10 кВ.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории (ПУЭ1.2.17-1.2.20):

I категория надёжности:

Электроприёмники I-й категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания. Перерыв в питании допускается на время включения резервного источника питания. я категория надёжности:

Электроприёмники, нарушение электроснабжения, которых связанно с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Электроприёмники снабжаются по двум независимым линиям, перерыв допускается на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.я категория надёжности:

Все остальные электроприёмники. Перерыв в электроснабжении не вызывает значительного ущерба. Продолжительность перерыва определяется необходимым временем на замену вышедшего из строя электрооборудования.

Так же кроме категории надежности учитывается условия окружающей среды помещений. Согласно ПУЭ 1.15- 1.1.13 помещения подразделяются:

Сухие помещения-помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 % (нормальные).

Влажные помещения - в которых относительная влажность воздуха более 60%,но не превышает 75 %.

Сырые помещения, - в которых относительная влажность воздуха превышает 75%. Особо сырые помещения - помещения, в которых относительная влажность близка к 100%.

Жаркие помещения - в которых под воздействием тепловых излучений температура постоянно или периодически (более 1 суток) превышает + 35 С (помещения с сушилками, обжигательными печами, котельные).

Пыльные помещения - по условиям производства выделяется технологическая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь машин, аппаратов. Они делятся на помещения с токопроводящей пылью и на помещения с нетокопроводящей пылью.

Помещения с химически активной или органической средой - помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования

Согласно выше изложенной информации определяются категории отдельных приемников электрической энергии завода по надёжности и условия окружающей среды в них. Все данные заносятся в таблицу 1.1.:

Таблица 1.1- Характеристика потребителей предприятия.

Номер цеха на планеНаименованиеКатегория приемника по эл. безопасностиОкружающая среда1Административный корпусIIНормальная2Лабораторный корпусIIIНормальная3СтоловаяIIIНормальная4Бытовые помещенияIIIНормальная5Цех очистки этиленаIIНормальная6Цех полимеризации №1IIНормальная7Цех катализацииIIНормальная8Цех полимеризации №2IIНормальная9Цех грануляцииIIНормальная10Химический цехIIНормальная11Цех ретификацииIIНормальная12ПроходнаяIIIНормальная13 Компрессорная станцияIIВлажнаяКомпрессорная станция 6кВIIВлажная14 Насосная станцияIIВлажнаяНасосная станция 6кВIIВлажная15Цех центрифугIIНормальная16Котельная IIВлажная17Ремонтно-механический цехIIПыльная18Склад готовой продукцииIIIПыльная19Склад сырьяIIIНормальная20Пожарное депоIIIНормальная

2. Определение расчетной нагрузки предприятия

Определение расчетных нагрузок по отдельным зданиям (цехам) и предприятию в целом методом коэффициента спроса.

Расчетная нагрузка предприятия должна определяться в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках», т. е. по средней мощности и коэффициенту спроса.

В качестве примера находится расчетная нагрузка цеха №1:

) В соответствии с данными указаниями расчетная нагрузка равна:

(2.13)

где: Рн - суммарная установленная мощность всех приемников цеха

Кс - средний коэффициент спроса для приемников

кВт

) Расчетная реактивная нагрузка находится по формуле:

(2.14)

где: tgj -соответствует характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности

квар

) Расчетные нагрузки осветительных приемников цеха находятся по формулам:

(2.15)

где: Рн осв - установленная мощность приемников освещения

tgj - 1,33 для газоразрядных ламп

кВт квар

Рн осв = Руд осв. F (2.16)

где: Руд осв - удельная мощность освещения.

F-площадь цеха, м2

Рн осв = 22*640=14,08 кВт

) Расчетные силовая и осветительная нагрузки цехов определяются по формуле

(2.17)

кВА

Далее расчет для всех остальных зданий ведется аналогично расчету нагрузки механического цеха. Все расчетные данные по заводу оформляются в виде таблицы:

Таблица 2.2. Определение расчётных нагрузок завода

№ на планеНаименование цехаСиловая нагрузкаОсветительная нагрузкаСиловая и осветительная нагрузкиРн, кВтkсcos?tg?Рр, кВтQр, кварF(axb), м^2Руд, Вт/м^2Рно, кВтkсоРро, кВтQро, кварРр+Рро, кВтQр, кварSр, кВАРуд, кВт/м^2Нагрузка 380 В1Административный корпус2400,40,750,8896856402214,08114191101031510,172Лабораторный корпус4300,40,750,88172152360227,9218111801622420,503Столовая2200,40,750,88887843462295,6121961271842052750,044Бытовые помещения1100,40,750,88443943462295,6121961271401662170,035Цех очистки этилена19800,350,80,756935201723816275,810,9526234895586812910,066Цех полимеризации №134800,30,71,02104410652515016402,40,953825081426157421240,067Цех катализации31800,30,71,029549731470016235,20,952232971177127017320,088Цех полимеризации №226700,30,71,0280181721000163360,953194251120124216720,059Цех грануляции35600,30,71,02106810904230016676,80,855757651643185524780,0410Химический цех47500,30,71,02142514542961016473,760,854035361828198927010,0611Цех ретификации61800,30,71,02185418914230016676,80,956438552497274737120,0612Проходная150,40,750,8865150223,3134910130,0613Компрессорная станция4200,50,71,022102141050814147,1111471963574105440,0314Насосная станция5300,50,71,02265270994014139,1611391854044556090,0415Цех центрифуг24600,30,71,027387532220016355,20,853024021040115415540,0516Котельная 5600,40,71,0222422968251495,550,95911213153494700,0517Ремонтно-механический цех12000,350,80,7542031558281799,0760,95941255144406770,0918Склад готовой продукции1100,40,80,7544332604011286,440,852433242873574580,0119Склад сырья1600,40,80,7564483288011361,680,853074093714575890,0120Пожарное депо900,40,71,02363716001219,2119265562830,03Освещение территории 4320390,1669,1260,9566876687 Итого нагрузка 380 В32345 0,681,09 146791596321686 Потери в сети 380 В 10% 14681596 Всего нагрузка 380 В 161471755923855 Нагрузка 6 кВ13Компрессорная станция 6кВ18600,40,71,02744759 744759106314Насосная станция 6кВ25400,40,71,0210161037 101610371451Потери в сети 6 кВ 10%440 176180251Итого нагрузка 6 кВ4840 193619752766Итого нагрузка по заводу371850,71,08 180831953526620

3. Выбор места расположения главной понизительной подстанции

.1 Картограмма нагрузок

Для нахождения местоположения главной понижающей подстанции на генеральном плане предприятия широко применяется картограмма нагрузок. Картограмма нагрузок строится на основании данных о расчетных силовых и осветительных нагрузках.

Картограмма представляет собой размещенные на генеральном плане окружности, площади которых в принятом масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Картограмма электрических нагрузок дает возможность наглядно представить распределение нагрузок по территории промышленного предприятия.

Радиусы окружностей ri картограммы определяются по формуле:

(3.1)

где Ррi- расчётная активная нагрузка i-того цеха, кВт;- масштаб для картограммы, кВт/м2;

Масштаб для картограммы нагрузок определяется для потребителя с наибольшей расчетной нагрузкой - Цех ретификации (№11 на плане завода) - и используется для определения радиусов окружностей картограммы для остальных цехов.

Радиус окружности для 5 цеха принимается равным 40 мм.

Таким образом, из формулы (3.1) следует, что масштаб картограммы равен:

кВт/мм2.

Осветительная нагрузка наносится на окружности в виде сектора.

Угол сектора - a- определяется по формуле:

(3.2)

Для цеха №1 радиус окружности и угол сектора осветительной нагрузки составляют:

;

Расчет для остальных цехов ведется аналогично, окружности наносятся на генеральный план завода листа 1 графической части.

Расчётные данные для построения картограммы нагрузок сводятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Расчётные данные для построения картограммы нагрузок.

№ п/пPt кВтРр.о кВтrммаПотребители 380 В1110149,246218081216318496121884140961024759552622799614263823396711772233068811203192910391643575361261018284033879112497643449312932,6120133571471714814404139181241510403022810516315911610417514942066182872431530519371307172982055196,5124Потребители 6кВ13744-24-14101628

3.2 Определение центра электрических нагрузок

Для определения месторасположения главной понизительной подстанции рассчитывается условный центр электрических нагрузок (ЦЭН) завода, координаты ЦЭН определяются по формулам:

, (3.3); (3.4)

где хi ; уi- координаты ЦЭН i - того цеха, м;

Ррi- расчётная нагрузка i - того цеха, кВт.

Расчетные данные для нахождения и построения ЦЭН записываются в таблицу 3.2.:

Таблица 3.2.. Расчетные данные для построения ЦЭН.

№ цехаPpi, кВтXi, мYi, мPpi х XiPpi х YiНагрузка 380 В11301575048620650223010720929203450312412712715748157484982362542312824892510022361052364721052106128555536171317546388571266330315417780398790892840631537676829232091443435306277054329010159315260242136955801120955112010684525140012139137011834810132615936015477315660143015936017849318060159742803942727203837561624042639510224094800175149025646260131584181595251208347519080191951265024570975020545552562997013824Итого12905 37949812386539X0226мм Y0243мм

Место установки ГПП выбирается за пределами производственных зданий в непосредственной близости от центра электрических нагрузок.

4. Выбор количества цеховых трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности

На цеховых подстанциях применяют трансформаторы мощностью 400 и 630 кВА, при большей удельной плотности применяются трансформаторы 1000 кВА, а при расположении крупных концентрированных электрических приемников целесообразно применять трансформаторы мощностью 1600 кВА.

При выборе цеховых трансформаторов учитывается категория надёжности электроприёмников:

Iкатегория: К3=0,6-0,7

IIкатегория: К3=0,75-0,8

IIIкатегория: К3=0,9-0,95

Считаем при этом, что продолжительность максимальной нагрузки не более 6 часов в сутки, коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформаторов в условиях его перегрузки не выше 0,75.

В цеху №5 принимаем трансформатор единичной мощности 630 кВА. Так же проведём расчёты для смежных по мощности трансформаторов с точки зрения экономической выгоды.

Необходимое число трансформаторов определяем по формулам:

(4.1)

где: Рр, Sp - расчётная активная и полная мощности потребителей по данной трансформаторной подстанции;

К3 - желаемый коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме; Sнт - номинальная мощность трансформатора.

Для трансформаторов единичной мощности 630кВА:

Принимаем для расчётов 3 трансформатора мощностью 630 кВА.

Определяем наибольшую реактивную мощность, которая может быть передана со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения:

(4.2)

Определяем реактивную мощность, которую может передать трансформатор при заданном коэффициенте загрузки:

(4.3)

где Qр - расчётная реактивная мощность потребителей по данной подстанции.

Т.к. имеет отрицательное значение, значит нет необходимости в применении компенсирующих устройств.

Определяем полную расчётную мощность с учётом компенсирующего устройства:

(4.4)

Определяем реальный коэффициент загрузки:

(4.5)

Коэффициент загрузки в послеаварийном режиме (выход из строя одного из трансформаторов):

(4.5)

В послеаварийном режиме коэффициент загрузки трансформаторов меньше коэффициента допустимой перегрузки трансформаторов.

Для наиболее выгодного в техническом и экономическом отношении выбора трансформаторов цеховых ТП аналогично рассматриваются ещё два варианта мощностей трансформаторов ближайших по мощности к первому, по стандартной шкале мощностей трансформаторов цеховых ТП.

Для остальных трансформаторов единичной мощности 1000 кВА и 2500 кВА расчёты проводятся аналогично. Результаты сводятся в таблицу 4.1

Таблица 4.1: Выбор числа трансформаторов.

№ на планеНаименование цехаКатегорияРр, кВтQр, кварSр, кВАSнт, кВАkзNmin, штNmax, штNт, штQвн, кварQку.р, кварQку.н, кварkзkз.авSрНагрузка 380 В 295586812914000,753,24,347271413000,690,9311115Цех очистки этилена295586812916300,752,02,731048-180 0,681,021291 2955868129110000,751,31,721157-289 0,651,291291 21426157421246300,753,04,5412403343500,750,9918796Цех полимеризации №1214261574212410000,751,92,831740-166 0,711,062124 214261574212416000,751,21,821930-356 0,661,332124 21177127017326300,752,53,737904805000,741,1214067Цех катализации211771270173210000,751,62,331918-648 0,580,871732 211771270173216000,751,01,422092-822 0,541,081732 21120124216724000,753,75,659982443000,730,9114638Цех полимеризации №221120124216726300,752,43,541522-280 0,660,881672 211201242167210000,751,52,231951-709 0,560,841672 21643185524786300,753,55,2516981572000,740,9323329Цех грануляции216431855247810000,752,23,342510-655 0,620,832478 216431855247816000,751,42,133203-1348 0,520,772478 21828198927016300,753,95,7514974925000,750,94235810Химический цех218281989270110000,752,43,642379-390 0,680,902701 218281989270116000,751,52,333101-1112 0,560,842701 22497274737126300,755,37,982838-91 0,740,84371211Цех ретификации224972747371210000,753,34,941663108412000,730,982937 224972747371216000,752,13,1325931542000,741,113567 23574105441600,753,04,54321891000,740,9947313Компрессорная станция23574105442500,751,92,93435-25 0,721,09544 23574105444000,751,21,82482-72 0,681,36544 24044556091600,753,45,1544411500,720,8957214Насосная станция24044556092500,752,23,23391-64 0,811,22608 24044556094000,751,32,03804-349 0,510,76608 23153494701600,752,63,94362-13 0,730,9847016Котельная23153494702500,751,72,53466-117 0,630,94470 23153494704000,751,11,62511-162 0,591,18470 25144406772500,752,73,64546-106 0,680,9067717Ремонтно-механический цех25144406774000,751,72,33739-299 0,560,85677 25144406776300,751,11,42793-353 0,541,07677 32873574581600,92,03,2332334500,88 42018Склад готовой продукции32873574582500,91,32,02347-10 0,92 458 32873574584000,90,81,32660-303 0,57 458 33714575891600,92,64,1444116500,86 55119Склад сырья33714575892500,91,62,63564-107 0,78 589 33714575894000,91,01,62617-160 0,74 589 Группа 1: 1Административный корпус2110103151 2Лабораторный корпус3180162242 3Столовая3184205275 4Бытовые помещения3140166217 12Проходная391013 26236468982500,753,34,84541-7 0,901,20897 Итог по группе 126236468984000,752,13,03769-123 0,751,12897 26236468986300,751,31,92832-186 0,711,40897 Группа 2: 15Цех центрифуг2104011541554 20Пожарное депо3556283 21095121616376300,752,33,5311101061500,811,211528 Итог по группе 3210951216163710000,751,52,232220-1004 0,550,821636 210951216163716000,750,91,422402-1186 0,511,021636 274475910634000,752,53,54942-183 0,660,89106313Компрессорная станция 6кВ274475910636300,751,62,231207-448 0,560,841063 2744759106310000,751,01,421302-543 0,531,061063 21016103714514000,753,44,846393984500,730,98117314Насосная станция 6кВ21016103714516300,752,23,1398849500,751,121416 210161037145110000,751,41,921104-67 0,731,4014525. Экономическое сравнение вариантов цеховых ТП

Для выполнения экономического расчёта принимаем следующие значения:

- нормативный коэффициент окупаемости;

- отчисления на амортизацию;

- отчисления на текущий ремонт;

- стоимость трансформаторов или КТП;

- стоимость компенсирующих устройств;

- стоимость потерь в трансформаторах;

- стоимость потерь в компенсирующих устройствах;

- годовое число часов работы тансформаторов;

- время максимальных потерь;

- стоимость потерь электроэнергии.

Определяем стоимость потерь в компенсирующим устройстве цеха №5:

(5.1)

Т.к. компенсирующие устройства в цехе №5 не применяются, следовательно

Определяем потери энергии в трансформаторах:

(5.2)

кВт ч

Определяем стоимость потерь в трансформаторах:

(5.3)

Определяем приведённые затраты на обслуживание и ремонт трансформаторов и компенсирующих устройств в год:

(5.4)

Аналогично проводятся расчёты для трансформаторов единичной мощности на 1000 кВА и 2500 кВА.

Для остальных цехов расчёты проводятся аналогично. Полученные результаты сводим в таблицу 5.1.

По приведённым затратам З, коэффициенту загрузки Kз<1,4 а так же по оптимальному числу трансформаторов цехов для прокладки кабельных линий электроснабжения выбираем оптимальное число трансформаторов. Результаты сводим в таблицу 5.2.

Таблица 5.1

№ на планеНаименование цехаКатегорияSр, кВАSнт, кВАNт, штkзКтр, т.р.Кку, т.р.?Ркз, кВт?Рхх, кВт?, чТг, ч?Wтр, кВт/чСпот.т, тыс. р.Спот.ку, тыс. р.З р.Qку.н, кварНагрузка 380 В 2129140040,75177,81265,51,2550080001171772819,6533503005Цех очистки этилена2129163030,75273,3 8,51,56550080001028782470300 21291100020,75404 12,22,4555008000951172280306 2212463040,75273,31478,51,565500800018276643911,265313506Цех полимеризации №122124100030,75404 12,22,45550080001597043830461 22124160020,75761,6 183,3550080001400323360483 2173263030,75273,32108,51,565500800015522137316,094825007Цех катализации21732100030,75404 12,22,45550080001258963020380 21732160020,75761,6 183,3550080001108042660413 2167240050,75177,81265,51,2550080001537083699,6534373008Цех полимеризации №22167263040,75273,3 8,51,56550080001322413170370 21672100030,75404 12,22,45550080001213282910369 2247863050,75273,3848,51,56550080002070554976,4355722009Цех грануляции22478100040,75404 12,22,45550080001814074350513 22478160030,75761,6 183,3550080001583553800527 2270163050,75273,32108,51,565500800023426256216,0967250010Химический цех22701100040,75404 12,22,45550080002007804820560 22701160030,75761,6 183,3550080001732424160563 2371263080,75273,3 8,51,56550080003027147270779 11Цех ретификации23712100040,7540450412,22,455500800030954274338,619571200 23712160030,75761,684183,3550080002568196166,435786200 254416040,7510042,02,650,7355008000654821573,21818810013Компрессорная станция254425030,75137,8 3,70,9455008000546791310158 254440020,75177,8 5,51,255008000471751130148 260916050,7510021,02,650,7355008000714311711,6091965014Насосная станция260925030,75137,8 3,70,9455008000628131510177 260940030,75177,8 5,51,255008000521731250160 247016040,75100 2,650,7355008000548021320151 16Котельная 247025030,75137,8 3,70,9455008000465351120138 247040020,75177,8 5,51,25500800040082960131 267725040,75137,8 3,70,9455008000673881620188 17Ремонтно-механический цех267740030,75177,8 5,51,255008000576841380173 267763020,75273,3 8,51,5655008000519531250177 345816030,910021,02,650,7355008000573291381,6091635018Склад готовой продукции345825020,9137,8 3,70,9455008000491901180145 345840020,9177,8 5,51,25500800039029940128 358916040,910021,02,650,7355008000727391751,6092005019Склад сырья358925030,9137,8 3,70,9455008000602121450171 358940020,9177,8 5,51,255008000519951250159 Группа 1: 1Административный корпус2151 2Лабораторный корпус3242 3Столовая3275 4Бытовые помещения3217 12Проходная313 289825040,75137,8 3,70,9455008000957212300256 Итог по группе 1289840030,75177,8 5,51,255008000796201910225 289863020,75273,3 8,51,5655008000724521740227 Группа 2: 15Цех центрифуг21554 20Пожарное депо383 2163763030,75273,3638,51,56550080001426553424,826412150 Итог по группе 321637100030,75404 12,22,45550080001187372850363 21637160020,75761,6 183,3550080001046162510398 2106340040,75177,8 5,51,255008000918092200255 13Компрессорная станция 6кВ2106363030,75273,3 8,51,5655008000818061960249 21063100020,75404 12,22,4555008000771101850263 2145140040,75177,81895,51,25500800013791333114,4841645014Насосная станция 6кВ2145163030,75273,3218,51,56550080001201042881,60934750 21451100020,75404 12,22,45550080001098362640342 Таблица 5.2:

№ на планеНаименование цехаКатегорияSр, кВАSнт, кВАNт, штkзКтр, т.р.Кку, т.р.?Ркз, кВт?Рхх, кВт?, чТг, ч?Wтр, кВт/чСпот.т, тыс. р.Спот.ку, тыс. р.З р.Qку.н, кварНагрузка 380 В 5Цех очистки этилена21291100020,75404 12,22,4555008000951172280306 6Цех полимеризации №122124100030,75404 12,22,45550080001597043830461 7Цех катализации21732100030,75404 12,22,45550080001258963020380 8Цех полимеризации №22167263040,75273,3 8,51,56550080001322413170370 9Цех грануляции22478100040,75404 12,22,45550080001814074350513 10Химический цех22701100040,75404 12,22,45550080002007804820560 11Цех ретификации2371263080,75273,3 8,51,56550080003027147270779 13Компрессорная станция254440020,75177,8 5,51,255008000471751130148 14Насосная станция260940030,75177,8 5,51,255008000521731250160 16Котельная 247040020,75177,8 5,51,25500800040082960131 17Ремонтно-механический цех267740030,75177,8 5,51,255008000576841380173 18Склад готовой продукции345840020,9177,8 5,51,25500800039029940128 19Склад сырья358940020,9177,8 5,51,255008000519951250159 Группа 1: 1Административный корпус2151 2Лабораторный корпус3242 3Столовая3275 4Бытовые помещения3217 12Проходная313 Итог по группе 1 289863020,75273,3 8,51,5655008000724521740227 Группа 2: 15Цех центрифуг21554 20Пожарное депо383 Итог по группе 321637100030,75404 12,22,45550080001187372850363 Нагрузка 6кВ 13Компрессорная станция 6кВ2106363030,75273,3 8,51,5655008000818061960249 14Насосная станция 6кВ21451100020,75404 12,22,45550080001098362640342 6. Разработка схемы внутризаводского электроснабжения

Широкое распространение имеют три схемы основные системы распределения электроэнергии: радиальная, магистральная и смешанная. Часто они применяются одновременно, дополняя друг друга.

Радиальными являются такие схемы, в которых электрическая энергия от центра питания передается прямо к цеховой подстанции, без ответвлений на пути для питания других потребителей. Отсюда следует, что применяются эти схемы только для питания достаточно мощных потребителей выше 1 кВ или для питания нагрузок, расположенных в различных направлениях от центра питания. Одноступенчатые применяются главным образом на предприятиях средней мощности

(Р=5-75 МВт) для питания крупных сосредоточенных нагрузок непосредственно от ГПП, а для небольших ЦТП применяют двухступенчатые схемы с промежуточными РТП.

Питание ТП и РП при наличии нагрузок I категории предусматривается не менее чем двумя радиальными линиями. Питание двухтрансформаторных ТП следует осуществлять от разных секций ГПП. На стороне вторичного напряжения таких ТП предусматривается автоматический ввод (АВР с помощью секционного автомата).

Магистральные схемы целесообразны при распределительных нагрузках, при близком к линейному расположению подстанций на территории предприятия, благоприятствующим возможно более прямому прохождению магистралей от ГПП до ТП или РП без обратных потоков энергии и длинных обходов. Для повышения надежности электроснабжения близко расположенные ТП целесообразно питать от разных магистралей.

Число трансформаторов, питаемых от одной магистрали, можно ориентировочно принять в пределах 4-5 при мощности до 630 кВА, трех при мощности 1000-1600 кВА и двух при 2500 кВА.

В практике проектирования и эксплуатации промышленных предприятий редко встречаются схемы, построенные только по радиальному или только магистральному принципу питания. Обычно крупные и ответственные потребители или приемники питаются по радиальной схеме. Средние и мелкие потребители группируются, их питание проектируется по магистральному принципу. Такой тип схем называется смешанным. Такое решение позволят создать схему внутреннего электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями.

6.1 Расчет сечения распределительной сети напряжением 10 кВ

Определение сечения токоведущих жил проводится по экономической плотности тока с последующей проверкой по допустимому нагреву током и по допустимой потере напряжения.

Алгоритм расчета

1)Определяется расчётный ток для самого загруженного участка цепи:

(7.1)

где U- номинальное напряжение, кВ

n - число кабелей

)Выбирается сечение по экономической плотности тока для самого загруженного участка сети.

(7.2)

где j- экономическая плотность тока для кабеля с алюминиевыми жилами

3)Выбирается марка кабеля и способ прокладки

)Выбранный кабель проверяется по длительно-допустимому току по формуле:

Ip<Iдоп

)Выбирается активное и индуктивное сопротивления кабеля.

)Выбранный кабель проверяется по потере напряжения по формуле:

(7.3)

где r0- удельное активное сопротивление кабеля [8] табл. 7.5. с.277

х0- удельное индуктивное сопротивление кабеля [8] табл. 7.5. с.277

L - длинна линии, км

n - число кабелей в траншее

(7.4)

) Выбранное сечение кабеля заносятся в таблицу

Для примера производится расчёт по приведённому алгоритму для магистрали ГПП-ТП5:

Рисунок 6.1. Расчётная схема магистрали ГПП-ТП5

Ток на наиболее загруженном участке будет равен:

А

Т.к. в сети 2 кабеля, то ток делится на 2.

А

- Тогда сечение кабеля при экономической плотности тока 1,4 принимаемой согласно ПУЭ:

мм2

Принимается кабель марки ААБл.

Кабель прокладывается в траншее. Ближайшее стандартное сечение - 35 мм2

Принимается к прокладке кабель ААБл-3х35

Для кабеля ААБл-3×35 Iдоп=155 А.

При прокладке в траншее двух кабелей принимается поправочный коэффициент 0,9. Тогда

Iдоп=139,5 >37,3 А

рассчитывается потери напряжения для данного участка:

В

%

Определяем потери напряжения в послеаварийном режиме (обрыв одного из кабелей).

Потери напряжения в послеаварийном режиме на участке ГПП - ТП1:

В

%

Расчёты для остальных участков и магистралей ведутся аналогично. Потокораспределение представлено на рисунке 6.2. Данные расчёта приведены в таблице 6.1.

Рисунок 6.2 Потокораспределение магистралей питания подстанций

Таблица 6.1 Расчет распределительной сети 10 кВ

УчастокLPQIFэFстR0Х0IдопIдопК Марка кабелясетимкВткварАмм2мм2Ом/кмОм/кмААВ% ГПП-ТП11,153824962744107,2176,58950,3290,0602275247,553,070,61ААБл-3X95ТП11,1-ТП11,21021872205880,4157,43 0,3290,0602275247,53,77 ААБл-3X95ТП11,2-ТП11,31021248137253,6038,29 0,3290,0602275247,52,52 ААБл-3X95ТП11,3-ТП11,410262468626,8019,14 0,3290,0602275247,51,26 ААБл-3X95ГПП-ТП9,14641643185571,6251,16700,4470,0612235211,539,340,44ААБл-3X70ТП9,1-ТП9,222082192735,7925,56 0,4470,0612235211,54,66 ААБл-3X70ГПП-ТП10,13501828198978,0855,77700,4470,0612235211,532,860,38ААБл-3X70ТП10,1-ТП10,222091499539,0527,89 0,4470,0612235211,55,16 ААБл-3X70ГПП-ТП8,1921120124248,3434,53500,6250,06251901717,150,10ААБл-3X50ТП8,1-ТП8,216856062124,1717,26 0,6250,06251901713,27 ААБл-3X50ГПП-ТП7,14721177127050,0435,75500,6250,062519017138,470,40ААБл-3X50ТП7,1-ТП7,27539342333,3823,84 0,6250,06251901902,04 ААБл-3X50ГПП-ТП13,120487185035,1725,12350,8940,0637155139,516,990,23ААБл-3X35ТП13,1-ТП17,121551444019,5613,97 0,8940,0637155139,55,24 ААБл-3X35ТП17,1-ТП17,26317114613,009,28 0,8940,06371551551,02 ААБл-3X35ГПП-ТП14,32101760179672,6851,91700,4470,0612235211,518,830,24ААБл-3X70ТП14,3-ТП13,223074475930,7221,94 0,4470,0612235211,54,36 ААБл-3X70ТП13,2-ТП13,37524825320,4814,63 0,4470,06122352350,95 ААБл-3X70ГПП-ТП6,13771426157461,3843,85500,6250,062519017118,650,23ААБл-3X50ТП6,1-ТП6,213647552440,8829,20 0,6250,06251901904,48 ААБл-3X50ГПП-ТП571295586837,3026,64350,8940,0637155139,564,730,65ААБл-3X35ГПП-ТП15,13871095121647,2933,78350,8940,0637155139,540,880,45ААБл-3X35ТП15,1-ТП15,210936540531,5122,51 0,8940,06371551553,84 ААБл-3X35ГПП-ТП1635093899539,5228,23350,8940,0637155139,531,570,43ААБл-3X35ТП16-ТП136862364625,9418,53 0,8940,0637155139,511,01 ААБл-3X35ГПП-ТП1827265881430,2521,61350,8940,0637155139,517,410,23ААБл-3X35ТП18-ТП1932337145717,0112,15 0,8940,0637155139,55,83 ААБл-3X35

6.2 Выбор сечения распределительной сети напряжением 0,4 кВ

Выбор сечений кабелей осуществляется по длительно допустимому току с проверкой по потере напряжения.

Ток в линии рассчитывается по формуле 7.1. Затем выбирается сечение кабеля, у которого ближайший больший длительно допустимый ток. Затем производится проверка линии на потерю напряжения.

Рисунок 6.3 Потокораспределение магистралей питания распределительных пунктов

Для примера приводится расчет линии ТП1-ВРУ12:

А

Так как потребитель имеет 3 категорию по степени надёжности электроснабжения, то прокладывается одна кабельная линия.

Ток в 115 ближайший больший длительно допустимый у сечения 25 мм2. Принимается к прокладке кабель ААБл×25. Производится проверка по потере напряжения

В

%

Таким образом, выбранное сечение удовлетворяет условиям допустимой потери напряжения.

Расчёт сечений остальных линий производится аналогично. Расчётные данные приведены в таблице 6.3:

Таблица 6.2 Расчет распределительной сети 0,4 кВ

УчастокLPQIкол-во кабелейFстR0Х0IдопIдопК Марка кабелясетимкВткварА мм2Ом/кмОм/кмААВ% ТП15,1-ВРУ20955562119,771350,8940,06371551555,841,54ААБл-4X35ТП1-ВРУ1211491019,441251,250,0661151153,390,89ААБл-4X25ТП1-ВРУ292180162349,9511500,2080,059636032410,832,48ААБл-4X150ТП1-ВРУ392184205398,0712400,130,05874704708,272,18ААБл-4X240ТП1-ВРУ4146140166313,8111500,2080,059636036014,243,75ААБл-4X150

7. Определение расчётной нагрузки по заводу

Полная расчетная мощность завода определяется по расчетным активным и реактивным нагрузкам с учетом потери мощности в цеховых ТП и компенсации реактивной мощности.

å¢Рр = 18083 кВт

åQp=19535 квар

Расчетная мощность завода, отнесенная к шинам 10 кВ или ГРП с учетом коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки (Крм = 0,96).

Ррå=åРр×Крм=18083×0,96=17360 кВт

Qрå=åQр×Крм=19535×0,96=18754 квар

Предполагается, что на заводе будет предусмотрена ГПП. Определяются ориентировочно потери мощности в трансформаторах ГПП.

Полная расчетная мощность завода на стороне ВН ГПП:

Расчёт трансформаторов ГПП.

Перед началом расчёта определяются категории электроприемников по степени надежности электроснабжения согласно ПУЭ. Это необходимо для правильного выбора схемы электроснабжения, числа и мощности трансформаторов.

Наибольшее применение по условиям бесперебойности питания находят 2-х трансформаторные подстанции, которые целесообразно применять при преобладании потребителей 1-ой и 2-ой категории.

Трансформаторные подстанции с числом трансформаторов более 2-х, экономически нецелесообразны и применяются в виде исключения.

Число и мощность трансформаторных подстанций выбирается также с учетом экономических соображений.

В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности трансформаторов:

1. По заданному суточному графику нагрузки за характерные сутки года для нормальных и аварийных режимов.
2. По расчетной мощности для тех же режимов.

Выгоднейшая загрузка трансформаторов зависит от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

• при преобладании нагрузок I категории для двух-трансформаторных ТП Кз=0,65¸0,7;
• при преобладании нагрузок II категории для одно-трансформаторных подстанций в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении Кз=0,7¸0,8;
• при преобладании нагрузок II категории и наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а так же при нагрузках III категории Кз=0,9¸0,15.

На проектируемом заводе в основном преобладают потребители II категории по бесперебойности электроснабжения, поэтому предусматривается две линии. Питание завода осуществляется воздушными линиями на напряжении 110кВ.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится по расчетной мощности завода с учетом коэффициента загрузки трансформаторов в нормальном и аварийном режимах, а также с учетом их перегрузочной способности. Принимается Кз=0,7.

Мощность трансформаторов рассчитывается по формуле:

(8.12)

Намечается к установке на ГПП два трансформатора мощностью 25000 кВА.

Загрузка трансформаторов в послеаварийном режиме определяется по формуле:

(8.13)

где: Sр- полная расчётная мощность завода, КВА,

Sн.тр- номинальная мощность трансформатора, КВА.

Так как загрузка трансформаторов в послеаварийном режиме приблизительно равна 1,4 то трансформатор с номинальной мощностью Sн.т. =25 МВА принимается к установке. Технические данные трансформаторов занесены в таблицу 7.1.

Таблица 7.1. Технические параметры силовых трансформаторов

Тип трансформатораSТР МВАUH BH кВUH HH кВUK %

кВт

кВт

%R,

ОмX,

ОмТРДН - 25000/1102511510,510,5120270,72,5455,9

Заключение

В этом курсовом проекте был произведен расчет электроснабжения завода бурового инструмента. При выполнении данной работы были соблюдены основные требования, предъявляемые к электроснабжению завода, на основании нормативных документов определены расчетные нагрузки, выбраны трансформаторы на цеховых подстанциях, выбрано место установки ГПП и рассчитано сечение жил кабелей внутризаводского электроснабжения.

При работе над заданием использовалось большое количество специализированной литературы по электроснабжению. Так же была задействована ПЭВМ, что в значительной мере сократило время выполнения задания и исключило различного рода неточности и ошибки в расчетах, обеспечивая тем самым выбор наиболее оптимальных решений.

Список литературы

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.: ил.

. Электротехнический справочник. Т.2. Под общей редакцией П.Г. Грудинского и др. изд 5-е, испр.М., «Энергия», 1975.

. Конюхова Е.А. Эл.снабжение объектов: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. проф образования. - М.: Издательство «Мастерство», 2002.-320с.: ил.

.Шеховцов: «Расчёт и проектирование систем электроснабжения» 2004.

.Конюхова Е.А.: «Проектирование электроснабжения промышленных предприятий»: Учебное пособие по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий»/Под ред. Е.А.Панкратовой.-М.: Издательство МЭИ, 2000.-36с.

. «Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей ВУЗов: Учеб. Пособие для студентов электроэнергетических специальностей ВУЗов, 2-е изд., перераб. И доп./В.М.Блок, Г.К.Обушев, Л.Б.Паперно и др.; Под ред. В.М. Блок.-М.: Высш. шк., 1990.-383с.: ил.

. Б.И. Кудрин «Электроснабжение промышленных предприятий», М.: «Интермет Инжиниринг», 2006г.

. Правила устройства электроустановок, 6-е издание, Энергоатомиздат, 1990г.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственны

Больше работ по теме: