Расчет электрических нагрузок

Содержание

 

1.Введение…………………………………………………………………………4

2.Расчет электрических нагрузок.……. ..………..………...……………………7

3.Компенсация реактивной мощности.…………………..………………….…10

4. Выбор силовых трансформаторов………………………………………..….13

5. Выбор кабелей ввода ……………….………...……………………………....16

6. Расчёт токов короткого замыкания на шинах 0,4 кВ цеховой подстанции………………………………..………………………………….…..18

7. Выбор защитной и коммутационной аппаратуры, проводниковой продукции. …………………………………………………………………….....25

8. Выбор и проверка высоковольтного выключателя……...……….…………28

9 . Расчет релейной защиты ……………….………………………………...….31

10. Расчет заземления и молниезащиты………...……………………...….…...34

11. Список используемой литературы………….………………….…………...45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение.

       Энергетика нашей страны обеспечивает надежное электроснабжение народного хозяйства страны и жилищно-бытовые нужды различных потребителей электрической и тепловой энергий. Основными потребителями электрической энергий являются различные отрасли промышленности , транспорт, сельское хозяйства, коммунальное хозяйства городов поселков. При этом более 70% потребление электроэнергий приходится на промышленные объекты. Для обеспечения подачи электроэнергий в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектом, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящее из сетей напряжения до 1- ого кВ и выше трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

       Электроустановки потребителей электроэнергий имеют свои специфические особенности; к ним предъявляются определенное  требования: надежность питания, качества электроэнергий, резервирование и защита отдельных элементов и другие. При проектировании сооружений и эксплуатаций систем электроснабжения, промышленных предприятии необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсаций реактивной мощности и способы регулирования напряжений. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и особенности каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и эффективностей их работы.

         Передача, распределение и потребление выработанной электроэнергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надежностью.

В системе цехового распределения электроэнергий широко используют комплектные распределительные устройства, подстанций и силовые и осветительные токопроводы. Это создает гибкую и надежную систему распределения, в результате чего экономится большое количество проводов и кабелей. Упрошены схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет, например, отказа от выключателей на первичном напряжении, глухим присоединением трансформаторов подстанций к питающим линиям.   

 

 

Участок кузнечно-прессового цеха (КПЦ) предназначен для подготовки металла к обработке.

       Он имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ-21001 и РТ-503, электротермические установки, кузнечно-прессовые машины, мостовые краны и др. Участок предусматривает наличие помещений для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, складов, для бытовых нужд и пр.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП-1.4 км, а от ЭНС до ГПП-12 км. Напряжение на ГПП-6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен-2. Потребители участка имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.

Грунт в районе КПЦ-суглинок с температурой +15 С. От этой же цеховой ТП намечается ЭСН при расширении станочного парка.

Дополнительная нагрузка КПЦ в перспективе составит:

Рдоп=683 кВт, Qдоп=828 квар, Кп=0.5.

Каркас здания смонтирован из блоков-секций длиной 8м каждая.

Размеры цеха.  А х В х Н= 96х56х4 м.

 

Характеристики категорий электоснбжения

                           

     Бесперебойность (надежность) электроснабжения электроприемников (потребителей) электроэнергии в любой момент времени определяется режимами их работы. В отношение обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствий от перерыва питания приемники электрической энергии, согласно Правила устройства электроустановок разделяются на следующие категории:

     Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжение которых может повлечь за собой опасность для жизни  людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Удельный вес нагрузок потребителей первой категории в большинстве отраслей промышленности невелик, за исключением химических и металлургических производств. На нефтехимических заводах нагрузка потребителей первой категории составляет  от суммарной расчетной нагрузки. На металлургических заводах,

имеющих в своем составе только коксохимические, доменные и конверторные цеха нагрузка первой категории равна .

      Из состава электроприемников первой категории выделена так называемая особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования. К ним относятся электродвигатели задвижек, приводы компрессоров, вентиляторов, насосов подъемных машин на подземных рудниках.

      Электроприемники первой категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, перерыв их электроснабжения при аварии на одном из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

      Электроприемники второй категории – это такие электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, к массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания.

      Для данной категории при нарушении электроснабжения одного источника питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питании действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой.

      Электроприемниками третьей категории называются все остальные электроприемники, не подходящие под определение вышеизложенных. К ним можно отнести электроприемники во вспомогательных цехах, на неответственных складах. Для их электроснабжения достаточно одного их источников питания, при условии, что перерывы в электроснабжении достаточно одного из источников питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта или замены поврежденного аппарата, не превышают суток.

Электроприемники кузнечно-прессового участка цеха относятся к 2,3 категории.

 

 

 

2. Расчет электрических  нагрузок.

Правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети является важнейшей стороной её расчёта. Завышение нагрузки приводит к перерасходу проводникового материала и удорожанию строительства; занижение нагрузки  может привести к уменьшению пропускной способности электрической сети и к невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников. Применяемые в настоящее время методы расчёта электрических нагрузок основаны на опытных данных и на обобщениях, выполненных с применением методов математической статистики и теории вероятностей.

В данном проекте воспользуемся методом упорядоченных диаграмм, так как он является  основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения.

По этому методу расчётная максимальная нагрузка группы электроприёмников

     Рм = Км Рсм ;  кВт                                                                         (1)

 

     Qм = К'м Qсм ;  кВАр                                                                    (2)

 

     Sм = √ Рм2 + Qм2 ,  кВА                                                                (3)

 

где     Рм – максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВАр;

Sм – максимальная полная нагрузка, кВ А;

Км – коэффициент максимума активной нагрузки;

К'м – коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Qсм – средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену,    кВАр.

 

где kmax – коэффициент максимума, представляет собой отношение расчётного максимума активной нагрузки группы электроприёмников к средней нагрузке за наиболее нагруженную схему

        kmax = ,                                                                                        (4)

kи – коэффициент использования электроприемников.

        kи = ,                                                                                        (5)

 

        Рсм = kи ∙ ΣРном,                                                                               (6)

 

 

        Qсм = Рсм ∙ tgφ,                                                                                (7)

 

       Эффективным  (приведённым) числом электроприёмников пэ называется такое число однородных по режиму работы электроприёмников одинаковой мощности, которое даёт ту же величину расчётного максимума Рmax, что и группа электроприёмников, различных  по мощности и режиму работы

пэ = ,                                                                                         (8)

       При  числе электроприёмников в группе четыре и более допускается принимать  пэ = п, п – действительное число электроприёмников, при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприёмника к номинальной мощности наименьшего

         m – показатель силовой сборки  в группе,

 

                                             m = Рн.нб / Рн.нм,                                            (9)

 

где     Рн.нб , Рн.нм - номинальные приведенные к длительному режиму активные   мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

      Расчёт  нагрузок не может быть достаточно  точным из-за возможных изменений  исходных данных и неточности  расчётных коэффициентов.     

Поэтому при расчёте нагрузок допускаются погрешности ± 10%

 

 

       Результаты  вычислений заносим в таблицу  1.

Таблица – 1 Сводная ведомость нагрузок

 

 

Наименование РУ и электроприемника	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	Рн.Σ кВт	Ки	Cos φ	tg φ	m	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА	nэ	Кm	Кm*	Рm кВт	Qm кВАр	Sm кВА	Im А
Вентилятор вытяжной	40	1	40	0,6	0,65	1,17	>3	24	28,1	36,9	3	1,5	1,5	36	42,2	55,5	161,1
Вентилятор приточный	60	1	60	0,6	0,65	1,17		36	42,1	55,4		1,5	1,5	54	63,2	83,13	241,3
Краны мостовые	6,25	2	12,5	0,05	0,5	1,73		0,63	1,1	0,7		3,4	3,4	2,1	3,7	4,3	14,3
Обдирочные станки типа РТ-503	21	10	210	0,14	0,5	1,73		29,4	50,9	58,8		3,1	3,1	91,1	157,8	182,21	607,4
РП2
Электротермические установки	15	3	45	0,75	0,95	0,33	>3	33,75	11,2	35,6	4	1,25	1,25	42,2	14	44,5	89
Кривошипные КПМ	10	3	30	0,14	0,5	1,73		4,2	7,3	8,4		3,1	3,1	13,02	22,6	26,1	87
Фрикционные КПМ	4,5	3	13,5	0,14	0,5	1,73		1,9	3,3	3,8		3,1	3,1	5,9	10,2	11,8	39,3
Обдирочные станки типа РТ-21001	17	12	204	0,14	0,5	1,73		28,6	49,5	57,2		3,1	3,1	88,7	153,5	177,3	591
Кран мостовой	6,25	1	6,25	0,05	0,5	1,73		0,3	0,5	0,6		3,4	3,4	1,02	1,7	2	6,7
Лампа накаливания	0,1	59	5,9	0,85	1	0,33		5	1,7	5,3		1,15	1,15	5,8	2	6,1	11,5
Итого					0,63	1,34		163,78	195,7	262,7				339,84	470,9	592,94	1848,6
Дополнительный				0,5	0,9	1,2								683	828	1073,4	2146,8
Всего					0,8	1,3								1022,84	1298,9	1666,34	3995,4