Расчет электроснабжения предприятий

 

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 5

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 6

1.1. Определение нагрузок по Литейному цеху 6

1.2. Расчет осветительной нагрузки по Литейному цеху 11

1.3 Расчет нагрузок по ЛМЗ 11

1.4 Расчет нагрузки по ГПП 12

2. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ 13

2.1 Выбор схемы ГПП 13

2.2 Выбор и проверка трансформаторов 15

2.3 Выбор сечения питающей линии 16

2.4 Расчет токов короткого замыкания 18

2.5 Выбор оборудования ГПП 21

2.6 Релейная защита 24

3. РАСЧЕТ СЕТИ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ 25

3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов завода ЛМЗ 25

3.2 Выбор схемы электроснабжения 26

3.3 Выбор сечения кабельных линий среднего напряжения 26

3.4 Компенсация реактивных нагрузок 29

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель дипломного проекта  произвести реальный (по нагрузке предприятия) и отвечающий всем требованиям расчет электроснабжения предприятий. К важнейшим  вопросам, которые должны быть решены в процессе проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий, относятся  следующие:

1. Выбор наиболее рациональной с точки зрения технико – экономических показателей схемы питания предприятия;
2. Правильный, технический и экономически обоснованный выбор числа и мощности трансформаторов для главной понизительной и цеховых подстанций;
3. Выбор экономически целесообразного режима работы трансформаторов;
4. Выбор рациональных напряжений в схеме, определяющих в конечном счете размеры капиталовложений, расход цветного метала, величину потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы;
5. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств в соответствии с требованиями технико – экономической целесообразности;
6. Выбор сечений проводов, шин, кабелей в зависимости от ряда технических и экономических факторов.

Необходимо отметить, что  решение целого ряда задач электроэнергетики  может быть получено несколькими  техническими способами.

Многовариантность задач для систем электроснабжения промышленных предприятий обуславливает проведение технико – экономических расчетов, целью которых является экономическое обоснование выбранного технического решения. [1]

 

 

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

1. Определение нагрузок по Литейному цеху

Расчет ведется по методу упорядоченных диаграмм (метод коэффициента использования максимума).

Расчетная нагрузка выбирается в зависимости от значения

- коэффициент  максимума находится по [2] табл. 2.6 в зависимости от значения группового коэффициента использования и за наиболее загруженную схему и эффективного числа электропотребителей по группе . Под - понимается такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обслуживает тоже значение расчетного максимума, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.

Вначале расчет ведется для  электроприемников с коэффициентом  использования меньше 0,6. В таблице 1.1.:

 – номинальная  мощность электроприемников

 – количество электроприемников

 – коэффициент  использования находится по [2] табл. 2.2.

- косинус и  тангенс электроприемников по [2] табл. 2.2.

- суммарная мощность  групп электроприемников

- средняя активная  мощность

- средняя реактивная мощность.

Эффективное число электроприемников  определяется по [2] (2.31).

                                                      (1.1)

Для определения  по [2] табл. 2.2. – коэффициент максимума, определение общий коэффициент использования

                                                         (1.1)

Где - общая средняя активная мощность.

- суммарная мощность  всех электроприемников.

Определяются расчетные  активные и реактивные нагрузки по формулам:

                                                    (1.3)

                                                   (1.4)

Для электроприемников в  длительном режиме работы практически  с постоянным графиком нагрузки, у  которых .

                                                (1.5)

                                                         (1.6)

 

Таблица 1.1.

№ на чертеже	Наименование электроприемника	кВт.	шт.	кВт				кВт	кВт			кВт	кВар	кВA	A
1,9	Трубогидный станок	7	2	14	0,2	0,65	1,16	2,8	3,27
2	Ножницы гильотин	5,5	1	5,5	0,25	0,6	1,33	1,375	1,83
3,4	Ножницы дисковые	5,5	2	11	0,25	0,6	1,33	2,75	3,67
5,6,25	Профел. станок	10	3	30	0,24	0,65	1,16	7,2	8,42
7,8,33,34	Резьбонарезный автомат	5,5	4	22	0,12	0,4	2,29	2,64	6,05
10,11	Пресс 100 т	20	2	40	0,35	0,65	1,16	14	16,37
12,13	Пресс 63 т	10	2	20	0,3	0,65	1,16	6	7,02
14-23	Пресс 25 т	2,7	10	27	0,2	0,65	1,16	5,4	6,31
27-32	Сварочная машина	56	6	336	0,4	0,5	1,73	134,4	232,79
50	Холодно-высадн. аппарат	5	1	5	0,3	0,65	1,16	1,5	1,75
35-41	Станок формовочный	6	7	42	0,2	0,6	1,33	8,4	11,2
49	Сверлильный станок	3	1	3	0,14	0,4	2,29	0,42	0,96
60	Кран	10	1	10	0,35	0,5	1,73	3,5	6,06
26	Отрезной станок	15	1	15	0,14	0,5	1,73	2,1	3,64
48	Токарный станок	10	1	10	0,12	0,4	2,29	1,2	2,75
Итого для				590,5	0,32			193,68	312,09	2,91	2,1	406,7	343,3	532,25	768,23
45-47	Конвектор сушильный	120	3	360	0,7	0,95	0,32	252	82,83
51-57	Вентилятор	30	7	210	0,8	0,8	0,75	168	126
24	Конвектор подвесной	4	1	4	0,7	0,7	1,02	2,8	2,86
42-44	Привод к сушильн. конвектору	20	3	60	0,75	0,8	0,75	45	33,75
Итого для				634	0,73			467,8	245,43	2,2	1	467,8	270	540,12	779,59

 

2. Расчет осветительной нагрузки по Литейному цеху

Расчет освещения выполняется  методом коэффициента использования  светового потока предназначенного для расчета равномерного освещения  горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. При  расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности (норма  освещенности ), определяется по формуле (1.7) из [3, (10.1)].

                                                      (1.7)

Где - коэффициент запаса;

- площадь освещаемой  поверхности, ;

- коэффициент минимальной освещенности (приближенной можно принимать - для люминесцентных ламп, - для ламп накаливания и ДРЛ);

- средняя освещенность, лк;

 – число светильников;

- коэффициент использования  светового потока источника света,  доли единиц.

Для определения коэффициента использования светового потока следует определить индекс помещения  , который определяется по формуле (1.8) из   [3, (10.3)].

                                                      (1.8)

Где - длина помещения, м;

- ширина помещения, м;

- высота между светильником  и рабочей поверхности помещения,  м.

                                                (1.9)

Где - высота цеха;

- высота рабочей  поверхности; 

- высота подвеса.

 

 

 

 

Из [4] по табл. 5.10 находим коэффициент использования светотехнических данных светильника, Выбираем светильник по [4] с лампами мощностью по 80 Вт.

Технические данные светильников:

- количество ламп- 2 шт;

- габаритные размеры –  300х1540 мм;

- КПД = 0,5;

- способ установки –  подвесной

- световой поток одной  лампы минимум – 3050 Лм.

Количество ламп определяется по формуле:

                                                      (1.10)

Где - световой поток одной лампы;

 – нормальная  освещенность;

- коэффициент  запаса;

- коэффициент минимальной  освещенности.

 округляем  до ближайшего большего числа  и принимаем 

Определим количество светильников Светильники размещаются в ряд по длине, количество светильников в ряду равно             , принимаем количество 11 шт. Количество рядов , принимаем равное 11.Окончательное общее количество ламп в помещении  

Определим мощность потребляемую осветительной нагрузкой в литейном цехе, (расчет проводится по методу упорядоченных диаграмм) результаты сведем в Таблицу 1.3:

Наименование электроприемника	кВт	шт	кВт				кВт	кВт			кВт	кВар	кВA	A
Освещение	0,08	242	38,72	0,85	0,95	0,32	32,912	10,82		1	32,9	11,9	35	50,52

 

3. Расчет нагрузок по ЛМЗ

Нагрузки всех остальных  цехов остаются прежними и являются исходными данными, так как модернизации подвергается только литейный цех. Мощности по цехам и общая мощность по всему  заводу сведена в табл. 1.6.

Общая потребляемая мощность литейного цеха равна см. табл. 1.5.:

Таблица 1.5.

Рр, кВт.	Qp. кВар.	Sp, кВА	Ip, A.    I
907,45	625,18	1101,96	1590,54

Таблица 1.6.

Наименование  цехов	Рр, кВт.	Qp, кВар.	Sp, кВА
Цех литейный	907,45	625,18
Котельная	368	233
Компрессорная на 6 кВ	1137	680
Компрессорная на 0,4 кВ	273,7	133
Электроцех	28	5,18
Ремонтно-механический	177	101
Механосборочный	1030	577
Цех серого чугуна	2000	1548
Бытовые помещения	34	14,5
Цех ковкого чугуна	874	569
Заводоуправление	29	12,5
Итого по заводу	6858,15	4498,36	8201,796

Расчетная нагрузка предприятия  определяется с учетом равномерности  максимумов нагрузки отдельных групп  по формуле:

                                             (1.11)

где - коэффициент равномерности максимума нагрузки.

S_p = 8201,796 • 0,9 = 73SI,61kBA

4. Расчет нагрузки по ГПП

От ГПП питаются три  предприятия. Имеющиеся активные и реактивные мощности для всех предприятий сведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7.

 

Наименование цехов	Рр, кВт.	Qp- кВар.	Sp, кВА
ЛМЗ	6858,15	4498,36	8201,796
СТО	2675,8	1548,4	3091,512
МЗВВ	7987,1	1708,4	8167,766
Итого по ГПП	17521,05	7755,16	19160,63

 

2. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ

1. Выбор схемы ГПП

При проектировании схемы  электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника  питания.

В зависимости от установленной  мощности приемников различают объекты  большой (75 - 100 МВт и более), средней (от 5 - 7,5 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятия средней и  малой мощности, как правило, применяют  схемы электроснабжения с одним  приемным пунктом электроэнергии (ГПП, ГРП, РП). Если имеются потребители  первой категории, то предусматривают  секционирование шин приемного  пункта и питание каждого секции по отдельной линии.

Наиболее дешевыми являются схемы с отделителями и короткозамыкателями. Распределение электроэнергии при  таких схемах осуществляется на РУ вторичного напряжения 10 кВ.

а) Для обеспечения надежности схемы электроснабжения выбирается схема, состоящая из двух блоков трансформатор-линия (рис. 2.1.), т.к. блочные схемы позволяют  уменьшить расход электрооборудования, строительных материалов, снизить распределительных  устройств, ускорить монтаж. Блоки для  большой гибкости соединены автоматической перемычкой из двух разъединителей QS3, QS4. В нормальном режиме один из разъединителей перемычки должен быть отключен. Если этого не сделать, то при КЗ в любой линии (W1 или W2) релейной защитой отключается обе линии, нарушая электроснабжение всех подстанций, присоединенных к этим линиям. Перемычка из двух разъединителей используется при отключении линий.