Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Мая 2013 в 14:19, дипломная работа
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;
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
Приложение
3.4 Компенсация реактивных нагрузок 29
Для выбора кабеля к РП необходимо знать рабочий ток РП. Рабочий ток определяется методом упорядоченных диаграмм. Расчеты сведены в таблицу 4.2.
Выбирается кабель по длительно допустимому току:
Также проверяется кабель по потере напряжения:
(4.5)
Расчеты сведены в таблицу 4.3.
Таблица 4.1.
№ на чертеже |
РН, кВт |
IP, A |
L, м |
Rуд, Ом/км |
Xуд, Ом/км |
S, мм2 |
IДД, А |
Марка кабеля провода |
Диаметр трубы |
||
1,9 |
7 |
16,36 |
0,65 |
10 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
1,44 |
2 |
5,5 |
13,92 |
0,6 |
7 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
0,79 |
3,4 |
5,5 |
13,92 |
0,6 |
12 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
1,36 |
5,6,25 |
10 |
23,37 |
0,65 |
7 |
3,68 |
0,22 |
5 (1х5) |
27 |
АПВ |
26,8 |
0,72 |
7,8,33,34 |
5,5 |
20,89 |
0,4 |
9 |
3,68 |
0,22 |
5 (1х5) |
27 |
АПВ |
26,8 |
0,54 |
10,11 |
20 |
46,74 |
0,65 |
13 |
1,95 |
0,0675 |
3(1х16)+2х10 |
55 |
АПВ |
60 |
1,38 |
12,13 |
10 |
23,37 |
0,65 |
5 |
3,68 |
0,22 |
5 (1х5) |
27 |
АПВ |
26,8 |
0,51 |
14-23 |
2,7 |
6,31 |
0,65 |
15 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
0,83 |
27-32 |
56 |
170,2 |
0,5 |
9 |
0,258 |
0,076 |
3х120+2х70 |
200 |
АПВ |
- |
0,51 |
50 |
5 |
11,68 |
0,65 |
11 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
1,13 |
35-41 |
6 |
15,19 |
0,6 |
6 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
0,74 |
49 |
3 |
11,39 |
0,4 |
18 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
1,13 |
60 |
10 |
30,38 |
0,5 |
6 |
3,1 |
0,11 |
5 (1х10) |
39 |
АПВ |
42,3 |
0,51 |
26 |
15 |
45,58 |
0,5 |
7 |
1,95 |
0,0675 |
3(1х16)+2х10 |
55 |
АПВ |
60 |
0,57 |
48 |
10 |
37,97 |
0,4 |
5 |
1,95 |
0,0675 |
3(1х16)+2х10 |
55 |
АПВ |
60 |
0,27 |
45-47 |
120 |
191,9 |
0,95 |
4 |
0,258 |
0,076 |
3х120+2х70 |
200 |
АПВ |
- |
0,35 |
51-57 |
30 |
56,97 |
0,8 |
6 |
1,24 |
0,091 |
3(1х25)+2х16 |
70 |
АПВ |
88,5 |
0,61 |
24 |
4 |
8,68 |
0,7 |
5 |
7,74 |
0,095 |
5 (1х4) |
23 |
АПВ |
26,8 |
0,41 |
42-44 |
20 |
37,98 |
0,8 |
8 |
1,95 |
0,0675 |
3(1х16)+2х10 |
55 |
АПВ |
60 |
0,84 |
Таблица 4.2.
Наименование электроприемника |
Рн, кВт. |
n, шт. |
Р∑, кВт |
Ки |
Рс, кВт. |
Qc, кВт. |
nэ |
Км |
Рр, кВт. |
Qp. кВар. |
Sp, кВА |
Iр,А. | ||
РП-1 |
109,7 |
0,26 |
28,44 |
34,4 |
2,2 |
2,2 |
110,368 |
78,13 |
135,2274 |
31,22943 | ||||
РП-2, конвектор сушильный |
120 |
3 |
360 |
0,7 |
0,95 |
0,32 |
252 |
80,6 |
1 |
1 |
252 |
88,70 |
267,1561 |
61,69707 |
РП-3 |
165,1 |
0,33 |
55,07 |
79,1 |
4,7 |
1,8 |
123,126 |
106,82 |
163,0066 |
37,64475 | ||||
РП-4 |
224,8 |
0,34 |
77,095 |
131,3 |
1,7 |
2,3 |
225,3185 |
183,99 |
290,8986 |
67,18016 | ||||
РП-5 |
94,9 |
0,30 |
28,68 |
48,8 |
2,4 |
2,1 |
108,228 |
93,22 |
142,8424 |
32,98804 |
Таблица 4.3.
№РП |
IP, A |
L, м |
Rуд, Ом/км |
Xуд, Ом/км |
S, мм2 |
IДД, А |
Марка кабеля провода |
U, B |
Примечание | |
РП-1 |
31,229 |
0,675 |
60 |
1,24 |
0,091 |
3x25+2x16 |
75 |
АПВБГ |
2,93 |
по стене на скобах |
РП-2 |
61,697 |
0,95 |
48 |
0,89 |
0,0637 |
3x35+2x25 |
90 |
АПВБГ |
4,43 |
в лотке |
РП-3 |
37,644 |
0,62 |
27 |
зд |
0,11 |
5 (1x10) |
42 |
АПВБГ |
3,53 |
по стене на скобах |
РП-4 |
67,18 |
0,53 |
40 |
1,24 |
0,091 |
3x25+2x16 |
75 |
АПВБГ |
3,41 |
по стене на скобах |
РП-5 |
32,98 |
0,52 |
4 |
ЗД |
0,11 |
5 (1x10) |
42 |
АПВБГ |
0,38 |
по стене на скобах |
Для расчетов токов К.З. расчетная схема преобразуется в схему замещения, и расчетные параметры схемы замещения наносятся на нее (Рисунок 4.1).
По схеме замещения
рассчитывается схема нулевой
Расчет параметров схемы замещения.
1. Приводится сопротивление линии 10 кВ к напряжению 0.4 кВ.
,
.
2. Определяется сопротивление цехового трансформатора:
(4.9)
3. Так как отсутствуют достоверные данные о контактах распределителя, то RП- переходное сопротивление к шинам, RЦ принимается равным 15мОм, тогда общее сопротивление до шин КТП:
, (4.12)
(4.13)
6. Сопротивление до точки К2 от шин КТП:
Аналогично рассчитываются параметры схемы к остальным точкам К.З. Полученные данные заносятся на схему замещения.
Рассчитываются параметры
схемы нулевой
Сопротивление кабельных линий определяется по табл. 4.1 и 4.3. Для нулевого провода к РП-4:
, (4.12)
(4.13)
Аналогично рассчитываются остальные параметры и наносятся на схемы нулевой последовательности.
Рисунок 4.1 Схема
замещения прямой последовательности
Рисунок 4.2 Схема замещения нулевой последовательности
Рассчитывается ток К.З. точки К-0.
1. Трехфазный ток к.з.
Ударный ток не рассчитывается, так как во всех цепях отношение X/R меньше 1.
2. Однофазный ток к.з. точки К-0.
иЛ
- суммарное активное, реактивное сопротивление прямой
последовательности;
^ю > Хы - суммарное активное, реактивное сопротивление нулевой
последовательности.
45
220
■'о
= 4,87кЛ
V(2 • 17,24 + 1,7б)2 + (2 • 8,994 + 8,97)2 Аналогично производится расчет для остальных точек к.з. Расчеты сведены в табл. 4.4.
Результаты расчетов токов К.З.
Таблица 4.4.
Точки К.З. |
Д^мОм |
R10 ,мОм |
ХЕ„,мОм |
Хт ,мОм |
IК.З. 5Kj^ |
г(1) к-А 1к.з. »К/Л- |
К-0 |
17,24 |
1,76 |
8,994 |
8,97 |
11,28 |
4,87 |
К-1 |
269,38 |
242,3 |
14,629 |
13,665 |
0,8 ГЗ |
0,28 |
К-2 |
86,84 |
79,76 |
12,634 |
11,67 |
2,5 |
0,86 |
К-3 |
111,64 |
118,76 |
14,454 |
13,02 |
1,95 |
0,64 |
К-4 |
79,96 |
61,28 |
12,0516 |
13,338 |
2,71 |
0,98 |
К-5 |
120,94 |
85,46 |
11,964 |
11,94 |
1,81 |
0,67 |
К-6 |
49,64 |
14,16 |
9,434 |
9,41 |
4,34 |
1,88 |
4.4. Выбор распределительных шкафов
Выбираются шкафы типа ВРУ-8С-3 (аналоги ПРИ 3000, ПР 8000) с минимальным количеством отходящих линии 15.
Произведём выбор
Выбор и проверку ВА осуществляем по трём пунктам:
1. 1зр>1р; (4.17)
1нр>1р, (4.18)
где 1нр = Кп * 1зр ;
1нр - ток срабатывания независимого расцепите ля; 1зр - ток срабатывания зависимого расцепителя с нерегулируемой обратнозависимой характеристикой от тока; 1р - максимально рабочий ток;
2. 1зр >1пик/Кпу (4.19)
46 где 1пик —(3- 4)1н , 1пик - пусковой ток электродвигателя или пиковый ток защищаемой линии;
Кп - определяется по защитным
характеристикам автоматов [14];
3. 1зр<1д.д.; (4.20)
1нр<4,5*1д.д. (4.21)
Id. д. - длительно допустимый ток в линии. Произведем выбор автоматического выключателя для РП-1: 1р = 31,229 А ВАтипаВА13-29; 1./зр = 63А>/р=31,229А; /нр=126А>//?=31,229А, где 1нр = Кп*1зр = 2*63 = 126А. 2.1зр =63 > Ыик/Кп =31,229*4/2 =62,458 А, 3.1зр = 63А<1д.д. = 75 А;
1нр =126 А < 4,5*1д.д. = 283,5А Аналогично произведем выбор для остальных распределительных пунктов и сведем в табл.4.5.
Таблица 4.5.
№РП |
Тип шкафа |
Ном.Ток шкафа,А |
Размеры |
Тип вводного АВ |
Типы Выводных АВ |
РП-1 |
ВРУ-8С-ЗН-301- 31УХЛ4 |
63 |
250x350x95 |
ВА13-29 |
11х(ВА13-25), 4х(Ва14-29) |
РП-2 |
ВРУ-8С-ЗН-304- 31УХЛ4 |
100 |
466x350x95 |
ВА51-31 |
Зх(ВА57-35) |
РП-3 |
ВРУ-8С-ЗН-301-31УХЛ4 |
63 |
250x350x95 |
ВА13-29 |
Зх(ВА13-29), 9х(ВА13-25), ВА14-26, ВА57-35 |
РП-4 |
ВРУ-8С-ЗН-304- 31УХЛ4 |
100 |
466x350x95 |
ВА51-31 |
4х(ВА13-29), 7х(ВА13-25), Зх(ВА57-35) |
РП-5 |
ВРУ-8С-ЗН-301- 31УХЛ4 |
63 |
250x350x95 |
ВА13-29 |
2х(ВА13-29), 8x(BAli-25), ВА57-35 |
47 5. РАСЧЕТ ОТКЛОНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПО ЗАВОДУ ЛМЗ
5.1. Напряжение на шинах ЦРП
Расчет ведем для двух режимов, минимального Umin = 10 кВ и максимального Umax= 10,5 кВ.
1. В минимальном режиме
1Р=—^ . (5.1)
1Р= 28г°° = 80.83Л 2-V3-10
Потери напряжения определим из выражения:
AJ7 = v3 -IP -Ь-(гуд -cos^ + худ -sin^). (5.2)
где cos^ и sin^ определяется по суточному графику предприятия рис. 1.3. cos^ = 0,95 , sin <p = 0,3l А С/ = л/з • 80,83 • 1,77 • (0,046 • 0,95 + 0,077 • 0,31) = 16,745
Потери в процентах от номинального:
А1/ = —-100%. (5.3)
U н
д и = i^Zi. 100% = 0,15% 10500
2. В максимальном режиме
j ™_ _
2-V3-10,5
ДU = V3 • 200,7 • 1,77 • (0,046 • 0,95 + 0,077 • 0,31) = 41,575
4157 AU = —^— ■ 100% = 0,4% 10500
Напряжение на шинах ЦРП:
В минимальном режиме и^ = 10000 -16,74 = 9983,265
В максимальном режиме U^ =10500-41,57 = 10458,435.
48 5.2. Расчет уровней напряжения на шинах 0,4 кВ трансформаторов
литейного цеха
Рассчитываем напряжение на шинах 0,4 кВ трансформатора 13, в двух режимах максимальном и минимальном, с учетом падения напряжения в линии ЦРП.
1. Потери напряжения в минимальном режиме.
v min
где Smin - потребляемая мощность в минимальном режиме рис. 1.1. Umin - минимальное напряжение на шинах ЦРП.
Т 300 ЛП1*Л
1Р = -= = 17,35л
V3-9,983
Потери напряжения в линии к трансформатору определяются по
форм.5.2. (cos#> = 0,67 , sin^ = 0,74)
At/ = л/3 -17,35 • 0,22 • (0,129 - 0,67 + 0,071 • 0,74) = 0,955
Потери напряжения в трансформаторе определим по формуле:
ктт P-R + Q-X /с сч
AUT= ^ , (5.5)
где Р - активная мощность через трансформатор (250кВт);
Q - реактивная мощность проходящая через трансформатор (275 кВар);
R, Х- активное и реактивное сопротивление трансформатора;