Внешнее и внутреннее электроснабжение цеха дверных блоков

1

УТВЕРЖДЕНО

Цикловой комиссией  электротехнических дисциплин

______________________

«_____» ______________200_г.

 

ЗАДАНИЕ

На курсовое проектирование по дисциплине

«Электроснабжение предприятий и  гражданских зданий»

учащемуся Сергееву Кириллу Геннадьевичу -

ΙΙΙ курса группы МЭ – 31

электротехнического отделения

 

ТЕМА: «Внешнее и внутреннее электроснабжение цеха дверных блоков».

 

Исходные данные

1 Исходные данные цеха

 

1.1 Суммарная активная  номинальная мощность электроприёмников  цеха

Р_HOM∑ = 1700 кВт;

 

1.2 Номинальная активная мощность наибольшего электроприёмника цеха Р_{HOM MAX 1} = 160 кВт;

 

1.3 Номинальная активная  мощность наименьшего электроприёмника  цеха Р_{HOM MIN 1} = 22 кВт;

 

1.4 Количество электроприёмников  в цехе – n = 90 шт.;

 

1.5 Номинальное напряжение трёхфазных электроприёмников U_H = 380 В;

 

1.6 Время использования  максимальной нагрузки  T_MAX = 3200 ч.

 

2. Исходные данные  проектируемой цеховой ТП

2.1 Потребители Ι категории составляют S_AB = 0,75 · S_P.K;

 

2.2 Расчётный ток одного  присоединения щита 0,4 кВ цеховой ТП

I '_Р = 100 А;

 

2.3 Количество присоединений  щита 0.4 кВ цеховой ТП n ' = 12 шт.

 

3. Исходные данные  ЦРП

 

3.1 Потребители ЦРП,  кроме проектируемой цеховой  ТП

 

ТП-1  2 × 400, β = 0,8

ТП-2  2 × 1000, β = 0,75

ТП-3  2 × 1000, β = 075

ТП-4  2×400, β = 0,81

 

Два высоковольтных электродвигателя P_ном =850 кВт, К_З =0,9, Соs φ = 0,9,  U_ном = 6 кВ

 

3.2 Расстояние проектируемого  ЦРП от ТП энергосистемы 2 км.

 

3.3 На ЦРП принять высоковольтные камеры типа КРУ.

 

3.4 Грунт в районе  промышленного предприятия суглинок.

 

4. Расчётная схема для расчёта токов К.3.

 

 

 

 

Курсовой проект должен быть выполнен в следующем объёме:

 

Расчётно-пояснительная записка:

 

1. Введение.
2. Характеристика электроснабжения предприятия.
3. Расчёт электрических нагрузок.
4. Выбор напряжения.
5. Расчёт цеховой ТП.
6. Расчёт токов.
7. Конструкция ЦРП.
8. Расчёт оборудования ЦРП.
9. Расчёт высоковольтных линий.
10. Расчёт заземляющего устройства.

 

Графическая часть проекта:

 

Лист 1. Однолинейная схема цеховой  ТП.

Лист 2. Однолинейная схема ЦРП.    

Лист 3. Опросный лист.

 

Рекомендуемая литература:

1. Б. Ю. Липкин «Электроснабжение  промышленных предприятий и установок». М. «Высшая школа», 1981 г.

2. А. А. Фёдоров «Справочник по электроснабжению промышленных предприятий». Том 1 и 2. М. «Энергоиздат», 1981 г.

3. В. Г. Герасимов «Электротехнический  справочник». Т. 2, М., «Энергоиздат», 1981 г.

 

                       Дата выдачи задания «30»                09                              2005г.

                                              

                Срок выполнения задания «16»              01                              2006г.

          Руководитель курсового проектирования

 

_______________________                     ______________________________

                  (Подпись)                                                             (Ф.И.О.)

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………....................................51 ОБЩАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………………….6

1.1 Характеристика электроснабжения предприятия……………………………...6

1.2 Выбор напряжения………………………………………………………………..6

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………………8

2.1 Расчет электрических нагрузок………………………………………………….8

2.2 Расчет цеховой ТП………………………………………………………………11

2.3 Расчет токов КЗ………………………………………………………………….15

2.4 Конструкция ЦРП……………………………………………………………….18

2.5 Выбор и проверка электрооборудования ЦРП………………………………..20

2.6 Расчёт высоковольтных кабельных линий…………………………………….27

2.7 Расчет заземляющего устройства цеховой ТП………………………………...32

Список литературы………………………………………………………………….34

 

ВВЕДЕНИЕ

Важную роль в развитии отечественной электротехнической промышленности и электроснабжения предприятий сыграли труды выдающихся русских ученых и изобретателей Б. С. Якоби, А. Н. Лодыгина, П. Н. Яблочкова, Ф. А. Пироцкого, Д. А. Лачинова, М. О. Доливо-Добровольского и др.

В 1834 г. член Петербургской Академии наук Б. С. Якоби первым в мире изобрел электродвигатель постоянного тока. Большое влияние на развитие электрических станций оказала изобретенная в 1873 г. А. Н. Лодыгиным электрическая лампа накаливания, которая в скором времени стала основным потребителем электроэнергии. Американский ученый и изобретатель Эдисон произвел свои первые опыты по электрическому освещению только в 1879 г., т.е. на шесть лет позднее русского изобретателя А. Н. Лодыгина. Талантливый русский инженер-изобретатель П. Н. Яблочков в 1876 г. получил патент на электрическую свечу, которая также способствовала быстрому развитию электрического освещения. Яблочков изобрел трансформатор и решил задачу питания группы дуговых ламп от одного генератора.

М. О. Доливо-Добровольский заложил научные и инженерные основы современных электрических систем, осуществив установку трехфазного переменного тока и показав се его преимущества по сравнению с постоянным током. Первый генератор и  приводимый им в движение электродвигатель переменного тока был построен М. О. Доливо-Добровольским в 1888 г.. В 1891 г. он, используя водяную турбину мощностью в 300 л.с. и приводимый ею в движение генератор трехфазного тока мощностью в 200 кВт, передал по воздушной линии электроэнергию на расстояние 175 км. С помощью трехфазного трансформатора напряжение, создаваемое генератором в начале ЛЭП, повышалось до 8500 В, а на конце линии понижалось до 100 В и использовалось для освещения и приведения в движение электродвигателей на выставке во Франкфурте - на - Майне.

Огромной заслугой М. О. Доливо-Добровольского является создание не только генераторов трехфазного тока и трансформаторов, но и асинхронных двигателей, являющихся и в настоящее время основными электродвигателями, применяемыми в промышленности. Они надежны в работе, просты по конструкции, дешевы в эксплуатации.

В условиях разрухи, голода, гражданской войны в 1920 г. Всероссийский съезд Советов утвердил Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), который предусматривал в течение 10…15 лет строительство тридцати новых районных электростанций общей мощностью 1750 МВт, с доведением выработки электроэнергии до 8,8 млрд. кВт ∙ ч в год. Этот план был выполнен за 10 лет.

В настоящее время электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В её состав входит более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт.

 

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика электроснабжения предприятия

 

По заданию на курсовое проектирование необходимо запитать цех дверных блоков ДОЗ. Расстояние от подстанции энергосистемы до предприятия составляет l₂=2 км, предприятие относится к электроприемникам I категории. Электроприемники I категории - это электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования объектов связи и телевидения, и особо-важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники в нормальном режиме должно обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно-резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения может быть допущен на время автоматического восстановления питания.

Значение естественного  коэффициента мощности cosφ_e=0,8, так как cosφ_e=0,8 <0,9 необходимо выполнить компенсацию реактивной мощности.

Предприятие расположено в Восточной Сибири грунт в районе предприятия суглинок, что рассчитывается при учете заземляющих устройств.

1.2 Выбор напряжения

 

1.2.1 Выбор напряжения  цеховых сетей

 

Для силовых электроприемников  выбрали напряжение 380 В, а для  осветительных электроприёмников 220 В, при этом нет необходимости устанавливать понизительные трансформаторы для понизительных сетей.

 

1.2.2 Выбор напряжения электрических сетей внутреннего электроснабжения

 

Принимаем напряжение сетей внутреннего электроснабжения 6 кВ, так как от ЦРП получают питание два высоковольтных двигателя 6 кВ.

 

1.2.3 Выбор напряжения  высоковольтных сетей внешнего электроснабжения

 

            

 

 

 Предприятие ДОЗ относится к предприятиям не большой мощности, расстояние от предприятия до подстанции мало, поэтому принимаем напряжение сети внешнего электроснабжения 6 кВ т.е. такое же как и для сетей внутреннего электроснабжения поэтому в центре электрических нагрузок предприятия сооружаем ЦРП что экономически выгодно по сравнению с ГПП.    

 

 

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет электрических нагрузок

 

Правильное определение  ожидаемых электрических нагрузок при проектировании является основной для рационального решения всего сложного промышленного предприятия. Завышенные нагрузки вызывают изменение затрат, то есть их увеличение, недоиспользование дефицитного электрооборудования и проводникового материала. Заниженные значения электрических нагрузок влекут за собой недоиспользование установленного технологического оборудования из-за перегрузки силовых трансформаторов и электрических сетей, выбранных по заниженным значениям электрических нагрузок. А это влечёт за собой недоотпуск промышленной продукции.

В настоящее время  наибольшее признание получил метод  определения электрических нагрузок под названием “Метод упорядоченных  диаграмм нагрузки” (метод коэффициента максимума и средней мощности), предложенный доктором технических наук, профессором Г. М. Каяловым, положенный в основу “Указаний по определению электрических нагрузок в промышленных установках”.

2.1.1 Определение активной расчетной мощности методом коэффициента максимума

 

Активная расчетная мощность Р_р, кВт, определяется по формуле [1. с 5]

 

_,                                    (1)

 

где	Км	-	коэффициент максимума [1.с 54];
	Рсм	-	средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;
	Ки	-	коэффициент использования [1. с 53];
	Р	-	номинальная суммарная  мощность цеха, кВт;

 

Так как электроприёмник дробилки, то по таблице 2.1 [1. с 52]  определяем К_и = 0,54 и коэффициент активной мощности  cos = 0,8 .

 

Для определения коэффициента максимума К_м, рассчитывается эффектив-

 

 

 

 

ное число электроприёмников n_э, для чего необходимо определить показатели силовой сборки число  m [1. c 55] .

 

,                                     (2)

 

где	Рнmax	-	номинальная мощность наибольшего электроприёмника, кВт;
	Pнmin	-	номинальная мощность наименьшего электроприёмника, кВт;

 

Определяем эффективное  число электропрёмников при m = 7,2 > 3 и      К_и = 0,54 > 0,2 , по формуле

 

,                                  (3)

 

 

Зная коэффициент использования  и приведенное число электроприёмников по таблице 2.13 [1.с 54] определяем К_м = 1,2, при К_и =0,54 и n_э =21шт

 

по формуле (1) определяем Р_Р, кВт

 

 

2.1.2 Определение реактивной  расчетной мощности при естественном cosφ_е

 

Реактивная расчетная  мощность Q_р, квар определяется по формуле   [1. c 56 ]

 

,                         (4)

 

где	Lм	-	Коэффициент максимума  реактивной мощности, при nэ=21>10 ,  Lм=1;
	tg Е	-	Коэффициент реактивной мощности, при  cos = 0.8        tg Е=0.75;

2.1.3 Определение полной расчетной  мощности при естественном cosφ_е

 

Полная расчетная мощность S_P, кВ ^. А, определяется по формуле [1. c 51]

 

 кВ∙А,                                       (5)