Методичка по курсовику_ЭПКО.DOC

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ





Кафедра “Электротехнические системы электропотребления”



Л.Я.Патрикеев




«Электроснабжение промышленных предприятий и коммунальных объектов»


Методическое пособие для курсового проектирования













Утверждено учебным советом института ЭТ и ЭС







Севастополь
2011

Содержание
Введение
1 Описание особенностей предприятия
1.1 Характеристика объекта
1.2 Построение схемы электроснабжения завода
1.3 Конструкция силовой и осветительной сети цехов главного корпуса
2 Построение схемы электроснабжения и методика расчета электрических нагрузок блока цехов основного производства (главный корпус)
2.1 Расчет силовых электрических нагрузок цехов главного корпуса
2.2 Расчет освещения цехов главного корпуса
2.3 Сводный расчет электрических нагрузок цехов главного корпуса
методом упорядоченных диаграмм с применением электронных таблиц Excel
3 Расчет электрических нагрузок вспомогательных цехов и объектов с применением электронных таблиц Excel
4 Выбор схемы электроснабжения завода и определение расчетных (условных) групповых центров электрических нагрузок (ЦЭН) вспомогательных цехов и корпусов, и предприятия в целом в среде Excel
5 Определение нагрузок цеховых ТП 10/0.4 кВ и выбор силовых трансформаторов с учетом потерь и компенсации реактивной мощности на стороне 0.4 кВ с применением электронных таблиц Excel
6 Выбор напряжения на стороне высокого напряжения (ВН), типа и мощности трансформаторов в ГПП
7 Выбор схемы и расчет распределительной сети 10 кВ
8 Расчет заводской распределительной сети 0.4 кВ
9 Расчет внутренней распределительной сети 0.38 кВ главного корпуса
9.1 Выбор комплектных шинопроводов в цехах главного корпуса
9.2 Определение потерь напряжения в распределительных шинопроводах
9.3 Расчет токов КЗ шинопроводов на стороне 0.4 кВ
9.4 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры напряжением 0.4 кВ
10 Расчет токов КЗ на стороне ВН
11 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры на подстанции напряжением 35/10 кВ
Выводы и заключение
Список использованной литературы
Приложения



























Введение
Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. Повышение эффективности совместного использования тепловых и гидравлических станций основано на ускоренном развитии ЕЭС страны. Для передачи больших потоков электрической энергии сооружаются линии электропередач высокого напряжения 330 кВ переменного тока. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединенных в электрические системы, имеющие высокую надежность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удаленностью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведется в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчетов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высоко квалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.








1 Описание особенностей предприятия
1.1 Характеристика объекта
Завод по производству кранового оборудования занимается ремонтом и изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства.
В состав предприятия входят:
Блок цехов основного производства (обрабатывающие цеха)
Механический цех;
Прессовый цех;
Термический цех;
Гальванический цех (металлопокрытий);
Инструментальный участок;
Механосборочный цех;
Сварочный участок.
Вспомогательные цеха и корпуса
Заготовительные цеха
Литейный цех;
Кузнечный цех;
Раскройно-заготовительный цех;
Лесопильный цех;
Отдельные цеха основного производства
Сварочный цех;
Лакокрасочный цех;
Упаковочный цех;
Вспомогательные цеха
Модельный цех
Электроремонтный цех;
Ремонтно-строительный цех;
Скрапоразделочный цех;


Особая группа вспомогательных цехов (корпусов)
Котельная;
Компрессорная;
Насосная;
Транспортное хозяйство
Гараж автотранспорта;
Склады
Склад металлов;
Склад металлоотходов;
Склад пиломатериалов;
Склад строительных материалов;
Административный корпус;
ГПП завода.
В цехах главного корпуса установлены различные металообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъемное оборудование, гидравлические прессы, электрические печи, вентиляторы. Мощность электроприемников цехов составляет от 1.5 до 102 кВт, установленные мощности и площади вспомогательных цехов и объектов заданы в процентах от расчетной установленной мощности и площади корпуса основного производства завода (см. таблицу 1). Электроприемники работают в длительном (вентиляторы, металлообрабатывающие станки) и повторно кратковременном режимах (машины дуговой сварки, грузоподъемное оборудование). Электроприемники главного корпуса работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъемное оборудование) и однофазном токе (машины дуговой сварки, освещение). На предприятии имеются потребители I-ой категории по требуемой степени надежности электроснабжения (литейный цех, насосная, система пожаротушения, аварийное освещение), II-ой категории (компрессорная, котельная), III-ей категории (все остальные потребители). Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому все оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цехов главного корпуса составляет 4 305 м2 (82.8Ч52 м). Площадь корпуса внешняя на плане 4579 м2 (84.8 Ч54 м).
Данные для расчета электрической нагрузки вспомогательных цехов и объектов завода выбираются согласно заданию. Пример приведен в таблице 1.
Таблица №1
№ поз.
Наименование
Pуст. в % от Pуст. главного корпуса
Площадь объектов в % от площади главного корпуса

1
2
3
4

2.1
Литейный цех
40
45

2.2
Кузнечный цех
8
20

2.3
Раскройно-заготовительный цех
6
12

2.4
Лесопильный цех
4
10

2.5
Сварочный цех
12
10

2.6
Лакокрасочный цех
4
10

2.7
Упаковочный цех
2
8

2.8
Модельный цех
4
15

2.9
Электроремонтный цех
6
30

2.10
Ремонтно-строительный цех
2
24

2.11
Скрапоразделочный цех
0,6
19

2.12
Котельная
8
11

2.13
Компрессорная
3
6

2.14
Насосная
8
6

2.15
Гараж автотранспорта
1
22

2.16
Склад металлов
1,2
9

2.17
Склад металлоотходов
1,2
9

2.18
Склад пиломатериалов
1
11

2.19
Склад строительных материалов
0
0

2.20
Административный корпус
10
30

2.21
ГПП завода
-
-


Таблица №2 - Оборудование блока механических цехов основного производства (спецификация)
№ поз.
Наименование оборудования
Установленная мощность единицы оборудования, кВт
Кол-во
шт.


Механический цех



2
Токарный с программным управлением
10,0
1

5
Токарно-гидрокопировальный полуавтомат
16,0
1

6
Токарный многорезцовый полуавтомат с двусторонним приводом для шатунных и коренных шеек коленчатого вала
25,0
1

7
Токарный восьмишпиндельный горизонтальный прутковый автомат
30,0
1

12
Токарно-карусельный, одностоечный
18,0
1

19
Вертикально-фрезерный
15,0
1

20
Продольно-фрезерный двухшпиндельный
20,0
1

34
Внутришлифовальный
10,0
1

35
Бесцентрово-шлифовальный для наружного шлифования
18,0
1

37
Шлицешлифовальный
20,5
1

14
Алмазно-расточный
7,0
1

23
Поперечно-строгальный
15,0
1

24
Продольно-строгальный двухстоечный
35,0
1

42
Двухсторонний 11-шпиндельный сверлильный
20,0
1

45
Двусторонний 9-шпиндельный резьбонарезной
12,5
1

67
Вентилятор
2,5
3

68
ПТУ ПВ=25%
7,4
2


Прессовый участок



48
Пневматический пресс
5,7
1

49
Пневматический пресс
5,7
1

50
Пневматический пресс
14,5
1

51
Пневматический пресс
21,67
1

52
Пневматический пресс
14,5
1

53
Гидравлический пресс
17,0
2

56
Металлообрабатывающий станок
4,5
1

70
Компрессор
28,0
1

67
Вентилятор
2,5
2

68
ПТУ ПВ=25%
7,4
1


Термический цех



57
Печь камерная с обычной атмосферой (воздух) различного назначения (однофазная)
14,6
1

58
Печь камерная с обычной атмосферой (воздух) различного назначения
71,0
1

59
Печь шахтная для нагрева под закалку, отжиг и нормализацию в обычной атмосфере
100,0
1

61
Печь шахтная для нагрева под высокий отпуск с защитной атмосферой
37,2
1

64
Печь конвеерная для закалки стальных изделий в защитной атмосфере
102,0
1

67
Вентилятор
2,5
4

68
ПТУ ПВ=25%
7,4
1


Гальванический цех



65
Гальваническая ванна
8,0
2

66
Гальваническая ванна
12,0
4

67
Вентилятор
2,5
4

69
ПТУ ПВ=25%
4,8
1


Инструментальный участок



21
Копировально-фрезерный с программным управлением
25,0
1

72
Токарный широкоуниверсальный
10,0
2

69
ПТУ ПВ=25%
4,80
1


Механо-сборочный участок



73
Сверлильный
5,5
3

69
ПТУ ПВ=25%
4,8
1


Сварочный участок



74
Выпрямитель сварочный ПВ=40%
21,0
2

67
Вентилятор
2,5
2

68
ПТУ ПВ=25%
7,4
1



Исходные данные для расчета электрических нагрузок главного корпуса предприятия представлены в таблице 2, план корпуса основного производства – на листе 1.

1.2 Построение схемы электроснабжения завода
Электроснабжение производственных корпусов и вспомогательных объектов завода осуществляется от цеховых трансформаторных подстанций 10/0.4 кВ. В свою очередь ТП 10/0.4 кВ питаются по кабельным линиям, проложенным в земле, от вышестоящей ГПП завода (двухтрансформаторной подстанции 35/10 кВ), которая запитывается от энергосистемы по двум одноцепным воздушным линиям А-70. Выбор напряжения 35 кВ обусловлен малой мощностью предприятия и наличием необходимых трансформаторов. На стороне 35 кВ в ГПП 35/10 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены вакуумные выключатели и разъединители, на стороне 10 кВ в ГПП 35/10 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены вакуумные выключатели. На стороне 0.4 кВ в ТП 10/0.4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены автоматические выключатели и предохранители.
Наружное освещение получает питание от трансформаторной подстанции 10/0.4 кВ установленной в главном корпусе предприятия.

1.3 Конструкция силовой и осветительной сети цехов главного корпуса
Внутрицеховые распределительные сети 0.4 кВ главного корпуса выполнены по магистральной схеме, как наиболее рациональной и экономичной, распределительными шинопроводами ШРА. Для защиты шинопроводов от токов короткого замыкания применены автоматические выключатели. Конечные электроприемники, подключены непосредственно к распределительным магистралям проводом, проложенным в металлических трубах. В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители.
Освещение цеха выполнено светильниками типа Гс с лампой накаливания Г220-500. Осветительные сети выполняются проводом АПВ, проложенным в металлической трубе.
Питание рабочего освещения производится от осветительных щитков ОЩВ, в которых в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегрузки установлены автоматические выключатели.

2 Построение схемы электроснабжения и методика расчета электрических нагрузок блока цехов основного производства (главный корпус)
2.1 Расчет силовых электрических нагрузок цехов главного корпуса
Расчет ведется по узлу нагрузки методом упорядоченных диаграмм (методу коэффициента максимума) по следующему алгоритму.
а) Все приемники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы.
б) Для каждой группы по [3, табл. 4.1] выбирают коэффициент использования Ки, коэффициент активной мощности cos
·, и рассчитывают коэффициент реактивной мощности tg
· по формуле:
tg
· =13 EMBED Equation.DSMT4 1415
в) Находим суммарную установленную мощность для каждой группы электроприемников по формуле:

·Рн = n Ч Рном ,
где n – число приемников;
Pном – номинальная мощность одного приемника, кВт.


г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Рсм и среднесменную реактивную Qсм мощности по формулам:
Рсм = Ки Ч Руст
Qсм = Pсм Ч tg
·
д) По данному узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную реактивную мощность:

·Руст;

·Рсм;

·Qсм.
е) Определяют групповой коэффициент использования.
Коэффициенты использования одного kи или группы Kи приемников характеризуют использование активной мощности и представляют собой отношение средней активной мощности одного или группы электроприемников за наиболее нагруженную смену к номинальной мощности:
kи = pсм /pном; Kи = Pсм / Pном.
Для электроприемников одного режима работы значения индивидуального kи и группового Kи совпадают.
Для группы электроприемников с разными режимами работы групповой коэффициент ипользования:
Ки.гр =
·pсм /
·pном.прив.=
· kи Ч pном /
·pном.прив
где
·pсм – суммарная среднесменная активная мощность, кВт;

·Pном.прив. – суммарная номинальная приведенная к 100% мощность, кВт.
ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:
m = Рном.max / Рном.min ,
где Рном.max – активная номинальная мощность наибольшего приемника в группе, кВт;
Рном.min – активная номинальная мощность наименьшего приемника в группе, кВт.

з) Определяют эффективное число приемников по условию:
- если m >3, и Kи
· 0.2, то nэ рассчитывают по формуле:
nэ = 2 Ч
·Pном / Pмакс 1 ,
где Pмакс 1 – мощность наибольшего электроприемника в группе
- если m
· 3, n
· 4, то nэ = n;
- при m > 3, Ки.гр < 0.2, эффективное число приемников определяют в следующем порядке:
1) выбирается наибольший по мощности электроприемник рассматриваемого узла;
2) выбираются электроприемники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприемника;
3) подсчитывают их число n и их суммарную номинальную мощность Рном;
4) определяют суммарную номинальную мощность всех рабочих электроприемников рассматриваемого узла Рном
· и их число n;
5) находят n* и Рном*:
n* = n / n
Рном* = Рном / Рном
·
6) по n* и Рном* определяют nэ* по графику [3, стр. 4];
7) находят nэ:
nэ = nэ* Ч n
и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприемников, коэффициент максимума Км по графическим зависимостям [4, табл. 2-7].
к) Определяют расчетную максимальную активную мощность по формуле:
Рм = Км Ч
·Рсм ,
при n < 3, Рм = Рсм

л) Определяют расчетную максимальную реактивную мощность по формуле:
если nэ
· 10, то Qм = Lм Ч
·Qсм
если nэ > 10, то Qм =
·Qсм ,
где Lм – коэффициент максимума реактивной мощности, Lм = 1.1.
м) Определяют полную максимальную расчетную нагрузку Sм по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
н) Определяем расчетный максимальный ток Iм по формуле:
Iм = Sм/(13 EMBED Equation.DSMT4 1415 Ч Uн),
где Uн – номинальное напряжение электроприемников, кВ.

2.2 Расчет освещения цехов главного корпуса
Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. В качестве источника света примем к установке лампы накаливания мощностью 500 Вт.
Расчет сводится к определению необходимого числа ламп в соответствии с нормированной освещенностью. Число ламп определяется по формуле:
N = E Ч Kз Ч Z Ч S / (U Ч Фл)
где E – нормированная освещенность, Е = 150лк [2, табл. П 15];
Z – коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1.1 [2, c. 344];
Kз – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового потока по освещаемой поверхности, Kз = 1.3 [2, табл.19.1];
S – площадь помещения, мІ;
Фл – световой поток одной лампы, Фл = 8200лм, [2, табл.3.12];
U – коэффициент использования светового потока, определяется в зависимости от типа светильника, лампы, показателя помещения и коэффициентов отражения: рn – от потолка, рс – от стен, рр – от рабочей поверхности.
Показатель помещения
· находим по формуле:

· = (А Ч В)/( Нр Ч (А + В))
где А – длина помещения, м;
В – ширина помещения, м;
Нр – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

· = (82.8Ч52)/ 5 Ч (82.8+52) = 6.29
Для светильника Гс при: рn - 50%, рс - 30%, рр - 10%,
·=6.29 U=80 % [2, прил.5, табл.3], определяем число ламп:
N =150 Ч 1.3 Ч 1.1 Ч 4305.6/(0.80 Ч 8200) = 140.79 = 141 шт.
Принимаем к установке 141 светильник типа Гс с лампой накаливания Г220-500, которые установим в двенадцать рядов по 11 светильников и один ряд по 9 светильников (проход между цехами).
Находим число ламп аварийного освещения (25% от рабочего).
141 Ч 0.25 = 35 шт.

2.3 Сводный расчет электрических нагрузок цехов главного корпуса
методом упорядоченных диаграмм с применением электронных таблиц Excel
Активная расчетная нагрузка освещения определяется по формуле:
Рр.о = Кс Ч Руст ,
где Кс – коэффициент спроса, Кс = 0.8 [1],
Руст = 141 Ч 0.5 = 70.5 кВт
Рр.о = 0.8 Ч 70.5 = 56.4 кВт
По формуле находим:
tg
· = 0, так как cos
· = 1
По формуле находим расчетную реактивную осветительную нагрузку:
Qр.о = Рр.о Ч tg
· = 56.4 Ч 0 = 0 квар, так как нагрузка полностью активная.

Полная максимальная нагрузка на шинах 0.38 кВ ТП определяется по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
где Pм
· – суммарная максимальная активная нагрузка на шинах 0.38 кВ ТП, кВт;

· – суммарная максимальная реактивная нагрузка на шинах 0.38 кВ ТП, квар.
Результаты расчета для узлов нагрузок главного корпуса предприятия сводятся в таблицу 3. Расчеты выполняются в среде EXCEL. Пример таблицы приведен ниже.
















Таблица №3 - Расчет электрических нагрузок сети трехфазного тока до 1000В главного корпуса предприятия
№ поз.
Наименование узлов питания и групп электроприемников
Кол-во ЭП, nф
Установленная мощность, приведенная к ПВ=100%, кВт
m=Pн макс/Pн мин
Коэффициент использования, kиi, Kиг
cos
·
tg
·
Средняя нагрузка за максимально нагруженную смену
Эффективное число ЭП, nэ
Коэффициент максимума, Kм
Максимальная нагрузка
Расчет-ные токи




Одного ЭП (наибольшего), Pн макс
Общая,
·Pн




Pсм =
·Pнi
· Kиi, кВт
Qсм =Pсм
· tg
·с - Qк.с., квар


Pм =Kм
· Pсм, кВт
Qм =K'м
· Qсм - Qк.с., квар
Sм =
·PІ + QІ, кВА
Iм =Sм /
·3
· Uн, Iпуск, А

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

19
Вертикально-фрезерный
1
15,00
15,00
14,0
0,20
0,66
1,15
3,00
3,45
 
 
 
 
 
 

14
Алмазно-расточный
1
7,00
7,00

0,12
0,66
1,15
0,84
0,97







37
Шлицешлифовальный
1
20,50
20,50

0,12
0,66
1,15
2,46
2,83







24
Продольно-строгальный двухстоечный
1
35,00
35,00

0,12
0,66
1,15
4,20
4,83







23
Поперечно-строгальный
1
15,00
15,00

0,12
0,66
1,15
1,80
2,07







45
Двусторонний 9-шпиндельный резьбонарезной
1
12,50
12,5

0,12
0,66
1,15
1,50
1,73







42
Двухсторонний 11-шпиндельный сверлильный
1
20,00
20,00

0,12
0,66
1,15
2,40
2,76







67
Вентилятор
1
2,50
2,50

0,80
0,80
0,75
2,00
1,50







68
ПТУ ПВ=25%
2
7,40
7,40

0,20
0,68
1,07
1,48
1,58







 
ШРА1
10
35/2,5
134,90
 
0,15
 
 
19,68
21,71
9
2,20
43,30
23,88
49,45
75,13

12
Токарно-карусельный, одностоечный
1
32,00
32,00
12,8
0,20
0,66
1,15
6,40
7,36
 
 
 
 
 
 

2
Токарный с программным управлением
1
10,00
10,00

0,20
0,66
1,15
2,00
2,30







5
Токарно-гидрокопировальный полуавтомат
1
16,00
16,00

0,20
0,66
1,15
3,20
3,68







20
Продольно-фрезерный двухшпиндельный
1
20,00
20,00

0,20
0,66
1,15
4,00
4,60







6
Токарный многорезцовый полуавтомат с двусторонним приводом для шатунных и коренных шеек коленчатого вала
1
25,00
25,00

0,20
0,66
1,15
5,00
5,75







7
Токарный восьмишпиндельный горизонтальный прутковый автомат
1
30,00
30,00

0,20
0,66
1,15
6,00
6,90







35
Бесцентрово-шлифовальный для наружного шлифования
1
18,00
18,00

0,12
0,66
1,15
2,16
2,48







34
Внутришлифовальный
1
10,00
10,00

0,12
0,66
1,15
1,20
1,38







67
Вентилятор
2
2,50
5,00

0,80
0,80
0,75
4,00
3,00








ШРА2
10
32/2,5
161,00
 
0,21
 
 
33,96
37,45
10
1,82
61,81
37,45
72,27
109,80

48
Пневматический пресс
1
7,50
7,50
40,0
0,25
0,67
1,10
1,88
2,06
 
 
 
 
 
 

49
Пневматический пресс
1
5,70
5,70

0,25
0,67
1,10
1,43
1,57







50
Пневматический цпесс
1
14,50
14,50

0,25
0,67
1,10
3,63
3,99







51
Пневматический пресс
1
21,67
21,67

0,25
0,67
1,10
5,42
5,96







52
Пневматический пресс
1
14,50
14,50

0,25
0,67
1,10
3,63
3,99







57
Печь камерная с обычной атмосферой (воздух) различного назначения (однофазная)
1
14,60
14,60

0,70
1,00
0,00
10,22
0,00







58
Печь камерная с обычной атмосферой (воздух) различного назначения
1
71,00
71,00

0,70
1,00

49,70
0,00







59
Печь шахтная для нагрева под закалку, отжиг и нормализацию в обычной атмосфере
1
100,00
100,00

0,70
1,00

70,00
0,00







70
Компрессор
1
28,00
28,00

0,70
0,80
0,75
19,60
14,70







67
Вентилятор
4
2,50
10,00

0,80
0,80
0,75
8,00
6,00







 
ШРА3
13
100/2,5
287,47
 
0,60
 
 
173,49
38,26
6
1,37
237,68
42,09
241,38
366,73

56
Металлообрабатывающий станок
1
4,50
4,50
40,8
0,20
0,66
1,15
0,90
1,04
 
 
 
 
 
 

53
Гидравлический пресс
2
17,00
34,00

0,25
0,67
1,10
8,50
9,35







61
Печь шахтная для нагрева под высокий отпуск с защитной атмосферой
1
37,20
37,20

0,70
1,00
 
26,04
0,00







64
Печь конвеерная для закалки стальных изделий в защитной атмосфере
1
102,00
102,00

0,70
1,00

71,40
0,00







67
Вентилятор
2
2,50
5,00

0,80
0,80
0,75
4,00
3,00







68
ПТУ ПВ=25%
2
7,40
7,40

0,20
0,68
1,07
1,48
1,58







 
ШРА4
9
102/2,5
190,10
 
0,59
 
 
112,32
14,97
4
1,48
166,23
16,47
167,05
253,80

73
Сверлильный
2
5,50
11,00
8,4
0,12
0,66
1,15
1,32
1,52
 
 
 
 
 
 

72
Токарный широкоуниверсальный
2
10,00
20,00

0,12
0,66
1,15
2,40
2,76







74
Выпрямитель сварочный ПВ=40%
1
21,00
21,00

0,20
0,41
2,20
4,20
9,24







65
Гальваническая ванна
1
8,00
8,00

0,70
1,00
0,00
5,60
0,00







67
Вентилятор
3
2,50
7,50

0,80
0,80
0,75
6,00
4,50







68
ПТУ ПВ=25%
1
7,40
3,70

0,20
0,68
1,07
0,74
0,79







69
ПТУ ПВ=25%
3
4,80
7,20

0,20
0,68
1,07
1,44
1,54







 
ШРА5
13
21/2,5
78,40
 
0,28
 
 
21,70
20,35
7
1,94
42,10
22,39
47,68
72,44

21
Копировально-фрезерный с программным управлением
1
25,00
25,00
10,0
0,12
0,66
1,15
3,00
3,45
 
 
 
 
 
 

73
Сверлильный
1
5,50
5,50

0,12
0,66
1,15
0,66
0,76







65
Гальваническая ванна
1
8,00
8,00

0,70
1,00
0,00
5,60
0,00







66
Гальваническая ванна
4
12,00
48,00

0,70
1,00
0,00
33,60
0,00







67
Вентилятор
3
2,50
7,50

0,80
0,80
0,75
6,00
4,50







74
Выпрямитель сварочный ПВ=40%
1
21,00
13,28

0,20
0,41
2,20
2,66
5,84








ШРА6
11
25/2,5
107,28
 
0,48
 
 
51,52
14,55
9
1,45
74,70
16,01
76,39
116,07

 
Освещение



 
 
 
 
45,20
0,00
 
 
45,20
 
 
 

 
ТП
66

961,65
 
 
 
 
457,86
147,30
 
 
671,01
158,29
689,43
1047,48



3 Расчет электрических нагрузок вспомогательных цехов и объектов с применением электронных таблиц Excel
Расчет проведем на примере одного из цехов, например литейного.
1. Определяем установленную мощность для литейного цеха (40% от установленной мощности главного корпуса завода, см. таблицу №1):
Pном = Pуст. Ч 0.40
cos
· = 0.8 [1]
Kи = 0.5 [1]
2. Находим tg
·, по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
tg
· = 0.75
3. Рассчитываем средние нагрузки за максимально нагруженную смену:
Pсм = Kи Ч Pном
Qсм = Kи Ч Pном Ч tg
· = Pсм Ч tg
·
Sсм = 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Рассчитываем максимальные нагрузки.
Коэффициент максимума принимаем равным 1, Kм = 1, поэтому максимальные нагрузки равны среднесменным:
Pм = Pсм ;
Qм = Qсм ;
Sм = Sсм ;
5. Рассчитываем максимальный ток нагрузки.
Iм = 13 EMBED Equation.DSMT4 1415,
где Uн - номинальное напряжение на нагрузке, В.
Для остальных вспомогательных цехов и объектов расчеты производим в среде EXCEL аналогично, результаты сводятся в таблицу 4. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица №4
№ поз.
Наименование вспомогательных цехов и объектов
%, от Pном главного корпуса
Установленная мощность
cos
·
Коэффициент использования, Kи
tg
·
Средняя нагрузка за максимально нагруженную смену
Расчет-ные токи




Главного корпуса, Pном., кВт
Pном. цеха, кВт



Pсм =
·Pнi
·Kиi, кВт
Qсм =Pсм
·tg
·с-Qк.с., квар
Sсм =
·PІ+QІ, кВА
Iм =Sсм/
·3
·Uн, A

поз. 2.1
Литейный цех
40
961,65
384,66
0,80
0,50
0,75
192,33
144,25
240,41
365,27















4 Выбор схемы электроснабжения завода и определение расчетных (условных) групповых центров электрических нагрузок (ЦЭН) вспомогательных цехов и корпусов, и предприятия в целом
Расчетное место расположения ТП определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от нее электроприемников и их координат на генеральном плане.
Место расположения цеховой ТП главного корпуса обусловлено сосредоточением наиболее мощных электрических нагрузок в непосредственной близости от ТП и техническими условиями для установки ТП в специально оборудованном помещении главного корпуса.
Заводскую главную понизительную подстанцию (ГПП) целесообразно устанавливать, по возможности, ближе к центру электрических нагрузок (ЦЭН) предприятия. Для упрощения расчетов ЦЭН отдельных цехов (корпусов) принимаем в центре цеха (корпуса). Тогда координаты групповых центров электрических нагрузок ЦЭН вспомогательных цехов и корпусов и ЦЭН предприятия определяют по формулам:
Хцэн =
·(Хi Ч Рi )/
·Рном.i,
Yцэн =
·(Yi Ч Рi )/
·Рном.i,
где Хi – координата i – го цеха (корпуса) по оси абсцисс, м;
Yi – координата i – го цеха (корпуса) по оси ординат, м;
Рном.i – номинальная мощность i – го цеха (корпуса), кВт.
Координаты цехов и корпусов выбираются согласно плану завода. Номинальные мощности цехов и корпусов выбираются по результатам расчета из таблицы 4. Результаты сводятся в таблице 5. Расчеты рекомендуется выполнять в среде EXCEL. Пример расчетной таблицы приведен ниже.
Таблица №5
№ п/п
поз. №
Рном, кВт
Рном
·, кВт
Координаты объектов на генплане
Х
·Рном, кВт
·м
У
·Рном, кВт
·м
Расчетные координаты ЦЭН на генплане
Координаты для установки согласно генплану





Х, м
У, м


Х, м
У, м
Х, м
У, м

ТП1
ТП1
961,65
986,65
85,20
51,68
81932,71
49698,15
85
54
85
52


поз.2.10
19,23

85,20
145,28
1638,65
2794,17






поз.2.11
5,77

92,00
171,84
530,83
991,50





ТП2
поз.2.1












поз.2.5











ТП3
2.9












2.8












2.20












2.14












2.12












2.13











ТП4
2.2












2.3












2.7












2.4












2.18












2.6












2.17












2.16












2.15











ГПП
ТП1












ТП2












ТП3












ТП4












Цеховую трансформаторную подстанцию 10/0.4кВ устанавливаем, согласно генплану, в главном корпусе, в специально оборудованном помещении.
ГПП 35/10кВ устанавливаем, согласно генплану предприятия, в специально оборудованном помещении с координатами для установки:
ГПП X;Y = (X;Y) м.


5 Определение нагрузок цеховых ТП 10/0.4 кВ и выбор силовых трансформаторов с учетом потерь и компенсации реактивной мощности на стороне 0.4 кВ с применением электронных таблиц Excel
Определяем расчетные нагрузки цеховых ТП согласно принятой схемы электроснабжения лист-2 и данных, полученных в таблицах 3 и 4.
Расчетная нагрузка на шинах 0.38 кВ трансформаторной подстанции ТП1 вычисляется по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

·Pрасч = Pсм. бл.мех.цехов + Pсм. вспом.корп.

·Qрасч = Qсм. бл.мех.цехов + Qсм. вспом.корп.

При приблизительных расчетах, когда неизвестны данные о трансформаторах, активные и реактивные потери в трансформаторах учитываются в % от расчетной нагрузки потребителей:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Тогда, с учетом активных и реактивных потерь в трансформаторах:
Pр=
·Pрасч+13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Qр=
·Qрасч+13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Полная расчетная нагрузка на шинах 0.38 кВ ТП1 с учетом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:
Qку =
· Ч Рр Ч (tg
·ср.взв - tg
·)
где
· – коэффициент, учитывающий возможность компенсации реактивной мощности естественными способами,
· = 0.9 [4];
Рр – суммарная расчетная активная нагрузка с учетом потерь, кВт;
tg
· – коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после компенсации реактивной мощности, по заданию: tg
· = 0.14, что соответствует cos
· = 0.99;
tg
·ср.взв – средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности вычисляется по формуле:
tg
·ср.взв = Qр / Рр,
где Qр – суммарная расчетная реактивная нагрузка с учетом потерь, квар.
Рассчитываем коэффициент активной мощности cos
·, по формуле:
cos
· = Pр / Sр
если коэффициент недостаточно высок то требуется компенсация реактивной мощности с помощью батарей статических конденсаторов.
Рассчитываем мощность компенсирующего устройства:
Qку =
· Ч Рр Ч (tg
·ср.взв - tg
·)
tg
·ср.взв = Qр / Рр
Тогда полная расчетная нагрузка на шинах 0.38 кВ трансформаторной подстанции ТП1 с учетом компенсации реактивной мощности и дополнительной нагрузки на наружное освещение (5% от Sр) будет равна:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

Cхема подключения батарей конденсаторов представлена на рисунке 1.








Р

П





С1 С2



С3

Рисунок 1 - Cхема подключения батарей конденсаторов компенсирующих устройств: П - предохранитель, Р - трех фазный рубильник, С1..С3 – компенсирующие емкости
Для других трансформаторных подстанций ТП2ТП4 расчет производится аналогично, результаты расчетов сводят в таблицу 6. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица №6
№ п/п
№ поз.
Наименование

·Pрасч, кВт

·Qрасч, квар
Sрасч, кВА
Sр, кВА
cos
·
Qку, квар
Sр.ку, кВА

ТП1
1
Главный корпус
462,86
155,97
488,43
515,10
0,92
124,78
503,33


2.10
Ремонтно-строительный цех









2.11
Скрапо-разделочный цех








ТП2





















ТП3





















ТП4


































Принимаются к установке на ТП1ТП4 следующие трансформаторы:
ТП1 – 2(ТМ-400-10/0.4-У3, мощностью 400 кВА;
ТП2 –
ТП3 –
ТП4 –
6 Выбор напряжения на стороне высокого напряжения (ВН), типа и мощности трансформаторов в ГПП
Нагрузка на шинах 10 кВ ГПП определяется как сумма нагрузок цеховых трансформаторных подстанций ТП1ТП4. Тогда расчетная нагрузка на шинах 10 кВ ГПП будет:
Sр = (PТП1 + PТП2 + PТП3 + PТП4)
Так как, электроприемники предприятия относятся к потребителям I, II и III категории по требуемой степени надежности электроснабжения, то на подстанции 35/110/10 кВ устанавливаем два трансформатора номинальной мощностью по Pном каждый. Выбор напряжения 35 или 110 кВ обуславливается установленной мощностью предприятия и наличием необходимых трансформаторов.
Проверяем трансформатор по нормальному режиму. Находим коэффициент загрузки трансформатора:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415,
где Sр – полная мощность нагрузки, кВА;
N – число устанавливаемых трансформаторов;
Sном.тр – номинальная мощность одного трансформатора, кВА
Проверяем работу трансформаторов в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% до 6-ти часов в сутки в течение 5-ти суток.
При отключении одного трансформатора, аварийная мощность второго трансформатора с учетом допустимой перегрузки составит 140%.
Окончательно выбирается заводскую двухтрансформаторная подстанция, с трансформаторами типа: выбираются по каталогу.




7. Выбор схемы и расчет распределительной сети 10 кВ












Рисунок 2 - Схема питающей сети 10 кВ ГПП – ТП1ТП4

Выбираем схему электроснабжения, где питание цеховых трансформаторных подстанций (ТП1ТП4) осуществляется радиальными кабельными линиями 10 кВ непосредственно от ГПП (рис.2).
Нагрузка на шинах ГПП определяется как сумма расчетных нагрузок ТПТП4.
Произведем расчет питающей сети 10 кВ ГПП-ТП1.
Выбор сечений кабелей и проводов напряжением выше 1кВ выполняется для условий нормального режима по экономическим соображениям:
13 EMBED Unknown 1415,
где: Jэ = 1.4А/мм2 – экономическая плотность тока [3, прил.18];
Iр – расчетный ток в нормальном режиме, А.
Расчетный ток определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415,
где: S – расчетная нагрузка, кВА (в данном случае 13 EMBED Equation.DSMT4 1415);
n – количество линий;
Uн – номинальное напряжение, кВ
Проверется выбранное сечение по допустимой нагрузке для условий нормального режима:
13 EMBED Unknown 1415
где k1 – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды согласно ПУЭ (для условий Крыма не учитывается).
k2 – коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее (согласно ПУЭ, табл.1.3.26). k2 = 0.8 (4 кабеля в траншее с расстоянием 100 мм. между ними)
Iт.доп. – дополнительная токовая нагрузка кабеля при расчетных условиях прокладки (согласно ПУЭ, табл.1.3.16).
Если условие выполняется, окончательно выбирается соответствующий кабель.
Для ТП2ТП4 расчет производится аналогично. Результаты расчетов представлены в таблице 7. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица №7
Название
Sр, кВА
Iр, А
Fэ, мм2
Стандартное сечение, мм2
Iт.доп, А
Iдоп.а, Iдоп.н, А
Iдоп.н
· Iр
Тип кабеля

ТП1
503,33
14,53
10,38
16
75
60
Да
2ЧААШВУ-10 кВ 3Ч16

ТП2









ТП3









ТП4











8 Расчет заводской распределительной сети 0.4 кВ
Для кабельных линий 0.38 кВ определяем расчетный ток, по которому определяем минимально допустимое сечение Fmin. Выбранное сечение проверяем по условиям нормального режима.
Для магистральных распределительных линий характерно произвольное распределение нагрузки вдоль линии (лист 2). При условии постоянства сечения значение плотности тока на участках такой линии различно. В этом случае в качестве расчетной нагрузки следует принимать значения линейно – квадратичной мощности:
13 EMBED Unknown 1415
где Si – мощность, протекающая по i- му участку линии, кВА, длина которого li, м;
lк – суммарная длина линии от начала до места присоединения последнего потребителя, м.
При определении экономического сечения линии следует полученное значение Sлк подставить в выражение:
13 EMBED Unknown 1415
где Uн- номинальное напряжение, кВ;
jэ – экономическая плотность тока, А/мм2.
Расчетная нагрузка любого участка линии 0.38 кВ, питающей ряд цехов и корпусов, определяется по сумме расчетных нагрузок отдельных объектов, с учётом коэффициента одновременности k0:
13 EMBED Unknown 1415
Для кабельных линий 0.38 кВ определяем ток после аварийного режима, по которому определяем минимально допустимое сечение Fmin. Выбранное сечение проверяем по условиям нормального режима, а также по допустимым потерям напряжения в после аварийном режиме.


Для двух лучевых схем проверка по допустимым потерям напряжения проводится вычислением сечения на минимум потерь металла:
13 EMBED Unknown 1415

13 EMBED Unknown 1415

P – активная передаваемая мощность, кВт;

l – длина линии, м.
Минимальное сечение:
13 EMBED Unknown 1415
Принимаем стандартное сечение.
Проверяем сечение кабеля по допустимым потерям напряжения.
Если расчетная нагрузка потребителя в трехфазной линии задана величинами активной Pp и реактивной Qp мощностей, то для трехфазной магистральной линии с несколькими нагрузками (при одинаковых сечениях проводов или кабелей по всей длине линии) потеря напряжения (в %) определяется следующим образом:
13 EMBED Unknown 1415,
13 EMBED Unknown 1415
P - активная передаваемая мощность, кВт;
Q - реактивная передаваемая мощность, кВАр;
Uн – номинальное напряжение, В;
Li – длина линии, (от начала линии до каждой нагрузки), м.


Тогда:
13 EMBED Unknown 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
· 5 %
Если условие выполняется, окончательно выбирается соответствующий кабель.
Для остальных цехов и объектов расчет производится аналогичным образом. Результаты расчетов сведены в таблицу 8. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица №8
Название линии
Длина участка линии, м
k0
Sлк, Sр, кВА
Iр, линии А
F, мм2
Тип кабеля, сечение
Pр, объекта кВт
Qр, объекта кВАр
Потери напряже-ния,
·U%

ТП1 - поз.2.10
149
0,90
8,14
12,37
3,47
ААШВУ-1кВ 4х10
3,85
6,66
1,78

- поз.2.11
36
1,00




1,15
2,00


ТП2 - поз.2.5










ТП3 - поз.2.14










- поз.2.12










- поз.2.13










- поз.2.20










ТП4 - поз.2.2










- поз.2.7, 2.4










- поз.2.18










- поз.2.6










- поз.2.16, 2.17










- поз.2.15












Общий план завода с трассировкой основных силовых питающих линий 0.38 кВ и 10 кВ представлен на листе 2, однолинейная электрическая схема на листе 3.
9 Расчет внутренней распределительной сети 0.38 кВ главного корпуса
9.1 Выбор комплектных шинопроводов в цехах главного корпуса
Для питания электроприемников главного корпуса предприятия используются шинопроводы подключенные к секциям шин трансформаторной подстанции через автоматические выключатели.
Распределительные магистрали выполняют комплектными шинопроводами серии ШРА73-У3. Отдельные приемники подключают к ШРА через ответвительные коробки проводом АПВ, проложенным в трубах. На каждой секции ШРА длиной 3 м имеется восемь ответвительных коробок (по четыре с каждой стороны) с предохранителями и рубильниками.
Крепление шинопроводов типа ШРА выполняют на стойках, на высоте 1.5 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам здания.

9.2 Определение потерь напряжения в распределительных шинопроводах
Распределительные шинопроводы типа ШРА выбирают по расчетному току Iр из условия:

· Iном ,
где Iном - номинальный ток шинопровода.
Потерю напряжения в распределительном шинопроводе с равномерной нагрузкой и расположением вводной секции в начале шинопровода определяют по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415,
где Iр - расчетный ток ШРА, А;
l - длина ШРА, км;
rуд , xуд - соответственно удельные активные и индуктивные сопротивления ШРА, Ом/км.
Комплектные шинопроводы проверяют на электродинамическую стойкость по условию:
iуд < iуд.доп.,
где iуд.доп - допустимый ударный ток КЗ для данного типа шинопровода;
iуд - расчетный ударный ток КЗ в начале шинопровода.
Выбор распределительных шинопроводов главного корпуса покажем на примере ШРА-1.
Iр 1 - расчетный ток ШРА-1 (см. таблицу 3);
Iр 1 = 75 А
Выбираем стандартный комплектный шинопровод типа ШРА73-У3, с номинальным током Iном = 250 А. Проверяем на соответствие условию:

· Iном
75 < 250,
условие выполняется, следовательно выбор осуществлен правильно.
Проверяем выбранный шинопровод на потерю напряжения:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415,
что меньше допустимых 5%.
Проверяем выбранный шинопровод на электродинамическую стойкость по условию:
iуд < iуд.доп.,
iуд < 15 кА
Все условия выполняются, поэтому принимаем выбранный шинопровод к установке.
Для остальных шинопроводов главного корпуса выбор и проверку производим аналогично, результаты представлены в таблице 9. Пример таблицы приведен ниже.

Таблица №9
Название шинопровода
Тип
Iном, А
Iр.макс, А
rуд, Ом/км
xуд, Ом/км
Длина шинопровода, км
Потери напряжения
·U, %

ШРА - 1
ШРА73У3
250
75,13
0,21
0,21
0,072
0,61

ШРА - 2








ШРА - 3








ШРА - 4








ШРА - 5








ШРА - 6









9.3 Расчет токов КЗ шинопроводов на стороне 0.4 кВ
Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток К.З. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакт в месте К.З.). При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях, рекомендуется при расчете токов К.З. в сетях, питаемых трансформаторами мощности до 1600 кВА, учитывать их сопротивления следующим образом:
0.015 Ом - для распределительных устройств на станциях и подстанциях;
0.020 Ом - для первичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций и главных магистралей;
0.025 Ом - для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП;
0.030 Ом - для аппаратуры, установленной непосредственно у приемников электроэнергии, получающих питание от вторичных РП.
Для установок напряжением до 1 кВ при расчетах токов К.З. считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным.
Расчет токов К.З. на напряжение до 1 кВ выполняют в именованных единицах. Сопротивления элементов системы электроснабжения высшего напряжения приводят к низшему по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415,
где xв - сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения;
xн - сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения, приведенное к низшему;
Uном.в, Uном.н - соответственно номинальное напряжение высшей и низшей ступеней.
Выбор защитной аппаратуры и проверка шинопроводов в цеховых сетях на электродинамическую стойкость осуществляется после расчета ударных токов. Значения ударных коэффициентов определяют по кривой Куд = f(x/r), а при x/r
· 0.5 принимают равными единице. Расчетные точки при расчетах токов К.З. выбирают в начале отходящих линий непосредственно за коммутационным аппаратом.
Расчетная однолинейная схема сети 0.4 кВ механического цеха предприятия изображена на рисунке 3, пример расчета приведен ниже.




































Рисунок 3 - Расчетная однолинейная схема сети 0.4 кВ механического цеха

1. Определяем сопротивление кабельной линии 10 кВ, и сразу же приведем его к напряжению 0.4 кВ при помощи выражения:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
r0 = 2.21 Ом/км (для F = 16 мм2);
x0 = 0.067 Ом/км (для F = 16 мм2);
l = 27 м.
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

2. Определяем сопротивление трансформатора ТМ-400/10. По каталожным данным:
rт = 4.96 мОм;
xт = 15.47 мОм.
3. Рассчитываем ток К.З. в точке К1, на выводе низшего напряжения ТП.
Суммарное активное сопротивление с учетом переходного сопротивления на зажимах кабельной линии, сопротивления контактов вакуумного выключателя SF1 (rконт.SF1(0), сопротивления разъемных контактов вакуумного выключателя SF1 и переходного сопротивления на зажимах трансформатора (rдоб1 =20+0+20+20+20=80) равно:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Суммарное реактивное сопротивление равно:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Ток К.З. в точке К1 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Ударный ток в точке К1 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
4. Рассчитываем ток К.З. в точке К2, на шинах РУ 0.4 кВ, после автоматического выключателя SF2.
Для точки К2, помимо рассчитываемых выше величин сопротивлений, учитываем переходного контакта трансформатора, сопротивление контактов и сопротивление разъемных контактов автоматического выключателя SF2, сопротивление переходного контакта шины трансформатора (rдоб2 = 20+15+20+20+20=95 мОм).
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415

Ток К.З. в точке К2 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Ударный ток в точке К2 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
5. Рассчитываем ток К.З. в точке К3, в начале распределительного шинопровода ШРА-1, после автоматического выключателя SF3, с учетом сопротивления переходного контакта шины трансформатора, сопротивления контактов и сопротивления разъемных контактов автоматического выключателя SF3, и переходного контакта шинопровода ШРА-1 (rдоб3 = 20+15+20+20+20=95 мОм).
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Ток К.З. в точке К3 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Ударный ток в точке К3 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
6. Рассчитываем ток К.З. в точке К4, в конце распределительного шинопровода ШРА-1, после предохранителя F, с учетом длины шинопровода ШРА-1 (l = 98м), сопротивления переходного контакта шинопровода ШРА-1, сопротивления разъемных контактов предохранителя F и сопротивления шинопровода (r0=0.21 Ом/км, x0=0.21 Ом/км, для ШРА-1), тогда rдоб4 = 20+30+30=80 мОм.
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415


Ток К.З. в точке К4 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Ударный ток в точке К4 равен:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Токи К.З. в точках К5К9 рассчитываем аналогично, результаты сводят в таблицу10. Пример таблицы приведен ниже.
Таблица №10
Точки К.З.
(rкл+rт), r0, мОм
(xкл+xт), x0, мОм
l, м
rдоб, мОм
r
·, мОм
x
·, мОм
Iк, кА
iуд, кА

К1
5,079
15,474
27
80
85,079
15,474
2,674
3,770

К2
 
 
1
95
180,079
15,474
1,279
1,804

К3
 
 
1
95
275,079
15,474
0,839
1,183

К4
0,21
0,21
72
80
370,199
30,594
0,622
0,878

К5









К6









К7









К8









К9











9.4 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры напряжением 0.4 кВ
Выбор сечения проводника для отдельного электроприемника покажем на примере вертикально-фрезерного станка (поз. 19). Сечение питающего проводника выбираем по следующим условиям:
По допустимому нагреву:
Iт.доп
· Iр ,
где Iт.доп – допустимый ток проводника, определяется сечением токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Данному току соответствует провод АПВ сечением 10 мм2 с Iт.доп = 47 А [11, табл. 1.3.5].
Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

·Uдоп
·
·Uр
где
·Uдоп – допустимые потери напряжения,
·Uдоп = 5%

·Uр – расчетные потери напряжения, %
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
где L – длина проводника, км;
ro - активное сопротивление 1км проводника, ro = 3.14 Ом/км,
xo - реактивное сопротивление 1км проводника, xo = 0.073 Ом/км, [11, табл. 2-5];
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
т.к.
·Uр <
·Uдоп , то сечение 10 мм2 соответствует допустимым потерям напряжения.
В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:
Uном.пр > Uном
Iном.пр > Iр
Iпл.вс > Iпик /
·,
где Uном.пр – номинальное напряжение предохранителя, В;
Iном.пр - номинальный ток предохранителя, А;
Iпл.вс – номинальный ток плавкой вставки, А;
Iпик – пиковый ток, А;

· – коэффициент, учитывающий условия пуска,
· = 2.5 [3, табл. 6.3]
Iпик = Iпуск = Кп Ч Iр,
где Кп – кратность пускового тока по отношению к току нормального режима, принимаем Кп = 5 [3];
Iпик = 34.5 Ч 5 = 172.5 А
Uном.пр > 380 В
Iном.пр > 34.5 А
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Iпл.вс
· 69 А
Выбираем предохранитель типа ПН-2, Iном=100А, Iпл.вс= 80 А.
Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю для силовых цепей по условию:
Iпл.вс ( 3 Ч Iт.доп,
где Iт.доп - допустимый длительный ток проводника.
Iрасц ( 4.5 Ч Iт.доп
Iпл.вс ( 3 Ч 47,
т.к. 80
· 141, то провод соответствует аппарату защиты и окончательно принимаем к установке провод АПВ 3Ч10 + 1Ч5 мм2 [11, табл. 1.3.5].
Для остальных электроприемников расчет аналогичен.

10 Расчет токов КЗ на стороне ВН
Расчет токов короткого замыкания может производиться по нескольким вариантам, которые изложены в [5]. В данном случае выбран такой вариант, когда может быть задана номинальная мощность системы и сверхпереходная мощность короткого замыкания. Расчет производим в относительных единицах.
Расчетная схема, соответствующая нормальному режиму представлена на рисунке 4, а схема замещения на рисунке 5.
За базисную мощность принимаем Sб = 300 МВА, за базисное напряжение принимаем Uб = 37.5 кВ. Система задана мощностью при трехфазном коротком замыкании: Sкз = 2000 МВА.


ВЛ 35 кВ К1 13 EMBED Unknown 1415

35 кВ 13 EMBED Unknown 1415
ГПП
К1
10 кВ К2

13 EMBED Unknown 1415
К2
КЛ 10 кВ

13 EMBED Unknown 1415

К3 К3



Рисунок 4 - Расчетная схема Рисунок 5 - Схема замещения

Произведем расчет параметров схемы замещения.
Реактивное сопротивление системы определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415
Реактивное сопротивление воздушной линии определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415,
где l – длина воздушной линии в км.



Сопротивление двухобмоточного трансформатора определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415,
где Uк = 6.5% - напряжение короткого замыкания трансформатора ТМ 1000-35/10;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415 - номинальная мощность трансформатора в кВА.
Реактивное сопротивление кабельной линии определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где l длина кабельной линии ГПП – ТП1 в км.
Учитывая большую электрическую удаленность, когда значения результирующего сопротивления в основном определяется сопротивлением элементов системы электроснабжения, периодическая составляющая тока к.з. принимается незатухающей и определяется согласно [6]:
13 EMBED Unknown 1415 , 13 EMBED Unknown 1415
Базисный ток (Iб) определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415
Действующее значение тока трехфазного к.з.
В точке К1 определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415


В точке К2 определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
В точке К3 определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
Ударный ток к.з. определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415,
где куд – ударный коэффициент, выбираем куд = 1.8 [5].
Ток однофазного замыкания определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415,
где 13 EMBED Unknown 1415- ток прямой последовательности в месте к.з.;
13 EMBED Unknown 1415
Ток однофазного к.з. для точки К1 определяется по формуле:
13 EMBED Unknown 1415

11 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры на подстанции напряжением 35/10 кВ
Выбор электрических аппаратов состоит из выбора аппаратов по условиям длительной работы в нормальном режиме и проверки аппаратов по условиям кратковременной работы в аварийном режиме, т.е. в режиме короткого замыкания. Все аппараты, включенные в электрические цепи последовательно, должны надежно работать не только в нормальном режиме, но и обладать необходимой устойчивостью при коротком замыкании. В целом условия выбора выключателей высокого напряжения можно записать так:

13 EMBED Unknown 1415

Условия выбора разъединителей:

13 EMBED Unknown 1415

Условия выбора трансформаторов тока (измерительных):

13 EMBED Unknown 1415

Условия выбора трансформаторов напряжения:

13 EMBED Unknown 1415





Выводы и заключение
Список использованной литературы :
1 Патрикеев Л.Я. Учебное пособие для выполнения электрической части курсовых и дипломных проектов «Электроснабжение промышленных предприятий».- Севастополь СНИЯЭиП 2004.
2 Цигельман И.Е. Электроснабжение гражданских зданий и
Коммунальных предприятий.- М.: Высшая школа, 1977
3 Епанешников М.М. Электрическое освещение.- М.: Высшая школа, 1973
4 Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных
предприятий.- Л.: Стройиздат, 1980
5 Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981
6 «Справочник по проектированию электроэнергетических систем. / В.В. Ершевич, А.И. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др., под ред. С.С. Рокотяна и И. Шапиро. – 3-е изд. перераб. и доп. – М: Энергоиздат, 1985. – 352с.
7 Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций.- М.: Энергия, 1978
8 Справочник по электроснабжению и оборудованию /Под ред. Федорова А.А., Барсукова А.Н. М., Электрооборудование, 1978
9 Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- М.: Энергия, 1980
10 Хромченко Г.Е. Проектирование кабельных сетей и проводок /Под общ. ред. Хромченко Г.Е. – М.:Высшая школа, 1973
11 Электротехнический справочник в 3-х томах под общей ред. проф. МЭИ И.Н. Орлова и др., - 7-е изд., испр. и доп., том 2 «Электротехнические изделия и устройства».- М: Энергоатомиздат, 1986.- 711с.
12. Патрикеев Л.Я. Методическое пособие Применение электронных таблиц Microsoft Excel для курсового и дипломного проектирования по курсу «Электроснабжение промышленных и коммунальных объектов».- СНУЯЭиП, Кафедра Эс и СЭ, 2011.-29с.
Приложения

П1 Образец задания на курсовой проект
П2 Перечень цехов, корпусов, отделений и участков по видам производства.
П3 Установленные мощности и площади вспомогательных цехов и объектов по вариантам.
П4 Базовая спецификация технологического оборудования главного корпуса по цехам и отделениям.
П5 Перечень технологического оборудования главного корпуса по позициям базовой спецификации, по вариантам.
П6 Образец плана расстановки технологического оборудования в цехах и отделениях главного корпуса со схемой электропитания потребителей.
П7 Общая установленная мощность в блоке цехов основного производства (главный корпус) по вариантам.
П8 Образец генерального плана предприятия.
П9 Однолинейная схема электроснабжения предприятия.
П10 Титульный лист КП (форма титульного листа).


ТП2 10 кВ

ТП1 10 кВ

ТП4 10 кВ

~

ГПП

10 кВ











п.№



















































13 EMBED Equation.DSMT4 1415 380 В

п.№

п.№































ТП3 10 кВ

п.№


п.№

ШРА-6

ШРА-5

ШРА-4

ШРА-3

ШРА-2

l6

l5

l4

l3

l 2

F

F

F

F

F

SF8

SF7

SF6

SF5

SF4

SF3

п.19

l = 72 м

ШРА-1

К9

F

К8

К7

К6

К5

К3

К3

К3

К3

К3

К4

К3

SF2

РУ

К1

Т

КЛ
SF1

ЗРУ 10 кВ

К2

0.4 кВ




















































Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 14962302
    Размер файла: 937 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий