Определение расчетных электрических нагрузок по цехам промышленного предприятия. Расчет и технико-экономический анализ системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода. Выбор и проверка электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей.
Аннотация к работе
Энергосистемы продолжают оставаться основными источниками электроснабжения потребителей электроэнергии, в том числе наиболее энергоемких, каковыми являются промышленные предприятия. Вся система распределения и потребления электроэнергии, получаемой от энергосистем, строится таким образом, чтобы удовлетворялись основные требования электроприемников, находящихся у потребителей. Внутренние сети промышленных предприятий, являясь продолжением сетей энергосистем, обеспечивает электроснабжение цехов и технологических агрегатов, отдельных электроприемников и подразделяются на межцеховые и внутрицеховые. На конфигурацию сети предприятия, число подстанций и их мощность решающим образом влияют характер и величины нагрузок. Схемы электроснабжения, включая количество и расположения подстанций, величины напряжений сетей, мощность трансформаторов определяются расчетной величиной и характером графика электрической нагрузки предприятия, а так же особенностями данного производства и генеральным планом предприятия.Основными определяющими факторами при проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия должны быть характеристики источников питания и потребителей электрической энергии. В первую очередь требование к бесперебойности электроснабжения с учетом возможности обеспечения резервирования в технологической части проекта, требование электробезопасности. Исходя из вышесказанного, производим краткую характеристику потребителей электрической энергии промышленного предприятия, которая представлена в виде трехфазной нагрузки напряжением 0,4 и 10 КВ, и среды производственных помещений. Результаты сводим в таблицу 1.1. Таблица 1.1 - Краткая характеристика потребителей электрической энергии и среды производственных помещенийРассчитываем активную низковольтную силовую нагрузку для цеха №1 , КВТ по формуле Подставляя значения в вышеуказанную формулу (1.1), получаем Рассчитываем реактивную низковольтную силовую нагрузку цеха , квар по формуле Подставляя значения в вышеуказанную формулу (1.2), получаем , (1.3) где Руд.i - удельная мощность осветительной нагрузки, Вт/м2 (принимаем из приложения Б); Fi - площадь цеха по плану, м2; Ксоі - средневзвешенный коэффициент спроса на освещение, принимаемый в зависимости от степени зрительной нагрузки; n - количество этажей.Далее по приближенным формулам находим активные ?Рц.тр., КВТ и реактивные ?Qц.тр., квар потери в цеховых трансформаторах соответственно , (1.11) Рассчитываем суммарную активную высоковольтную и низковольтную нагрузки по всем цехам с учетом освещения и потерь мощности в цеховых трансформаторах по формуле , (1.13) где Крм - коэффициент разновременности максимума, указывающий на несовпадение максимумов низковольтной и высоковольтной нагрузок (принимаем для активной и реактивной мощностей Крм = 0,95). Рассчитываем суммарную реактивную высоковольтную и низковольтную нагрузки по всем цехам с учетом освещения и потерь мощности в цеховых трансформаторах по формуле , (1.15) где Тма - время потребления максимума активной энергии, часы (выбираем из справочной литературы [3]); Тмр - время потребления максимума реактивной энергии, часы (выбираем из справочной литературы [3]).Для определения местоположения ГПП (ГРП) при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносим картограмму нагрузок, которая представляет собой размещенные на генплане окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносим свою окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха. Главную понизительную и цеховые подстанции располагаем как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность, как распределительных сетей высокого напряжения завода, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии. Рассчитываем в выбранном масштабе радиус окружности цеха, соответствующий расчетной нагрузке Spi, КВ•А i - го цеха по формуле Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.Учитывая, наличие на проектируемом предприятии потребителей I и II категории по бесперебойности электроснабжения, согласно ПУЭ для внешнего электроснабжения предусматриваем две линии (с двумя трансформаторами связи с энергосистемой в случае сооружения ГПП). Пункт приема электроэнергии от внешних сетей ГПП или ГРП размещается на территории завода в соответствии с расчетным центром электрических нагрузок. Выбор мощности трансформаторов производим по формулеПри решении задачи выбора рационального напряжения предварительно определяем нестандартное рациональное напряжение по формулам а) формула Стилла Для системы внешнего электроснабжения выбираем следующие варианты напряжения питающей линии: а) электроэнергия передается по воздуш
План
Содержание
Введение
1. Определение расчетных электрических нагрузок предприятия
1.1 Краткая характеристика потребителей электроэнергии и среды производственных помещений
1.2 Определение расчетных электрических нагрузок по цехам предприятия
1.3 Определение расчетной электрической нагрузки предприятия в целом
2 Построение картограммы электрических нагрузок
3 Выбор и расчет системы внешнего электроснабжения
3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов для системы внешнего электроснабжения
3.2 Определение рационального напряжения системы внешнего электроснабжения
3.3 Вариант 1. Uном = 220 КВ
3.4 Вариант 2. Uном = 35 КВ
3.5 Технико-экономический расчет выбранных линий
3.6 Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения
4. Система внутреннего электроснабжения завода
4.1 Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых ТП
4.2 Определение потерь мощности в трансформаторах
4.3 Компенсация реактивной мощности на высокой стороне цеховых трансформаторов и определение расчетных нагрузок линий распределительной сети
4.4 Выбор и проверка сечений линий распределительной сети
4.5 Выбор выключателей отходящих линий
4.6 Технико-экономический анализ схемы внутреннего электроснабжения
4.7 Сравнение и окончательный выбор варианта электроснабжения завода
5. Выбор и проверка электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей
5.1 Выключатели
5.2 Выключатели на отходящих линиях
5.3 Выбор разъединителей
5.4 Предохранители
5.5 Трансформаторы тока
5.6 Трансформаторы напряжения
5.7 Шины ЗРУ
5.8 Шинные изоляторы ЗРУ
5.9 Выбор трансформаторов собственных нужд подстанции
Заключение
Список использованных источников
Введение
Огромное количество электроэнергии, вырабатываемое генераторами различных типов электростанций, передается потребителям. Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций. Энергосистемы продолжают оставаться основными источниками электроснабжения потребителей электроэнергии, в том числе наиболее энергоемких, каковыми являются промышленные предприятия. Вся система распределения и потребления электроэнергии, получаемой от энергосистем, строится таким образом, чтобы удовлетворялись основные требования электроприемников, находящихся у потребителей.
Внутренние сети промышленных предприятий, являясь продолжением сетей энергосистем, обеспечивает электроснабжение цехов и технологических агрегатов, отдельных электроприемников и подразделяются на межцеховые и внутрицеховые. Небольшие предприятия получают питание от ближайших подстанций энергосистем по одной - двум линиям 6-10 КВ и имеют простейшие внутренние сети. Ввиду большого количества таких небольших предприятий вопросы рационального проектирования сетей для них являются весьма существенными. На конфигурацию сети предприятия, число подстанций и их мощность решающим образом влияют характер и величины нагрузок. Схемы электроснабжения, включая количество и расположения подстанций, величины напряжений сетей, мощность трансформаторов определяются расчетной величиной и характером графика электрической нагрузки предприятия, а так же особенностями данного производства и генеральным планом предприятия.
Электрические нагрузки промышленных предприятий зависят от вида и количества выпускаемой продукции, от технологии и организации производства, от требований по обеспечению условий труда рабочих и санитарно-гигиенических режимов данного производства.
Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического ввода резерва (АВР) и повторного включения (АПВ), контроля и сигнализации.
Качество электроснабжения определяется поддержанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением значений в сети высших гармоник и несинусоидальности и несимметричности напряжений.
Экономичность электроснабжения достигается путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.
Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения.
Технологический процесс производства непосредственно влияет на величину и характер графика нагрузки предприятия. Производство, использующее в основном сравнительно мелкое оборудование, например цехи механической обработки металлов с большим количеством токарных и других металлорежущих станков, имеют сравнительно спокойный график нагрузки в течении рабочей смены.
Таким образом, для создания схемы электроснабжения и рационального выбора средств конструктивного решения сетей предприятия необходимо подробно изучать особенности технологического процесса данного предприятия, уметь достаточно точно определять величина нагрузок и характер их графика.
Так как каждое промышленное предприятие находится в состоянии непрерывного развития, система электроснабжения должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий. Это отличает систему распределения электроэнергии на предприятиях от районных энергосистем, где процесс развития также имеет место, однако места потребления электроэнергии и формы ее передачи более стабильны.