Оборудование авторемонтного завода, оценка электрических нагрузок. Определение степени надежности электроснабжения электроприемников, расчетных нагрузок цехов. Мощность компенсирующих устройств. Выбор силовых трансформаторов. Расчет схемы заземления.
Мощность системы питания 500 МВ·А Питание предприятия можно осуществлять от подстанции энергосистемы на классах напряжения 220,110, 35 КВ. Индуктивное сопротивление системы (хс) принимать 0.3;0.6;0.9 о.е. соответственно классам напряжения 220, 110, 35 КВ. Расстояние от источника питания до завода 6 км. Сведения об электрических нагрузках завода - табл. Литейная, печи стального и цветного литья Литейная, печи стального и цветного литья (6 КВ) 3700 7050При выполнении дипломного проекта определили расчетную нагрузку цехов и завода в целом, нашли центр электрических нагрузок завода, выбрали систему питания и распределения электроэнергии предприятия, выбрали и проверили по токам короткого замыкания элементы системы электроснабжения предприятия. Электроснабжение электромашиностроительного завода осуществляется от подстанции энергосистемы по двум воздушным ЛЭП - 110 КВ, выполненными проводом марки АС - 70/11 на двухцепных металлических опорах.
План
Генеральный план авторемонтного завода - рис. 1.
Введение
Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с развитием строительства электрических станций.
Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.
В настоящее время созданы методы расчета и проектирование цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций, методика определения электрических нагрузок и т.п.
Ниже перечислены основные проблемы в области электроснабжения промышленных предприятий: - Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок.
- Вопросы компенсации перетоков реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий.
- Рациональное построение систем электроснабжения промышленных предприятий.
- Применения переменного тока, оперативного, для релейной защиты и автоматики.
- Вопросы конструирования универсальных, удобных в эксплуатации цеховых электрических сетей.
- Комплектное исполнение цеховых общезаводских систем питания и конструкций подстанции.
Темой данного дипломного проекта является проектирование системы электроснабжения авторемонтного завода.
Все разделы выполнены с соблюдением требований [1].
1. Описание технологического процесса
Машиностроение - одна из наиболее распространенных отраслей промышленности. Она объединяет многие специализированные отрасли и призвана оснащать народное хозяйство высококачественной продукцией. Авторемонтный завод относится к предприятиям общего машиностроения.
Эффективность работы автомобильного транспорта в значительной степени зависит от технической готовности подвижного состава, которая обеспечивается своевременным и качественным выполнением технических обслуживаний и ремонтов.
Из всех видов транспорта автомобильный является самым трудоемким и фондоемким, то есть необходимо дальнейшее развитие производственно-технической базы автотранспорта предусматривающее строительство новых, расширение, перевооружение и реконструкцию действующих автотранспортных предприятий.
Данное машиностроительное предприятие относится к классу предприятий с полным технологическим циклом производства, т.к. на этом заводе есть наличие металлургической базы и литейного производства.
Цеха основного производства
Литейный цех предназначен плавки металлов. Плавильный участок литейного цеха является основным участком производства.
Основными электроприемниками литейного цеха являются: печи, конвейеры, насосы, краны, приточная и вытяжная вентиляция. Мощность электрических печей достигает 10 МВ?А. Электроприводы вентиляторов и насосов имеют диапазон мощностей 4,0-200 КВТ, режим их работы продолжительный. Мощности электроприводов конвейеров и других транспортирующих механизмов составляют 1,7-22 КВТ.
Напряжение питания электрических печей 0,4 КВ, напряжение дутьевых вентиляторов - 6 КВ.
Категория приемников по электроснабжению - 1.
Условия среды - технологическая пыль, локальное воздействие высоких температура.
Категория размещения электрооборудования - 3.
Степени защиты электрооборудования - IP40-IP50 (избирательно).
Кузнечнопрессовый цех служит для штамповки металлов. Основными электроприемниками цеха являются пресса. Кривошипные пресса холодной штамповки имеют мощность приводов 2,0-160 КВТ, горячей штамповки - 30-630 КВТ. Наиболее мощными являются гидропресса. Мощность двигателей насосов гидропрессов составляет 250-1660 КВТ.
В цехе так же присутствуют: насосы, подъемно-транспортные механизмы, приточная и вытяжная вентиляция. Напряжение питания электроприемников в большинстве случаев - переменное 0,4 КВ.
Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).
Условия среды - технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур.
Категория размещения электрооборудования - 3 (4).
Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).
Сварочный цех предназначен для сварки заготовок и изделий. Основные электроприемники цеха: электросварочные установки дуговой и контактной сварки, подъемно-транспортные механизмы, приточная и вытяжная вентиляции. Для дуговой сварки на переменном токе применяются сварочные трансформаторы. Для сварки на постоянном токе применяются электромашинные преобразователи. Мощность сварочных трансформаторов до 250 КВ?А. Мощность электромашинных преобразователей до 55 КВТ. Мощность установок контактной сварки 3-1000 КВ?А.
В последнее время находит широкое применение аргонно-дуговая сварка. Единичная мощность подъемно-транспортных механизмов 0,4-11 КВТ.
В цехе предусмотрена приточная и вытяжная вентиляции. Напряжение питания электроприемников цеха 0,4 КВ. Режим работы систем вентиляции продолжительный, сварочных установок и подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).
Условия среды - технологическая пыль.
Категория размещения электрооборудования - 3 (4).
Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).
Цех механической обработки предназначен для механической обработки заготовок и изделий. Основные электроприемники цеха: привода различных металлообрабатывающих станков, автоматических линий, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций. Мощность отдельных станков 1,5-22 КВТ. Напряжение питания приводов 0,4 КВ. Режим работы станков продолжительный, подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).
Условия среды - технологическая пыль.
Категория размещения электрооборудования - 4.
Степени защиты электрооборудования - IP30-IP40 (избирательно).
Механосборочный цех предназначен для сборки изделий, которая может осуществляться вручную, либо конвейерным способом.
В цехе может быть один или несколько сборочных участков или конвейеров.
Основные электроприемники цеха: привода конвейеров, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций.
Электроснабжение цеха осуществляется напряжением 0,4 КВ.
Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).
Условия среды - технологическая пыль.
Категория размещения электрооборудованию - 3 (4).
Степени защиты электрооборудования - IP30-IP64 (избирательно).
Цех окраски предназначен для нанесения на изделия или заготовки различных защитных покрытий (красок, лаков, порошков). В цехе применяются окрасочные камеры ручной или полуавтоматической окраски. Так как защитный материал обычно наносят распылением, то окрасочный цех является потребителем сжатого воздуха. Большое электропотребление вызвано применением вентиляционных систем и систем нагрева для сушки изделий.
Основные электроприемники цеха: сушильные камеры, привода конвейеров, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций.
Электроснабжение цеха осуществляется напряжением 0,4 КВ.
Категория приемников по электроснабжению - 2 (3).
Условия среды - аэрозоли легковоспламеняющихся веществ.
Категория размещения электрооборудования - 3 (4).
Вид защиты электрооборудования - взрывозащищенное.
Общепроизводственные цеха
Насосная станция предназначена для водоснабжения цехов предприятия. На промышленных предприятиях, как правило, применяется оборотная система водоснабжения.
Основные электроприемники цеха - насосы различной мощности. Мощность блока до 400 КВТ. Напряжение питания 0,4 КВ и 6(10) КВ.
Категория электроприемников по электроснабжению - 2 .
Условия среды - Повышенная влажность.
Категория размещения электрооборудования - 3.
Степень защиты электрооборудования - IP04.
Компрессорная предназначена для производства сжатого воздуха.
Компрессорные размещаются вблизи технологических цехов.
Основные электроприемники - электродвигатели компрессоров. Мощность двигателей до 6 МВТ. Напряжение питания 0,4 КВ и 6(10) КВ.
Категория приемников по электроснабжению - 1.
Условия среды - нормальная.
Категория размещения электрооборудования - 4.
Вид защиты электрооборудования - IP00.
Ремонтно-механический цех является ремонтной базой любого промышленного предприятия и необходим для текущего ремонта технологического оборудования. Структура РМЦ зависит от мощности и специфики производства предприятия. Основные отделения цеха: заготовительное, кузнечнопрессовое, сварочное, механическое, термическое и ряд других.
Основными электроприемниками цеха являются электродвигатели приводов станков и механизмов, термические печи, электросварочное оборудование, подъемно-погрузочные механизмы, системы вентиляции. Мощность электроприемников может достигать сотен киловатт. Напряжение питания переменное 220/380 В. Режим работы продолжительный или повторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению - 3.
Условия среды - нормальная.
Категория размещения электрооборудования - 4.
Степени защиты электрооборудования - IP20-IP40 (избирательно).
В результате проработки технологических процессов подразделений предприятия определены: технологические коэффициенты потребителей электрической энергии (коэффициент спроса и коэффициент мощности); характеристики электроприемников напряжением до и выше 1 КВ по надежности электроснабжения; характеристики окружающей среды всех подразделений предприятия; выявлен вид и степени защиты оборудования с учетом категории его размещения.
Результаты анализа технологических процессов производств подразделений предприятия сведены в таблицу П-2.1
Окружающая среда территории данного предприятия нормальная, так как на предприятии отсутствуют цеха, в которых могут осуществляться производственные выбросы (технологическая пыль, химически-активные вещества и т.п.). В связи с этим допускается на территории предприятия применение открытых распределительных устройств и электроустановок, предназначенных для наружной установки.
Рисунок 1 - Технологический процесс авторемонтного завода
1.1 Определение требуемой степени надежности электроснабжения электроприемников
Для выбора системы внешнего и внутреннего электроснабжения завода необходимо определить для каждого цеха в отдельности требуемую степень надежности (категорию надежности) электроснабжения электроприемников (ЭП), характер окружающей среды по пожаровзрывоопасности и по поражению человека электрическим током.
Согласно [1] ЭП в отношении обеспечения надежности электроснабжения подразделяются на три категории.
Электроприемники I категории - ЭП, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.
Электроприемники II категории - ЭП, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недопускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта.
Электроприемники III категории - все остальные ЭП, неподходящие под определение I и II категорий.
Опираясь на вышеизложенное в табл. 2 приведена степень надежности электроснабжения ЭП.
Таблица 2 - Степень надежности электроснабжения электроприемников
№ Наименование цеха Установленная мощность, КВТ Категория среды ЭСПП
1. Литейная, печи стального и цветного литья Литейная, печи стального и цветного литья (6 КВ) 3700 7050 Жаркая 1
2. Механический цех 1 2890 Норм. 2
3. Механический цех 2 2280 Норм. 2
4. Малярный цех (краскопульты) 2230 Норм. 2
5. Склад оборудования и запасных частей 240 Норм. 3
№ Наименование цеха Установленная мощность, КВТ Категория среды ЭСПП
12. Гараж 480 Норм. 3
13. Насосная 2250 Норм. 2
14. Ремонтно-механический цех 700 Норм. 3
15. Кузнечный цех 3200 Жаркая 2
16. Медпункт 180 Норм. 3
17. Испытательный цех 2400 Норм. 2
18. Цех топливной аппаратуры 2540 Норм. 2
19. Цех электрооборудования 2550 Норм. 2
20. Модельный цех 2300 Норм. 2
21. Компрессорная 650 Норм. 1
2. Определение расчетных нагрузок цехов
Расчет электрических нагрузок цехов является главным этапом при проектировании промышленной электрической сети. Существует много методов определения расчетных нагрузок но мы остановимся на методе коэффициента спроса.
При выполнении дипломного проекта расчетные нагрузки определяются по номинальной мощности и коэффициенту спроса с учетом осветительной нагрузки, коэффициента разновременности максимумов и потерь в элементах систем электроснабжения.
Определение электрических нагрузок в СЭС промышленного предприятия выполняют для всех узлов питания потребителей электроэнергии. При этом отдельно рассматриваются сети напряжением до и выше 1000 В. Рассмотрим особенности определения расчетных нагрузок на разных уровнях.
Расчетный максимум цехов определяется по коэффициенту спроса и коэффициенту мощности, взятому по справочным данным [2] и [3].
;(1)
.(2)
Кроме того, в цехах и на территории завода необходимо учесть нагрузку искусственного освещения, которая определяется по удельной плотности освещения ( , Вт/ м2), а так же по площади производственных цехов. При этом предполагается, что силовые ЭП и освещение будут подключены к одним и тем же трансформаторам цеховых ТП. В этом случае расчетная мощность осветительной нагрузки будет определяться по формулам:
; (3)
, (4) где - коэффициент спроса для осветительной нагрузки, - коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре при применении газоразрядных источников света (обычно );
- соответствует осветительной нагрузки;
- номинальная мощность осветительной нагрузки данного цеха.
Номинальная мощность осветительной нагрузки определяется исходя из удельной мощности на единицу площади: ,(5) где - площадь территории цеха, м2
- удельная мощность осветительной нагрузки, Вт/м2.
Территория завода площадью менее 20000 м2 (ДРЛ)- 0,9 Вт/м2
Для люминесцентных и ДРЛ ламп: Вспомогательные цеха - 12-14 Вт/м2
Склады - 7-10 Вт/м2
Механические цеха - 14-16 Вт/м2
Компрессорная, насосная - 14-16 Вт/м2
Заводоуправление, столовые, лаборатории - 18-20 Вт/м2.
При этом необходимо учесть, что лампы накаливания имеют (не устанавливаем), разрядные .
Таким образом, расчетные значения нагрузок цеха определяются по следующим выражениям:
;(6)
,(7) где и - расчетные значения активной и реактивной мощности цеха
Полная мощность: .(8)
Расчетный ток узла нагрузки: , (9) где - расчетное значение тока узла нагрузки (цеха), А;
- номинальное напряжение в узле нагрузки, КВ.
Расчетные электрические нагрузки цеха необходимы для выбора мощности трансформаторов цеховых ТП, линий, сечения шин и коммутационно-защитной аппаратуры РУ низшего напряжения ТП.
При расчете осветительной нагрузки нельзя пренебрегать освещением территории предприятия.
2.1 Определение расчетных нагрузок на стороне высшего напряжения цеховой трансформаторной подстанции
Для 6-10 КВ нагрузки расчетные формулы немного другие.
Расчетные значения нагрузок на стороне высшего напряжения трансформаторов, питающих цех, определяют по следующим выражениям: - расчетная активная и реактивная мощности: ;(10)
,(11) где и - расчетные значения активной и реактивной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения. и - потери активной и реактивной мощности в цеховом трансформаторе.
Так как тип силового трансформатора еще не определен, можно принимать: ; (12)
; (13)
, (14) где - расчетное значение полной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения, КВ•А.
Расчетный ток: . (15)
По полученным расчетным значениям нагрузок выбирают линии, питающие цеховые ТП и коммутационно-защитную аппаратуру этих линий.
Рассмотрим определение расчетного максимума на примере цеха № 1 (литейная, печи стального и цветного литья).
Рисунок 3 - Схема присоединений
Исходные данные для цеха по 0.4 КВ: КВТ, , , м2, Вт/м2, , , .
Для 6 КВ нагрузки: КВТ, .
КВТ;
КВАР;
КВТ;
КВАР;
КВТ;
КВАР.
Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки по 0.4 КВ (точка 1): КВТ;
КВАР;
КВ·А;
А.
Для 6 КВ нагрузки: КВ·А.
Определим потери в трансформаторе: КВТ;
КВАР;
Расчетный максимум определяется с учетом потерь в трансформаторе (точка 2): КВТ;
КВАР;
КВ·А.
А.
Результаты расчета остальных цехов представлены в табл. 3 и 4.
Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок
№ Наименование цеха Рн КВТ Cosj кс Рр.с.ц. КВТ Qp.с.ц. квар Sp.с.ц. КВ·А I р.с.ц. A Электроприемники напряжением 0,4 КВ
Определяем мощность, требуемую на освещение завода м2;(16)
КВТ; (17) квар. (18)
Суммарная мощности завода: КВТ;
квар;
Суммарная мощность с учетом коэффициента одновременности и компенсации будет рассчитана далее.
2.2 Расчет мощности компенсирующих устройств узла нагрузки
Воспользуемся методом, предложенным компанией «Матик-Электро», который позволяет достичь оптимального коэффициента мощности и снизить мощность цеховых трансформаторов: , (19) где - расчетная активная мощность узла нагрузки, КВТ; К - коэффициент пропорциональности, который зависит от текущего значения коэффициента активной мощности и требуемого для компенсации перетоков реактивной мощности питающих сетей узла нагрузки.
Расчетную мощность низковольтных БСК округляют до ближайшей (по стандартной шкале) мощности комплектных конденсаторных установок (ККУ).
Примечание: устанавливать компенсирующие устройства мощностью менее 150 квар обычно экономически не выгодно, на шинах низшего напряжения может быть установлена компенсирующая установка большей мощности, чем по расчету.
Требуемый будет равен 0,96; для нахождения расчетного воспользуемся данными таблицы 4.
Рассмотрим расчет на примере цеха № 17 (испытательная станция): КВТ, квар; тогда , Для двух по таблице 2 [15] находим коэффициент пропорциональности К=0,43.
квар.
По полученному значению выбираем ККУ стандартной мощности 4?150 квар (АКУ 0,4-150-25У3).
Итоговая мощность цеха с учетом установленных батарей равна: квар;(20)
КВ·А. (21)
Таблица 4 - Расчет мощности компенсирующих устройств (продолжение)
№ Наименование цеха Q р.ц. квар KQ ку. КВАРQ БСК ст. квар Q р.БСК. квар Sp.БСК. КВ·А 1. Литейная, печи стального и цветного литья 1202 0,92 0,13 361,2 300,0 902,0 2921
№ Наименование цеха Q р.ц. квар KQ ку. КВАРQ БСК ст. квар Q р.БСК. квар Sp.БСК. КВ·А 5. Склад оборудования и запасных частей 73,7 0,67 0,82 55,0 0 73,7 99,7
2.3 Определение расчетных нагрузок на шинах низшего напряжения пункта приема электроэнергии
Расчетные значения нагрузок на шинах НН ППЭ определяются по расчетным значениям активной и реактивной мощности всех отходящих линий с учетом коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки и расчетной мощности осветительной нагрузки территории предприятия.
- расчетная активная мощность
, (22) где - расчетное значение активной мощности, потребляемой от шин низшего напряжения ППЭ, КВТ; - суммарное значение расчетных активных мощностей всех отходящих линий, КВТ; - коэффициент одновременности максимумов силовой нагрузки в рассматриваемом узле потребления; - расчетное значение активной мощности осветительной нагрузки территории предприятия, КВТ.
- расчетная реактивная мощность
, (23) где - расчетное значение реактивной мощности, потребляемой от шин низшего напряжения ППЭ, КВ•Ар; - суммарное значение расчетных реактивных мощностей всех отходящих линий, КВ•Ар; - расчетное значение реактивной мощности осветительной нагрузки территории предприятия, КВ•А.
- расчетная полная мощность
, (24)
Найдем расчетные максимумы в точке 3 ( ) с учетом потерь в кабельных линиях 6-10 КВ ( , т. е 5%): КВТ;
квар;
КВ•А.(24)
При определении расчетных нагрузок на шинах распределительных пунктов и шинах низшего напряжения РУ ППЭ, значение коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки определяют по [4] в зависимости от значения средневзвешенного коэффициента использования и числа присоединений, рассматриваемого узла нагрузки.
Расчетные нагрузки на высшем напряжении ППЭ определяют по расчетным нагрузкам на шинах РУ низшего напряжения ППЭ с учетом потерь в силовых трансформаторах ППЭ, но так как трансформатор еще не выбран, расчет произведем сразу после его выбора.
3. Построение картограммы нагрузок предприятия
Задачи, решаемые при проектировании систем промышленного электроснабжения, разнообразны по своему содержанию и по сложности, решать которые при проектировании становится все сложнее. Это объясняется тем, что проектировщикам приходиться оперировать с большим количеством исходных данных, объем которых постоянно увеличивается. В первую очередь это относится к возросшему числу электроприемников. Большой объем данных и постоянный его рост привели к широкому внедрению вычислительной техники в проектную практику, что потребовало разработки иных подходов к проектированию.
Для определения оптимального местоположения пункта приема электроэнергии (ППЭ) и цеховых подстанций (ТП), при проектировании системы электроснабжения, на генеральный план предприятия наносится картограмма электрических нагрузок.
Картограммой нагрузок называют план, на котором изображена картина средней интенсивности распределения нагрузок приемников электроэнергии.
Геометрические изображения средней интенсивности распределения нагрузок на картограмме выполняют различными способами. Наиболее простой из них состоит в изображении степени интенсивности распределения нагрузок при помощи кругов. Он состоит в следующем. В качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки (ЦЭН) приемника электроэнергии; значение его находят из условия равенства расчетной мощности площади круга: ,(25)
где - радиус круга; - масштаб; , откуда выразим : .(26)
Каждый круг может быть разделен на секторы, площади которых равны соответственно осветительной и силовой нагрузкам. В этом случае картограмма дает представление не только о значениях нагрузок, но и об их структуре.
Осветительная нагрузка приемников электроэнергии (цехов, промышленного предприятие в целом и т.п.) показывается на картограмме в виде сегментов круга. Угол сектора определяется по формуле: ,(27) где - активная мощность осветительной нагрузки i - го цеха, КВТ.
Пример расчета покажем на цехе № 2 (Механический цех № 1). Результаты расчетов остальных цехов сведем в табл. 6.
Радиус окружности находим по формуле (26): мм
Осветительная нагрузка показывается в виде сегментов круга. Угол сектора определяется по формуле (27): Постановка любой задачи оптимизации зависит от математических средств, которыми располагает исследователь. Для выбора места расположения пункта приема электрической энергии, мы имеем два показателя оптимизации, это показатели разброса, который приводит к уменьшению затрат на сооружение и эксплуатацию системы электроснабжения, и центр электрических нагрузок.
Целевая функция задачи принимает наименьшее значение в ЦЭН, координаты которого мы определили. Следовательно, разброс нагрузок приемников электрической энергии относительно источника питания, расположенного в ЦЭН, наименьший. В этом случае расположение ППЭ в ЦЭН является по затратам наивыгоднейшим.
Однако следует отметить, что не во всех случаях возможна установка пункта приема электроэнергии в центре электрических нагрузок. Это, например, невозможность подвода линий электропередачи к ППЭ изза сооружений (зданий, цехов и т.п.) расположенных на пути прокладки ЛЭП. Поэтому следует выбирать место расположения ППЭ из условия минимальных затрат на сооружение (возможность привязать его к зданию цеха) и на эксплуатацию системы электроснабжения, т.е. как можно ближе к центру электрических нагрузок в сторону системы питания.
Координаты ЦЭН находятся по формулам: ;(28);
,(29). где , - координаты центра электрических нагрузок для i - го цеха.
- расчетная нагрузка i - го цеха.
Таким образом, центр электрических нагрузок авторемонтного завода находится в точке с координатами (73,87;87,99). Согласно полученным данным по таблице 6. строим картограмму нагрузок (см. рис. 6). Пункт приема электрической энергии от системы, по экономическим соображениям и удобства эксплуатации, привяжем к (75,00;80,00), практически в центре электрических нагрузок.
Таблица 6 - Картограмма электрических нагрузок
№ цеха , КВТ , мм , мм , мм , град , КВТ КВТ?мм
КВТ?мм
1 2779 40 65 14,87 17,0 131,3 111,1 180,619
2 1820 15 145 12,03 37,3 188,5 27,293 263,837
3 961,5 45 115 8,75 10,3 27,4 43,267 110,570
4 1465 60 185 10,80 22,4 91,2 87,878 270,959
5 67,1 97 115 2,31 92,7 17,3 6,510 7,718
6 584,6 97 185 6,82 49,1 79,8 56,705 108,148
7 4,564 162 45 0,60 272,6 3,5 739,289 205,358
8 1188 140 65 9,72 29,0 95,8 166,4 77,249
9 1316 150 105 10,23 26,2 95,8 197,4 138,167
10 286,9 155 165 4,78 65,0 51,8 44,5 47,344
11 148,6 135 175 3,44 96,3 39,7 20,059 26,003
12 263,2 150 205 4,58 21,9 16,0 39,484 53,962
13 1389 120 210 10,51 1,7 6,7 166,631 291,605
14 243,6 65 115 4,40 40,5 27,4 15,834 28,015
15 1356 15 22 10,39 12,0 45,2 20,345 29,840
16 40,9 162 35 1,81 33,8 3,8 6,634 1,433
17 1379 150 22 10,47 7,1 27,2 206,822 30,334
18 1232 125 22 9,90 17,6 60,3 153,9 27,094
19 1367 90 22 10,43 15,9 60,3 122,999 30,066
20 1356 53 22 10,39 16,0 60,3 71,890 29,841
21 479,0 46 150 6,17 10,9 14,6 22,032 71,844
Для 6 КВ нагрузки: Таблица 6 (продолжение)
№ , КВТ , мм
КВТ?мм
КВТ?мм
17 3878 17,6 155,100 252,038
Рисунок 6 - Картограмма электрических нагрузок авторемонтного завода
4. Расчет системы питания
Основными задачами данного раздела являются: - выбор рационального напряжения системы питания;
- выбор силовых трансформаторов ППЭ;
- выбор схем распределительных устройств высшего напряжения;
- выбор питающих линий электропередачи;
- выбор схем распределительных устройств низшего напряжения ППЭ.
Система электроснабжения любого предприятия может быть условно разделена на две подсистемы - это система питания и система распределения энергии внутри предприятия.
В систему питания входят питающие ЛЭП и ППЭ (ПГВ или ГПП), состоящий из устройства высшего напряжения, силовых трансформаторов и распределительного устройства низшего напряжения.
4.1 Выбор рационального напряжения питания системы питания
Комплекс основных вопросов при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий наряду с выбором общей схемы питания и определением целесообразной мощности силовых трансформаторов включает в себя выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку последними определяются параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанций и сетей, а следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Рациональное построение системы электроснабжения во многом зависит от правильного выбора напряжения системы и распределения. Под рациональным напряжением понимается такое значение стандартного напряжения, при котором сооружение и эксплуатация СЭС имеют минимальное значение приведенных затрат.
В проектной практике обычно используют следующие выражения для определения приближенного значения рационального напряжения : КВ,(30) где - значения расчетной нагрузки завода, МВТ, - расстояние от подстанции энергосистемы до завода, км.
Затем намечают два ближайших значения стандартных напряжений (одно меньше , а другое больше ) и на основе ТЭР окончательно выбирается напряжение питания предприятия. В нашем случае это 35 КВ и 110 КВ.
4.2 Компенсация реактивной мощности
Определив расчетную нагрузку на шинах 6 КВ, необходимо решить вопрос о потоках реактивной мощности. Мощность, которую может потреблять предприятие от энергосистемы, можно определить через нормативное значение коэффициента реактивной мощности : ,(31) где - базовый коэффициент реактивной мощности для сетей 6-10 КВ присоединенный к шинам п/ст с высшим классом напряжения 110 КВ, равный 0.5.
Согласно приказ Минпромэнерго РФ №49 от 22.02.2007 предельные значения коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети, для потребителей, присоединенных к сетям напряжением ниже 220 КВ, определяются в соответствии с приложением к настоящему Порядку.
Тогда экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных активных нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя: (32)
Величина получилась предельной, следовательно приказ Минпромэнерго РФ №49 от 22.02.2007 не нарушается.
4.3 Построение графиков нагрузок
Графики электрических нагрузок дают представление о характере изменения нагрузок в течение характерных суток или всего года. Графики электрических нагрузок используются при определении потерь электроэнергии в элементах СЭС, а также при выборе силовых трансформаторов и других целей.
Для построения суточных графиков нагрузки по предприятию в целом необходимо знать суточные графики нагрузок отдельных цехов и его подразделений. При учебном проектировании принимают за основу суточные графики, характерные для отрасли промышленности, к которой относится данное предприятие. За максимальную нагрузку принимается расчетная величина нагрузки по предприятию в целом с учетом потерь в элементах электрических сетей. Таким образом, по характерным отраслевым графикам нагрузок строят графики нагрузок данного предприятия.
Годовой график по продолжительности строится по характерным сезонным (суточным) графикам нагрузок. При построении рекомендуется принять продолжительность зимнего периода - 250 суток, летнего - 115 суток.
Таблица 7 - Суточный график нагрузок предприятия с учетом компенсации
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций промышленных предприятий должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.
При выборе числа трансформаторов необходимо учитывать требование резервирования потребителей, исходя из следующих соображений: Потребители 1-й категории должны получать питание от двух независимых взаимно резервирующих источников электроэнергии, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.
Ввод резервного питания потребителей 2-й категории должен осуществляться действиями дежурного персонала. При питании этих потребителей от одной подстанции необходимо иметь два трансформатора.
Потребители 3-й категории могут получить питание от подстанции с одним трансформатором при наличии «складского» резервного трансформатора.
При проектировании электроснабжения промышленного предприятия следует использовать трансформаторы с регулировкой напряжения под нагрузкой (система РПН).
Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов (автотрансформаторов) для питания нагрузок промышленных предприятий производят на основании расчетов и обоснований по изложенной ниже общей схеме: 1.Определяют число трансформаторов на подстанции.
2. Намечают возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учетом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме.
3. Определяют экономически целесообразное решение из намеченных вариантов, приемлемое для данных конкретных условий.
Выбор трансформаторов ППЭ производиться согласно ГОСТУ 14209 - 2002. Мощность трансформаторов выбирают по суточному графику нагрузки предприятия и проверяют на послеаварийную перегрузку.
Среднеквадратичная мощность рассчитывается по формуле: КВТ; (33)
;
квар;(34)
КВ•А.(35)
При определении значений и по графику перетока мощности через трансформатор мощность трансформатора определяется (учтем, что для трансформаторов в зимний максиму
Вывод
При выполнении дипломного проекта определили расчетную нагрузку цехов и завода в целом, нашли центр электрических нагрузок завода, выбрали систему питания и распределения электроэнергии предприятия, выбрали и проверили по токам короткого замыкания элементы системы электроснабжения предприятия.
Электроснабжение электромашиностроительного завода осуществляется от подстанции энергосистемы по двум воздушным ЛЭП - 110 КВ, выполненными проводом марки АС - 70/11 на двухцепных металлических опорах.
Главная понизительная подстанция (ГПП) расположена с небольшим смещением от найденного расчетным путем центра электрических нагрузок.
На ПГВ установлены два трансформатора типа ТДН - 16000/110/10.
РУ - 10 КВ ПГВ выполнена ячейками КРУ серии К-63 с выкатными тележками.
Большинство цеховых подстанций выполнены двухтрансформаторными, кроме цехов № 6, 10-12 и 14, там установлена однотрансформаторная КТП. В цехах № 5, 7 и 16 установлен силовой пункт, который получает питание от ближайших ТП.
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы ПУЭ/6 и ПУЭ/7. Новосибирск: Сиб.Унив.Изд-во, 2007. -854 с.
2.Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий/ А.А. Федорова, В.В. Каменева. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 472 с.
3.Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения промышленных предприятий / Под ред. Ю.Г. Барыбин, Л.Г. Федоров. - М.: Энергоатомиздат, 1990-576 с.
4.Руководящий технический материал. Указания по расчету электрических нагрузок. РТМ 36.18.32.4.-92. - М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1992.-26с.
5.ГОСТ 14.209-85. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов с дополнениями. - М.: Госкомитет по стандартам, 2002. -30 с.
6.Зуев Э.Н. Основные техники подземной передачи электроэнергии./ Э.Н. Зуев. - Учебное пособие. -М.: Энергоатомиздат, 1999. -256.с
7.Грунин В.К. Справочник «Электротехнические устройства»/ Под общ. ред. В.К. Грунина. В 2 томах. Омск: Изд-во ОМГТУ, Т1 136 с., Т2 - 154 с.
8.ГОСТ 28242-93. Короткие замыкания в электроустановках.. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1КВ. - Минск: Госстандарт России,1995. - 120с.
9.Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию за потребление и генерацию реактивной энергии (с изменениями). - М.: Главэнергонадзор России, 1994. - 10 с.
10.Грунин В.К. Проектирование систем электроснабжения промышленных объектов: Учеб. пособие / Под общ. Ред. В.К. Грунина. Омск: Изд-во ОМГТУ, 2003. 92 с.
11.Грунин В.К. Расчет электрических нагрузок, выбор главных схем оборудования промышленных предприятий: Учеб. Пособие / Под общ. ред. В.К. Грунина - Омск: Изд-во ОМГТУ, 2000, 93 с.
12.Авербух А.М. Релейная защита в задачах с решениями и примерами. -Л.: Энергия, 1975. -416с.
13. Крупович В.И. Проектирование промышленных электрических сетей. Под. ред. В.И. Круповича.- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1979. - 328 с.
14.Шкаруба М.В. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. Под. ред. М.В. Шкаруба, Омск: Изд-во ОМГТУ, 2001
15. Справочник по проектированию электрических сетей. Под редакцией Д.Л. Файбисовича. - 3-е изд., - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2009. - 392 с.
16. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.12г. - 87 / Минэнерго СССР. - М.:Энергоатомиздат, 1989. - 56 с.
17. Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электроподстанций и подстанций.
Справочные материалы для дипломного и курсового проектирования. / Б.Н. Неклкпаев, И.П. Крючков. - М.: Энергоиздат, 1989
19. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00.- СПБ.: Издательство ДЕАН, 2011. - 206 с.
21. Руководящие указания по релейной защите. Выпуски 13А и 13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов110-500 КВ.Расчеты. Схемы. - М.: Энероатомиздат,1985.
22. Расчет электрических нагрузок, выбор главных схем и оборудования промышленных предприятий. Учебное пособие /В.К. Грунин, С.Г. Диев, В.В. Карпов, В.Ф. Небускин, В.К. Федоров, А.В. Щекочихин. - Омск: Изд-во ОМГТУ, 2001. - 104 с.
26. Вязигин, В.Л. Электрическое освещение. Методические рекомендации к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов. / В.Л. Вязигин - ОМГТУ, 2007. - 123с.
27. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон от 23 ноября 2009г. № 261-ФЗ// Росийская газета,- 2009. - №5050
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
