Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЗМIСТ
|
Втуп……………………………………………………………………………… |
4 |
|
1 Загальна частина……………………………………………………………… |
5 |
|
1.1 Характеристика споживачів електроенергії…………………………….... |
5 |
|
1.2 Вибір роду струму та величини напруги………………………………………. |
6 |
|
1.3 Розрахунок електричних навантажень…………………………………………. |
8 |
|
1.3.1 Визначення розрахункового навантаження інструментального цеху……….. |
8 |
|
1.3.2 Визначення загальної розрахункового навантаження заводу…………. |
12 |
|
1.4 Розрахунок компенсуючого пристрою……………………………………. |
15 |
|
1.5 Вибір місця розташування ГПП…………………………………………… |
17 |
|
1.6 Вибiр кiлькостi та потужностi трансформаторiв пiдстанцiї……………... |
19 |
|
1.7 Вибір схеми зовнішнього електропостачання……………………………. |
26 |
|
1.8 Вибір схеми внутрішнього електропостачання………………………………... |
29 |
|
2 Спеціальна частина…………………………………………………………... |
33 |
|
2.1 Розрахунок струмів короткого замикання………………………………... |
33 |
|
2.2 Вибір електрообладнання…………………………………………………. |
38 |
|
2.3 Розрахунок заземлюючого пристрою…………………………………….. |
41 |
|
Висновок………………………………………………………………………… |
44 |
|
3 Список використаної літератури……………………………………………. |
45 |
ВСТУП
Підвищення рівня електрифікації виробництва та ефективності використання енергії засноване на подальшому розвитку енергетичної бази, безперервному збільшенні електричної енергії. Для передачі великих потоків електричної енергії споруджуються лінії електропередач надвисокої напруги 1150кВ змінного і 1500 постійного струмів.
В даний час за наявності потужних електричних станцій, об'єднаних в електричні системи, що мають високу надійність електропостачання, на багатьох промислових підприємствах триває спорудження електростанцій.
Необхідність їх спорудження обумовлюється великою віддаленістю від енергетичних систем, потребою в тепловій енергії для виробничих потреб і опалювання, необхідністю резервного живлення відповідальних споживачів. Проектування систем електропостачання ведеться в ряді проектних організацій.
У результаті узагальнення досвіду проектування питання електропостачання підприємств отримали форму типових рішень. В даний час розроблені методи розрахунків і проектування цехових мереж, вибору потужності цехових трансформаторів, методика визначення цехових навантажень і т. д. У зв'язку з цим великого значення набувають питання підготовки високо кваліфікованих кадрів, здатних успішно вирішувати питання проектування електропостачання та практичних завдань.
В курсовому проекті буде розрахований і запропонований варіант організації електропостачання інструментального цеху в умовах машинобудівного підприємства ПАТ «Завод сталевих конструкцій».
ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА споживачів електроенергії
Категорії електроприймачів щодо надійності електропостачання визначаються в процесі проектування системи електропостачання на підставі нормативної документації, а так само технологічної частини проекту.
У відношенні забезпечення надійності електропостачання електроприймачі поділяються на наступні три категорії:
Перша категорія об'єднує такі електроприймачі, перерва в електропостачанні яких пов'язаний з небезпекою для життя людей, нанесенням значної шкоди народному господарству, розладом складного технологічного процесу, пошкодженням устаткування, масовим браком продукції. Перерва в електропостачанні приймачів першої категорії допускається тільки на час автоматичного введення резервного живлення.
З приймачів першої категорії виділяється особлива група, недопускающая перерви в харчуванні. У разі порушення технологічного режиму при короткочасній перерві в електропостачанні приймачів першої категорії ці приймачі забезпечують безаварійну зупинку технологічного процесу і запобігають можливість вибуху, пожежі або руйнування технологічного обладнання.
Друга категорія надійності включає приймачі, перерва в електропостачанні яких може призвести до масового не до відпуску продукції, простою технологічних механізмів, робітників, промислового транспорту.
Перерва в електропостачанні приймачів цієї категорії допускається на час, необхідний для включення резервного живлення силами експлуатаційного персоналу, але не більше 1 доби.
Третя категорія об'єднує електроприймачі, що не підходять під
вищезгадані характеристики. Приймачі даної категорії допускають перерва в електропостачанні не більше однієї доби.
По режиму роботи електроприймачі відносять до одного з трьох режимів: тривалому (S1), короткочасного (S2) або повторно-короткочасному.
S1 – тривалий режим. Він триває такий тривалий час, що перевищення температури нагрівання всіх його частин, а температурою навколишнього середовища досягає практично усталеного значення tуст. До нього відносяться усі інші електроприймачі не попадають під режими S2 і S3.
S2 – короткочасний режим-характеризується не більшими за часом періодами роботи і тривалими паузами, з відключенням електроприймача від мережі. До режиму S2 відносяться електроприймачі, які працюю при ремонті устаткування.
S3 – повторно-короткочасний режим, при якому короткочасні періоди роботи чергуються з паузами. Металеві частини не встигають остигати до температури навколишнього середовища. До нього відносяться: мостові, грейферні крани, тельфери і кран-балки.
У нас в заводі електроприймачі відносяться до першої та другої категорії. Відповідно буде передбачена схема для живлення від додаткової лінії електропередачі.
1.2 Вибір роду струму та величини напруги
Вибір того чи іншого стандартного напруги визначає побудову всієї енергетичної системи промислових підприємств.
Для внутрішньоцехових електромереж найбільше поширення має напругу 220/380 В.
Основною перевагою, яких є можливість спільного харчування силових та освітлювальних електроприймачів.
Вибір напруги вище 1 кВ проводиться в залежності від потужності електроустановок підприємства одночасно з вибором всієї схеми електропостачання.
Для живлення підприємств малої потужності і в розподільчих мережах всередині підприємства 6-10 кВ. 10 кВ є предпочтительней.
Електростанції в Україні виробляють напругу 6-10 кВ змінного струму. Змінний струм легше виробляти і передавати на далекі відстані.
За останні роки різко збільшилися навантаження споживачів їх число і потужність. Перетворення постійного струму пов'язано з додатковими витратами на придбання додаткових приладів і установок.
Змінний струм вигідніше використовувати, але відмовлятися від постійного струму не можна, так як, він ток же знайшов собі застосування в промисловості.
Постійний струм використовується там, де необхідно регулювання швидкості електропривода в порушенні синхронних двигунів.
Виходячи з умов експлуатації, машини і режимів роботи її вузлів для всіх механізмів передбачені електродвигуни загального застосування серії 4А, то для харчування цих двигунів потрібен змінний струм.
Номінальною напругою електроприймача називається напруга, що забезпечує його номінальну роботу.
У своєму курсовому проекті я вибрала живлчу змінну напругу 0,4 кВ для всіх електроприймачів.
1.3 Розрахунок електричних навантажень
1.3.1 Визначення розрахункового навантаження інструментального цеху
В інструментальному цеху знаходяться фрезерні та токарні верстати, насоси, вентилятори, термопечі. Більшість з цих електроприймачів відносяться до другої групи електропостачання. Розрахуємо навантаження, споживану цими електроприймачами.
Середня активна потужність за найбільш навантажену зміну:
Рсм=Ки*Рн (1.1)
де Ки – коефіцієнт використання;
Рн – номінальна потужність, кВт.
Рсм2=Ки2*Рн2=0,14*200=28 кВт;
Рсм3=Ки3*Рн3=0,8*260=208 кВт;
Рсм4=Ки4*Рн4=0,6*16=9,6 кВт;
Рсм5=Ки5*Рн5=0,8*16=12,8 кВт.
Визначаємо ефективне кількість приймачів:
nэ2=21;
nэ3=2;
nэ4=6;
nэ5=3.
Визначаємо значення коефіцієнта максимуму за таблицею:
Kмакс2=1,7;
Kмакс3=1,2;
Kмакс4=1,37;
Kмакс5=1,2.
Визначаємо розрахункове навантаження для кожного типу приймачів:
Ррасч=Кмакс*Рсм (1.2)
де Кмакс – коефіцієнт максимуму;
Рсм – потужність змінна, кВт.
Pрасч2=Кмакс2*Рсм2=1,7*28=47,6 кВт;
Pрасч3=Кмакс3*Рсм3=1,2*208=249,6 кВт;
Pрасч4=Кмакс4*Рсм4=1,37*9,6=13,2 кВт;
Pрасч5=Кмакс5*Рсм5=1,2*12,8=15,4 кВт.
Визначаємо сумарне активне розрахункове навантаження:
Рсумм=åРрасч (1.3)
Pсумм=47,6+249,6+13,2+15,4=325,8 кВт.
Розраховуємо середню реактивну навантаження за найбільш навантажену зміну:
необхiдно знайти tgj
tgj= (1.4)
tgj2==1,73;
tgj3==0,75;
tgj4==0,88;
tgj5==0,33;
Qсм=Рсм* tgj (1.5)
де Рсм – потужність змінна, кВт;
tgj – коефіцієнт втрат.
Qсм2=Рсм2* tgj2=28*1,73=48,4 квар;
Qсм3=Рсм3* tgj3=208*0,75=156 квар;
Qсм4=Рсм4* tgj4=9,6*0,88=8,4 квар;
Qсм5=Рсм5* tgj5=12,8*0,33=4,2 квар.
Визначаємо розрахункові реактивні навантаження з урахуванням коефіцієнта 1,1:
Qрасч=1,1*Qсм (1.6)
де Qсм – змінна реактивна потужність.
Qрасч2=1,1*Qсм2=1,1*48,4=53,3 квар;
Qрасч3=1,1*Qсм3=1,1*156=171,6 квар;
Qрасч4=1,1*Qсм4=1,1*8,4=9,3 квар;
Qрасч5=1,1*Qсм5=1,1*4,2=4,6 квар.
Визначаємо сумарне реактивне навантаження:
Qcумм=åQрасч (1.7)
Qсумм=53,3+171,6+9,3+4,6=238,8 квар.
Визначаємо повні навантаження для всіх типів приймачів:
Sp= (1.8)
де P – активна потужність, кВт;
Q – реактивна потужність, квар.
Sp2==71,5 кВА;
Sp3==303 кВА;
Sp4==16,1 кВА;
Sp5==16 кВА.
Визначаємо струми для кожного типу приймачів:
Ip= (1.9)
де – повна потужність, кВА;
– номінальна напруга, кВ.
Ip2==108,76 кА;
Ip3==460,91 кА;
Ip4==24,5 кА;
Ip5==24,34кА.
Всі данні зводимо в таблицю 1.1
Таблиця 1.1 – Розрахунок інструментального цеху
|
Найменування електроприймачiв цеху |
Рсм (кВт) |
nэ |
Кmax |
Pрасч (кВт) |
Рсумм (кВт) |
Qcм (квар) |
Qрасч (квар) |
Qсумм (квар) |
Sр (кВА) |
Iр (кА) |
|
Верстати |
28 |
21 |
1,7 |
47,6 |
325,8 |
48,4 |
53,3 |
238,8 |
71,5 |
108,76 |
|
Насоси |
208 |
2 |
1,2 |
249,6 |
156 |
171,6 |
303 |
460,91 |
||
|
Вентилятори |
9,6 |
6 |
1,37 |
13,2 |
8,4 |
9,3 |
16,1 |
24,5 |
||
|
Термопечi |
12,8 |
3 |
1,2 |
15,4 |
4,2 |
4,6 |
16 |
24,34 |
1.3.2 Визначення загальноГО розрахункового навантаження заводу
Розрахувавши інструментальний цех перейдемо до розрахунку потужностей всього заводу.
Qсум=Рсум* tgj (1.10)
де Рсум – активна потужність цеху, кВт;
tgj – коефіцієнт втрат.
Qсум2=Рсум2*(tgj2-tgjc)=800*(1,73-0,05)=1344 квар;
Qсум3=Рсум3*(tgj3-tgjc)=1500*(0,75-0,05)=1050 квар;
Qсум4=Рсум4*(tgj4-tgjc)=1100*(0,88-0,05)=913 квар;
Qсум5=Рсум5*(tgj5-tgjc)=1200*(0,33-0,05)=336 квар.
Sp= (1.11)
де – активна потужність цеху, кВт;
– коефіцієнт втрат.
Sp2==1142,9 кВА;
Sp3==2000 кВА;
Sp4==1341,5 кВА;
Sp5==1463,4 кВА.
Рзав=åРсум (1.12)
де – активна потужність цеху, кВт.
Pзав=800+1500+1100+1200=4600 кВт;
Qзав=åQсум (1.13)
де Qсум – реактивна потужність цеху, кВт.
Qзав=1344+1050+913+336=3643 квар;
Sзав= (1.14)
де – активна потужність заводу, кВт;
– реактивна потужність заводу, квар.
Sзав==5868 кВа.
Ip= (1.15)
де – повна потужність цеху, кВА;
– номінальна напруга, кВ.
Ip2==1738,5 кА;
Ip3==3042,3 кА;
Ip4==2040,6 кА;
Ip5==2226 кА.
Всі данні зводимо в таблицю 1.2
Таблиця 1.2 – Розрахунок заводу
|
Назва цеху |
Рсум (кВт) |
сosj |
tgj |
Qсум (квар) |
Sp (кВА) |
Iр (кА) |
Sзав (кВА) |
Pзав (кВт) |
Qзав (квар) |
|
Цех комплектовки (2 кат.) |
800 |
0,7 |
1,73 |
1344 |
1142,9 |
1738,5 |
5868 |
4600 |
3643 |
|
Механiчний цех 1 (1 кат.) |
1500 |
0,75 |
0,75 |
1050 |
2000 |
3042,3 |
|||
|
Механiчний цех 2 (1 кат.) |
1100 |
0,82 |
0,88 |
913 |
1341,5 |
2040,6 |
|||
|
Збiрний цех (1 кат.) |
1200 |
0,82 |
0,33 |
336 |
1463,4 |
2226 |
1.4 Розрахунок компенсуючого пристрою
Для компенсації реактивної потужності використовують батареї конденсаторів і синхронні машини, в тому числі спеціальні синхронні компенсатори.
Батареї конденсаторів (БК) – це спеціальні ємнісні КУ, призначені для вироблення реактивної потужності. В даний час випускаються комплектні конденсаторні установки (ККУ) серії УК-0, 38 напругою 380 В потужністю 110 ... 900 квар та серії УК-6/10 потужністю 450 ... 1800 квар.
При відключенні конденсатори зберігають напруга залишкового заряду, що представляє небезпеку для персоналу та затрудняющее роботу вимикачів. За умовами безпеки потрібне застосування розрядних пристроїв.
В якості розрядних пристроїв в ККУ на 6 (10) кВ застосовують два однофазних заповнених маслом трансформатора напруги НОМ. У ККУ на 380 ... 660 замість НОМ для тієї ж мети використовують резистори або лампи розжарювання. При індивідуальній компенсації електроприймача розрядні опору не потрібні.
Вимірювання струму в ланцюзі БК здійснюється трьома амперметрами (для контролю за цілістю запобіжників і роботою кожної фази) і лічильником реактивної енергії.
Для автоматичного відключення БК при підвищенні напруги в даному вузлі мережі понад заданого значення і для включення при зниженні напруги передбачаються спеціальні автоматичні пристрої.
Основний недолік ємнісних КУ полягає в тому, що при зниженні напруги в мережі вони знижують видачу реактивної потужності пропорційно квадрату зниження напруги, в той час як потрібно її підвищення.
Регулювання потужності БК здійснюється тільки ступенями, а не
плавно і вимагає установки дорогої комутаційної апаратури.
tgjз= (1.1)
де – активна потужність заводу, кВт;
– реактивна потужність заводу, квар.
tgjз==0,79.
Qку=Рзав*(tgjз-tgjс) (1.2)
де tgjс – задається енергосистемою приймаємо його равним 0,05;
– активна потужність заводу, кВт.
Qку=4600*(0,79-0,05)=3404 квар.
N= (1.3)
де g – потужність одного компенсуючого пристрою, приймаємо його равним 75;
N==45,4 , приймаємо N=45.
Q’ку=N*g (1.4)
де N – кількість компенсуючих пристроїв, шт;
g – потужність одного компенсуючого пристрою.
Q’ку =45*75=3375 квар.
Sзав= (1.5)
– активна потужність заводу, кВт;
– реактивна потужність заводу, квар;
Q’ку – потужність компенсуючого пристрою з урахуванням цілого числа компенсаторів, квар.
Sзав ==4608 кВА.
1.5 Вибір місця розташування ГПП
Для того щоб вибрати місце положення ГПП потрібно знайти центр навантаження заводу. Навантаження по цехах розподілено рівномірно.
Знайдемо координати центрів навантажень для кожного цеху:
X1=180 м; Y1=100 м;
X2=175 м; Y2=245 м;
X3=390 м; Y3=240 м;
X4=400 м; Y4=45 м;
X5=390 м; Y5=140 м.
Тепер можемо розрахувати координати центру навантаження всього заводу.
X0= (1.1)
де – розрахункова активна потужність цехів, кВт;
– координати центрів навантажень цехів, м.
Y0= (1.2)
де – координати центрів навантажень цехів, м.
X0==355 м;
Y0==168 м.
Оскільки центр навантаження заводу збігся з координатами розташування збірного цеху, вибираємо розташування центру ГПП поряд з цехом в точцi А (дивись схему електропостачання заводу) з координатами:
X0=355 м; Y0=168 м.
Розрахуємо радіуси центрів навантаження для кожного цеху.
r= (1.3)
де – розрахункова активна потужність цехів, кВт;
– масштаб.
r2==50 мм;
r3==69 мм;
r4==59 мм;
r5==62 мм.
1.6 Вибiр кiлькостi та потужностi трансформаторiв пiдстанцiї
Правильний вибір числа і потужності трансформаторів на підстанціях промислових підприємств є одним з важливих питань електропостачання та побудови раціональних мереж.
У нормальних умовах трансформатори повинні забезпечувати харчування всіх споживачів підприємства при їх номінальної навантаженні.
Число трансформаторів на підстанції визначається вимогою надійності електропостачання. З таким підходом найкращим є варіант з установкою двох трансформаторів, що забезпечує безперебійне електропостачання споживачів цеху будь-яких категорій.
Однак якщо в цеху встановлено приймачі тільки II і III категорії, то більш економічними, звичайно, є однотрансформаторні підстанції.
При проектуванні внутрішньозаводських мереж установка
однотрансформаторних підстанцій виконується в тому випадку, коли забезпечується резервування споживачів по мережі низької напруги, а також коли можлива заміна пошкодженого трансформатора протягом нормованого часу.
Мал. 1.6 Схеми електропостачання цеху з одним і двома трансформаторами
Двотрансформаторні підстанції застосовуються при значному числі споживачів II категорії, або за наявності споживачів I категорії. Крім того, двотрансформаторні підстанції доцільні при нерівномірному добовому і річному графіку навантаження підприємства, при сезонному режимі роботи при значною різницею навантаження в змінах. Тоді при зниженні навантаження один з трансформаторів відключається.
Завдання вибору кількості трансформаторів полягає в тому, щоб з двох варіантів (рис. 1 а і б) вибрати варіант з кращими техніко-економічними показниками. Оптимальний варіант схеми електропостачання вибирається на основі порівняння наведених річних витрат по кожному варіанту.
У своєму курсовому проекті я вибрав двотрансформаторні схеми підстанцій, так як більша частина електроприймачів на заводі належить до першої категорії електропостачання, а інша частина до другої категорії.
Snt=; (1.1)
де Sp – розрахункова повна потужність цехів, кВА;
– кiлькiсть трансформаторiв;
– коефіцієнт завантаження.
Snt==3545 кВ*А
Для забезпечення високої безпеки і безперебійного електропостачання по каталогу вибираємо потрібні нам трансформатори з запасом по потужності: ТМН-6300/35/6.
Всі данні зводимо в таблицю 1.1
Таблиця 1.1 – Основні характеристики трансформатору ТДТГ-63000/35/6
|
Номінальна потужність, кВА |
Номінальна вища напруга, кВ |
Номінальне нижча напруга, кВ |
Втрати хх, кВт. |
Втрати к.з, кВт. |
Струм хх, % |
Напруга к.з, % |
Схема і група з'єднання обмоток |
|
6300 |
35 |
6,3 |
8,0 |
46,5 |
0,8 |
7,5 |
У/Д-11 |
Тепер розрахуємо потужності трансформаторів для кожного цеху:
Sном = 0,75*Sp (1.2)
де Sp – розрахункова повна потужність цехів, кВА.
Sном2=0,75*1142,9=865 кВА;
Sном3=0,75*2000=1500 кВА;
Sном4=0,75*1341,5=1000 кВА;
Sном5=0,75*1463,4=1100 кВА.
По каталогах вибираємо трансформатори для кожного цеху:
1) для інструментального цеху (2 категорiя) вибираємо трансформатори типу TMФ-250/6;
Всі данні зводимо в таблицю 1.2
Таблиця 1.2 – Основні технічні характеристики трансформатору TMФ-250/6
|
Номінальна потужність, кВА |
Номінальна вища напруга, кВ |
Номінальне нижча напруга, кВ |
Втрати хх, кВт. |
Втрати к.з, кВт. |
Струм хх, % |
Напруга к.з, % |
Схема і група з'єднання обмоток |
|
250 |
6 |
0,4 |
0,61 |
3,8 |
1,9 |
4,5 |
У/Ун-0 |
2) для цеху комплектовки (2 категорiя) вибираємо трансформатори типу TM-1000/6;
Всі данні зводимо в таблицю 1.3
Таблиця 1.3 – Основні технічні характеристики трансформатору TM-1000/6.
|
Номінальна потужність, кВА |
Номінальна вища напруга, кВ |
Номінальне нижча напруга, кВ |
Втрати хх, кВт. |
Втрати к.з, кВт. |
Струм хх, % |
Напруга к.з, % |
Схема і група з'єднання обмоток |
|
1000 |
6 |
0,4 |
1,9 |
12,2 |
1,7 |
5,5 |
У/Ун-0 |
3) для механічного цеху 1 (1 категорiя) вибираємо трансформатори типу TM-1600/ 6;
Всі данні зводимо в таблицю 1.4
Таблиця 1.4 – Основні технічні характеристики трансформатору TM-1600/6.
|
Номінальна потужність, кВА |
Номінальна вища напруга, кВ |
Номінальне нижча напруга, кВ |
Втрати хх, кВт. |
Втрати к.з, кВт. |
Струм хх, % |
Напруга к.з, % |
Схема і група з'єднання обмоток |
|
1600 |
6 |
0,4 |
2,35 |
18,0 |
1,3 |
6,5 |
У/Ун-0 |
4) для механічного цеху 2 (1 категорiя) вибираємо трансформатори типу TM-1000/6;
Всі данні зводимо в таблицю 1.5
Таблиця 1.5 – Основні технічні характеристики трансформатору TM-1000/6.
|
Номінальна потужність, кВА |
Номінальна вища напруга, кВ |
Номінальне нижча напруга, кВ |
Втрати хх, кВт. |
Втрати к.з, кВт. |
Струм хх, % |
Напруга к.з, % |
Схема і група з'єднання обмоток |
|
1000 |
6 |
0,4 |
1,9 |
12,2 |
1,7 |
5,5 |
У/Ун-0 |
5) для збiрного цеху (1 категорiя) вибираємо трансформатори типу TM-1600/ 6;
Всі данні зводимо в таблицю 1.6
Таблиця 1.6 – Основні технічні характеристики трансформатору TM-1600/6.
|
Номінальна потужність, кВА |
Номінальна вища напруга, кВ |
Номінальне нижча напруга, кВ |
Втрати хх, кВт. |
Втрати к.з, кВт. |
Струм хх, % |
Напруга к.з, % |
Схема і група з'єднання обмоток |
|
1600 |
6 |
0,4 |
2,35 |
18,0 |
1,3 |
6,5 |
У/Ун-0 |
Розрахуємо коефіцієнти завантаження трансформаторів в номінальному режимі:
Кн= (1.3)
де – розрахункова повна потужність цехів;
– потужність вибраного нами трансформатору.
Кн ≤ 0,7;
Кгпп==0,47
Кн1==0,53;
Кн2==0,57;
Кн3==0,62;
Кн4==0,67;
Кн5==0,45.
Висновок: всі вибрані трансформатори не перевищують номінальне навантаження.
Далі розраховуємо коефіцієнти завантаження трансформаторів в аварійному режимі:
Ка=; (1.4)
де – розрахункова повна потужність цехів;
– потужність вибраного нами трансформатору.
Ка ≤ 1,4;
Кагпп==0,98
Ка1==1,06;
Ка2==1,14;
Ка3==1,24;
Ка4==1,34;
Ка5==0,9.
Висновок: всі вибрані трансформатори не перевищують номінальне навантаження.
Всі данні зводимо в таблицю 1.7
Таблиця 1.7 – Характеристики вибраних трансформаторів
|
Номінальна потужність, кВА |
Втрати хх, кВт |
Втрати кз, кВт |
Струм хх, % |
Напруга кз, % |
Кн |
Ка |
|
|
ГПП |
6300 |
8 |
46,5 |
0,8 |
7,5 |
0,47 |
0,93 |
|
Iнструментальный цех (2 кат.) |
250 |
0,61 |
3,8 |
1,9 |
4,5 |
0,53 |
1,06 |
|
Цех комплектовки (2 кат.) |
1000 |
1,9 |
12,2 |
1,7 |
5,5 |
0,57 |
1,14 |
|
Механiчний цех 1 (1 кат.) |
1600 |
2,35 |
18 |
1,3 |
6,5 |
0,62 |
1,24 |
|
Механiчний цех 2 (1 кат.) |
1000 |
1,9 |
12,2 |
1,7 |
5,5 |
0,67 |
1,34 |
|
Збiрний цех (1 кат.) |
1600 |
2,35 |
18 |
1,3 |
6,5 |
0,45 |
0,9 |
1.7 Вибір схеми зовнішнього електропостачання
Завод є споживачем першої категорії. З цього випливає, що живлення, напругою 35 кВ буде проводиться по двох лініях електропередач до ГПП, де встановлені два трансформатори, економічно доцільно використовувати кабельні лінії прокладені у землі, так як відстань від ГПП до розподільної підстанції менше 10 кілометрів.
Кожен трансформатор підключений до окремої лінії, це пов'язано з тим, що при аварії на першій лінії робота буде продовжаться, оскільки друга візьме на себе все навантаження.
Визначаємо робочий струм лінії:
Ip=; (1.1)
де – потужність трансформатору, кВА;
– кількість вводів;
– номiнальна напруга, кВ.
Ip==52 кА.
Звідси визначаємо перетин проводів кожної фази:
s=; (1.2)
де – робочий струм лінії, кА;
– щільність струму, А/мм2.
s==43 мм2
Вибираємо кабель перерізом 50 мм2 з ізоляцією із зшитого поліетилену на напругу 35 кв марки АПвПу.
Активний і реактивний опір кабелю:
Ro=0,641 Ом/км;
Xo=0,135 Ом/км.
Визначаємо опір в лінії:
R= Ro*L; (1.3)
де Ro – активний опір кабелю, Ом/км;
L – довжина лінії, км.
R=0,641*1=0,641 Ом.
X=Xo*L; (1.4)
де Xo – реактивний опір кабелю, Ом/км;
L – довжина лінії, км.
Х=0,135*1=0,135 Ом.
Визначаємо втрати напруги в лінії в номінальному режимі:
∆U=; (1.5)
де – активна потужність заводу, кВт;
– активний опір лінії, Ом;
– реактивна потужність заводу, квар;
– реактивний опір лінії, Ом;
– напруга, кВ.
∆U==0,982;
∆U=(∆U/Uн)*100%; (1.6)
∆U=(0,982/35)*100%=2,8 %.
1.8 Вибір схеми внутрішнього електропостачання
Вибираємо напругу для всіх електроприймачів на заводі рівним 0,4 кВ. Доцільно подати напругу на інструментальний цех і цех комплектовки за магістральною схемою електропостачання, оскільки в цих цехах знаходяться електроприймачі другої категорії.
Для того, щоб розрахувати струм потрібно знайти споживану потужність в цехах з урахуванням втрат на трансформатори.
∆P=∆Pхх+Кз2*∆Ркз (1.1)
де ∆Pхх – втрати холостого ходу трансформатора, кВт;
Кз – коефіцієнт завантаження трансформатора;
∆Ркз – втрати короткого замкнення, кВт.
∆Q=Sтр*Iхх/100+ Кз2*Sтр*Uкз/100 (1.2)
де Sтр – потужнiсть трансформатора, кВА;
Iхх – струм холостого ходу, % ;
Кз – коефіцієнт завантаження трансформатора;
Uкз – напруга короткого замкнення, %.
∆P1=0,61+0,532*3,8=1,7 кВт;
∆P2=1,9+0,572*12,2=5,9 кВт;
∆Q1=250*1,9/100+0,532*250*4,5/100=7,9 квар;
∆Q2=1000*1,7/100+0,572*1000*5,5/100=34,9 квар;
P1-2=1,7+5,9+330+800=1137,6 кВт;
Q1-2=7,9+34,9+221+776=1039,8;
S1-2==1541,2 кВА;
I1-2==74 кА.
Тепер можна знайти перетин проводів, які потрібно протягнути до інструментального цеху:
s1==61 мм2.
Далі розрахуємо перетин проводів, що йдуть з інструментального цеху в цех комплектовки за магістральною схемою електропостачання.
P2=5,9+800=805,9 кВт;
Q2=34,9+776=810,9 квар;
S2==1143,2 кВА;
I2==55 кА;
s2==45 мм2.
На механічні і збiрний цехи подаємо напругу по радіальній схемі електропостачання, тому що в цих цехах усі електроприймачі відносяться до першої категорії електропостачання. Розрахуємо струм і перетин проводів якими заживимо ці цехи.
∆P3=2,35+0,622*18=9,3 кВт;
∆Q3=1600*1,3/100+0,622*1600*6,5/100=60,77 квар;
P3=9,3+1500=1509,3 кВт;
Q3=60,77+1245=1305,77 квар;
S3==1995,7 кВА;
I3==96 кА;
s3==80 мм2;
∆P4=1,9+0,672*12,2=7,4 кВт;
∆Q4=1000*1,7/100+0,672*1000*5,5/100=41,2 квар;
P4=7,4+1100=1107,4 кВт;
Q4=41,2+715=756,2 кВА;
S4==1341 кВА;
I4==65 кА;
s4==54 мм2;
∆P5=2,35+0,452*18=6 кВт;
∆Q5=1600*1,3/100+0,452*1600*6,5/100=41,8 квар;
P5=6+1200=1206 кВт;
Q5=41,8+750=791,8 квар;
S5==1442,7 кВА;
I5==69,5 кА;
s5==58 мм2.
Вибираємо перетину кабелів по каталоги і визначаємо їх довжину:
Всі данні зводимо в таблицю 1.1
Таблиця 1.1 – Розрахунок струмiв дiлянок живлення i вибiр перетинiв кабелів
|
Найменування споживачiв |
Pрасч (кВт) |
Qрасч (квар) |
Sрасч (кВа) |
Iрасч (кА) |
Iав (кА) |
s (мм2) |
L, (м) |
|
РП - ГПП |
4930 |
3737 |
6186 |
52 |
104 |
50 |
1000 |
|
ГПП - Iнструментальный цех |
330 |
221 |
267,3 |
74 |
148 |
70 |
100 |
|
Iнструментальный цех - Цех комплектовки |
800 |
776 |
1152,8 |
55 |
110 |
50 |
150 |
|
ГПП - Механiчний цех 1 |
1500 |
1245 |
2000 |
96 |
192 |
95 |
200 |
|
ГПП - Механiчний цех 2 |
1100 |
715 |
1341,5 |
65 |
130 |
70 |
200 |
|
ГПП - Збiрний цех |
1200 |
750 |
1463,4 |
70 |
140 |
70 |
125 |
2 Спеціальна частина
2.1 Розрахунок струмів короткого замикання У ТОЧКАХ К1, К2, К3, К4, к5, К6
Z1
T1
Z2
К1
Z3 Z5 Z7 Z9 Z11
T2 T3 T4 T5 T6
Z6 Z8 Z10 Z12
К2 К3 К4 К5 К6
a) б)
Мал. 2.1 – а) схема заміщення заводу для розрахунків струмів короткого замикання в різних точках; б) структурна схема електропостачання заводу.
Iб1= (2.1)
де – базисна потужність, кВА;
– базисна напруга, кВ.
Iб1==605 кА;
Iб2==357 кА;
Iб3==1428 А;
Iб4==2286 А;
Iб5==1428 А;
Iб6==2286 А;
R= (2.2)
де Rа – питомий опір кабелю, Ом/км;
L – довжина лінії, км;
– базисна потужність, кВА;
– базисна напруга, кВ.
R1==0,112 Ом.
X= (2.3)
де Ха – питомий реактивний опір кабелю, Ом/км;
L – довжина лінії, км;
– базисна потужність, кВА;
– базисна напруга, кВ.
X1==0,023 Ом;
Z= (2.4)
де – активний опір в кабелі, Ом;
– реактивний опір в кабелі, Ом;
Z1==0,354 Ом.
Z= (2.5)
де Uкз – напруга короткого замкнення, %.
Z2==0,075 Ом;
R3==1,65 Ом;
X3==0,315 Ом;
Z3==1,67 Ом;
Z4==0,045 Ом;
R5==3,5 Ом;
X5==0,5 Ом;
Z5==3,53 Ом;
Z6==0,055 Ом;
R7==2,44 Ом;
X7==0,6 Ом;
Z7==2,5 Ом;
Z8==0,065 Ом;
R9==1,32 Ом;
X9==0,63 Ом;
Z9==1,46 Ом;
Z10==0,055 Ом;
R11==2,06 Ом;
X11==0,4 Ом;
Z11==2,1 Ом;
Z12==0,065 Ом.
Iкз= (2.6)
де – струм базисний, А;
– сума опорів, Ом.
Iкз1==1410,2 А;
Iкз2==170 А;
Iкз3==357 А;
Iкз4==762 А;
Iкз5==714 А;
Iкз6==880 А;
Iуд=Kуд**Iкз (2.7)
де Kуд – коефіцієнт ударного струму (приймаємо рівним 1,8);
Iкз – струм короткого замикання, А.
Iуд1=1,8**1410=3525 А;
Iуд2=1,8**170=425 А;
Iуд3=1,8**357=892 А;
Iуд4=1,8**762=1905 А;
Iуд5=1,8**714=1785 А;
Iуд6=1,8**880=2200 А.
2.2 вибір електрообладнання
Вибираємо електрообладнання для заводу з розрахованими навантаженнями.
Таблиця 2.1 – Вибiр вимикача на сторонi 35 кВ
|
МКП – 35 – 1000 – 25 |
|||
|
Вибрана та перевіряєма величина |
Формула |
Дані апарата |
Розрахункові дані |
|
Напруга, кВ |
Uном ≥ Up |
Uном=35 |
U=35 |
|
Тривалий струм,А |
Iном ≥ Ip.max |
Iном=1000 |
Ip.max=104 |
|
Динамічна стійкість, кА |
Iп ≥ I” |
Iп=25 |
I”=2,8 |
|
Динамічна стійкість, кА |
iдин ≥ iуд |
iдин=64 |
iуд=3,5 |
|
Відключаюча здатність, кА |
Iоткл ≥ I” |
Iоткл=25 |
I”=2,8 |
|
Відключаюча здатність, кВА |
Sоткл ≥ S” |
Sоткл=1500 |
S”=176 |
|
Термічна стійкість, кА2/с |
Ia2 ta ≥ I∞2tф |
252 4=2500 |
2,82 2=18 |
Таблиця 2.2 – Вибiр роз’єднувача
|
РЛНД – 35/630 |
|||
|
Вибрана та перевіряєма величина |
Формула |
Дані апарата |
Розрахункові дані |
|
Напруга, кВ |
Uном ≥ Up |
Uном=35 |
U=35 |
|
Тривалий струм,А |
Iном ≥ Ip.max |
Iном=630 |
Ip.max=104 |
|
Динамічна стійкість, кА |
iдин ≥ iуд |
iдин=80 |
iуд=3,5 |
|
Термічна стійкість, кА2/с |
Ia2 ta ≥ I∞2tф |
122 10=1440 |
2,82 2=18 |
Таблиця 2.3 – Вибір відокремлювача
|
ОД – 35/630 |
|||
|
Вибрана та перевіряєма величина |
Формула |
Дані апарата |
Розрахункові дані |
|
Напруга, кВ |
Uном ≥ Up |
Uном=35 |
U=35 |
|
Тривалий струм,А |
Iном ≥ Ip.max |
Iном=630 |
Ip.max=104 |
|
Динамічна стійкість, кА |
iдин ≥ iуд |
iдин=80 |
iуд=3,5 |
|
Термічна стійкість, кА2/с |
Ia2 ta ≥ I∞2tф |
14,72 3=648 |
2,82 2=18 |
Таблиця 2.4 – Вибір короткозамикача
|
К.З. – 35 |
|||
|
Вибрана та перевіряєма величина |
Формула |
Дані апарата |
Розрахункові дані |
|
Напруга, кВ |
Uном ≥ Up |
Uном=35 |
U=35 |
|
Динамічна стійкість, кА |
iдин ≥ iуд |
iдин=42 |
iуд=3,5 |
|
Термічна стійкість, кА2/с |
Ia2 ta ≥ I∞2tф |
14,72 3=648 |
2,82 2=18 |
Таблиця 2.5 – Вибір електрообладнання
|
Найменування |
Кiлькicсть |
|
Роз'єднувач РЛНД-35/630 |
10 |
|
Відокремлювач ОД-35/630 |
2 |
|
Короткозамикач К3-35 |
2 |
|
Трансформатор струм ТФН 35 |
2 |
|
Розрядник РВС-35 |
5 |
|
Трансформатор струм ТФН 35М-Д105 |
2 |
|
Вимикач МКП–35–1000–25 |
13 |
|
Трансформатор струм ТПЛ-5 |
12 |
|
Трансформатор струм нульових последоват. |
7 |
|
Запобіжник ПКТ 102-6 |
20 |
|
Роз'єднувач РВ-6/300 |
7 |
|
Кабельні лінії АА5-10 |
2 |
|
Трансформатор напруги ТОН-6 |
2 |
|
Трансформатор напруги НТМИ-6-33 |
2 |
|
Комплектні конденсатори |
2 |
|
Шини АТ 30х4 |
|
|
Вольтметр 3350 |
6 |
|
Амперметр 3350 |
13 |
|
Лічильник активної енергії |
2 |
|
Лічильник реактивної енергії |
12 |
|
Вимикачі навантаження |
10 |
2.3 Розрахунок заземлюючого пристрою
З метою запобігання небезпеки ураження струмом, обумовленої переходом напруги на конструктивні частини електрообладнання і установок, виконують захисне заземлення.
Захисним заземленням називається навмисне електричне з'єднання з землею металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою. Призначення захисного заземлення - знизити до безпечного значення напруга щодо землі на металевих частинах електрообладнання, який опинився під напругою через порушення ізоляції, і запобігти поразки людей електричним струмом при дотику їх до електроустаткування. Розрахуємо заземлювальний пристрій для нашого заводу.
Rраст= (2.3.1)
де – питомий опір грунту, Ом*м;
– довжина стержня, м;
– діаметр стержня, м;
– розтікання від поверхні землі до середини стержня, м.
Rраст==19,4.
n0= (2.2)
де – опiр розтiкання, Ом;
– сезонний кліматичний коефіцієнт;
– нормований опір розтіканню струму заземлюючого пристрою, Ом.
n0== 9,75, приймаємо 10 шт.
Розрахуємо опір розтікання горизонтального заземлювача:
RГ= (2.3)
де – сезонний кліматичний коефіцієнт;
– довжина горизонтального провідника, м;
– коефіцієнт попиту горизонтальних заземлювачів;
– дiаметр заземлювача, м;
– глибина закладання горизонтального заземлювача, м.
RГ==26 Ом.
Розрахунок опору заземлення вертикального заземлювача з урахуванням горизонтальних з'єднань:
RB= (2.4)
де – опір розтікання горизонтального заземлювача, Ом;
– нормований опір розтіканню струму заземлюючого пристрою, Ом.
RB==5.
Розрахуємо реальну кількість вертикально вбитих стрежнів:
n= (2.5)
де – опiр розтiкання, Ом;
– нормований опір розтіканню струму заземлюючого пристрою, Ом;
– опiр заземлення вертикального заземлювача з урахуванням горизонтальних з'єднань, Ом.
n==6,3, приймаємо 7 шт.
Отже потрібно встановити 7 вертикальних електродів довжиною 3 м.
Висновок
В данному курсовому проекті я зробила розрахунки навантажень всього машинобудівного підприємства ПАТ «Завод сталевих конструкцій», вибрала схему зовнішнього і внутрішнього електропостачання, вказала рекомендоване місце установки ГПП, розрахувала перетин кабелів, що живлять всі цехи, в кожній підстанції встановила по 2 трансформатора, так як на підприємстві знаходяться більшість електроприймачів першої категорії електропостачання.
У спеціальній частині курсового проекту я розрахувала струми короткого замикання на різних ділянках машинобудівного підприємства ПАТ «Завод сталевих конструкцій»,а також зробила розрахунок заземлюваючого пристрія і вибрала комутаційне і захисне електрообладнання.
Список використаної літератури
1 Довідник з електропостачання і встаткування / За ред. Федорова О.О., Барсукова О.М. М., Електрообладнання, 1998.
2. Епанешников М.М. Електричне освітлення. М.: Вища школа, 1973.
3. Крючков І.П., Кувшінскій М.М., Неклепаев Б.М. Електрична частьстанцій і підстанцій. - М.: Енергія, 1998.
4. Ліпкин Б.Ю. Електро постачання промислових підприємств і установок. - М.: Вища школа, 2002.
5. Постніков Н.П., Рубашов Г.М. Електропостачання промислових підприємств. Л.: Стройиздат, 2000.
6. Правила улаштування електроустановок / Міненерго СРСР. - М.: Енергія, 2000.
7. Хромченко Г. Є. Проектування кабельних мереж та проводок / За заг. ред. - М.: Вища школа, 2003.
8. Цигельман І.Є. Електропостачання цивільних будівель і кому-нальних підприємств. М.: Вища школа, 1997.
Інформаційні ресурси:
9. ТОВ «ЕТК« Російський трансформатор »: [Електронний ресурс]. URL: http://www.rus-trans.com/index.php. (Дата звернення: 10.04.2013).
10. ТОВ «Квазар»: [Електронний ресурс]. URL: http://www.kvazar-ufa.com/. (Дата звернення: 12.04.2013).