Проектирование системы внешнего электроснабжения фабрики

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Введение

1. Описание технологического процесса

2. Расчет электрических нагрузок

2.1 Выбор и размещение БСК

2.2 Построение картограммы нагрузок и определение центра электрических нагрузок

3. Технико-экономический расчет

4. Проектирование системы внешнего электроснабжения фабрики

4.1 Выбор рационального напряжения питания

4.2 Выбор трансформаторов на ПГВ

4.3 Выбор схемы распредустройства высокого напряжения

4.4 Выбор сечения питающей линии электропередач

5. Система распределения электроэнергии на предприятии

5.1 Выбор напряжения распределения электроэнергии

5.2 Выбор схемы распредустройства низкого напряжения

5.3 Определение мощности и количества цеховых трансформаторных подстанций

5.4 Выбор способа канализации электроэнергии, схемы распределения и сечений кабельных линий

6. Расчет токов короткого замыкания в СЭС

7. Выбор и проверка элементов электроснабжения

8. Релейная защита

8.1 Расчет параметров схемы замещения

8.2 Расчет токов короткого замыкания

8.3 Расчет параметров дифференциальной токовой защиты трансформатора на основе реле РНТ — 565

8.4 Расчет параметров срабатывания дифференциальной токовой защиты трансформатора на основе реле ДЗТ — 11

8.5 Расчет параметров срабатывания максимальной токовой защиты трансформатора

8.6 Расчет параметров срабатывания МТЗ трансформатора с пуском по напряжению

8.7 Расчет МТО питающей линии

8.8 Расчет комбинированной ТО питающей линии

8.9 Расчет максимальной токовой защиты питающей линии

9. Безопасность жизнедеятельности

Заключение

Библиографический список

Введение

В условиях роста Российской экономики возросли объемы производства, но для успешно развивающейся организации, да и не только, проблема рационализации применения электрической энергии, бесспорно, актуальна во всех отраслях промышленного производства.

Сотрудники проектных организаций, занимающиеся проблемами электрификации и электроэнергетики, решают следующие задачи:

· создание экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий;

· создание автоматизированных систем управления электроприводами, освещением и технологическими процессами;

· внедрение микропроцессорной техники.

Сотрудникам необходимо помнить, что решение проблем может быть получено различными технологическими средствами. Данная многовариантность решений задач систем электроснабжения промышленных предприятий обуславливает проведение технико-экономических расчетов (ТЭР), целью которых является экономическое обоснование выбранного технического решения.

Выполненная система электроснабжения промышленного предприятия должна быть надежной, экономичной и обеспечивать надежность качества электроэнергии. Только в этом случае систему можно назвать рациональной.

Необходимо отметить, что система должна быть гибкой — т. е. обеспечивать возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом нужно по возможности принимать решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

Более того, при построении системы электроснабжения промышленного предприятия необходимо учитывать многочисленные факторы: потребляемая мощность и категория надежности, размещение электрических нагрузок и т. п.

Задачей данного дипломного проекта является разработка надежной и целесообразной в технико-экономическом отношении системы внешнего и внутреннего электроснабжения фабрики.

1. Описание технологического процесса

Текстильные фабрики — это предприятия легкой промышленности, осуществляющие производство текстильных тканей -- полотен, полученных на ткацком станке путем переплетения основных (продольных) и уточных (поперечных) нитей, перпендикулярных друг другу.

Сырьем для получения продукции в процессе ткачества служат хлопковые, шелковые, льняные, шерстяные, джутовые, пеньковые нити, а также нити, полученные из искусственных и синтетических волокон.

Технология изготовления тканей — это совокупность нескольких процессов, включающих в себя:

· подготовительные операции:

— подготовку основы (размотку нитей, т. е. перемотку их на одну бабину);

— сновку, т. е. соединение большого числа нитей в одну основу, их параллельное расположение относительно друг друга и одинаковое натяжение на общем сновальном валике;

— шлихтовку — укрепление нитей путем их пропитки шлихтой (крахмальным клейстером);

-проборку — продевание нитей в определенные детали ткацкого станка);

— подготовку утка (размотку, т. е. перемотку нитей на шпули);

· собственно ткачество;

· заключительные операции (измерение длины конечной продукции; чистку и стрижку тканей, контроль их качества, укладку продукции).

В соответствии с технологическим процессом изготовления тканей в структуре ткацкого производства выделяют:

1) приготовительный цех, оснащенный мотальными, сновальными, шлихтовальными, шпульно-мотальными машинами, проборными станками;

2) ткацкий цех с основными машинами производства — ткацкими станками, которые бывают:

— механическими, полумеханическими, автоматическими;

— по принципу прокладки утка -- многочелночными, бесчелночными (пневматическими, гидравлическими, рапирными, пневмо-рапирными, станками с микропрокладчиками);

— по конструкции — плоскими и круглыми;

— узкими и широкими;

— для производства легких, средних, тяжелых тканей;

— эксцентриковыми (для выпуска тканей с простым переплетением); кареточными (для производства тканей с мелким узором); жаккардовыми (для производства тканей со сложным и крупным узором);

3) браковочный отдел, осуществляющий все операции на поточных линиях с помощью мерительных и браковочных машин.

Классификация конечной продукции ткацких фабрик — тканей — весьма разнообразна.

По типу сырья ткани бывают:

— натуральными (из растительного сырья — хлопковые, льняные, джутовые и др. ;

— из сырья животного происхождения — шерстяные, шелковые);

— искусственными (вискозные, ацетатные и др.);

— синтетическими (полиамидные, полиэстеры, полипропиленовые, поливиниловые);

По составу сырья выделяют ткани:

— однородные (из нитей одного вида или с примесью других нитей, не превышающей 10%);

— смешанные (из разных видов нитей: например, 70% -- шерсть, 30% -- синтетическое волокно).

По назначению ткани бывают:

— бытовыми (одежными — бельевыми, платьевыми, костюмными, платочными и др. ;

— декоративными — мебельными,

— портьерными и т. д. ;

— влаговпитывающими — полотенечными, салфеточными;

— техническими.

  • 2. Расчет электрических нагрузок
  • Создание каждого промышленного объекта, начинается с его проектирования. Определения расчетных значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапом проектирования систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий (ПП). Необходимость определения расчетных нагрузок ПП вызвана неполной загрузкой некоторых электроприёмников (ЭП), неодновременностью их работы, случайным характером включения и отключения ЭП, зависящим от особенностей технологического процесса. От этого расчета зависят исходные данные для выбора всех элементов СЭС ПП и денежные затраты при монтаже и эксплуатации выбранного электрооборудования.
  • Правильное определение расчетных электрических нагрузок цехов является основной для всего комплекса электроснабжения текстильной фабрики. Расчетная нагрузка цехов формируется из двух составляющих: силовой нагрузки и нагрузки освещения. Силовая расчетная нагрузка определяется в данном проекте методом коэффициента спроса.
  • Исходные данные для расчетов представлены в ведомости электрических нагрузок, представленной в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Ведомость электрических нагрузок фабрики.

№ На плане

Наименование цеха

Pном, кВт

Кс

cos ц

tg ц

у, Вт/м2

Кагория по надежности

1

Гараж

550

0,4

0,85

0,62

3,25

III

2

Насосная

3400

0,8

0,85

0,62

3,18

I

3

Прядильный цех

2800

0,81

0,8

0,75

5,51

II

4

Ткацкий цех

3950

0,84

0,75

0,88

3,9

II

5

Красильный цех

2870

0,78

0,8

0,75

3,84

II

6

Лаборатории (ЦЗЛ)

1250

0,5

0,7

1,02

5,17

II

7

Склад готовой продукции

270

0,3

0,85

0,62

3,38

II

8

Управление фабрики

580

0,45

0,8

0,75

5,17

II

9

Механический цех

2600

0,45

0,7

1,02

3,9

II

10

Столярный цех

2300

0,5

0,75

0,88

3,81

II

11

Электроремонтный цех

2360

0,45

0,65

1,17

3,84

II

12

Склад угля

400

0,4

0,85

0,62

3,25

II

13

Склад оборудования и запасных частей

300

0,4

0,85

0,62

3,25

II

14

Ремонтно-механический цех

700

0,5

0,75

0,88

3,81

II

15

Магазин

80

0. 5

0. 8

0. 75

5. 17

III

16

Блок подсобных цехов

970

0,45

0,8

0,75

5,17

II

17

Склад декоративных тканей

250

0,4

0,85

0,62

3,25

II

18

Столовая

315

0. 5

0. 8

0. 75

5. 17

II

19

Медпункт

70

0,45

0,8

0,75

5,51

III

20

Проходная

10

0,4

0,9

0,48

5,51

III

Общие расчетные активная, реактивная и полная мощности цеха определяются по формулам:

где: активная расчетная цеховая мощность;

активная силовая расчетная мощность;

активная расчетная мощность освещения;

где: реактивная расчетная цеховая мощность;

силовая расчётная реактивная мощность;

расчётная реактивная мощность освещения;

где: полная расчетная цеховая мощность.

Расчет нагрузок покажем на примере прядильного цеха:

В данном проекте для освещения цехов применяются люминесцентные источники света с коэффициентом мощности cosц=0,8. Площади цехов определяем по генеральному плану текстильной фабрики (рисунок 2. 1). Таким образом, мощность осветительной нагрузки составляет:

tgц=tg (arcos (cosц))= tg (arcos (0,8))=0,75

Результаты расчета нагрузок остальных цехов текстильной фабрики представлены в таблице 2.2.

Расчет нагрузки цехов с учетом потерь в трансформаторе

При определении расчетной мощности необходимо учесть наличие потерь мощности в цеховых трансформаторах. Так как конкретные марки трансформаторов на данном этапе расчета неизвестны, то потери определяются приближенно:

где: потери активной мощности в трансформаторе;

полная расчетная цеховая мощность учётом потерь в трансформаторе;

Рисунок 2.1 — Площади цехов на генеральном плане фабрики

Таблица 2.2 — Результаты расчетов

Наименование цеха

Pном, кВт

Кс

cos ц

tg ц

у, Вт/м2

F, мІ

Ррс, кВт

Qрс, кВАр

Рро, кВт

Qро, кВАр

Ррц, кВт

Qрц, кВАр

Sрц, кВА

1

Гараж

550

0,4

0,85

0,62

3,25

4394,5

220

136,34

14,28

10,71

234,28

147,06

276,61

2

Насосная

3400

0,8

0,85

0,62

3,18

34,81

2720

1685,70

0,11

0,08

2720,11

1685,79

3200,14

3

Прядильный цех

2800

0,81

0,8

0,75

5,51

370

2268

1701,00

2,04

1,53

2270,04

1702,53

2837,55

4

Ткацкий цех

3950

0,84

0,75

0,882

3,9

310

3318

2926,20

1,21

0,91

3319,21

2927,11

4425,51

5

Красильный цех

2870

0,78

0,8

0,75

3,84

382,2

2238,6

1678,95

1,47

1,10

2240,07

1680,05

2800,08

6

Лаборатории (ЦЗЛ)

1250

0,5

0,7

1,02

5,17

188,5

625

637,63

0,97

0,73

625,97

638,36

894,06

7

Склад готовой продукции

270

0,3

0,85

0,62

3,38

412,8

81

50,20

1,40

1,05

82,40

51,25

97,03

8

Управление фабрики

580

0,45

0,8

0,75

5,17

251,16

261

195,75

1,30

0,97

262,30

196,72

327,87

9

Механический цех

2600

0,45

0,7

1,02

3,9

252,54

1170

1193,64

0,98

0,74

1170,98

1194,38

1672,65

10

Столярный цех

2300

0,5

0,75

0,882

3,81

203,74

1150

1014,20

0,78

0,58

1150,78

1014,79

1534,30

11

Электроремонтный цех

2360

0,45

0,65

1,169

3,84

264,13

1062

1241,62

1,01

0,76

1063,01

1242,38

1635,08

12

Склад угля

400

0,4

0,85

0,62

3,25

292,8

160

99,16

0,95

0,71

160,95

99,87

189,42

13

Склад оборудования и запасных частей

300

0,4

0,85

0,62

3,25

212,978

120

74,37

0,69

0,52

120,69

74,89

142,04

14

Ремонтно-механический цех

700

0,5

0,75

0,882

3,81

331,165

350

308,67

1,26

0,95

351,26

309,62

468,24

15

Магазин

80

0,45

0,75

0,882

5,17

34,81

36

31,75

0,18

0,13

36,18

31,88

48,22

16

Блок подсобных цехов

970

0,45

0,8

0,75

5,17

292,8

436,5

327,38

1,51

1,14

438,01

328,51

547,52

17

Склад декоративных тканей

250

0,4

0,85

0,62

3,25

113,789

100

61,97

0,37

0,28

100,37

62,25

118,11

18

Столовая

315

0,45

0,75

0,882

5,17

112,968

141,75

125,01

0,58

0,44

142,33

125,45

189,73

19

Медпункт

70

0,45

0,8

0,75

5,51

34,81

31,5

23,63

0,19

0,14

31,69

23,77

39,61

20

Проходная

10

0,4

0,9

0,484

5,51

34,81

4

1,94

0,19

0,14

4,19

2,08

4,68

где: потери реактивной мощности в трансформаторе;

полная расчетная цеховая мощность учётом потерь в трансформаторе;

Расчетная мощность с учетом потерь в трансформаторах:

где: активная расчетная цеховая мощность с учётом потерь в трансформаторе;

где: реактивная расчетная цеховая мощность учётом потерь в трансформаторе;

Произведем расчеты мощности с учетом потерь в трансформаторах на примере прядильного цеха:

Результаты расчетов приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 — Результат расчета мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах

№ На плане

Наименование цеха

ДPтр кВт

ДQтр кВАр

Ррц1, кВт

Qрц1, кВАр

Sрц1, кВА

1

Гараж

5,53 221

27,6611

239,81

174,72

296,71

2

Насосная

64,0028

320,014

2784,11

2005,80

3431,4

3

Прядильный цех

56,751

283,755

2326,79

1986,28

3059,29

4

Ткацкий цех

88,5101

442,551

3407,72

3369,66

4792,41

5

Красильный цех

56,0017

280,008

2296,07

1960,06

3018,9

6

Лаборатории (ЦЗЛ)

17,8812

89,4061

643,86

727,76

971,695

7

Склад готовой продукции

1,94 063

9,70 315

84,34

60,95

104,054

8

Управление фабрики

6,55 746

32,7873

268,86

229,51

353,495

9

Механический цех

33,4529

167,265

1204,44

1361,64

1817,89

10

Столярный цех

30,686

153,43

1181,46

1168,22

1661,5

11

Электроремонтный цех

32,7017

163,508

1095,72

1405,88

1782,44

12

Склад угля

3,7884

18,942

164,74

118,81

203,116

13

Склад оборудования и запасных частей

2,84 077

14,2038

123,53

89,09

152,308

14

Ремонтно-механический цех

9,36 478

46,8239

360,63

356,44

507,052

15

Магазин

0,96 449

4,82 243

37,14

36,71

52,2214

16

Блок подсобных цехов

10,9503

54,7517

448,96

383,26

590,304

17

Склад декоративных тканей

2,36 215

11,8108

102,73

74,06

126,646

18

Столовая

3,79 456

18,9728

146,13

144,42

205,454

19

Медпункт

0,7923

3,96 148

32,48

27,73

42,7105

20

Проходная

0,0936

0,468

4,29

2,55

4,98 626

Определение расчетных нагрузок текстильной фабрики

Расчетная полная мощность фабрики определяется по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (до и выше 1000 В) с учетом осветительной нагрузки территории фабрики и его цехов, потерь мощностей в трансформаторных подстанциях и ГПП, компенсации реактивной мощности. Расчетная мощность освещения территории определяется по удельной нагрузке по формулам:

где: активная расчётная мощность освещения территории.

уот — удельная плотность освещения территории, Вт/м2;

Fт — площадь территории фабрики не занятой цехами, м2;

где: реактивная расчётная мощность освещения территории.

tgцот — определяется по cosцот.

Освещение территории осуществляется светильниками с лампами ДРЛ, которые имеют cosцот=0,5 tgцот=1,73. Удельная плотность освещения территории принимаем уот = 0,04 Вт/м2.

Площадь территории фабрики не занятой цехами, которую необходимо осветить, определяется из выражения:

где: Fз — общая площадь фабрики;

— суммарная площадь всех цехов.

Расчетная мощность предприятия в целом определяется с учетом коэффициента разновременности максимума Крм, который принимается в диапазоне 0,9 — 0,95. Примем Крм = 0,95.

Расчетная активная и реактивная мощности текстильной фабрики:

где: активная расчётная мощность освещения территории;

— активная расчетная цеховая мощность с учётом потерь в трансформаторе;

где: реактивная расчётная мощность освещения территории.

-реактивная расчетная цеховая мощность с учётом потерь в трансформаторе;

Полная мощность фабрики:

  • 2.1 Выбор и размещение БСК в электрической сети предприятия
  • Экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя:

Далее определяется мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить у потребителя:

В данном случае Qку> 0, поэтому требуется устанавливать БСК.

Определяем величину мощности БСК для прядильного цеха по формуле:

Исходя из полученного значения, выбираем для установки в цехе 4 батареи мощностью 200 кВАр. Марка батареи УКЛН-0,38−600−150 У3.

С учетом компенсации расчетная реактивная мощность цеха будет равна:

Полная расчетная мощность цеха:

,

Произведем расчет и распределение источников реактивной мощности в других цехах. Полученные результаты расчетов и стандартные значения БСК сведем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 — Результаты расчетов размещения БСК в сети.

Наименование цеха

Qрц1, кВАр

QБСК кВАр

Nбат шт

Qномбат кВАр

Qкуст кВАр

Q'рц кВАр

S'рц кВА

Тип компенсирующего устройства

1

Гараж

174,72

104,124

1

100

100

74,72

251,184

УКЛН-0,38−600−150У3

2

Насосная

2005,80

1193,64

4

300

1200

805,80

2898,38

УКЛН-0,38−300−150У3

3

Прядильный цех

1986,28

1205,49

4

300

1200

786,28

2456,05

УКЛН-0,38−300−150У3

4

Ткацкий цех

3369,66

2072,57

7

300

2100

1269,66

3636,56

УКЛН-0,38−300−150У3

5

Красильный цех

1960,06

1189,58

4

300

1200

760,06

2418,6

УКЛН-0,38−300−150У3

6

Лаборатории (ЦЗЛ)

727,76

451,996

4

100

400

327,76

722,482

УКЛН-0,38−100−150У3

7

Склад готовой продукции

60,95

36,285

Не устанавливается

60,95

104,054

-

8

Управление фабрики

229,51

139,292

1

100

100

129,51

298,424

УКЛН-0,38−100−150У3

9

Механический цех

1361,64

845,69

2

450

900

461,64

1289,88

УКЛН-0,38−450−150У3

10

Столярный цех

1168,22

718,529

7

100

700

468,22

1270,86

УКЛН-0,38−100−150У3

11

Электроремонтный цех

1405,88

879,676

2

450

900

505,88

1206,86

УКЛН-0,38−450−150У3

12

Склад угля

118,81

70,7158

1

100

100

18,81

165,811

УКЛН-0,38−100−150У3

13

Склад оборудования и запасных частей

89,09

53,0255

Не устанавливается

89,09

152,308

-

14

Ремонтно-механический цех

356,44

219,227

2

100

200

156,44

393,097

УКЛН-0,38−100−150У3

15

Магазин

36,71

22,5758

Не устанавливается

36,71

52,2214

-

16

Блок подсобных цехов

383,26

232,605

2

100

200

183,26

484,927

УКЛН-0,38−100−150У3

17

Склад декоративных тканей

74,06

44,078

Не устанавливается

74,06

126,646

-

18

Столовая

144,42

88,8259

1

100

100

44,42

152,732

УКЛН-0,38−100−150У3

19

Медпункт

27,73

16,8298

Не устанавливается

27,73

42,7105

-

20

Проходная

2,55

1,47 357

Не устанавливается

2,55

4,98 626

-

Суммарная мощность БСК должна удовлетворять выражению:

В данном случае 9586,281 кВАр > 9400 кВАр, условие выполняется.

  • 2. 2 Построение картограммы нагрузок и определение центра электрических нагрузок
  • При проектировании современных систем электроснабжения приходится сталкиваться с разнообразными по содержанию и сложности задачами (определение числа, расположения источников питания, распределения приемников электроэнергии по источникам питания и др.), разрешать которые становиться все труднее. Это объясняется тем, что проектировщикам при решении этих задач приходится оперировать с большим количеством исходных данных, объем которых постоянно увеличивается. Большой объем данных и постоянный рост привели к широкому внедрению вычислительной техники в проектную практику, что потребовало разработки иных подходов к проектированию.
  • В настоящее время имеется достаточное количество материалов, подтверждающих, что для перечисленных выше задач с помощью вычислительной техники необходим специальный подход, который позволил бы анализировать и описывать структуру распределения нагрузок и геометрию взаимного расположения приемников электроэнергии. Первое представление о характере распределения нагрузок по территории объекта получают с помощью картограммы нагрузок.
  • Картограммой нагрузок называют план, на котором изображена картина, средней интенсивности распределения нагрузок приёмников электроэнергии.
  • Картограмму нагрузок строят как на плане расположения приёмников электроэнергии в цехах, так и на генеральном плане всего промышленного предприятия, то в качестве приёмников электроэнергии рассматривают сами цехи.
  • Картограмма активных нагрузок необходима для выбора рационального места расположения подстанций и распределительных пунктов. Поскольку при проектировании систем промышленного электроснабжения решают задачу определения расположения источников питания реактивных нагрузок, для повышения надежности рекомендуется иметь 2 картограммы: 1 для активных, а 2. Радиус круга, характеризующий активную мощность цеха, определяется по формуле:
  • где: радиус круга;
  • постоянная.
  • При наличии в цехе силовых нагрузок до и выше 1000 В они изображаются разными окружностями. При определении ЦЭН цехов считаем, что нагрузка по площади цеха распределена равномерно. Осветительная нагрузка каждого цеха изображается в виде сектора круга. Угол сектора (б) определяется из формулы:
  • Результаты расчетов сведем в таблицу 2.5.
  • Таблица 2.5 — расчетные данные для картограммы нагрузок.
  • Наименование цеха

    Рро кВт

    Ррц1 кВт

    R см

    Б град

    1

    Гараж

    14,28

    239,81

    76,374

    21,4398

    2

    Насосная

    0,11

    2784,11

    886,66

    0,1 431

    3

    Прядильный цех

    2,04

    2326,79

    741,016

    0,31 543

    4

    Ткацкий цех

    1,21

    3407,72

    1085,26

    0,12 772

    5

    Красильный цех

    1,47

    2296,07

    731,232

    0,23 011

    6

    Лаборатории (ЦЗЛ)

    0,97

    643,86

    205,05

    0,5449

    7

    Склад готовой продукции

    1,40

    84,34

    26,8586

    5,95 589

    8

    Управление фабрики

    1,30

    268,86

    85,6229

    1,7387

    9

    Механический цех

    0,98

    1204,44

    383,579

    0,29 438

    10

    Столярный цех

    0,78

    1181,46

    376,262

    0,23 653

    11

    Электроремонтный цех

    1,01

    1095,72

    348,954

    0,33 324

    12

    Склад угля

    0,95

    164,74

    52,465

    2,7 949

    13

    Склад оборудования и запасных частей

    0,69

    123,53

    39,3417

    2,1 714

    14

    Ремонтно-механический цех

    1,26

    360,63

    114,849

    1,25 955

    15

    Магазин

    0,18

    37,14

    11,8294

    1,74 423

    16

    Блок подсобных цехов

    1,51

    448,96

    142,982

    1,21 381

    17

    Склад декоративных тканей

    0,37

    102,73

    32,7172

    1,29 592

    18

    Столовая

    0,58

    146,13

    46,5378

    1,43 884

    19

    Медпункт

    0,19

    32,48

    10,3453

    2,12 563

    20

    Проходная

    0,19

    4,29

    1,36 478

    16,1126

    • Координаты ЦЭН при предположении, что нагрузка в цехах распределена равномерно можно определить из следующих выражений:
    • Ордината ЦЭН:
    • Абсцисса ЦЭН:
    • Таблица 2.6 — Значения координат цехов фабрики.
    • Наименование цеха

      Ррц1 кВт

      Xрц мм

      Yрц мм

      Xрц•Pрц

      Yрц•Pрц

      1

      Гараж

      239,81

      94,17

      145,38

      22 583,3

      34 864,2

      2

      Насосная

      2784,11

      94,67

      127,73

      263 572

      355 615

      3

      Прядильный цех

      2326,79

      92,75

      77,6

      215 810

      180 559

      4

      Ткацкий цех

      3407,72

      92,9

      38,3

      316 577

      130 516

      5

      Красильный цех

      2296,07

      79,7

      17,45

      182 997

      40 066,4

      6

      Лаборатории (ЦЗЛ)

      643,86

      68,05

      39,95

      43 814,4

      25 722

      7

      Склад готовой продукции

      84,34

      66,73

      81,28

      5627,73

      6854,82

      8

      Управление фабрики

      268,86

      60,87

      143,1

      16 365,3

      38 473,3

      9

      Механический цех

      1204,44

      39,95

      108,75

      48 117,3

      130 983

      10

      Столярный цех

      1181,46

      39,95

      90,05

      47 199,4

      106 391

      11

      Электроремонтный цех

      1095,72

      39,95

      70,8

      43 773,9

      77 576,7

      12

      Склад угля

      164,74

      40,05

      40,2

      6597,84

      6622,55

      13

      Склад оборудования и запасных частей

      123,53

      14,4

      89,1

      1778,87

      11 006,8

      14

      Ремонтно-механический цех

      360,63

      13,25

      40,6

      4778,3

      14 641,4

      15

      Магазин

      37,14

      88,95

      147,1

      3304

      5463,95

      16

      Блок подсобных цехов

      448,96

      40,05

      16,25

      17 981

      7295,67

      17

      Склад декоративных тканей

      102,73

      21,7

      82,6

      2229,28

      8485,66

      18

      Столовая

      146,13

      14,4

      120,7

      2104,25

      17 637,7

      19

      Медпункт

      32,48

      77,55

      147,05

      2519,14

      4776,79

      20

      Проходная

      4,29

      83,2

      147,05

      356,546

      630,169

      • Таким образом, ЦЭН находится в точке с координатами:
      • ХЦЭН = 73,62 мм; YЦЭН =83,23 мм.
      • Картограмма нагрузок предприятия с ЦЭН представлена на рисунке 2.2.
      • Рисунок 2.2 — Картограмма электрических нагрузок фабрики.
      • 3. Технико-экономический расчет
      • Выбор рационального напряжения питания.
      • При технико-экономическом сравнении сопоставляются только допустимые по техническим требованиям варианты, т. е. такие, в которых потребитель получает необходимое количество электроэнергии заданного качества при заданной степени надежности. На первом этапе технико-экономического сравнения выбирают допустимые по техническим требованиям варианты, а на втором этапе из них выбирают оптимальный по технико-экономическим показателям.
      • Определяем рациональное напряжение питания по формуле:
      • где: L — длина линии (км.);
      • — активная мощность фабрики (кВт.).
      • Необходимо провести технико-экономическое сравнение двух вариантов: со стандартными уровнями напряжения 35 кВ, 110 кВ и 220 кВ.

      Экономическим критерием, по которому определяют наиболее выгодный вариант, является минимум приведенных затрат (руб/год), вычисляемых по следующей формуле:

      З = Ен •К + И+У

      где: К — капитальные вложения (руб.), необходимые для сооружения сети, причем, предполагается, что строительство ее продолжается в течение одного года;

      И — ежегодные эксплуатационные расходы (руб), предполагаемые неизменными в течение всего рассматриваемого периода эксплуатации;

      Ен — нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, Ен = 0,12;

      У — возможный ежегодный народнохозяйственный ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям из-за перерывов электроснабжения, (руб).

      Капиталовложения в каждом варианте сети можно разделить на капитальные затраты на сооружение линии (Кл), подстанции (Кп) и на установку дополнительной мощности на электростанции для покрытия потерь электроэнергии в проектируемой сети (Кдоп):

      К = Кл + Кп + Кдоп

      Эти составляющие капитальных затрат с достаточной точностью можно определить с помощью укрупненных показателей стоимости (УПС) отдельных элементов электрической системы, составленных для средних условий строительства.

      Величина Кл определяется из выражения:

      где: L — длина линии (км);

      куд — удельная стоимость одного километра линии, которая зависит от номинального напряжения сети, вида и материала опор, сечений проводов и района по гололеду (тыс. руб/км).

      Капиталовложения в строительство подстанции включают стоимость силовых трансформаторов Ктр, стоимость ячеек открытых распределительных устройств (ОРУ) и закрытых распределительных устройств (ЗРУ), Кору, Кзру, постоянные затраты на строительство подстанции (Кпост), зависящие в основном от напряжения и общего количества выключателей на подстанции и стоимость КУ (Кку):

      Величина Кдоп, зависящая от потерь мощности, может быть вычислена через удельную стоимость 1 кВт оборудования, необходимого для компенсации этих потерь (куд):

      где: Р — суммарные потери мощности в элементах проектируемой сети.

      Ежегодные эксплуатационные расходы (издержки) рассчитывают по формуле:

      И = Ил + Ип/ст + Иw

      где: Ил — ежегодные эксплуатационные издержки на линии электропередачи (тыс. руб.);

      Ип/ст — ежегодные эксплуатационные издержки на оборудование подстанции (тыс. руб.);

      Иw — стоимость годовых потерь электроэнергии в рассматриваемом варианте сети (тыс. руб.).

      Ежегодные издержки на эксплуатацию сети включают амортизационные отчисления (предназначены для капитального ремонта оборудования и сооружений и для полной замены основных фондов после их износа ') и расходы на обслуживание сети (текущий ремонт, зарплата персонала, общесетевые расходы — ").

      Амортизационные отчисления определяются для каждого года по сумме капиталовложений предшествующих лет. Ежегодные расходы на обслуживание электрических сетей могут приближенно быть оценены пропорционально стоимости основных фондов (капиталовложениям).

      При учебном проектировании достаточно для определения ежегодных издержек пользоваться средними нормами затрат на обслуживание элементов электрических сетей, рекомендуемых для технико-экономических расчетов, а также суммарными ежегодными издержками, включающими амортизационные отчисления.

      В этом случае издержки определяются по формулам:

      где: , — средние нормы ежегодных затрат на амортизационные отчисления соответственно для линии и подстанции;

      , — средние нормы затрат на обслуживание линии и подстанции.

      Издержки, связанные с потерями электроэнергии, определяются по формуле:

      где: — удельные приведённые затраты на возмещение потерь электроэнергии;

      — суммарные потери энергии.

      Значение приводится в справочнике и зависит от времени максимальных потерь и от региона.

      Для трех вариантов общими являются следующие условия:

      — питание осуществляется по двухцепной линии от одного источника;

      — воздушные линии длинной L=5 км выполнены сталеалюминиевыми проводами марки АС на железобетонных опорах;

      — район по гололеду принимаем II.

      В качестве схемы распределительного устройства на стороне высокого напряжения принимаем «два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии»:

      Рисунок 3.1 — Схема распределительного устройства

      Применяем трансформаторы с номинальной мощностью Sном=16 МВА.

      Расчётная мощность фабрики Sрз=18 128,8 кВА.

      Время использования максимальной нагрузки, определено по годовому графику нагрузки: Тмах=6122,5 ч.

      Время максимальных потерь ф определяется по формуле:

      Удельные приведённые затраты на возмещение потерь электроэнергии:

      Экономическая плотность тока для неизолированных алюминиевых проводов jэк=1,0 А/мм2 (при Тмах> 5000 ч)

      Порядок определения приведенных затрат по каждому из сопоставляемых вариантов:

      1) Определяются капитальные вложения. При этом можно не учитывать одни и те же элементы, повторяющиеся в обоих вариантах, а именно КЗРУ. Капитальные вложения подсчитываются по укрупненным показателям, однако для сопоставимости затраты по обоим вариантам определяются по одному источнику с учётом повышающего коэффициента kпов=28.

      Устройства компенсации потерь мощности в обоих вариантах отсутствуют, в связи с этим принимаем равными нулю элементы ККУ и куддоп).

      2) Определяются ежегодные издержки на амортизацию и обслуживание сети. При этом для линии суммарный коэффициент л=2,8%, а для подстанции — пс=9,4% (определено по справочникам).

      3) Вычисляются ежегодные затраты на возмещение потерь электроэнергии.

      4) Определяются приведенные затраты по выражению без учёта элемента У, полагая, что оба варианта обладают одинаковой надежностью электроснабжения.

      Оптимальным по экономическим показателям будет являться вариант, характеризующийся минимальными приведенными затратами.

      Расчёт приведённых затрат при Uсети=35 кВ.

      Ток в одной линии в нормальном и послеаварийном режиме:

      Сечение линии (экономическое):

      где: jэк=1,0 А/мм2 — Экономическая плотность тока для неизолированных алюминиевых проводов (при Тмах> 5000 ч)

      Принимаем стандартное сечение провода 185/29 мм2. По ПУЭ длительно допустимый ток при таком сечении равен 510 А, т. е. Iдоп > Iпар.

      Однако для проводов такого сечения не предусмотрены опоры на напряжение 35 кВ, поэтому используем опоры на напряжение 110 кВ.

      При данном сечении удельная стоимость линии составит:

      Куд=66•28=1848 т. р/км.

      Тогда капитальные вложения на сооружение линии:

      Кл=1884•5=9420 тыс. руб.

      Стоимость двух трансформаторов:

      Ктр==6160 тыс. руб.

      Стоимость выбранной схемы РУ ВН:

      Кору==1120 тыс. руб.

      Постоянная часть затрат по подстанции:

      Кпост==5600 тыс. руб.

      Капиталовложения в строительство подстанции:

      Кп=6160+1120+5600=12 880 тыс. руб.

      Общие капиталовложения

      К=9420+12 880=22300 тыс. руб.

      Издержки на амортизацию и ремонт линии и подстанции:

      Ил=/100=263,76 тыс. руб.

      Ип=/100=1210,72 тыс. руб.

      Суммарные потери энергии складываются из постоянных потерь в линии и потерь в трансформаторе (постоянных и нагрузочных):

      Основные параметры трансформатора:

      ТДНС-16 000/35:

      =18 кВт;

      Sтр. ном. =16 МВА;

      Uн =35 кВ;

      =0,45 Ом.

      Основные параметры трансформатора и линии:

      АС-185/29:

      r0=0,159 Ом/км

      Активное сопротивление линии электропередач:

      Rл=5•0,159= 0,795 Ом

      Потери активной энергии в трансформаторе:

      ;

      Потери активной энергии в линии электропередач:

      .

      Расчёт ведём для максимального режима, полагая, что в линии и в трансформаторе протекает мощность Sнагр= Sрз=18 128,8 кВА, тогда:

      Издержки, связанные с потерями энергии:

      Итого, ежегодные издержки на эксплуатацию будут равны:

      И=263,76+1210,72+1440,929=2915,409 тыс. руб.

      Приведенные затраты:

      З=

      Расчёт приведённых затрат при Uсети=110 кВ.

      Ток в одной линии в нормальном и послеаварийном режиме:

      Сечение линии (экономическое):

      Принимаем стандартное сечение провода 70 мм2. По ПУЭ длительно допустимый ток при таком сечении равен 265 А, т. е. Iдоп > Iпар.

      При данном сечении удельная стоимость линии составит:

      куд==1596 тыс. руб. /км.

      Тогда капитальные вложения на сооружение линии:

      Кл=1596•5=7980 тыс. руб.

      Стоимость двух трансформаторов:

      Ктр==9632 тыс. руб.

      Стоимость выбранной схемы РУ ВН:

      Кору==5544 тыс. руб.

      Постоянная часть затрат по подстанции:

      Кпост==10 080 тыс. руб.

      Капиталовложения в строительство подстанции:

      Кп=9632+5544+10 080=25256 тыс. руб.

      Общие капиталовложения:

      К=7980+25 256=33236 тыс. руб.

      Издержки на амортизацию и ремонт линии и подстанции:

      Ил=/100=223,44 тыс. руб.

      Ип=/100=2374,06 тыс. руб.

      Суммарные потери энергии складываются из постоянных потерь в линии и потерь в трансформаторе (постоянных и нагрузочных):

      Основные параметры трансформатора:

      ТДН-16 000/110:

      =19 кВт,

      Sтр. ном. =16 МВА,

      Uн =110 кВ,

      =4,38 Ом.

      Основные параметры линии электропередач:

      АС-70/11:

      r0=0,428 Ом/км,

      Активное сопротивление линии электропередач:

      Rл=

      Потери активной энергии в трансформаторе:

      Потери активной энергии в линии электропередач:

      Расчёт ведём для максимального режима, полагая, что в линии и в трансформаторе протекает мощность Sнагр= Sрз=18 128,8 кВА, тогда:

      Издержки, связанные с потерями энергии:

      Итого, ежегодные издержки на эксплуатацию будут равны:

      И=223,44+2374,06+979,349=3576,849 тыс. руб.

      Приведенные затраты:

      З=

      Относительная разница приведённых затрат по двум вариантам равна:

      Поскольку приведенные затраты отличаются более чем на 15%, следует за основной принимать вариант с меньшим значением приведенных затрат.

      • 4. Проектирование системы внешнего электроснабжения фабрики
      • 4.1 Выбор рационального напряжения питания
      • После построения графиков нагрузки по типовым таблицам для машиностроительной отрасли, определяем рациональное напряжение питания по формуле
      • где: Р — значение расчетной нагрузки предприятия, МВт;
      • l — расстояние от подстанции энергосистемы до фабрики, км.
      • Напряжение питания выбираем исходя из технико-экономического расчета на напряжение 35 и 110 кВ.
      • Исходя из технико-экономического расчета, следует выбрать напряжение питания равное 35 кВ, но при таких мощностях не существует понижающих трансформаторов. Таким образом, напряжение питания принимаем равным 110 кВ.
      • 4.2 Выбор трансформаторов на ПГВ
      • Произведем выбор трансформаторов. Так как на предприятии имеются потребители 1-й категории, то устанавливаем двухтрансформаторную подстанцию, выберем и проверим трансформаторы в следующей последовательности.
      • Выбор трансформаторов определяется, исходя из среднеквадратичной мощности фабрики. Ниже приведен суточный график нагрузки для текстильной промышленности, взятый из справочной литературы.
      • Рисунок 4.1 — Суточный график нагрузки.
      • Для построения суточного графика в единицах мощности, рассчитаем значения активной и реактивной мощности для фабрики, исходя из ее максимальной нагрузки.
      • Рассчитаем значения активной, реактивной и полной мощности в точке 1 час, данные расчета занесем в таблицу.
      • Таблица 4.1 — Значения расчетов суточного графика.
      • Время

        P%

        P, кВт

        Q%

        Q

        S

        1

        37,5

        6357,6779

        10

        628,36

        6388,65

        2

        35

        5933,8327

        8

        502,69

        5955,09

        3

        35

        5933,8327

        8

        502,69

        5955,09

        4

        35

        5933,8327

        6

        377,01

        5945,8

        5

        32,5

        5509,9875

        4

        251,34

        5515,72

        6

        35

        5933,8327

        4

        251,34

        5939,15

        7

        50

        8476,9038

        8

        502,69

        8491,8

        8

        87,5

        14 834,582

        35

        2199,2

        14 996,7

        9

        100

        16 953,808

        48

        3016,1

        17 220

        10

        100

        16 953,808

        45

        2827,6

        17 188

        11

        95

        16 106,117

        42

        2639,1

        16 320,9

        12

        90

        15 258,427

        40

        2513,4

        15 464,1

        13

        95

        16 106,117

        50

        3141,8

        16 409,7

        14

        95

        16 106,117

        48

        3016,1

        16 386,1

        15

        90

        15 258,427

        40

        2513,4

        15 464,1

        16

        92,5

        15 682,272

        46

        2890,4

        15 946,4

        17

        95

        16 106,117

        46

        2890,4

        16 363,4

        18

        95

        16 106,117

        42

        2639,1

        16 320,9

        19

        87,5

        14 834,582

        38

        2387,8

        15 025,5

        20

        95

        16 106,117

        40

        2513,4

        16 301,1

        21

        90

        15 258,427

        43

        2701,9

        15 495,8

        22

        75

        12 715,356

        38

        2387,8

        12 937,6

        23

        45

        7629,2134

        20

        1256,7

        7732,03

        24

        42,5

        7205,3683

        10

        628,36

        7232,71

        • Мощность трансформаторов определяем по суточному графику нагрузки. Для этого рассчитаем среднеквадратичную мощность по формуле:
        • Определяем мощность одного трансформатора:
        • Выбираем трансформатор ТДН-16 000/110 со следующими параметрами:
        • Sном — 16 000 кВА;
        • Uвн = 115 кВ;
        • Uнн = 6,6 кВ;
        • ДPх = 18 кВт;
        • ДPк =85 кВт;
        • (В-Н) = 10,5%;
        • Iх =0,7%.
        • Выбранный трансформатор проверим на перегрузочную способность. Для этого определим участки суточного графика полной мощности фабрики, выходящие за пределы значения среднеквадратичной мощности (рисунок 4. 2).
        • Коэффициент предварительной загрузки К1, определяется по полной мощности, которая ниже среднеквадратичной: Si < Sср. кв в период времени? t:
        • Рисунок 4.2 — Графики полной среднеквадратичной и полной сточной мощности фабрики.
        • Коэффициент перегрузки в ПАР К2, определяется по полной мощности, которая больше среднеквадратичной: Si > Sср. кв в период времени? t:
        • ;
        • Из справочника по времени перегрузки и коэффициенту К1 выбираем Кmax=1,4 и сравниваем его с К2.
        • 1,005 < 1,5
        • К2 < Кmax,
        • т.е. выполняется условие по перегрузочной способности для трансформатора в послеаварийном режиме, следовательно, принимаем трансформатор ТДН-16 000/110.
        • 4.3 Выбор схемы распредустройства высокого напряжения
        • Выбор варианта схемы производим с учетом местных и категории электроснабжения потребителей. Так как на фабрике монтажного оборудования присутствуют потребители I-ой категории электроснабжения, то принимаем схему для тупиковых подстанций с автоматикой в перемычке.

        Рисунок 4.3 — Схема Р У ВН с двумя трансформаторами

        4.4 Выбор сечения питающей линии электропередач

        Питание из системы происходит по воздушным линиям электропередач. Проведем выбор провода для линии 110кВ в следующей последовательности:

        Определяем ток в линии в нормальном и послеаварийном режимах:

        где: Sз -мощность предприятии, кВА;

        n — количество линий;

        Uс — напряжение питающей сети, кВ.

        Сечение провода рассчитываем по экономической плотности тока:

        где: Jэ — экономическая плотность тока выбирается исходя из времени максимальных нагрузок. При Тмах > 5000ч Jэ=1А/;

        Fэ — экономическое сечение провода ().

        По полученному сечению выбираем алюминиевый провод со стальным сердечником марки AC — 70/11.

        Проверяем сечение провода по условию допустимого нагрева. По ПУЭ допустимый предельный ток для провода на 110 кВ сечением 70/11 мм2 равен 265А, следовательно:

        Iпар = 95,151 < Iд = 265А

        Сечение по данному условию подходит.

        Проверяем сечение провода по падению напряжения в линии, в нормальном и послеаварийном режимах:

        По условию падения напряжения данный провод разрешается использовать.

        По условию коронного разряда и уровню радиопомех провод такого сечения разрешается использовать.

        Питание из системы происходит по воздушным линиям электропередач.

        Окончательно выбираем две ВЛЭП на металлических опорах, провод марки АС-70.

        5. Система распределения электроэнергии на предприятии

        5.1 Выбор напряжения распределения электропередач

        Рациональное напряжение распределения электроэнергии в основном зависит от наличия и значения мощности электроприёмников напряжением 6 и 10 кВ, наличие собственной ТЭЦ и величины её генераторного напряжения. Для определения рационального напряжения необходимо произвести технико-экономический расчёт. Технико-экономический расчёт не проводится в случаях, если:

        суммарная мощность электроприемников 6 кВ равна или превышает 40% общей мощности предприятия, тогда напряжение распределения принимается 6 кВ;

        суммарная мощность электроприемников 6 кВ не превышает 15% общей мощности предприятия, тогда напряжение распределения принимается 10 кВ.

        На фабрике исполнительных механизмов потребители напряжением 6 кВ отсутствуют, значит напряжения распределения фабрики выбираем 10 кВ.

        5.2 Выбор схемы распредустройства низкого напряжения

        По мощности трансформаторов выбираем схему распределительного устройства на стороне низкого напряжения:

        Рисунок 5.1 — Схема распределения низкого напряжения

        5.3 Определение мощности и количества цеховых трансформаторных подстанций

        Потребители 1-й категории должны иметь двух трансформаторные подстанции и запитываться по радиальной схеме от разных секций ГПП или СП. Потребители 2-й и 3-й категорий могут запитываться по магистральным схемам. Все цеховые РП, КТП и РЩ запитываются по кабельным линиям с прокладкой кабеля на эстакадах, причём кабели разных вводов потребителей 1-й категории прокладываются на разных эстакадах.

        Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов на КТП производится на основании требуемой степени надёжности электроснабжения. Для потребителей 2-й категории на КТП устанавливаются два трансформатора работающих раздельно в нормальном режиме — в целях уменьшения токов КЗ. Номинальная мощность цеховых трансформаторов выбирается по средней мощности за наиболее загруженную смену исходя из условий экономичной работы трансформаторов. Для двухтрансформаторных КТП коэффициент загрузки одного трансформатора 0,7 — 0,75, для однотрансформаторной КТП при наличии резервирования по вторичным цепям — 0,85 — 0,9 и для однотрансформаторного КТП — 0,9 — 1,0. Допустимая перегрузка в послеаварийном режиме — 40%.

        Если нагрузка в цехе потребителей 2-й и 3-й категорий не превышает 200 кВА, то в данном цехе КТП не устанавливается, ЭП цеха запитываются от ближайшей КТП кабельными линиями 0,4 кВ.

        Число КТП, число и мощность трансформаторов определяем по следующим условиям:

        · Sуд? 0,2 кВА/м2 — не рекомендуется применять трансформаторы мощностью больше 1000 кВА;

        · 0,2 < Sуд < 0,3 кВА/м2 — больше 1600 кВА;

        · Sуд? 0,3 кВА/м2 — больше 2500 кВА;

        · Sуд? 0,4 кВА/м2 — устанавливаются двухтрансформаторные КТП не зависимо от категории.

        Порядок выбора и расчет потерь мощности в трансформаторах рассмотрим на примере прядильного цеха.

        Удельная нагрузка цеха:

        т.к. рассчитанное значение превышает 0,4 кВА/м2, устанавливаем две трансформаторные подстанции с трансформаторами ТМ-2500/10, при расчёте коэффициентов загрузки мощность прядильного цеха делим на два трансформатора:

        Теперь данные трансформаторы обеспечивают резервирование.

        Потери в трансформаторе:

        Результаты расчетов сведем в таблицу 5.1.

        При известных потерях в питающих трансформаторах, вычисли мощности цехов:

        Таблица 5.1 — Результаты расчетов

        Наименование цеха

        Sрц'1, кВА

        Sуд кВА

        Тип

        Sнт кВА

        Кз. нр

        Кз. пар

        ДРхх кВт

        ДРкз кВт

        Uкз %

        Iхх %

        ДРт кВт

        ДQхх кВАр

        ДQкз кВАр

        ДQт кВАр

        1

        Гараж

        251,184

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        2

        Насосная

        2898,38

        83,2628

        ТМ-4000/10

        4000

        0,3623

        0,72 459

        5,3

        33,5

        7,5

        0,9

        9,69 719

        36

        300

        75,3778

        3

        Прядильный цех

        2456,05

        6,63 798

        ТМ-2500/10

        2500

        0,49 121

        0,98 242

        3,9

        23,5

        6,5

        1

        9,57 026

        25

        162,5

        64,2093

        4

        Ткацкий цех

        3636,56

        11,7308

        ТМ-4000/10

        4000

        0,45 457

        0,90 914

        5,3

        33,5

        7,5

        0,9

        12,2222

        36

        300

        97,9902

        5

        Красильный цех

        2418,6

        6,3281

        ТМ-2500/10

        2500

        0,48 372

        0,96 744

        3,9

        23,5

        6,5

        1

        9,39 865

        25

        162,5

        63,0226

        6

        Лаборатории (ЦЗЛ)

        722,482

        3,83 279

        ТМ-1000/10

        1000

        0,36 124

        0,72 248

        2

        11,6

        6,5

        1,4

        3,51 374

        14

        65

        22,4822

        7

        Склад продукции

        104,054

        0,25 207

        ТМ-630/10

        630

        0,16 517

        0,16 517

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,50 733

        12,6

        40,95

        13,7171

        8

        Управление фабрики

        298,424

        1,18 818

        ТМ-630/10

        630

        0,23 684

        0,47 369

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,72 632

        12,6

        40,95

        14,8971

        9

        Механический цех

        1289,88

        5,10 762

        ТМ-1600/10

        1600

        0,40 309

        0,80 617

        2,75

        16,5

        6,5

        1,3

        5,4309

        20,8

        104

        37,6978

        10

        Столярный цех

        1270,86

        6,23 765

        ТМ-1600/10

        1600

        0,39 714

        0,79 429

        2,75

        16,5

        6,5

        1,3

        5,35 242

        20,8

        104

        37,2032

        11

        Электроремонтный цех

        1206,86

        4,56 919

        ТМ-1600/10

        1600

        0,37 714

        0,75 429

        2,75

        16,5

        6,5

        1,3

        5,9 692

        20,8

        104

        35,5927

        12

        Склад угля

        165,811

        0,56 629

        ТМ-630/10

        630

        0,1316

        0,26 319

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,43 161

        12,6

        40,95

        13,3092

        13

        Склад оборудования и запасных частей

        152,308

        0,71 514

        ТМ-630/10

        630

        0,12 088

        0,24 176

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,41 105

        12,6

        40,95

        13,1984

        14

        РММ

        393,097

        1,18 701

        ТМ-630/10

        630

        0,31 198

        0,62 396

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        7,3 973

        12,6

        40,95

        16,5858

        15

        Магазин

        52,2214

        1,50 018

        ТМ-630/10

        630

        0,4 145

        0,8 289

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,31 305

        12,6

        40,95

        12,6703

        16

        Блок подсобных цехов

        484,927

        1,65 617

        ТМ-630/10

        630

        0,38 486

        0,76 972

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        7,4257

        12,6

        40,95

        18,6655

        17

        Склад декор. тканей

        126,646

        1,11 299

        ТМ-630/10

        630

        0,10 051

        0,20 102

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,37 678

        12,6

        40,95

        13,0137

        18

        Столовая

        152,732

        1,352

        ТМ-630/10

        630

        0,12 122

        0,24 243

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,41 167

        12,6

        40,95

        13,2017

        19

        Медпункт

        42,7105

        1,22 696

        ТМ-630/10

        630

        0,0339

        0,6 779

        6,3

        7,6

        6,5

        2

        6,30 873

        12,6

        40,95

        12,6471

        20

        Проходная

        4,98 626

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        -

        Таблица 5.2 — Расчет мощностей цехов с учетом потерь в трансформаторе

        Наименование цеха

        Ррц1, кВт

        Q’рц, кВр

        ДРт, кВт

        ДQт, кВр

        P"рц, кВт

        Q"рц, кВАр

        S"рц, кВА

        2

        Насосная

        2784,11

        805,80

        9,69 719

        75,3778

        2784,11

        881,18

        2929,48

        3

        Прядильный цех

        2326,79

        786,28

        9,57 026

        64,2093

        2326,79

        850,49

        2486,35

        4

        Ткацкий цех

        3407,72

        1269,66

        12,2222

        97,9902

        3407,72

        1367,65

        3683,27

        5

        Красильный цех

        2296,07

        760,06

        9,39 865

        63,0226

        2296,07

        823,08

        2447,99

        6

        Лаборатории (ЦЗЛ)

        643,86

        327,76

        3,51 374

        22,4822

        643,86

        350,25

        736,044

        7

        Склад готовой продукции

        84,34

        60,95

        6,50 733

        13,7171

        84,34

        74,67

        117,59

        8

        Управление фабрики

        268,86

        129,51

        6,72 632

        14,8971

        268,86

        144,41

        311,126

        9

        Механический цех

        1204,44

        461,64

        5,4309

        37,6978

        1204,44

        499,34

        1308,86

        10

        Столярный цех

        1181,46

        468,22

        5,35 242

        37,2032

        1181,46

        505,42

        1289,95

        11

        Электроремонтный цех

        1095,72

        505,88

        5,9 692

        35,5927

        1095,72

        541,48

        1226,78

        12

        Склад угля

        164,74

        18,81

        6,43 161

        13,3092

        164,74

        32,12

        174,16

        13

        Склад оборудования и запасных частей

        123,53

        89,09

        6,41 105

        13,1984

        123,53

        102,29

        165,375

        14

        Ремонтно-механический цех

        360,63

        156,44

        7,3 973

        16,5858

        360,63

        173,03

        406,346

        15

        Магазин

        37,14

        36,71

        6,31 305

        12,6703

        37,14

        49,38

        65,777

        16

        Блок подсобных цехов

        448,96

        183,26

        7,4257

        18,6655

        448,96

        201,93

        499,066

        17

        Склад декоративных тканей

        102,73

        74,06

        6,37 678

        13,0137

        102,73

        87,08

        139,596

        18

        Столовая

        146,13

        44,42

        6,41 167

        13,2017

        146,13

        57,62

        163,062

        5.4 Выбор способа канализации электроэнергии, схемы распределения и сечения кабельных линий

        После определения количества и мощности трансформаторов цеховых КТП, наносим на генеральный план схему канализации электроэнергии по территории фабрики, нанося при этом трассы КЛ электропередач. Схема канализации фабрики представлена на рисунке 5.2.

        Канализация электрической энергии — это распределение электрической энергии с помощью ВЛ, КЛ и токопроводов от места производства до места потребления.

        Выбор того или иного конструктивного решения зависит от размещения нагрузок, плотности застройки территории, её насыщенности технологическими, сантехническими, транспортными коммуникациями, уровня и агрессивности грунтовых вод, степени загрязнённости воздуха, района гололёдности. С учётом вышеизложенного принимаем прокладку КЛ по кабельным эстакадам. К преимуществам такого способа относятся: длительная сохранность оболочек КЛ из-за отсутствия разрушающих факторов, которые часто имеют место в грунте (химические реагенты, почвенная коррозия, блуждающие токи), удобство монтажа и эксплуатации, лёгкость при отыскании мест повреждения и установке соединительных муфт, возможность ведения электромонтажных работ по сооружению КЛ до выполнения планировки территории фабрики меньшие капитальные затраты по сравнению с прокладкой КЛ в каналах и особенно в туннелях при соответствующих количествах кабелей в потоке, малая вероятность механических повреждений.

        Выбор сечения КЛ производим по допустимой токовой нагрузке в послеаварийном режиме, с последующей проверкой по экономической плотности тока, по потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах и на термическую стойкость к токам КЗ.

        где: jэ = 1,2 А/мм2 — экономическая плотность тока для алюминиевых кабелей с бумажной изоляцией.

        Кабельные линии выбирают по следующим условиям:

        по току нормального режима;

        по номинальному напряжению;

        по экономичному сечению;

        Допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля в нормальном режиме определяется по формуле:

        где: — поправочный коэффициент для кабелей в зависимости от температуры среды;

        — поправочный коэффициент снижения нагрузки при совместной прокладке;

        — поправочный коэффициент допустимой перегрузки на период ликвидации аварии.

        — допустимый табличный длительный ток.

        Произведем выбор и проверку КЛ электропередач, результаты расчетов сведем в таблицу 5.2. Рассмотрим пример расчёта линии от ПГВ до ТП (прядильный цех).

        где: n — число параллельно работающих кабелей в нормальном режиме;

        Sл — мощность, передаваемая кабелем, с учётом потерь в питаемом трансформаторе.

        Расчётный ток в послеаварийном режиме:

        Выбор кабеля производим по нагреву током нормального и послеаварийного режимов с учетом поправочных коэффициентов.

        По таблице стандартных сечений предварительно намечаем кабель сечением 70 мм2, с допустимым длительным током 165 А.

        > Iр. нр

        > Iр. пар

        где: Iтаб.  — допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля по ПУЭ;

        К1 — поправочный коэффициент на возможность кратковременной перегрузки кабеля в нормальном режиме работы (в воздухе);

        К2 — поправочный коэффициент на перегрузку кабеля на период ликвидации аварии (в воздухе).

        Окончательно принимаем кабель марки АСБл — 3Ч70. После нахождения тока КЗ проверяем кабель на термическую стойкость.

        Рисунок 5.2 — Схема канализации электрической энергии

        Таблица 5.3 — Выбор линий питания цеховых трансформаторных подстанций

        № На плане

        Линия

        U, кВ

        Sл, кВА

        Iрнр А

        Iрпар, А

        Fэ, мм2

        F, мм2

        Iтаб, А

        Iднр, А

        Iдпар, А

        Кабель

        Трансформаторные подстанции

        2

        ПГВ-ТП2

        10

        2929,48

        84,567

        169,134

        70,4723

        95

        200

        220

        250

        АСБл — 3Ч95

        3

        ПГВ-ТП3

        10

        2486,35

        71,775

        143,549

        59,8122

        70

        165

        181,5

        206,25

        АСБл — 3Ч70

        4

        ПГВ-ТП4

        10

        3683,27

        106,327

        212,654

        88,6057

        95

        200

        220

        250

        АСБл — 3Ч95

        5

        ПГВ-ТП5

        10

        2447,99

        70,6673

        141,335

        58,8894

        70

        165

        181,5

        206,25

        АСБл — 3Ч70

        6

        ПГВ-ТП6

        10

        736,044

        21,248

        42,4955

        17,7065

        25

        85

        93,5

        106,25

        АСБл — 3Ч25

        7

        ПГВ-ТП7

        10

        117,59

        3,394

        6,78 908

        2,82 879

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        8

        ПГВ-ТП8

        10

        311,126

        8,981

        17,9629

        7,48 453

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        9

        ПГВ-ТП9

        10

        1308,86

        37,783

        75,5672

        31,4864

        35

        105

        115,5

        131,25

        АСБл — 3Ч35

        10

        ПГВ-ТП10

        10

        1289,95

        37,237

        74,4755

        31,0314

        35

        105

        115,5

        131,25

        АСБл — 3Ч35

        11

        ПГВ-ТП11

        10

        1226,78

        35,414

        70,8281

        29,5117

        35

        105

        115,5

        131,25

        АСБл — 3Ч35

        12

        ПГВ-ТП12

        10

        174,16

        5,027

        10,0551

        4,18 964

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        13

        ПГВ-ТП13

        10

        165,375

        4,773

        9,54 792

        3,9783

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        14

        ПГВ-ТП14

        10

        406,346

        11,730

        23,4604

        9,77 516

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        15

        ПГВ-ТП15

        10

        65,777

        1,898

        3,79 764

        1,58 235

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        16

        ПГВ-ТП16

        10

        499,066

        14,406

        28,8136

        12,0057

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        17

        ПГВ-ТП17

        10

        139,596

        4,029

        8,5 957

        3,35 815

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        18

        ПГВ-ТП18

        10

        163,062

        4,707

        9,41 437

        3,92 265

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        19

        ПГВ-ТП19

        10

        55,993

        1,616

        3,23 276

        1,34 698

        16

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч16

        Силовые пункты

        1

        ТП15-СП1

        0,4

        251,184

        7,25 106

        14,5021

        6,4 255

        10

        60

        66

        75

        АСБл — 3Ч10

        20

        ТП19-СП20

        0,4

        4,98 626

        0,14 394

        0,28 788

        0,11 995

        6

        61

        67,1

        76,25

        АСБл — 3Ч6

        6. Расчет токов короткого замыкания в СЭС

        Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий в сети. Для снижения ущерба, обусловленного выходам из строя электрооборудования при протекании токов короткого замыкания, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения, необходимо правильно определить токи короткого замыкания и после чего выбрать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов короткого замыкания. При возникновении токов короткого замыкания имеет место увеличение токов в фазах системы по сравнению с их значениями в нормальном режиме работы.

        Определение токов КЗ зависит от требований к точности результатов, от исходных данных и назначения расчета. В общем случае токи КЗ определяются переходными процессами в электрических цепях, изучаемых теоретическими основами электротехники. Расчет токов КЗ в электрических сетях промышленных предприятий несколько отличается от расчетов, осуществляемых в электрических сетях и системах. Это объясняется возможностью не выделять (не учитывать) турбо- и гидрогенераторы электростанций, подпитку от нескольких источников питания, работу разветвленных сложных кольцевых схем, свойства дальних ЛЭП, действительные коэффициенты трансформации.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой