Разработка системы электроснабжения предприятия

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • 1. Исходные данные для проектирования
  • 1.1 Характеристика проектируемого объекта
  • 1.2 Характеристика режима работы проектируемого объекта
  • 1.3 Выбор и обработка графиков электрических нагрузок
  • 2. Расчет силовых электрических нагрузок
  • 2.1 Расчет силовых электрических нагрузок
  • 2.2 Расчет осветительных нагрузок цехов
  • 2.3 Расчет наружного освещения
  • 2.4 Расчет охранного освещения
  • 2.5 Расчёт освещения открытых площадок
  • 3. Выбор числа и мощности цеховых ТП и компенсирующих устройств
  • 3.1 Минимальное число трансформаторов одной мощности
  • 4. Расчёт и построение картограммы электрических нагрузок, определение центра электрических нагрузок
  • 5. Выбор числа и мощности трансформаторов на главной понизительной подстанции
  • 5.1 Определение реактивной мощности, вырабатываемой синхронными двигателями
  • 5.2 Определение расчетной активной мощности предприятия
  • 5.3 Определение реактивной мощности, получаемой от энергосистемы
  • 5.4 Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП
  • 5.5 Расчет потерь мощности и энергии в трансформаторах
  • 5.6 Выбор принципиальной схемы ГПП
  • 6. Составление баланса реактивной мощности для внутризаводской схемы электроснабжения
  • 7. Расчёт сети внутризаводского электроснабжения
  • Список литературы

1. Исходные данные для проектирования

Необходимо, согласно варианту, спроектировать систему электроснабжения ремонтного предприятия.

Исходные данные для проектирования представлены в следующем виде:

генеральный план предприятия;

установленная мощность по цехам таблица 1.1. ;

характеристика технологического процесса;

характеристика режима работы проектируемого объекта;

характеристика высоковольтных потребителей.

1.1 Характеристика проектируемого объекта

Наименования и электрические нагрузки цехов представлены в таблице 1. 1

Таблица 1.1 Наименования и электрические нагрузки цехов

Наименование цехов

L,

м

В,

м

Н,

м

Рн,

кВт

Кс

cosц

1

Сборочный цех

180

60

8,4

850

0,40

0,70

2

Моторный цех

120

60

8,4

1200

0,45

0,70

3

Металлопрокатный цех

120

60

10,8

920

0,45

0,83

4

Литейный цех: 0,4 кВ

2 ДСП, нагрузка 10 кВ

168

72

10,8

1300

4900

0,45

0,80

0,70

0,84

5

Кузнечно-прессовый цех

60

60

9,6

1600

0,45

0,70

6

Механический цех

48

36

8,4

830

0,30

0,65

7

Электроцех

48

36

7,2

350

0,40

0,70

8

Гальванический цех

48

36

8,4

960

0,65

0,78

9

Материальный склад

60

48

6,0

85

0,25

0,50

10

Заводоуправление (3 этажа),

столовая

84

36

18

18

3,3

150

170

0,40

0,45

0,80

0,80

11

Гараж

66

30

6,0

180

0,35

0,65

12

Компрессорная: 0,4 кВ

4 СД, 10 кВ

48

24

6,0

150

2000

0,75

0,75

0,80

0,80

13

Окрасочный цех

60

30

9,6

460

0,70

0,80

14

Заготовительно-сварочный цех

108

48

8,4

790

0,35

0,65

15

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

2 АД, нагрузка 10 кВ

30

18

6,0

230

0,75

0,75

0,85

0,85

16

Проходные на каждую

6

6

2,4

по 10

0,80

0,85

а) Синхронные двигатели СДН-14−49−8: Uн = 6 кВ, n = 750 об/мин, Рн = 800 кВт,

Qн = 407 квар, К1 = 4,9 кВт, К2 = 4,57 кВт

Понижающие трансформаторы для подключения синхронных двигателей к сети 10 кВ, типа ТМ — 1000−10/6 кВ.

б) Асинхронные двигатели А4−85/62−8У3: Pн = 500 кВт, зН = 94,1%, СosцН = 0,8.

1.2 Характеристика режима работы проектируемого объекта

Развернутая характеристика проектируемого предприятия с точки зрения надежности электроснабжения отдельных цехов приведена в таблице 1.2.

электроснабжение подстанция реактивная мощность

Таблица 1.2 Характеристика сред и помещений

Наименование цехов

Категория

Характеристика

помещений

Классификация

помещений

Поражение

эл. током

Взрыво-

пожаробезопасность

ПУЭ

СНиП

1

2

3

4

5

6

7

1

Сборочный цех

I

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Д

2

Моторный цех

II

Пыльн.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Д

3

Металлопрокатный цех

I

Пыльн., жаркое

особо опасное (токопроводящий пол, высокая температура, пыль)

Г

4

Литейный цех

I

Жаркое

особо опасное (токопроводящий пол, высокая температура)

Г

5

Кузнечно-прессовый цех

I

Пыльн., жаркое

особо опасное (токопроводящий пол, высокая температура, пыль)

Г

6

Механический цех

II

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Д

7

Электроцех

II

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Д

8

Гальванический цех

II

Хим. активн.

особо опасное (токопроводящий пол, хим. активные вещества)

В-Iа

В

9

Материальный склад

III

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

П-IIа

10

Заводоуправление (3 этажа),

III

Норм.

без повышенной опасности

П-IIа

Столовая

III

Влажн.

особо опасное (влажное, токопроводящий пол)

Г

11

Гараж

III

Влажн.

особо опасное (влажное, токопроводящий пол)

П-I

В

12

Компрессорная

I

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Г

13

Окрасочный цех

II

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Д

14

Заготовительно-сварочный цех

II

Норм.

повышенная опасность (токопроводящий пол)

Д

15

Насосная пром. стоков

II

Влажн.

особо опасное (влажное, токопроводящий пол)

Д

16

Проходные на каждую

III

Норм.

без повышенной опасности

1.3 Выбор и обработка графиков электрических нагрузок

Для данной отрасли промышленности, к которой относится проектируемое предприятие, выбираем суточный график нагрузки и годовой график по продолжительности (рисунок 1. 1, 1. 2).

В таблице 1.3 представим данные о величине, в %, и продолжительности, в часах, ступеней годового графика по продолжительности.

Рис. 1.1 Суточный график активной нагрузки

Рис. 1.2 Годовой график по продолжительности

Таблица 1.3 Расчетные данные для определения Тм

Номер ступени

Нагрузка, %

Время работы на i-ой ступени, час

1

100

700

2

90

800

3

80

2600

4

75

100

5

70

1100

6

50

600

7

35

2860

По данным графика определяется время использования максимума нагрузки — Ти, затем, время максимальных потерь —.

, (1. 2)

где Рi - мощность i-ой ступени графика, отн. един. ;

i — продолжительность i-ой ступени графика, ч;

n — число ступеней годового графика;

Pсуммарная максимальная нагрузка, отн. един.

, (1. 3)

На примере деревообрабатывающего цеха определим время использования максимума нагрузки — Тм и время максимальных потерь — 5max.

ч.

ч.

2. Расчет силовых электрических нагрузок

2.1 Расчет силовых электрических нагрузок

Нагрузка потребителей задана суммарным значением без указания числа и мощности отдельных приемников, максимальная расчетная нагрузка определяется по формуле

, (2. 1)

Qмс = Рмсtg (2. 2)

где Кс - коэффициент спроса, принимается по справочным данным;

Рн — установленная мощность цехов.

Все расчеты сводятся в таблицу 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 Расчётные силовые нагрузки 0,4 кВ

Наименование цехов

L, м

B, м

H, м

Pн, кВт

Кс

cosц

ACOS

Pм, кВт

Tanц

Qм, квар

1

Сборочный цех

180

60

8,4

850

0,4

0,7

0,79 539 883

340

1,0202

346,8694

2

Моторный цех

120

60

8,4

1200

0,45

0,7

0,79 539 883

540

1,0202

550,9102

3

Металлопрокатный цех

120

60

10,8

920

0,45

0,83

0,59 168 864

414

0,672

278, 2097

4

Литейный цех: 0,4 кВ

168

72

10,8

1300

0,45

0,7

0,79 539 883

585

1,0202

596,8194

5

Кузнечно-прессовый

60

60

9,6

1600

0,45

0,7

0,79 539 883

720

1,0202

734,5469

6

Механический цех

48

36

8,4

830

0,3

0,65

0,86 321 189

249

1,16 913

291,1133

7

Электроцех

48

36

7,2

350

0,4

0,7

0,79 539 883

140

1,0202

142,8286

8

Гальванический цех

48

36

8,4

960

0,65

0,78

0,67 613 051

624

0,80 228

500,6236

9

Материальный склад

60

48

6

85

0,25

0,5

1,4 719 755

21,25

1,73 205

36,80 608

10

Заводоуправление

84

18

3,3

150

0,4

0,8

0,64 350 111

60

0,75

45

11

столовая (1 — ый этаж)

36

18

3,3

170

0,45

0,8

0,64 350 111

76,5

0,75

57,375

12

Гараж

66

30

6

180

0,35

0,65

0,86 321 189

63

1,16 913

73,65 516

13

Компрессорная

48

24

6

150

0,75

0,8

0,64 350 111

112,5

0,75

84,375

14

Окрасочный цех

60

30

9,6

460

0,7

0,8

0,64 350 111

322

0,75

241,5

Заготовительно-сварочный цех

108

48

8,4

790

0,35

0,65

0,86 321 189

276,5

1,16 913

323,2643

15

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

30

18

6

230

0,75

0,85

0,55 481 103

172,5

0,61 974

106,9059

16

Проходные, на каждую

6

6

2,4

60

0,8

0,85

0,55 481 103

48

0,61 974

29,74 773

17

Сборочный цех

180

60

8,4

850

0,4

0,7

0,79 539 883

340

1,0202

346,8694

18

Моторный цех

120

60

8,4

1200

0,45

0,7

0,79 539 883

540

1,0202

550,9102

19

Металлопрокатный цех

120

60

10,8

920

0,45

0,83

0,59 168 864

414

0,672

278, 2097

20

Литейный цех: 0,4 кВ

168

72

10,8

1300

0,45

0,7

0,79 539 883

585

1,0202

596,8194

Таблица 2.2 Расчетные силовые нагрузки 10 кВ

10

2 ДСП, нагрузка 10 кВ

4900

0,8

0,84

0,5 735 131

3920

0,64 594

2532,07

12

4 СД, нагрузка 10 кВ

2000

0,75

0,8

0,64 350 111

1500

0,75

1125

19

2 АД, нагрузка 10 кВ

1000

0,75

0,8

0,64 350 111

750

0,75

562,5

2.2 Расчет осветительных нагрузок цехов

Светотехнический расчет осветительных установок выполняется методом удельных мощностей. Расчет производится на примере гальванического цеха.

Задается высота производственного помещения и определяется расчетная высота по формуле:

hр =h-hc-hг, (2. 3)

где h — высота помещения, м;

hc — высота свеса светильника, для ДРЛ, hc =0,3 м;

hг — высота плоскости нормирования освещенности, hг = 0,8 м.

hр = 8,4 — 0,3 — 0,8 = 7,3 м.

Выбирается разряд зрительных работ II-в, требуемая освещенность при общем освещении составляет Ен = 200 лк.

Коэффициент запаса принимается равным Кз = 1,8.

Тип КСС — Д3.

Для ламп ДРЛ выбирается удельная мощность светильников уд = 6,8 Вт/м2.

Приводим удельную мощность от табличных к истинным параметрам освещения:

Удельная мощность:

Вт/м 2 (2. 4)

где — КПД светильника в нижнюю полусферу.

Максимальную активная мощность равна:

Рмо = расч•Fцеха, (2. 5)

где Fцеха — площадь цеха.

Рмо = 22,3•1728•10-3 = 40,26 кВт.

Реактивная мощность определяется по коэффициенту мощности, для ламп ДРЛ cos=0,53, tg=1,6; для ламп ЛЛ cos=0,94, tg=0,36.

Qмо = Рмоtg, (2. 6)

Qмо = 40,261,6 = 64,42 квар.

Расчет для остальных цехов производится аналогично и сводится в таблицы 2. 3−2.5.

Таблица 2.3 Расчётные параметры цеха

Наименование цехов

Sмод, м

Hр, м

Тип КСС

Разр. и подразряд зрит. работ

Система освещения

Кз

Тип ИС

Ен, лк

Кол. модулей

Пл. мод., м

1

Сборочный цех

6*18

7,3

Г1

II-В

комб

1,8

ДРЛ

200

3

10 800

2

Моторный цех

6*12

7,3

Г1

II-В

комб

1,8

ДРЛ

200

2

7200

3

Металлопрокатный цех

6*12

9,7

Г1

II-В

комб

1,8

ДРЛ

200

2

7200

4

Литейный цех: 0,4 кВ

6*18

9,7

Г1

II-В

общ

1,8

ДРЛ

200

2

12 096

5

Кузнечно-прессовый

6*12

8,5

Г1

II-В

комб

1,5

ДРЛ

200

2

3600

6

Механический цех

6*12

7,3

Г1

II-В

комб

1,8

ДРЛ

200

2

1728

7

Электроцех

6*12

6,1

Г1

III-б

комб

1,5

ДРЛ

150

2

1728

8

Гальванический цех

6*12

7,3

Д3

II-В

комб

1,8

ДРЛ

200

2

1728

9

Материальный склад

6*12

4,9

Д3

VIII-В

общ

1,8

ДРЛ

50

2

2880

10

Заводоуправление

6*12

2,2

Д1

комб

1,4

ЛЛ

300

1

1512

столовая (1 — ый этаж)

6*9

2,2

Д1

комб

1,4

ЛЛ

300

1

648

11

Гараж

6*18

4,9

Д3

III-б

общ

1,7

ДРЛ

250

1

1980

12

Компрессорная

6*12

4,9

Д3

IV-Г

комб

1,5

ДРЛ

150

2

1152

13

Окрасочный цех

6*12

9,3

Г1

II-В

комб

1,5

ДРЛ

200

2

1800

14

Заготовительно-сварочный цех

6*18

7,3

Г1

III-б

комб

1,5

ДРЛ

150

2

5184

15

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

6*9

4,9

Д3

IV-Г

общ

1,5

ДРЛ

150

2

540

16

Проходные, на каждую

6*6

2,1

Д3

VIII-В

общ

1,5

ЛЛ

50

1

36

Таблица 2.4 Расчет осветительных нагрузок

Наименование цеха

Тип ИС

Ен, лк

щуд. таб, Вт/м

щуд. расч, Вт/м

COS ц

TANg ц

F цеха, м*м

Pмо, кВт

Qмо, квар

1

Сборочный цех

ДРЛ

200

8,5

29,14

0,53

1,6

10 800

314,74

503,59

2

Моторный цех

ДРЛ

200

6,8

23,31

0,53

1,6

7200

167,86

268,58

3

Металлопрокатный цех

ДРЛ

200

5,7

19,54

0,53

1,6

7200

140,71

225,13

4

Литейный цех: 0,4 кВ

ДРЛ

200

5,7

19,54

0,53

1,6

12 096

236,39

378,22

5

Кузнечно-прессовый

ДРЛ

200

5,7

16,29

0,53

1,6

3600

58,63

93,81

6

Механический цех

ДРЛ

200

5,7

19,54

0,53

1,6

1728

33,77

54,03

7

Электроцех

ДРЛ

150

5,7

12,21

0,53

1,6

1728

21,11

33,77

8

Гальванический цех

ДРЛ

200

6,5

22,29

0,53

1,6

1728

38,51

61,62

9

Материальный склад

ДРЛ

50

5,7

4,89

0,53

1,6

2880

14,07

22,51

10

Заводоуправление

ЛЛ

300

6,5

26,00

0,94

0,36

1512

39,31

14,15

столовая (1 — ый этаж)

ЛЛ

300

5,5

22,00

0,94

0,36

648

14,26

5,13

11

Гараж

ДРЛ

250

7,3

29,55

0,53

1,6

1980

58,50

93,61

12

Компрессорная

ДРЛ

150

5,7

12,21

0,53

1,6

1152

14,07

22,51

13

Окрасочный цех

ДРЛ

200

3,5

10,00

0,53

1,6

1800

18,00

28,80

14

Заготовительно-сварочный цех

ДРЛ

150

3,1

6,64

0,53

1,6

5184

34,44

55,10

15

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

ДРЛ

150

6,5

13,93

0,53

1,6

540

7,52

12,03

16

Проходные, на каждую

ЛЛ

50

6,5

4,64

0,53

1,6

36

0,17

0,27

Таблица 2.5 Суммарные нагрузки цехов на напряжении 0,4 кВ

Наименование цеха

Pмс, кВт

Qмс, квар

Pмо, кВт

Qмо, квар

Pм сум, кВт

Qм сум, квар

Sмсум, кВА

1

Сборочный цех

340

346,87

314,74

503,59

654,74

850,46

1073,30

2

Моторный цех

540

550,91

167,86

268,58

707,86

819,49

1082,88

3

Металлопрокатный цех

414

278,21

140,71

225,13

554,71

503,34

749,04

4

Литейный цех: 0,4 кВ

585

596,82

236,39

378,22

821,39

975,04

1274,91

5

Кузнечно-прессовый

720

734,55

58,63

93,81

778,63

828,35

1136,85

6

Механический цех

249

291,11

33,77

54,03

282,77

345,15

446, 19

7

Электроцех

140

142,83

21,11

33,77

161,11

176,60

239,04

8

Гальванический цех

624

500,62

38,51

61,62

662,51

562,24

868,93

9

Материальный склад

21,25

36,81

14,07

22,51

35,32

59,32

69,04

10

Заводоуправление

60

45,00

39,31

14,15

99,31

59,15

115,59

столовая (1 — ый этаж)

76,5

57,38

14,26

5,13

90,76

62,51

110, 20

11

Гараж

63

73,66

58,50

93,61

121,50

167,26

206,74

12

Компрессорная

112,5

84,38

14,07

22,51

126,57

106,89

165,67

13

Окрасочный цех

322

241,50

18,00

28,80

340,00

270,30

434,35

14

Заготовительно-сварочный цех

276,5

323,26

34,44

55,10

310,94

378,36

489,73

15

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

172,5

106,91

7,52

12,03

180,02

118,94

215,76

16

Проходные, на каждую

48

29,75

0,17

0,27

48,17

30,02

56,75

1

Сборочный цех

340

346,87

314,74

503,59

654,74

850,46

1073,30

2

Моторный цех

540

550,91

167,86

268,58

707,86

819,49

1082,88

3

Металлопрокатный цех

414

278,21

140,71

225,13

554,71

503,34

749,04

4

Литейный цех: 0,4 кВ

585

596,82

236,39

378,22

821,39

975,04

1274,91

2.3 Расчет наружного освещения

При проектировании освещения дорог используются типовые решения.

Расчет ведем для светильников типа РКУ 01−250−011 с лампами ДРЛ мощностью 250 Вт, которые установлены на опорах в ряд освещаемого проезда. Схема расположения светильников — односторонняя. Ширина дороги — 10 м.

Нормативная минимальная освещенность Ен = 2 лк, выбирается по таблице 1.7 /2/, в зависимости от интенсивности движения транспорта от 10 до 50 ед. /ч для основных дорог. Светораспределение светильника — широкое, КСС — «Ш». Коэффициент запаса светильников с газоразрядными лампами Кз=1,5

Для лампы ДРЛ мощностью 250 Вт световой поток равен 13 500 лм, КСС светильника — «Ш», тогда определяем наименьшую высоту установки светильника 9,5 м.

Светильники для освещения дорог крепятся на металлических или железобетонных опорах. Опоры на пересечении дорог рекомендуется устанавливать до начала закругления тротуаров и не ближе 1,5 м от различного рода въездов.

Расчёт производится точечным методом. На рис. 2.3 представлена расчётная схема для определения расстояния между светильниками

Рисунок 2.3 — Расположение светильников и контрольной точки

L — расстояние между светильниками, м; а — половина ширины дороги, м; d — расстояние от точки подвеса светильника до контрольной точки А, расположенной на оси дороги, м

Для расчета относительной освещённости предварительно определяется коэффициент с3 по отношению x/hсв. По величине этого отношения с помощью таблицы 1. 12 /2/ определяются значения с3 и о.

Полученный результат отличается от приведенных величин в таблице, поэтому его необходимо интерполировать: с3 = 2, 205.

Сумма относительных освещенностей:

лк (2. 7)

Учитывая, что минимальная освещенность в точке А, (см. рисунок 2. 3) создается одновременно двумя ближайшими светильниками, получаем:

(2. 8)

лк

По графикам условных изолюкс (рисунок 1.7 /1/) по величинам е и о = (из таблицы 1. 12 /1/) определяем з = 1,8.

По таблице 1. 12 /1/ и по полученному расчетному значению определяем стандартное значение з, (в верхней строке соответствующей графы) з =2,2.

Так как, отсюда y = 2,2?9,5 = 20,9 м, тогда шаг светильника:

м

Округляя до ближайшего целого, получаем D = 42 м.

Протяженность дорог L = 2331 м.

Количество светильников: N = L/D = 2331/42 = 55,5 «56 шт.

Активная мощность нагрузки наружного освещения определяется по формуле

Р = Рл•N•Кпрл (2. 9)

Р = 0,25•56•1,1= 15,4 кВт

Q = 15,4•1,73 = 26,64 квар.

Для второстепенных дорог и проездов — расчет аналогичен.

Расчет ведем для светильников типа РКУ 01−125−011 с лампами ДРЛ мощностью 125 Вт, которые установлены на опорах в ряд освещаемого проезда. Схема расположения светильников — односторонняя. Ширина дороги — 6 м.

Нормативная минимальная освещенность Ен = 1 лк, выбирается по таблице 1.7 /2/, в зависимости от интенсивности движения транспорта менее 10 ед. /ч для второстепенных дорог. Светораспределение светильника — широкое, КСС — «Ш».

Коэффициент запаса светильников с газоразрядными лампами Кз=1,5

Для лампы ДРЛ мощностью 125 Вт световой поток равен 5900 лм, КСС светильника — «Ш», тогда по таблице 1.8 /1/ определяем наименьшую высоту установки светильника 8,5 м.

Для определения относительной освещенности предварительно необходимо определить коэффициент с3, для этого рассчитывается отношение

и по таблице 1. 12 /16/ определяем с3 = 1,185.

Сумма относительных освещенностей:

лк

Учитывая, что минимальная освещенность в точке А, (см. рисунок 2. 3) создается одновременно двумя ближайшими светильниками, получаем:

лк

По графикам условных изолюкс (рисунок 1.7 /2/) по величинам е и о = (из таблицы 1. 12 /2/) определяем з = 2,1. По таблице 1. 12 /2/ и по полученному расчетному значению определяем стандартное значение з, (в верхней строке соответствующей графы) з = 2,2.

Так как, отсюда y = 2,2? 8,5 = 18,7 м, тогда шаг светильника:

м

Округляя до ближайшего целого, получаем D = 37 м.

Количество светильников:

Протяженность дорог L = 2580 м.

Количество светильников: N = L/D = 2580/37 = 69,73 «70 шт.

Активная мощность нагрузки наружного освещения определяется по формуле

Р = Рл•N•Кпрл

Р = 0,125•70•1,1 = 9,625 кВт

Q = 9,625•1,73 = 16,65 квар.

2.4 Расчет охранного освещения

По СНиП 23−05−95 охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в рабочее время, освещенность должна быть равна 0,5 лк на уровне земли в горизонтальной плоскости.

Расчет ведем для светильников типа СПО-200, мощность лампы 200 Вт.

Ширина освещаемой зоны 10 м. Нормированная минимальная освещенность Ен = 0,5лк.

Высота расположения светильников 6 м.

Коэффициент запаса светильников с лампами накаливания Кз=1,3.

Световой поток лампы 2950 лк.

На рис. 2.4 представлена схема для определения расстояния между светильниками.

Рисунок 2.4 — Расположение светильников и контрольной точки

Величина светового потока определяется по формуле:

, (2. 10)

откуда минимальная освещённость,

, (2. 11)

лк

Минимальная освещённость в точке, А создаётся одновременно двумя ближайшими светильниками, отсюда:

,

лк

По рисунку 1.6 /2/ определяем отношение h/d = 0,37, откуда расстояние до освещаемой точки d = 16,22 м, тогда шаг светильника:

(2. 12)

м

Округляя до ближайшего целого, получаем D = 26 м.

Количество светильников:

Протяженность дорог L = 2280 м.

Количество светильников: N = L/D = 2280/26 = 88 шт.

Активная мощность нагрузки наружного освещения определяется по формуле

Р = Рл•N

Р = 0,2•88 = 17,6 кВт

Q = 17,6 * 1,73 = 30,45 квар

2.5 Расчёт освещения открытых площадок

Расчёт освещения открытых площадок сводится к определению числа и мощности прожекторов. Для этого используется метод удельных мощностей.

Рассчитывается активная мощность, необходимая для освещения данной площадки, по формуле

Рпрож = Руд F (2. 13)

где РУД — удельная мощность, т. е. мощность необходимая для освещения одного квадратного метра открытого пространства при (для открытых площадок при ЕН=2 лк и лампах ДРЛ в качестве источника света — РУД=0,5 Вт/м, соответственно для площадок при ЕН =10лк — удельная мощность РУД=1,8 Вт/м);

FПЛОЩ — площадь освещаемой площадки.

Далее выбирается тип прожектора и мощность лампы. Выбор типа прожектора зависит от высоты мачты, на которой он устанавливается.

Число прожекторов выбранного типа вычисляется по формуле

(2. 14)

где РЛ — мощность лампы для выбранного прожектора.

По данным генплана проектируемого объекта необходимо осветить открытые площадки возле гаража, заводоуправления.

Площадь, которую необходимо осветить возле заводоуправления составляет 3780 м2.

Активная мощность, необходимая для освещения данной площадки

Рпрож = 0,5 378 010-3 = 1,7 кВт

Принимается к установке прожектор с мощностью лампы 1,5 кВт.

принимаем 1 прожектор установленный на высоте 8,5 метров.

Qпрож = 11,261,73 = 1,96 квар.

Таблица 2.6 Расчет прожекторного освещения открытых площадок

Наименование цеха

L, м

B, м

F, м*м

Pуд, Вт/м*м

Pпр, кВт

Pл, Вт

Nлрасч

Q, квар

P, кВт

10

Заводо-управление

105

36

3780

0,45

1,70

1500,00

1,13

1

1,96

1,5

11

Гараж

72

18

1296

0,45

0,58

700,00

0,83

1

1,44

0,7

3. Выбор числа и мощности цеховых ТП и компенсирующих устройств

Предварительное распределение нагрузок по ТП приведено в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП

№ ТП

№№ цехов

Нагрузка по цехам

Число тр-ров

Мощность тр-ров

Кз

Нагрузка цехов, Рм, кВт

Суммарная нагрузка, Р, кВт

Нагрузка цехов, Qм, квар

Суммарная нагрузка, Q, квар

1

Дор. осв.

25,025

43,29

1

654,7429

850,458

2

1000

0,888

13

554,7086

1775,80

503,343

1954,55

4

630

0,705

15

180,02

118,94

4

400

1,110

16

48,17

56,75

14

310,94

378,36

Прож 1

1,50

1,96

Прож 2

0,70

1,44

2

11

121,50

545,62

10

99,31

59,15

8

662,51

562,24

2

1000

0,442

7

161,11

1327,2

176,60

2171,96

3

630

0,702

6

282,77

828,353

4

400

0,830

3

9

35,32

59,32

12

126,57

106,89

1

1000

0,941

5

778,63

940,52

828,35

994,56

3

630

0,746

3

400

0,784

4

Охр освещ

17,60

30,45

2

707,86

819,49

1

1600

1,344

3

554,71

2149,73

503,34

2358,34

2

1000

1,075

4

821,39

975,04

5

630

0,708

16

48,17

30,02

6

400

0,896

В результате анализа мощности, площади и месторасположения цехов, а также в целях минимизации потерь в линиях 0,4 кВ предполагается установка трансформаторов мощностью 630 кВ·А.

3.1 Минимальное число трансформаторов одной мощности

, (3. 1)

где — суммарная мощность цехов, где установлены трансформаторы

одной мощности, кВт;

Кз — коэффициент загрузки трансформаторов;

Sн. т. - номинальная мощность трансформатора, кВА;

N — добавка до ближайшего целого числа.

Оптимальное число трансформаторов

, (3. 2)

где m — дополнительное число трансформаторов, определяется по типовым кривым как

(3. 3)

Число трансформаторов мощностью 630 кВ·А

Это значение совпадает с предварительным количеством трансформаторов, определенным по таблице 3.1.

На проектируемом заводе устанавливаются КТП с трансформаторами ТМЗ 630/10. При питании от ТП нескольких РУ — 0,4 кВ ТП устанавливается в цехе с наибольшей нагрузкой. Если Т П необходимо ставить в цехе со взрыво-пожароопасной средой, то необходимо выполнять его отдельно стоящим, на расстоянии 12 — 25 м от цеха. Если Sуд (0,20,3) кВ·А/м2, то рекомендуется разносить трансформаторы по цеху, с целью уменьшения потерь. Суммарную расчетную мощность компенсаторных батарей низкого напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяем по формуле

, (3. 4)

где Qнк1 — суммарная мощность НБК, которую находим по формуле

, (3. 5)

где Qmax m — наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы данной номинальной мощности, в сеть напряжением 0,38 кВ, определяемая по формуле

, (3. 6)

где Nопт, Кз, Sн. тр - соответственно оптимальное число, коэффициент загрузки трансформаторов единой мощности Sн тр;

Pp, Qp - соответственно расчетные максимальные активная и реактивная мощности нагрузок трансформаторов единой мощности;

Qнк2 — дополнительная мощность, которую рассчитываем по формуле

, (3. 7)

где

— коэффициент, который для двухступенчатой схемы питания трансформаторов от распределительных пунктов определяется по /17/ по формуле

(3. 8)

где Кр1 = 9 — для Дальнего Востока, коэффициент, который определяется в зависимости от числа смен работы предприятия и района его размещения; - коэффициент, принимаемый для магистрали с числом трансформаторов более трех по формуле

(3. 9)

Для ТП, питающихся от РП с синхронными высоковольтными двигателями, Qнк2 не рассчитывается. Кроме того, в случае, если Qнк2 0, то принимается Qнк2 = 0. По табл. 4 — 34 /8/ подбираются комплектные конденсаторные установки напряжением Uн = 0,38 кВ с таким расчетом, чтобы их стандартная мощность Qнк ст была меньше, но максимально приближена к расчетному значению Qнк. Структурная схема питания ТП от РП и ГПП приведена на рисунке 3.1.

Определяем число и мощность НБК ТП1. Коэффициент определяется по формуле (3. 8)

= 9/60 = 0,15

Определяем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать через трансформатор мощностью Sн тр = 630 кВА по (3. 6).

Определяем суммарную мощность НБК Qнк1 для данного цеха по (3. 5)

Qнк1 = 1954,55 — 616,95 = 1337,6 квар

Дополнительная мощность НБК Qнк2 для ТП 1 по формуле (3. 7)

Qнк2 = 1954,55 — 1337,6 — 0,34 630 = 0 квар.

Так как Qнк2 < 0, то для дальнейших расчётов принимаем QНК2 = 0.

Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низкого напряжения, устанавливаемых в цеховой сети, определяем по формуле (3. 4)

Qнк = 1337,6 + 0 = 1337,6 квар.

Расчетная мощность конденсаторной установки определяется по выражению

Qкон = Qнк / Nтр = 1337,6/4 = 334,4 квар.

Выбираем конденсаторную установку типа КРМ 0,4−325.

Для остальных ТП расчет аналогичен. Результаты расчета сведены в таблицы 3. 4−3.5.

Таблица 3.4 Реактивная мощность, подлежащая компенсации

№ ТП

Рм, кВт

Qм, квар

Sном. тр., кВА

Nопт

Qmax. т, квар

Qнк1, квар

Схема питания

?

Qнк2, квар

Qнк, квар

1

1775,80

1954,55

630

4

616,95

1337,60

РП с АД

0,3

0,00

1337,60

2

1327, 20

2171,96

630

3

475,89

1696,07

РП с АД

0,3

0

1604,96

3

940,52

994,56

630

3

1050,41

0

РП с СД

0

1050,41

994,56

4

2149,73

2358,34

630

5

949,05

1409,29

магистр.

0,3

4,05

1413,34

Таблица 3.5 Выбор БСК на 0,4 кВ

№ ТП

Qнк, квар

Nопт

Qком, квар

Кол-во и тип БСК

Qбск, квар

Qбск (тп), квар

Q`вк, квар

1

1337,60

4

334,40

КРМ 0,4−325

325

1300

654,55

2

1604,96

3

534,99

КРМ 0,4−532

532

1596

575,96

3

994,56

3

331,52

КРМ 0,4−325

325

975

19,56

4

1413,34

5

282,67

КРМ 0,4−275

275

1375

983,34

Полная компенсирующая мощность для ТП1 рассчитывается по формуле

QБСКтп = QУСТ* NТР = 325*4 = 1300 квар

остальные значения рассчитываются также и заносятся в таблицу 3.5.

Реактивная мощность, проходящая через трансформатор ТП1 после установки БСК

Q`вк = Qм — Qбск (тп) (3. 10)

Q`вк = 1954,55−1300 = 654,55 квар

Для остальных ТП расчет аналогичен. Результаты расчета сведены в таблицу 3.5. В цеховых КТП установлены трансформаторы ТМЗ — 630 со следующими паспортными данными по таблице 5.2.1 /3/:

Таблица 3.6 Паспортные данные трансформаторов

Тип

Sном, кВА

Uном, кВ

?Pк, кВт

?Pх, кВт

Uк, %

Iх, %

ВН

НН

ТМЗ-630/10

630

10

0,4

1,31

7,6

5,5

1,8

Определяем потери активной мощности в трансформаторах ТП по формуле

, (3. 11)

где Pх, Pк - потери активной мощности соответственно холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе ТП; Кз — коэффициент загрузки трансформатора с учетом мощности НБК, который определяется по формуле

, (3. 12)

где Sр тп — расчетная максимальная мощность ТП, рассчитываемая по формуле

, (3. 13)

Потери реактивной мощности в трансформаторах ТП определяются по формуле

, (3. 14)

где Qхх, Qк, — потери реактивной мощности в трансформаторах ТП определяемые по формуле

, (3. 15)

, (3. 16)

где Iхх%, Uк% - соответственно ток холостого тока и напряжение короткого замыкания трансформатора, определяемые по таблице 5.2.1 /3/.

Определяем приведенные потери активной мощности в трансформаторах ТП по (3. 11), где за потери мощности принимаем приведенные потери холостого хода P'х и короткого замыкания P'к, которые определяем по формулам

, (3. 17),, (3. 18)

где

Кип - коэффициент изменения потерь, который для цеховых ТП равен 0,07 кВт/квар.

Рассчитываем максимальную мощность нагрузки этого ТП по (3. 13)

Коэффициент загрузки рассчитывается по (3. 12)

Кз = 1892,59/ (4630) = 0,751

Потери холостого хода в одном трансформаторе ТП1 по (3. 15)

Потери короткого замыкания в одном трансформаторе ТП1 по (3. 16)

Полные реактивные потери в трансформаторах ТП1 определяются по формуле (3. 14)

Приведенные потери активной мощности холостого хода и короткого замыкания по (3. 17), (3. 18)

Полные активные потери в трансформаторах ТП1 по (3. 11)

Расчет потерь мощности в трансформаторах остальных ТП аналогичен.

Результаты расчета приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 Расчёт потерь мощности в цеховых ТП

№ ТП

Рм, кВт

Qм, квар

Qбск (тп), квар

Q`вк, квар

Sм, кВА

Кз

хх, кВт

кз, кВт

DQxx, квар

DQкз, квар

DP`xx, кВт

DP`кз, кВт

DP`тп, кВт

ДQ`тп, квар

1

1775,80

1954,55

1300,00

654,55

1892,59

0,751

10,80

1,90

7,56

34,65

11,33

4,33

55,08

108,42

2

1327, 20

2171,96

1596,00

575,96

1446,79

0,765

7,60

1,31

11,34

34,65

8,39

3,74

31,75

94,93

3

940,52

994,56

975,00

19,56

940,72

0,755

7,60

1,31

11,34

34,65

8,39

3,74

31,57

93,31

4

2149,73

2358,34

1375,00

983,34

2363,96

0,796

7,60

1,31

11,34

34,65

8,39

3,74

53,81

166,57

Активная мощность нагрузки на шинах 10 кВ с учетом потерь в трансформаторах ТП определяется по формуле

Р`м (тп) = Рм + (3. 19)

Реактивная мощность нагрузки на шинах 10 кВ с учетом потерь в трансформаторах ТП определяется по формуле

Qвк = Q`вк + (3. 20)

Расчетная силовая нагрузка цеха на шинах 10 кВ с учетом потерь мощности в трансформаторах ТП определяется по формуле

Sм = (3. 21)

Определяем расчетную силовую нагрузку цеха по формулам (3. 19) — (3. 21)

Р`м (тп) = 1775,6 + 55,08 = 1830,88 кВт, QвкТП = 654,55 + 108,42 = 762,97 квар,

Расчет для остальных цехов аналогичен. Результаты сведены в таблицу 3.8.

Таблица 3.8 Расчётная мощность нагрузки на шинах 10 кВ цеховых ТП

№ КТП

Р`м (тп), кВт

QвкТП, квар

Sм, кВА

1

1830,88

762,97

1983,49

2

1358,95

670,90

1515,53

3

972,09

112,87

978,623

4

2203,54

1149,91

2485,54

4. Расчёт и построение картограммы электрических нагрузок, определение центра электрических нагрузок

Для нахождения места размещения ГПП и ТП на генеральном плане предприятия наносится картограмма нагрузок Рi, представляющих собой окружности, площади которых равны R2 и в выбранном масштабе М равны расчетной нагрузке Рi данных цехов.

Рi = R2М (4. 1)

Тогда радиус окружности равен

, (4. 2)

где М = 0,05 кВт/м2.

Для первого цеха:

Круг делится на сектора, каждый из которых равен нагрузке осветительной, силовой на низкой и высокой стороне.

Площадь круга равна расчетной мощности цеха

Рр = Рмс + Р10кВ + Рмо, (4. 3)

Находятся углы секторов, соответствующие силовой нагрузке на низкой и высокой сторонам, осветительной нагрузкам

, (4. 4)

, (4. 5)

. (4. 6)

Все результаты расчетов приведены в таблицу 4.1.

Центром электрических нагрузок является точка с координатами Хо, Уо, где сосредоточенна основная нагрузка

, (4. 7)

(4. 8)

где Хi, Yi — геометрические координаты i — го цеха;

Рi - активная мощность нагрузки i — го цеха;

Рi — суммарная активная мощность нагрузки всего предприятия, кВт.

n — количество цехов.

Х0 = 5 338 329/12122,22 = 440,37 м, Y0 = 2 775 211/12122,22 = 228,93 м

ЦЭН показан на генплане. Ввиду невозможности установки ГПП в ЦЭН, ГПП выносится за территорию предприятия в направлении районной подстанции.

Таблица 4.1 — Данные для построения картограммы электрических нагрузок

Наименование цеха

Рмс, кВт

P10кВ, кВт

Рмо, кВт

Рр, кВт

ri, мм

град

сил град

в/в град

Сборочный цех

340

314,743

654,743

64,6

173,1

186,9

Моторный цех

540

167,863

707,863

67,1

85,4

274,6

Металлопрокатный цех

414

140,709

554,709

59,4

91,3

268,7

Литейный цех: 0,4 кВ

585

3920

236,39

4741,39

72,3

17,9

44,4

297,63

Кузнечно-прессовый

720

58,6286

778,629

70,4

27,1

332,9

Механический цех

249

33,7701

282,77

42,4

43,0

317,0

Электроцех

140

21,1063

161,106

32,0

47,2

312,8

Гальванический цех

624

38,5097

662,51

65,0

20,9

339,1

Материальный склад

21,25

14,0709

35,3209

15,0

143,4

216,6

Заводоуправление

60

39,312

99,312

25,2

142,5

217,5

столовая (1 — ый этаж)

76,5

14,256

90,756

24,0

56,5

303,5

Гараж

63

58,5043

121,504

27,8

173,3

186,7

Компрессорная

112,5

1500

14,0709

1626,57

28,4

3,1

24,9

331,99

Окрасочный цех

322

18

340

46,5

19,1

340,9

Заготовительно-сварочный цех

276,5

34,4366

310,937

44,5

39,9

320,1

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

172,5

750

7,52 143

930,021

33,9

2,9

66,8

290,32

Проходные, на каждую

48

0,16 714

48,1671

17,5

1,2

358,8

Результаты расчета ЦЭН приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 — Определение месторасположения ЦЭН

Наименование цеха

Рр, кВт

X, м

Y, м

P*X

P*Y

Сборочный цех

654,74

192

348

125 711

227 850,5

Моторный цех

707,86

438

348

310 044

246 336,3

Металлопрокатный цех

554,71

438

216

242 962

119 817,1

Литейный цех: 0,4 кВ

4741,39

633

294

3 001 300

1 393 969

Кузнечно-прессовый

778,63

627

63

488 200

49 053,6

Механический цех

282,77

288

69

81 437,8

19 511,13

Электроцех

161,11

192

69

30 932,4

11 116,33

Гальванический цех

662,51

111

69

73 538,6

45 713,17

Материальный склад

35,32

396

69

13 987,1

2437,139

Заводоуправление

99,31

9

180

893,808

17 876,16

столовая (1 — ый этаж)

90,76

9

180

816,804

16 336,08

Гараж

121,50

15

33

1822,56

4009,641

Компрессорная

1626,57

510

84

829 551

136 632

Окрасочный цех

340,00

111

213

37 740

72 420

Заготовительно-сварочный цех

310,94

228

219

70 893,5

68 095,11

Насосная пром. стоков: 0,4 кВ

930,02

12

426

11 160,3

396 189,1

Проходная 1

24,08

6

282

144,501

6791,567

Проходная 2

24,08

714

129

17 193,1

3106,32

5. Выбор числа и мощности трансформаторов на главной понизительной подстанции

Основными требованиями при выборе числа трансформаторов ГПП являются: надежность электроснабжения потребителей, а также минимум приведенных затрат на трансформаторы. Надежность электроснабжения потребителей II категории обеспечивают резервами, вводимым автоматически или действиями дежурного персонала.

Применяются двух трансформаторные подстанции, которые экономически более целесообразны чем подстанции с одним или большим числом трансформаторов.

5.1 Определение реактивной мощности, вырабатываемой синхронными двигателями

Каждый установленный синхронный двигатель является источником реактивной мощности, минимальную величину которой по условию устойчивой работы СД определяют по выражению:

, (5. 1)

где Ксд — коэффициент загрузки СД по активной мощности

, (5. 2)

где Рзад, Рн — заданная и номинальная мощности СД, соответственно 2000 и 800 кВт,

Определение оптимальной реактивной мощности Qэ1, передаваемой из энергосистемы в сеть в период максимальных нагрузок энергосистемы.

Экономически целесообразную загрузку по реактивной мощности определяют по формуле:

, (5. 3)

где Qн. сд — номинальная мощность СД;

Звк - удельная стоимость 1 квар конденсаторной батареи;

К1, К2 — потери в СД, при его номинальной реактивной мощности;

Срп — расчетная стоимость потерь, принимается 57 512 руб/кВт (за год).

, (5. 4)

где Ен, Еа, Етр — нормативные коэффициенты для линий, оборудования и НБК, приведены в таблице 5. 1;

Руд - удельные потери мощности, равные 0,003 кВт;

QБСК — мощность НБК, принятая равной 300 квар из условия QБСК «Qн. сд;

Кяч, Кбат — стоимость ячейки КРУ и НБК мощностью 300 квар, с учетом НДС принимаемые Кбат = 90, 117 тыс. р., Кяч = 291,991 тыс. р.

Таблица 5.1 — Нормативные коэффициенты

Коэффициент

Индекс

1

2

Ен

0,12

0,12

ЕA

0,063

0,075

Етр

0,01

0,008

Определение Звк производится по формуле (5. 4)

Определение производится по формуле (5. 3)

Если окажется, что > Qсд, то принимаем Qсд. э = Qсд, т. е. Qсд. э = 359,96 квар. Суммарная экономически целесообразная реактивная мощность, получаемая от СД, определяется по выражению:

= n (5. 5)

= 4*359,96 = 1439,84 квар

5.2 Определение расчетной активной мощности предприятия

Расчетная активная мощность предприятия

(5. 6)

где Рм (0,4) — суммарная активная мощность на напряжении 0,4 кВ, кВт;

— расчетные потери в трансформаторах цеховых ТП, кВт;

Рм (10) — суммарная активная высоковольтная мощность Рмв/в =6170 кВ

= 4767,25 + 172,21 + 6170 = 11 106,46 кВт

5.3 Определение реактивной мощности, получаемой от энергосистемы

Расчет Qэ1 производится двумя способами.

I способ

(5. 7)

где = 0,25 при Uн = 110 кВ и 0,2 при Uн = 35 кВ.

Расчет приводится для напряжений 110 и 35 кВ

II способ

, (5. 8)

где Qмзав — суммарная реактивная мощность, потребляемая предприятием, квар;

Qсдэ — суммарная экономически целесообразная реактивная мощность, получаемая от СД, квар

, (5. 9)

где — суммарная мощность цеховых ТП с учетом потерь;

— суммарная мощность высоковольтной нагрузки 10 кВ.

При дальнейшем расчете используются наименьшее значение Qэ1, т. е. значение Qэ1 рассчитанное I способом по формуле (5. 7)

5.4 Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП

Как было отмечено выше, основную долю нагрузки предприятия составляют потребители II категории, для питания которых используются два масляных трансформатора.

Выбор мощности производится для двух напряжений: 110 кВ и 35 кВ.

Определение полной мощности производится по формуле

, (5. 10)

где Крм — коэффициент разновременности максимума нагрузок, принимаемый 0,9;

— принимается равной 11 106,46 кВт;

Qэ1 — принимается равной 2776,62 квар для 110 и 2221,29 квар для 35 кВ.

Для 110 кВ

Для 35 кВ

Если на ГПП устанавливается два трансформатора, то номинальная мощность каждого из них определяется по условию

, (5. 11)

где Кз — коэффициент загрузки, равный 0,7.

Выбор силового трансформатора производится по таблице 5.2.2 /15/.

Таблица 5.2 — Паспортные данные силового трансформатора

U, кВ

Расчет

Тип, мощность и количество трансформаторов

Потери, кВт

Iхх,

Uкз,

Sм. гпп,

Sном. т,

ХХ

КЗ

%

%

кВА

кВА

35

2хТДНС-

10 000/35

14,5

65

0,8

7,5

110

2хТДН-10 000/110

14

58

0,7

10,5

5.5 Расчет потерь мощности и энергии в трансформаторах

Данный расчет производится аналогично п. 3.6.

Результаты расчетов сведены в таблицу 5. 3

Потери энергии в трансформаторе Wтр определяются по следующей формуле:

, (4. 11)

где Твкл — время включения, принимаемое равным 8760 ч.

м — время максимальных потерь, равное 4153,7 ч.

Определение потерь мощности и энергии, в трансформаторах на 110 кВ производится аналогичным образом и сводится в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 — Потери мощности и энергии в трансформаторах

Uн, кВ

Кол-во и мощность тр-ов

Qхх, квар

Qкз, квар

Кпп

P`xx, кВт

P`кз, кВт

Кз

P`трГПП, кВт

Q`трГПП, квар

W, кВт ч

35

2хТДНС-10 000/35

80

1000

0,07

20,1

135

0,51

110,34

679,56

655 405

110

2хТДН-10 000/110

70

1000

0,07

18,9

128

0,52

105,74

670,81

618 657

5.6 Выбор принципиальной схемы ГПП

Выбирается схема ГПП с перемычкой с высокой стороны, что повышает надежность электроснабжения. При нормальном режиме перемычка разомкнута. ГПП выполнена на основе блочного типа КТПБ-110/10.

Упрощенная схема ГПП приведена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 — Типовая схема подстанции 110/10кВ.

6. Составление баланса реактивной мощности для внутризаводской схемы электроснабжения

Расчетная реактивная нагрузка в сетях 6−10 кВ промышленных предприятий Qвбк определяется по формуле

Qвк. зав = QвкТП + + Q`трГПП — Qсдэ — QЭ1, (6. 1)

где QвкТП — нескомпенсированная реактивная нагрузка в сетях 0,4 кВ;

— суммарная реактивная мощность высоковольтной нагрузки;

Q`трГПП — потери мощности в трансформаторах ГПП.

Qвк. зав = 2696,64+5338,81+670,81−1439,84−2776,62 = 4489,8 квар

Выбирается ВБК типа 2хКРМ (УКЛ56) — 6,3−10,5 кВ-1800 квар. Для повышения коэффициента использования конденсаторных батарей выбирается централизованная установка на ГПП.

Итоговая мощность Qвбк с учетом выбранных батарей составляет

Qвбк = 21 800 = 3600 квар

Недокомпенсированная реактивная мощность предприятия

QВК = 4489,8 — 3600 = 889,8 квар

Реактивная мощность, потребляемая заводом из системы:

(6. 2), Q = 2776,62 + 889,8 = 3666,42 квар

7. Расчёт сети внутризаводского электроснабжения

Расчет сечения кабельных линий выбирается по экономической плотности тока с последующей проверкой по длительно допустимым токовым нагрузкам нормального и аварийного режима и по термической стойкости к токам КЗ.

Для расчета сечений кабельных линий, соединяющих ТП, необходимо знать рабочий максимальный ток, который протекает по рассматриваемому участку и определяется по формуле.

, (7. 1)

где Sм — полная мощность проходящая по рассматриваемому участку кабельной линии, кВА;

Uн — напряжение на шинах РП, равное 10 кВ;

n — количество кабелей в нормальном или аварийном режиме.

Участок ГПП — РП

, (7. 2)

Участок РП — ТП

, (7. 3)

Расчет сечений кабельной линии ведется для наиболее загруженных одиночных магистралей отходящих от ГПП, либо одной секции РП.

Расчет проводится на примере магистрали с РП2 на ТП2.

, (7. 4)

, (7. 5)

где Ртп, Qвк — суммарная активная и реактивная мощности ТП;

n — число трансформаторов на данном ТП.

ТП2: Ртп = 1358,95/3 = 452,98 кВт

Qвк = 670,9/3 = 223,63 квар.

Активная Ркл и реактивная Qкл мощности проходящие по данному участку, определяется по формулам

, (7. 6)

, (7. 7)

Тогда для участков (см. рисунок 7. 1):

ТП2а-РП3. 1: Ркл = 452,98 кВт

Qкл = 223,63 квар.

Iрм = 505,17/ (110,5) = 27,81 А, Fрасч = 27,81/1,2 = 22,79 мм2.

— для алюминиевых кабелей по таблице 1.3. 36 /6/

Принимается стандартное сечение Fст=25мм2, I=допА кабель ААБ.

Производится проверка кабеля при работе в аварийном режиме, при котором должно соблюдаться условие:

(7. 8)

где — коэффициент перегрузки;

— коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее и расстояние между ними.

Iав = 227,81 = 55,62 < I`доп = 11,390 = 117 А.

Расчеты для остальных участков производятся аналогично и результаты расчетов сводятся в таблицу 7.1 Расчеты для РУ-0,4 кВ также производятся аналогично, выбор сечений производится только по допустимому току, результаты выбора сведены в таблицу 7.2 На рисунке 7.1 изображена схема соединения ТП и РП от ГПП.

Рисунок 7.1 — Схема соединения ТП и РП от ГПП

Таблица 7.1 — Выбор сечения кабельных линий 10 кВ

Участок

Pкл, кВт

Qкл, квар

Sм, кВА

Iрасч, А

Fрасч, мм2

Fст, мм2

Iдоп, А

I`доп, А

Iав, А

ГПП-ТП4А

2203,54

391,88

2238,12

123,21

102,68

95,00

205,00

266,50

246,42

ТП4А-ТП4В

1652,66

224,16

1667,79

91,81

76,51

70,00

165,00

214,50

183,63

ТП4В-ТП4Д

1101,77

56,43

1103,22

60,73

50,61

50,00

140,00

182,00

121,47

ГПП-РП2. 1

1594,91

286,21

1620,39

89, 20

74,34

70,00

165,00

214,50

178,41

РП2. 1-ТП1А

1373,16

523,90

1469,70

80,91

67,42

70,00

165,00

214,50

161,82

ТП1А-ТП1В

457,72

287,48

540,51

29,76

24,80

25,00

90,00

117,00

59,51

РП2. 1-ТП2А

1019,21

-1398,85

1730,77

95,28

79,40

70,00

165,00

214,50

190,56

ТП2А-ТП2В

339,74

-466,28

576,92

31,76

26,47

25,00

90,00

117,00

63,52

РП2. 1-АД

538,76

474,00

717,59

39,50

32,92

35,00

115,00

149,50

79,01

ГПП-РП1. 1

1197,09

987,97

1552,13

85,45

71,21

70,00

165,00

214,50

170,89

РП1. 1-ТП3. А

486,05

381,48

617,88

34,01

28,35

25,00

90,00

117,00

68,03

ТП3А-ТП3В

243,02

98,96

262,40

14,45

12,04

16,00

75,00

97,50

28,89

РП1. 1-СД

1960,00

98,96

1962,50

108,04

90,03

95,00

205,00

266,50

216,07

ГПП-ВБК

1800,00

1800,00

99,09

82,58

95,00

205,00

266,50

198,18

ГПП-ДСП

1500,00

1896,00

2417,61

133,09

110,91

120,00

240,00

312,00

266,18

Таблица 7.2 — Выбор сечений кабельных линий 0,4 кВ

№ цеха

Участок

Рм, кВт

Qм, квар

Sм, кВА

Iм, А

Тип выкл.

Iном, А

n

I`м, А

Fст, мм2

Iдоп, А

I`доп, А

1

ТП1-РУ1

408

360,47

544,43

1020

А3726ФУ3

630

2

510

150*2

518,5

674,05

13

ТП1-РУ2

135

88,87

161,63

337,5

А3726ФУ3

400

1

337,5

185

345

448,5

15

ТП1-РУ3

207

113,81

236,22

517,5

А3726ФУ3

400

2

258,75

185

345

448,5

14

ТП1-РУ4

386

254,38

462,62

965

А3726ФУ3

630

2

482,5

150*2

518,5

674,05

Прох 1

ТП1-РУ5

9,6

5,28

10,95

24

А3726ФУ3

250

1

24

10

65

84,5

11

ТП2-РУ6

91,8

60,44

109,91

229,5

А3726ФУ3

250

1

229,5

95

240

312

10

ТП2-РУ7

72

47,4

86, 20

180

А3726ФУ3

250

1

180

95

240

312

8

ТП2-РУ8

748,8

525,58

914,84

1872

А3726ФУ3

630

4

468

150*2

518,5

674,05

7

ТП2-РУ9

168

148,43

224,18

420

А3726ФУ3

250

2

210

95

240

312

6

ТП2-РУ10

298,8

301,07

424,18

747

А3726ФУ3

400

2

373,5

185

345

448,5

9

ТП3-РУ11

25,5

37,66

45,48

63,75

А3726ФУ3

250

1

63,75

10

65

84,5

12

ТП3-РУ12

75,60

76,17

107,32

189

А3726ФУ3

250

1

189

95

240

312

5

ТП3-РУ13

864,00

763,35

1152,90

2160

А3726ФУ3

630

4

540

185*2

587

762,45

Прох 2

ТП3-РУ14

9,60

5,28

10,95

24

А3726ФУ3

250

1

24

10

65

84,5

2

ТП4-РУ15

648,00

572,51

864,68

1620

А3726ФУ3

630

4

405

95*2

408

530,4

3

ТП4-РУ16

496,80

294,77

577,67

1242

А3726ФУ3

400

4

310,5

185

345

448,5

4

ТП4-РУ17

702,00

620,22

936,74

1755

А3726ФУ3

630

4

438,75

150*2

518

673,66

Список литературы

1. Кнорринг Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. — Л.: Энергия, 1976.

2. Айзенберг Ю. Б. Справочная книга по светотехнике — М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Федоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987 — 368 с.

4. Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. — М.: Энергоатомиздат, 1983.

5. Правила устройства электроустановок /Главгосэнергонадзор РФ/-СПб.: Издательство ДЕАН, 2002 — 928 с.

6. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация /Под редакцией А. А. Федорова и Г. В. Сербинского/ - М.: Энергоатомиздат, 1974.

7. Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных преприятий. — М.: Высшая школа, 1986.

8. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть станций и подстанций.: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов — 4-ое изд. перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989.

9. СНиП 23−05−95, Естественное и искусственное освещение — «Светотехника», 1995, № 11−12.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой