Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением свыше 1кВ

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Краткое описание технологического процесса
  • 2. Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии предприятия
  • 3. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов
  • 3.1 Выбор электродвигателей производственных механизмов
  • 3.2 Выбор магнитных пускателей и тепловых реле для двигателей станков
  • 3.3 Выбор плавких предохранителей
  • 4. Определение электрических нагрузок
  • 5. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети
  • 6. Светотехнический расчет участка цеха
  • 7. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности
  • 8. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок
  • 9. Разработка схемы электроснабжения предприятия на и расчет распределительной сети напряжением выше 1кВ
  • 11. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов РП и тп
  • 12. Расчет электрической сети освещения
  • 13. Релейная защита и автоматика
  • 13.1 Выбор устройств релейной защиты и автоматики элементов электроснабжения завода
  • 13.2 Определение параметров срабатывания устройств РЗиА элементов электроснабжения завода
  • 13.2.1 Расчет уставок МТЗ и АВР секционного выключателя
  • 14. Электрические измерения, учет и экономия электроэнергии
  • 15. Технико-экономические расчеты
  • 16. Охрана труда
  • 16.1 Характеристика условий труда механосборочного цеха
  • 16.2 Меры безопасности при эксплуатации оборудования механосборочного цеха
  • 16.3 Расчет зануления
  • 17. Конструкция и технические характеристики трансформаторов ТМГ
  • 17.1 Трансформаторы ТМГ 11, ТМГ 13, ТМГМШ
  • 17.2 Трансформаторы серии ТМГСУ
  • 17.3 Преимущества трансформаторов серии ТМГСУ
  • 17.4 Преимущества трансформаторов типа ТМГ
  • Литература

Введение

Целью данного дипломного проекта является разработка системы электроснабжения завода по производству трансформаторов. Основной продукцией данного завода являются трансформаторы серии ТМГ мощностью 400−2500 кВ? А. Эти трансформаторы используются для преобразования электрической энергии напряжением 10 кВ в электрическую энергию напряжением 0,4 кВ. Трансформаторы используются, как правило, для установки в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) для электроснабжения промышленных предприятий.

Системы электроснабжения промышленных предприятий, представляющие собой совокупность электроустановок, предназначены для обеспечения электроэнергией промышленных потребителей. Они оказывают значительное влияние на работу разнообразных электроприёмников и на производственный процесс в целом.

В данном проекте рассмотрены вопросы определения электрических нагрузок, произведен выбор трансформаторов и расчет реактивной мощности цехов. Была разработана схема электроснабжения завода выше 1кВ, а также уделено внимание вопросам электрических измерений и учета электроэнергии, приведено технико-экономическое обоснование выбранного варианта схемы электроснабжения, освещены вопросы охраны труда и релейной защиты.

При разработке системы электроснабжения применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования, а так же с использованием современной вычислительной техники. Приведенные в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.

электроснабжение электрическая сеть релейный

1. Краткое описание технологического процесса

Завод по выпуску трансформаторов, электроснабжение которого рассматривается в данном дипломном проекте, производит трансформаторы серии ТМГ мощностью от 400 до 2500 кВА.

Трансформаторы изготавливаются замкнутым циклом в специальном производственном корпусе.

Изготовление трансформаторов производится в едином технологическом потоке.

По характеру выполняемых операций, по взаимной их связи основной технологический процесс можно разделить на следующие стадии:

1) Изготовление металлоконструкций трансформаторов;

2) Изготовление активной части трансформаторов;

3) Общая сборка трансформаторов, испытания и сдача на склад для отгрузки потребителю.

Технологический процесс осуществляется в следующих цехах: заготовительный, цех металлоконструкций, окрасочный, механосборочный.

Согласно заказу, по чертежам и технологической карте происходит изготовление отдельных деталей.

Технологическая документация предписывает необходимое количество материала для изготовления трансформатора. Согласно объёму заказа, на склады доставляется необходимое количество материала (сталь трансформаторная, металл, алюминий, медь, картон, гетинакс, текстолит, пластмасса, бумага, трансформаторное масло).

Со склада необходимое количество металла по профилям, маркам и сортименту подается в заготовительный цех для раскроя, где нарезаются необходимые заготовки, которые затем подаются в цех металлоконструкций на участок штамповки. С участка штамповки детали подаются на сварочный участок.

Технологическим процессом на сварочном участке предусмотрены две поточные линии: изготовления баков и изготовления маслорасширителей. Сварные швы испытываются сжатым воздухом.

В механическом цехе производится токарная обработка, фрезеровка, нарезание резьбы и шлифование заготовок.

После механической обработки детали идут на сборку или на дальнейшую обработку в окрасочном цехе.

Готовые узлы и детали подаются в окрасочный цех на линию порошковой окраски. После этого проходят сушку в проходных печах.

Окрашенные детали и узлы подаются в механосборочный цех на сборочный конвейер.

Для механизации работ на конвейере используется пневматический инструмент.

На обмоточном участке обмотки ВН и НН наматываются на намоточных станках. Снятые с оправки готовые обмотки рабочий укладывает на ленточный транспортер, который подает их на площадку складирования, где происходит проверка сопротивления обмоток.

Годные обмотки подаются на сборку.

Сборка трансформаторов производится на поточно-механизированной линии, состоящей из конвейеров сборки активной части трансформатора без расшихтовки и вторичной зашихтовки ярма магнитопровода, выкладки и пайки схемы, окончательной сборки и испытания трансформаторов.

Активная часть трансформатора подаётся на сушку в аэродинамических печах до устойчивого значения сопротивления изоляции.

Высушенная активная часть подаётся в механосборочный цех на конвейер окончательной сборки.

Активная часть опускается в бак, на который устанавливается крышка, расширитель, изоляторы и т. д.

Бак заливается маслом. Перед заливкой в бак масло подвергают сушке, очистке и дегазации, чтобы удалить из него влагу и примеси. Для этой цели масло пропускают через центрифугу и фильтр-прессы. Очищенное масло поступает в баки для хранения, а затем насосом подаётся в расходную ёмкость, расположенную в механосборочном цехе, из которой производят заливку трансформаторов. Бак испытывается на герметичность уплотнений давлением и подается на испытательную станцию.

При прохождении последовательно через ячейки испытательной станции трансформатор испытывается и подаётся на склад готовой продукции. Со склада продукция передаётся заказчику.

Схема технологического процесса изображена на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Схема технологического процесса

2. Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии предприятия

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Систематизацию потребителей электроэнергии осуществляют обычно по следующим основным эксплуатационно-техническим признакам:

производственному назначению;

производственным связям;

режимам работы;

мощности и напряжению;

роду тока;

территориальному размещению;

требованиям к надежности электроснабжения;

стабильности расположения электроприемников.

При проектировании электроснабжения предприятия достаточно систематизировать потребителей электроэнергии по надежности электроснабжения, режимам работы, мощности и напряжению, роду тока, используя остальные признаки как вспомогательные.

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ предприятие относится ко II категории, к которой относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Однако, на предприятии имеются потребители I категории (окрасочный участок, цех очистки масла).

По режимам работы приемники электроэнергии могут быть разделены на следующие группы:

продолжительный;

кратковременный;

повторно-кратковременный.

На проектируемом заводе имеются электроприемники всех трех групп. Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать также несимметричность нагрузки, т.к. на предприятии кроме электродвигателей имеются электрическое освещение, однофазные сварочные трансформаторы и т. п.

По мощности, в зависимости от суммарной мощности электроприемников, применяется следующая условная градация промышленных предприятий:

большие — с установленной мощностью 75 МВт и более;

2) средние — с установленной мощностью от 5 до 75 МВт;

3) малые — с установленной мощностью до 5 МВт.

Проектируемое предприятие можно отнести к средним, поскольку его установленная мощность порядка 5−6 МВт.

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ проектируемый механосборочный цех относится ко II категории, т.к. при перерыве в электроснабжении оборудования, установленного в цехе, происходит массовый недоотпуск продукции, массовый простой рабочих, механизмов и станков. Станки, установленные в цехе, работают в продолжительном режиме работы. Мостовые краны имеют повторно-кратковременный характер работы. Производственное оборудование работает на номинальном напряжении 380 В. Освещение имеет номинальное напряжение 220 В и 380 В. Двигатели производственных механизмов и станков работают на переменном токе промышленной частоты. По мощности, в зависимости от суммарной установленной мощности электроприемников цеха равной 353 кВт, его можно отнести к малым.

3. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

3.1 Выбор электродвигателей производственных механизмов

Основной группой электроприёмников, составляющих суммарную нагрузку механосборочного цеха, являются электродвигатели производственных механизмов.

Произведем выбор электродвигателей для всего электрооборудования цеха по [1,c. 7], используя условие (1. 1)

, (3. 1)

где Рндв — номинальная мощность электродвигателя данного производственного станка, кВт;

Рмех — заданная по проекту механическая мощность производственного станка, кВт.

Для всего технологического электрооборудования принимаем электродвигатели марки АИР по [1, П1. 1].

Таблица 3. 1

Результаты выбора электродвигателей

Позиция

Наименование

Мех. мощн., кВт

Nдв

Эл. мощн., кВт

1

2

3

4

5

1

Токарно-винторезный станок

12,5

1

15

2

Токарно-винторезный станок

7,2

1

7,5

3−4

Горизонтально-фрезерный станок

8,8

2

4+5,5

5

Горизонтально-фрезерный станок

6,2

2

4+2,2

6

Точильно-шлифовальный станок

1

1

1,1

7

Станок для сверления

2

1

2,2

8−12

Вертикально-сверлильный станок

1,9

1

2,2

13−16

Автомат токарный

12,5

1

15

17−20

Автомат токарный прутковый

16,2

1

18,5

21−22

Точильно-шлифовальный станок

2,8

1

3

23

Токарно-револьверный станок

13

2

7,5+5,5

24−26

Токарно-револьверный автомат

3,4

2

2,2+2,2

27

Токарно-револьверный автомат

14,2

2

11+4

28,30−32,35

Токарно-револьверный станок

3

2

1,5+1,5

29

Токарно-револьверный автомат

3,4

2

2,2+1,5

33

Поперечный токарный автомат

3

1

3

34,36

Токарно-револьверный станок

6,2

2

4+2,2

37−40,52−55,59

Намоточный станок

1,3

1

1,5

41−44,48,49,51,56−58,60

Намоточный станок

2,8

1

3

45−47

Станок тороидальной намотки

1

1

1,1

50

Намоточный станок

0,15

1

0,55

61

Кран-балка

25

3

11+7,5+7,5

3.2 Выбор магнитных пускателей и тепловых реле для двигателей станков

Определяем номинальный ток трёхфазного электродвигателя по выражению (3. 2):

, (3. 2)

где Рном. i - номинальная мощность i-го двигателя, кВт; Uном - номинальное линейное напряжение сети, кВ; cosцi — номинальный коэффициент мощности i-го двигателя; зном. i — номинальный коэффициент полезного действия i-го двигателя. Определяем пусковой ток двигателя:

, (3. 3)

где kпуск. i — кратность пускового тока двигателя.

Произведём расчёт номинального тока трёхфазного электродвигателя на примере токарно-винторезного станка.

По (3. 3) определим пусковой ток двигателя фрезерного станка

Выбор магнитных пускателей производим по условию:

. (3. 4)

Согласно (3. 4) выберем магнитный пускатель для двигателя токарно-винторезного станка.

А.

Выбираем реверсивный магнитный пускатель типа ПМЛ 450 004 из [1, П2. 1] c Iном. п = 63 А и защитой IP 00.

Подберем тепловое реле:

; (3. 5)

(3. 6)

Выбираем тепловое реле РТЛ 205 704,

.

Аналогично расчёт магнитных пускателей и тепловых реле производится для всех остальных электродвигателей технологического оборудования.

3.3 Выбор плавких предохранителей

Методика выбора плавких предохранителей описана в [1, c. 8].

Выбор осуществляется по трем условиям:

1) (3. 7)

2) (3. 8)

где б-коэффициент, учитывающий условия пуска электроприемника (б=2,5-легкие условия пуска, б=1,6-тяжелые условия пуска).

3) Обеспечение условия селективности: предохранитель, который стоит в схеме «выше» должен иметь плавкую вставку на 1−2 ступени больше, чем стоящий «ниже». Для выбора магистрального предохранителя необходимо произвести электрический расчет нагрузок.

Выберем предохранитель для двигателя токарно-винторезного станка.

Выбираем предохранитель ППН 33 (0),

=125 A.

Таблица 3. 2

Результаты выбора защитных и коммутационных аппаратов двигателей

Позиция

Iн, А

Пускатель

Iнп, А

Тепл. реле

Iнтр, А

Iтэ, А

Iп/б, А

Предохр.

Iнпв, А

1

40,54

ПМЛ 450 004

63

РТЛ 205 704

80

44

113,52

ППН 33 (0)

125

2

20,98

ПМЛ 350 004

40

РТЛ 102 104

80

21,5

62,94

ППН 33 (0)

63

3−4

11,46

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 101 604

25

12

32,08

ППН 33 (0)

40

15,04

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 102 104

25

16

42,10

ППН 33 (0)

50

5

11,46

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 101 604

25

12

32,08

ППН 33 (0)

40

6,38

ПМЛ 150 104

25

РТЛ102 004

25

16

42,10

ППН 33 (0)

25

6

3,02

ПМЛ 110 004

10

РТЛ 100 804

25

3,2

6,63

ППН 33 (0)

8

7

6,96

ПМЛ 110 004

10

РТЛ102 004

25

6,8

18,09

ППН 33 (0)

25

8−12

6,96

ПМЛ 110 004

10

РТЛ102 004

25

6,8

18,09

ППН 33 (0)

25

13−16

41,94

ПМЛ 450 004

63

РТЛ 205 704

80

44

117,44

ППН 33 (0)

125

17−20

52,64

ПМЛ 450 004

63

РТЛ 205 904

80

52

147,38

ППН 33 (0)

160

21

8,03

ПМЛ 110 004

10

РТЛ 101 404

25

8,5

22,47

ППН 33 (0)

25

22

9,15

ПМЛ 150 104

10

РТЛ 101 404

25

8,5

25,63

ППН 33 (0)

32

23

21,70

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 102 104

80

21,5

65,11

ППН 33 (0)

80

15,55

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 102 104

25

16

43,55

ППН 33 (0)

50

24−26

6,96

ПМЛ 150 104

10

РТЛ10 204

25

6,8

18,09

ППН 33 (0)

25

6,96

ПМЛ 150 104

10

РТЛ10 204

25

6,8

18,09

ППН 33 (0)

25

27

32,59

ПМЛ 350 004

40

РТЛ 205 504

80

35

97,77

ППН 33 (0)

100

12,50

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 101 604

25

12

34,99

ППН 33 (0)

40

28,30−32,35

4,74

ПМЛ 150 104

10

РТЛ 101 004

25

5

10,43

ППН 33 (0)

12

4,74

ПМЛ 150 104

10

РТЛ 101 004

25

5

10,43

ППН 33 (0)

12

29

6,96

ПМЛ 150 104

10

РТЛ10 204

25

6,8

18,09

ППН 33 (0)

25

4,74

ПМЛ 150 104

10

РТЛ 101 004

25

5

10,43

ППН 33 (0)

12

33

8,70

ПМЛ 150 104

10

РТЛ 101 404

25

8,5

24,35

ППН 33 (0)

25

34,36

11,65

ПМЛ 250 104

25

РТЛ 101 604

25

12

32,62

ППН 33 (0)

40

6,48

ПМЛ 150 104

10

РТЛ10 204

25

6,8

16,86

ППН 33 (0)

25

37−40,52−55,59

4,35

ПМЛ 110 004

10

РТЛ 101 004

25

5

9,56

ППН 33 (0)

12

41−44,48,49,51,56−58,60

8,70

ПМЛ 110 004

10

РТЛ 101 404

25

8,5

24,35

ППН 33 (0)

25

45−47

4,36

ПМЛ 110 004

10

РТЛ 101 004

25

5

9,58

ППН 33 (0)

12

50

2,27

ПМЛ 110 004

10

РТЛ 100 704

25

2

4,54

ППН 33 (0)

6

61

36,50

ПМЛ 350 004

40

РТЛ 205 504

80

35

109,50

ППН 33 (0)

125

25,18

ПМЛ 350 004

40

РТЛ 102 104

80

21,5

75,53

ППН 33 (0)

80

25,18

ПМЛ 350 004

40

РТЛ 102 104

80

21,5

75,53

ППН 33 (0)

80

Для того, чтобы выбрать магистральный предохранитель для многодвигательных станков, нужно произвести расчет электрических нагрузок. Определяем силовые нагрузки по методу расчётной нагрузки. Исходной информацией для выполнения расчётов является перечень электроприёмников с указанием их номинальных мощностей, наименований механизмов или технологических установок. Для каждого электроприёмника электроэнергии по справочной литературе 1, П3. 5] подбираются средние значения коэффициентов использования и и активной мощности cos. При наличии в справочных таблицах интервальных значений и рекомендуется брать большее.

Если станок содержит два и более электродвигателей то расчетная нагрузка группы электроприёмников (n> 1) определяется по выражению, кВт:

, (3. 9)

где kр — коэффициент расчётной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприёмников группы nэ и группового коэффициента использования и, причём при расчете распределительных шкафов, пунктов, шинопроводов, троллеев, и др. устройств, питающихся с помощью проводов и кабелей, значения Кр берутся из табл. П3.5.

Эффективное число электроприёмников вычисляем по формуле:

. (3. 10)

Найденное значение nэ округляется до меньшего ближайшего целого числа. Если величина Рр окажется меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприёмника группы pн. max, следует принимать Рр = pн. max.

Расчётная реактивная мощность нагрузки для питающих сетей до 1 кВ, выполненных проводами и кабелями, определяется по выражению для nэ? 10, квар:

(3. 11)

где tgц — среднее значение коэффициента реактивной мощности i-го электроприёмника. Если nэ? 10, то расчётная реактивная мощность нагрузки для питающих сетей до 1 кВ, выполненных проводами и кабелями, определяется по выражению:

(3. 12)

Полная мощность расчётной нагрузки вычисляется по формуле, кВА:

(3. 13)

Расчетный ток нагрузки группы приёмников, А:

(3. 14)

Для примера рассчитаем электрическую нагрузку горизонтально-фрезерного станка (2):

.

nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа, следовательно nэ = =1.

Коэффициент расчётной нагрузки по [1, П3. 5], в зависимости от nэ = 1 и и = 0,16, методом интерполяции равен Кр = 5,4.

Для выбора магистрального предохранителя мнгодвигательного станка рассчитаем пиковый ток:

; (3. 15)

Выбираем предохранитель ППН 33 (0), Iнпв=63 А.

Таблица 3. 3

Результаты выбора магистральных предохранителей

Поз.

Эл. мощн., кВт

Iн, А

Iп, А

nэфр

nэф

kiсрвз

kр'

Pр,

кВт

Qр,

квар

Iр, А

Iпик/б, А

Предохра-нитель

Iнпв,

А

3−4

5,5

15,04

105,25

1,95

1

0,16

5,4

1,1

8,21

2,22

12,29

46,05

ППН 33 (0)

63

4

11,46

80, 19

5

4

11,46

80, 19

1,84

1

0,16

5,4

1,1

5,36

1,45

8,02

34,55

ППН 33 (0)

50

2,2

6,38

41,45

23

7,5

21,70

162,77

1,95

1

0,16

5,4

1,1

11,23

3, 20

16,88

70,47

ППН 33 (0)

100

5,5

15,55

108,88

24−26

2,2

6,96

45,21

2,00

2

0,2

3,39

1,1

2,98

1,47

4,81

19,45

ППН 33 (0)

32

2,2

6,96

45,21

2,2

6,96

45,21

27

11

32,59

244,41

1,64

1

0,16

5,4

1,1

12,96

3,94

19,57

103,51

ВА51Г-31 Iна=100А, Iнр=20А

4

12,50

87,48

28,30−32,35

1,5

4,74

26,09

2,00

2

0,16

4,25

1,1

2,04

0,80

3,17

11,40

ППН 33 (0)

16

1,5

4,74

26,09

29

2,2

6,96

45,21

1,93

1

0,2

4

1,1

2,96

1,24

4,64

19,38

ППН 33 (0)

32

1,5

4,74

26,09

34,36

4

11,65

81,55

1,84

1

0,16

5,4

1,1

5,36

1,49

8,04

35,09

ППН 33 (0)

50

2,2

6,48

42,15

61

11

36,50

273,74

2,90

2

0,35

2,2

1,1

14,25

12,32

27,22

115,27

ПН2 250

200

7,5

25,18

188,81

7,5

25,18

188,81

У станка № 27 в качестве магистрального защитного устройства установлен автомат ВА51Г-31, т.к. для шинопровода ШРА4−250 максимально допустимый ток присоединения 100 А. То же самое относится к станкам № 1, 13−20. Для станков № 1,13−16 к установке в ответвительной коробке принимаем автомат ВА51Г-31 с Iна=100 А, Iр=50А. Для станков № 17−20 к установке в ответвительной коробке принимаем автомат ВА51Г-31 с Iна=100 А, Iр=63А. Условиями выбора автоматов по [1, c11] являются:

1) (3. 16)

2) (3. 17)

План участка цеха с силовой распределительной сетью представлены на листах 2 и 3 графической части проекта.

4. Определение электрических нагрузок

Перед началом расчёта определяется конфигурация сети, определяется число и место установки распределительных шинопроводов, силовых сборок, силовых ящиков, распределительных шкафов, т. е. все электроприёмники распределяют между шинопроводами и шкафами, которые называются узлами питания. Разбиваем станки на группы. Данные по группам записываем в таблицу 4.1. К каждому узлу могут быть подключены электроприёмники с разными режимами работы, поэтому перед началом расчёта необходимо для электроприёмников, работающих в повторно-кратковременном режиме, привести паспортную мощность к ПВ=100%. Выполним расчёт нагрузки методом расчётной нагрузки для первой группы, получающей питание от распределительного шинопровода ШРА4−250. От данного шинопровода запитаны станки в количестве n=20 штук, количество двигателей n = 23 шт. Групповой средневзвешенный коэффициент использования вычисляется по формуле:

(4. 1)

Эффективное число электроприёмников вычисляем по формуле (3. 10):

Определим коэффициент расчётной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприёмников группы nэ и группового коэффициента использования kи.

Расчетная активная мощность для группы электроприемников по формуле (3. 9):

Расчётная реактивная мощность группы электроприемников для питающих сетей до 1 кВ, выполненных проводами и кабелями, определяется по выражению (3. 11):

Полная мощность расчётной нагрузки вычисляется по формуле (3. 13):

Расчетный ток нагрузки второй группы электроприёмников по (3. 14):

,

Выбираем предохранитель ПН2−250/200.

Аналогичные расчёты производятся для остальных групп данного цеха и результаты сводятся в таблицу 4.1.

Таблица 4. 1

Результаты расчета нагрузок для силовых пунктов

Группа

Наименование

Позиции

kiсрвзв

nэ

kр

k'р

Pр,

кВт

Qр,

квар

Sр,

кВ?А

Iр,

А

Iпик/б,

А

Предохрани-тель

А1

ЩО-70−1-17

-

0,22

36

1

1

78,24

117,82

141,44

204,14

225,7

ВА52−39, Iнр=400А

А2

ШРА4−250

1−20

0,161

14

1,42

1

44,83

44,3

63,02

90,97

180,4

ПН2−250/200

А3

ШРА4−250

21−36

0,183

18

1,25

1

18,65

21,25

28,42

41,02

111,6

ПН2−250/160

А4

ШРА4−250

37−60

0,45

20

1

1

22,66

36,33

42,82

61,80

52,06

ППН 33 (0) /63

А5

ШМТ-АУ2

61

0,35

2

2,2

1,1

14,45

12,32

42,82

27,22

115,3

ППН 33 (0) /160

Исходя из расчетных токов и выбранным по ним предохранителям по [1, П 2. 5] устанавливаем одну линейную панель ЩО-70−1-03.

Произведём расчёт нагрузки для цеха в целом. Расчёт выполняется также по методу расчётной нагрузки.

Сгруппировав технологическое электрооборудование по значениям коэффициентов использования kи, рассчитаем средневзвешенный Ки по формуле (4. 1).

Определим эффективное число электроприёмников по (3. 10):

Определим коэффициент расчётной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприёмников группы nэ и группового коэффициента использования kи.

kр=1.

Согласно (3. 9) активная расчетная нагрузка, кВт:

Расчётная реактивная мощность нагрузки для магистральных шинопроводов на шинах цеховых ТП, а также для цеха, корпуса и предприятия в целом, квар:

(4. 2)

По формуле (3. 13) полная мощность расчётной нагрузки:

Расчётный ток по данному цеху по (3. 14):

По расчетному току цеха можно выбрать вводную панель. По П 2.5 [1] выбираем панель ЩО-70−1-17. Эта панель комплектуется автоматом ВА52−39, Iнр= 400 А и рубильником ВР32.

5. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети

Внутрицеховая электрическая сеть представлена питающей сетью, в виде кабеля идущего от трансформаторной подстанции до вводной панели и распределительной, а далее в виде шинопроводов, питающихся от линейной панели, к которым присоединяются электроприемники. Сеть прокладывается проводами АПВ и кабелями АВВГ по воздуху в трубах. Структуру схемы можно считать смешанной.

Выбор кабелей и проводов производим по допустимому нагреву длительными токами нагрузки.

Iдоп, (5. 1)

где kп — поправочный коэффициент, зависящий от температуры среды и способа прокладки кабелей, kп = 1.

Далее кабель проверяется по соответствию защитному аппарату.

Iдоп (5. 2)

где kз = 1, для автоматических выключателей;

kз = 0,33 для предохранителей.

Выбор сечения проводов осуществляется таким же образом, как и для кабелей, сеть выполняем пятипроводной. Проводами выполняется соединение станков с шинопроводами.

Выберем провод для 1-го станка, Рн=15 кВт, Iндв=40,54 А. По (5. 1) и (5. 2):

Iдоп;

Iдоп

По [1, П4. 2] для треходножильных проводов при прокладке в одной трубе выбираем провод АПВ 5 (1Ч16), Iдоп=60 А. Для остального оборудования расчет производится аналогично.

Таблица 5. 1

Результат выбора проводов и кабелей

Поз.

Наименование

Iн (Iр), А

Iз, А

kз?Iз,

А

Марка провода

Сечение, мм2

Iдоп, А

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Токарно-винторезный станок

40,54

50

1,00

50

АПВ

5 (1×16)

60

2

Токарно-винторезный станок

20,98

63

0,33

20,79

АПВ

5 (1×3)

22

3−4

Горизонтально-фрезерный станок

12,29

63

0,33

20,79

АПВ

5 (1×2,5)

19

5

Горизонтально-фрезерный станок

8,02

50

0,33

16,5

АПВ

5 (1×2,5)

19

6

Точильно-шлифовальный станок

3,02

8

0,33

2,64

АПВ

5 (1×2,5)

19

7−12

Станок для сверления

6,96

25

0,33

8,25

АПВ

5 (1×2,5)

19

13−16

Автомат токарный

41,94

50

1,00

50

АПВ

5 (1×16)

60

17−20

Автомат токарный прутковый

52,64

63

1,00

63

АВВГ

3х25+2×16

80

21−22

Точильно-шлифовальный станок

8,03

25

0,33

8,25

АПВ

5 (1×2,5)

19

23

Токарно-револьверный станок

16,88

100

0,33

33

АПВ

5 (1×8)

40

24−25

Токарно-револьверный автомат

4,81

32

0,33

10,56

АПВ

5 (1×2,5)

19

26

Токарно-револьверный станок

4,65

32

0,33

10,56

АПВ

5 (1×2,5)

19

27

Токарно-револьверный автомат

19,57

20

1,00

20

АПВ

5 (1×3)

28,30−32,35

Токарно-револьверный станок

3,17

16

0,33

5,28

АПВ

5 (1×2,5)

19

29

Токарно-револьверный автомат

4,64

32

0,33

10,56

АПВ

5 (1×2,5)

19

33

Поперечный токарный автомат

8,70

25

0,33

8,25

АПВ

5 (1×2,5)

19

34,46

Токарно-револьверный станок!

8,04

50

0,33

16,5

АПВ

5 (1×2,5)

19

48−49,51,56−58,60

Намоточный станок

10,43

32

0,33

10,56

АПВ

5 (1×2,5)

19

50

Намоточный станок

2,27

6

0,33

1,98

АПВ

5 (1×2,5)

19

52−55,59

Намоточный станок

5,22

12

0,33

3,96

АПВ

5 (1×2,5)

19

61

Кран-балка

27,22

200

0,33

66

КГ

3х16+2×10

60

А2

ШРА4−250

90,97

250

0,33

82,5

АВВГ

3х50+2×25

110

А3

ШРА4−250

41,02

160

0,33

52,8

АВВГ

5х16

60

А4

ШРА4−250

61,8

80

0,33

26,4

АВВГ

3х25+2×16

75

А5

ШМТ-АУ2

27,22

315

0,33

103,95

АВВГ

3х50+2×25

110

А1

П37−94

204,14

400

0,33

132

АВВГ

3х150+2×95

235

Кабель от трансформаторной подстанции выбираем по расчетному току цеха при прокладке по воздуху. Iр=204,14 А, по [1, П4. 3] выбираем кабель АВВГ-3Ч150+2Ч95.

Расчет уровня напряжения производим в процентах от номинального. В нормальном режиме допускается отклонение напряжения от номинального на зажимах электродвигателей в пределах от — 5% до + 5%.

Рис. 5.1 Расчетная схема для определения падения напряжения для наиболее электрически отдаленного электроприемника

Определяем коэффициент мощности по цеху как средневзешенный по всему цеху по каждому двигателю:

Определяем потери напряжения в трансформаторе:

(5. 3)

где Т — коэффициент загрузки трансформатора;

Uка — активная составляющая напряжения КЗ.

(5. 4)

Uкр — реактивная составляющая напряжения КЗ

(5. 5)

;

Определяем потерю напряжения в кабеле Л1, питающим цех:

(5. 6)

где r0, x0 — удельные активные и реактивные сопротивления кабеля по [1, П6. 1].

Определяем потерю напряжения в кабеле, питающем шинопровод.

Определяем коэффициент мощности на панелях ЩО:

где r0, x0 — удельные активные и реактивные сопротивления кабеля по П6.1 [1].

.

Определяем потерю напряжения в шинопроводе.

где r0, x0 — удельные активные и реактивные сопротивления шинопровода по П2. 12 [1].

.

Потерей напряжения в РП, а также падением напряжения проводе Л4, в виду его малости пренебрегаем. Тогда напряжение на зажимах равно:

(5. 7)

где Uхх — напряжение холостого хода трансформатора, %.

Напряжение на зажимах наиболее электрически удаленного электроприемника находится в допустимых пределах, значит конфигурация сети и сечения проводников выбраны правильно.

6. Светотехнический расчет участка цеха

Необходимо спроектировать освещение участка механосборочного цеха: строительная высота цеха — 8 м, условия среды — нормальные (IP20). По таблице П1. 1, [2] для заданных условий применяются светильники РСП и ЛСП.

Светильники с лампами типа ДРЛ мощностью от 250 до 2000 Вт, имеющие КСС типа Д (модификации светильников РСП05, РСП08, РСП18) целесообразно применять в помещениях высотой до 6−12 метров.

Таблица 6. 1

Тип выбранных светильников

Помещение

Механический

участок

Участок намотки

Комната отдыха

Комната мастера

Тип светильника

РСП 05

РСП 05

ЛСП 02

ЛСП 02

Расчётная высота подвеса светильников находится по формуле:

, (6. 1)

где — высота помещения, м;

— высота рабочей поверхности над полом, м;

— расстояние от точки крепления до светильника, м.

Из названных размеров и являются заданными, а принимается в пределах от нуля (при установке на потолке) до 1,5 м.

При общем равномерном освещении отношение расстояний между соседними светильниками или рядами светильников к высоте их установки над освещаемой поверхностью рекомендуется выбирать в зависимости от типа кривой силы света светильников.

Для КСС типа Д примем по табл.7. 1, [2]:. Тогда:

. (6. 2)

Расстояние от крайних рядов светильников l до стен принимается в пределах 0,3…0,5 от, в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест:

. (6. 3)

Число рядов светильников определяется по формуле:

, (6. 4)

где В — ширина помещения, м.

Число светильников в ряду находится из выражения:

. (6. 5)

Действительные расстояния между рядами светильников и лампами в ряду находятся по формулам:

; (6. 6)

. (6. 7)

Для прямоугольных помещений должно выполняться неравенство:

. (6. 8)

Если, то необходимо уменьшить число светильников в ряду на 1 или увеличить число рядов на 1.

Если, то необходимо увеличить число светильников в ряду на 1 или уменьшить число рядов на 1.

При освещении, выполненном рядами люминесцентных светильников, для расчёта освещённости следует, исходя из требований строительной и технологической части проекта, задаться числом рядов светильников, а также типом и мощностью лампы, что определит её световой поток. Число требуемых светильников в ряду находят по выражению:

, (6. 9)

где m — число ламп в светильнике;

R — число рядов.

Для производственного участка (механический вместе с участком намотки катушек, обмоток силовых трансформаторов):

м;

м;

м;

;

;

м;

м;

.

Таблица 6. 2

Результаты светотехнического расчета

Помещение

Производственный участок

Комната отдыха

Комната мастера

1

2

3

4

Длина А, м

54

6

6

Ширина В, м

18

6

3

Высота подвеса Нр, м

7

3

3

L, м

8,96

4,2

3,6

Площадь, м2

972,00

36,00

18,00

Расст. от стен до св-в l, м

3,04

1,47

1,5

Число рядов св-в R принятое

3

2

1

Число св-в в ряду N принятое

7

1

2

Продолжение табл.6. 2

1

2

3

4

Расст. м-д св-ми в ряду Lа, м

7,98

-

1,11

Расст. м-д рядами св-в Lв, м

5,95

3,06

-

La/Lв

1,34

-

-

Общее число св-в, Nсв

21

2

2

Аварийное освещение реализуем с помощью ламп накаливания в производственном участке, которые будут расположены со светильниками рабочего освещения над основным проходом. Кроме того, над каждым выходом предусмотрим светильники с люминесцентными лампами типа «Выход», которые также запитаем от аварийного осветительного щитка, обеспечив, таким образом, постоянную их работу.

Далее произведем выбор мощности ламп рабочего и аварийного освещения. Метод коэффициента использования светового потока применяют для расчёта общего равномерного освещения помещений.

Световой поток одной лампы определяют по формуле

, (6. 10)

где — нормируемая наименьшая освещенность, лк;

— коэффициент запаса (в зависимости от загрязнения воздушной среды);

F — освещаемая площадь, м2;

z — отношение средней освещённости к минимальной (z=1,1…1,15);

N — количество светильников, шт;

— коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока для каждого типа светильника определяют в зависимости от коэффициентов отражения потолка, стен, рабочей поверхности, а также в зависимости от индекса помещения.

Индекс помещения находят по формуле:

. (6. 11)

По найденной величине светового потока Флр выбирают лампу ближайшей стандартной мощности, значение светового потока которой отличается от Флр не более чем на — 10…+20%.

Определим мощность ламп, установленных в производственном участке.

Для определения коэффициента использования светового потока определим первоначально индекс помещения:

.

Коэффициент использования светового потока определяется по табл.8.1 [2] в зависимости от коэффициентов отражения (табл.8. 2, [2]), индекса помещения и типа кривой силы света применяемого светильника. Для, КСС Д1 и коэффициентов отражения, : коэффициент использования светового потока методом линейной интерполяции %.

Для данного помещения нормируемая освещённость лк, число светильников по результатам предыдущего пункта. Расчёт светового потока одной лампы проведём с учётом следующих коэффициентов: коэффициент запаса; отношение средней освещённости к минимальной.

лм.

По табл.5. 6, [2] выбираем лампы ДРЛ700 (6) — 3 мощностью 700 Вт со световым потоком лм и средней продолжительностью горения 20 тыс. часов.

Номинальный световой поток выбранных ламп отличается от требуемого по расчётам светового потока на Д:

,

что укладывается в требуемый диапазон.

Таблица 6. 3

Результаты выбора числа и мощности ламп рабочего освещения

Помещение

Производственный участок

Комната отдыха

Комната мастера

Тип КСС

Д1

Д1

Д1

Длина А, м

54

6

6

Ширина В, м

18

6

3

Eн, лк

300

150

300

Kз

1,4

1,4

1,4

Площадь F, м2

972,00

36,00

18,00

z

1,15

1,1

1,1

Нр, м

7

3

3

iп

1,93

1,00

0,67

зоу

0,65

0,60

0,47

Число св-в N

21

2

2

Флр, лм

34 394

3465

4423

Флртабл, лм

40 600

3200

4800

Д,%

18,04

-7,65

8,51

Аварийное эвакуационное освещение, как правило, рассчитывается с помощью точечного метода. Выберем для проверки контрольную точку в ремонтном участке у главного выхода. В этой точке минимальная освещённость на полу должна составлять 0,5 лк. Т.к. задана нормируемая освещенность, то можно определить мощность лампы аварийного освещения исходя из светового потока.

(6. 12)

где Флр— световой поток лампы аварийного освещения, лм;

— коэффициент дополнительной освещённости, учитываемый освещённость неучтённых источников света (обычно принимается равным 1,1−1,2);

Ен — освещенность условного светильника с лампой, создающей световой поток 1000лм.

(6. 13)

где Iб — сила света условного светильника для угла б.

(6. 14)

где d — расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость, ей перпендикулярную.

Для точки на главном выходе:

лк;

лм.

К установке примем ЛН типа БК215−225−75 мощностью 75 Вт и Ф=1030 лм и светильник НСП11−100−231.

Над основными выходами устанавливаем светильники «Выход» с энергосберегающими люминесцентными лампами ЛБ 18−1, питающихся от ЩАО.

7. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности

Определение силовых электрических нагрузок будем осуществлять методом расчетного коэффициента [1]. Для расчета силовой нагрузки предприятия по цехам будем использовать формулы (3. 10) — (3. 14) 3-го раздела дипломного проекта. Исключением является только то, что коэффициент расчетной нагрузки для активной и реактивной мощностей будем брать из таблицы П3.6 [1].

Расчетная нагрузка освещения отдельных помещений и зданий, для которых не ведется полный светотехнический расчет, может быть приближенно определена по выражению ([2], стр. 155):

(7. 1)

где kс — коэффициент спроса на освещение; ру — удельная нагрузка на освещение, Вт/м2; F - площадь цеха, м2; n - количество этажей.

Так как ру дается в справочниках при освещенности 100 лк и к. п. д. светильника 100%, согласно формуле (12. 5) [2] надо произвести пересчет по выражению:

(7. 2)

где Ен — нормируемая для помещения освещенность, лк; зоу — к. п. д. светильника; kз — коэффициент запаса; kз. т — табличный коэффициент запаса.

Расчетная реактивная нагрузка освещения цеха определяется по выражению:

, (7. 3)

где tgцо — значение коэффициента реактивной мощности освещения.

Расчетную активную мощность цеха можно определить по выражению:

. (7. 4)

Расчетную реактивную мощность цеха можно определить по выражению:

. (7. 5)

Разбиваем все оборудование по группам с одинаковыми kиi, tgцi. Выбор оборудования, его мощность, а также максимальную мощность (мощность наиболее мощного электроприемника) осуществляем с учетом специфики каждого цеха.

Таблица 7. 1

Показатели электрических нагрузок приемников и потребителей электроэнергии

№ на

Наименование цеха

Наименование

Рн,

ки

cosц

Рн max,

tgц

плане

оборудования

кВт

кВт

1

Производственный

1) Вентиляция

200

0,75

0,8

150

0,75

корпус

2) ПТМ

400

0,3

0,5

1,73

Ру=2400 кВт

3) Металлообрабатывающие

600

0,16

0,55

1,52

4) Прессы

400

0,2

0,65

1,17

5) Молоты

300

0,22

0,65

1,17

6) Сварочные тр-ры

150

0,2

0,4

2,29

7) Компрессоры

350

0,7

0,85

0,62

2

Склад металлоконструкций

1) Вентиляция

100

0,75

0,8

22

0,75

Ру=400 кВт

2) ПТМ

150

0,35

0,5

1,73

3) Транспортеры

150

0,55

0,75

0,88

3

Склад готовой продукции

1) Вентиляция

150

0,8

0,8

30

0,75

Ру=650 кВт

2) ПТМ

350

0,35

0,5

1,73

3) Транспортеры

150

0,55

0,75

0,88

4

Испытательная станция

1) Вентиляция

150

0,8

0,8

150

0,75

Ру=1000 кВт

2) ПТМ

250

0,35

0,5

1,73

3) Испытательное оборудование

550

0,6

0,7

1,02

4) Вспомогательное оборудование

50

0,5

0,8

0,75

5

Цех очистки масла

1) Вентиляция

200

0,8

0,8

120

0,75

Ру=1700 кВт

2) ПТМ

300

0,35

0,5

1,73

3) Насосы

800

0,7

0,85

0,62

4) Нагревательные приборы

250

0,75

1

0

5) Транспортеры

150

0,55

0,75

0,88

6

Административный

корпус

1) Вентиляция

250

0,8

0,8

22

0,75

Ру=650 кВт

2) Лифты

150

0,65

0,5

1,73

3) Оргтехника

150

0,9

0,8

0,75

4) Вспомогательное оборудование

100

0,6

0,75

0,88

7

Склад масла

1) Вентиляция

100

0,8

0,8

25

0,75

Ру=300 кВт

2) ПТМ

150

0,35

0,5

1,73

3) Транспортеры

50

0,55

0,75

0,88

Определение расчетных нагрузок аналогично для всех цехов, поэтому для примера покажем расчет нагрузок цеха № 1. По выражению (4. 1) определяем kи:

.

По выражению (3. 10) определяем эффективное число электроприемников:

.

По найденным значениям kи и nэ по [1] в таблице 3.6 находим значение kр:

По выражению (3. 9) определяем расчетную активную силовую нагрузку:

По выражению (3. 11) определяем расчетную реактивную силовую нагрузку:

Для определения нагрузки освещения нам понадобятся следующие данные: площадь цеха F = 8700 м2; освещенность цеха, принимаем Е = 300 лк. Принимаем лампы ДРЛ и светильники РСП-05, для них тип кривой света Д, к. п. д 65%. При высоте подвеса 7 м и площади 8700 м2 рутаб = 4,2 Вт/ м2.

По выражению (7. 2) произведем пересчет удельной нагрузки:

Коэффициент спроса для отдельно стоящего здания [2].

По выражению (7. 1) определяем расчетную активную нагрузку освещения:

tgцо 0,48 (cosцо =0,9). По выражению (7. 3) определяем расчетную реактивную нагрузку освещения:

Активная расчетная нагрузка по выражению (7. 4):

Реактивная расчетная нагрузка по выражению (7. 5):

Полная расчетная нагрузка по (3. 13):

Удельная мощность цеха:

(7. 6),

Результаты расчета нагрузок остальных цехов заносим в таблицу 7.2.

Таблица 7. 2

Результаты расчета нагрузок

Расчетные параметры

Номер цеха

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

8

УРнi, кВт

2400

400

650

1000

1700

650

300

УPнi?kиi, кВт

787

210

325

562,5

1095

492,5

160

УPнi?kиi ?tgцi, квар

857,44

148,13

374,53

596,73

721,45

472,73

175,03

kисрвз

0,33

0,53

0,50

0,56

0,64

0,76

0,53

nэ расч.

32,00

36,36

43,33

13,33

28,33

59,09

24,00

nэ прин.

32

36

43

13

28

59

24

kр

0,75

0,79

0,8

0,87

0,9

0,8

0,86

Ррс, кВт

590,25

165,90

260

489,38

985,5

394

137,6

Qрс, квар

643,08

117,02

299,62

519,15

649,31

378,18

150,52

Ен, лк

300

75

75

300

100

300

75

kз

1,4

1,4

1,4

1,4

1,4

1,4

1, 19

Продолжение табл.7. 2

1

2

3

4

5

6

7

8

kз таблич.

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

1,3

Нр, м

7

8

8

10

10

3

6

F, м2

8700

4490

4320

3024

3564

13 560

2016

ру табл., Вт/м2

4,2

3,9

3,9

4,2

3,7

2,8

14,4

з светильника

0,65

0,6

0,6

0,65

0,8

0,7

0,77

kс

0,95

0,6

0,6

0,8

0,95

0,8

0,6

ру расч., Вт/м2

18,09

4,55

4,55

18,09

4,32

11, 20

12,84

tgц0

0,48

0,48

0,48

0,48

0,48

0,33

0

Рро, кВт

149,53

12,26

11,79

43,77

14,62

121,50

15,53

Qро, квар

71,78

5,88

5,66

21,01

7,02

40,09

0,00

Ррц, кВт

739,78

178,16

271,79

533,14

1000,12

515,50

153,13

Qрц, квар

714,86

122,90

305,28

540,16

656,32

418,27

150,52

Sр, кВ? А

1028,74

216,44

408,74

758,96

1196,24

663,85

214,72

Sу, кВ? А/м2

0,12

0,05

0,09

0,25

0,34

0,05

0,11

Произведем анализ полученных результатов. Два цеха (№ 2 и № 7) имеют нагрузку менее 400 кВ•А.

Произведем пересчет нагрузки с учетом того, что в цеху не будет ТП. Результаты расчета сводим в таблицу 7.3.

Таблица 7. 3

Результаты пересчета нагрузок

Расчетные параметры

Цех

2

7

УРнi, кВт

400

300

УPнi?kиi, кВт

210

160

УPнi?kиi ?tgцi, квар

148,13

175,03

nэ прин.

36

24

kисрвз

0,53

0,53

kр

1

1

k'р

1

1

F, м2

4490

2016

Ррс, кВт

210

160

Qрс, квар

148,13

175,03

Рро, кВт

12,26

15,53

Qро, квар

5,88

0,00

Ррц, кВт

222,26

175,53

Qрц, квар

154,01

175,03

Sр, кВ? А

270,40

247,88

Sу, кВ? А/м2

0,060

0,123

Iр, А

390,75

358,21

Марка кабеля

2xААШвУ

2хААШвУ

Сечение, мм2

(4×70)

(4×70)

Найдем расчетный ток цеха № 2 по выражению (3. 14):

Выбираем для питания цеха два кабеля ААШвУ- (4×70) с Iдоп= 200?0,9=180 А при прокладке в земле. Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле kп=0,9 по (П4.6 [1]).

Определим расчетный ток для цеха № 7:

Выбираем для питания цеха два кабеля ААШвУ- (4×70) с Iдоп= 200?0,9=180 А при прокладке в земле.

Произведем пересчет объединенной нагрузки. Цех № 2 присоединяем к цеху № 5, цех № 7 — к цеху № 3. Результаты заносим в таблицу 7.4.

Таблица 7. 4

Результаты пересчета нагрузок

Расчетные параметры

Номер цеха

1

3+7

4

5+2

6

УРнi, кВт

2400

950

1000

2100

650

УPнi?kиi, кВт

787

485

562,5

1305

492,5

УPнi?kиi ?tgцi, квар

857,44

549,55

596,73

869,58

472,73

kисрвз

0,33

0,51

0,56

0,62

0,76

Pнmax, кВт

150

30

150

120

22

nэ расч.

32,0

63,3

13,3

35,0

59,09

nэ прин.

32

63

13

35

59

kр

0,75

0,8

0,87

0,85

0,8

F, м2

8700

6336

3024

8054

13 560

Ррс, кВт

590,25

388,00

489,38

1109,25

394,00

Qрс, квар

643,08

439,64

519,15

739,14

378,18

Рро, кВт

149,53

27,32

43,77

26,87

121,50

Qро, квар

71,78

5,66

21,01

12,90

40,09

Ррц, кВт

739,78

415,32

533,14

1136,12

515,50

Qрц, квар

714,86

445,30

540,16

752,04

418,27

Sр, кВ? А

1028,74

608,92

758,96

1362,47

663,85

Sу, кВ? А/м2

0,12

0,10

0,25

0,17

0,05

Выбор мощности трансформаторов ведется в зависимости от удельной мощности и от способа установки трансформаторов по мощности расчетной нагрузки. Число трансформаторов на цеховой ТП зависит от группы электроприемников по надежности электроснабжения.

Таблица 7. 5

Мощность трансформатора при открытой установке

sу, кВ•А/ м2

Меньше 0,2

0,2 — 0,5

Больше 0,5

Sт, кВ•А

1000

1600

1600; 2500

Таблица 7. 6

Мощность трансформатора при установке в отдельных помещениях

sу, кВ•А/ м2

Меньше 0,15

0,15 — 0,35

Больше 0,35

Sт, кВ•А

1000

1600

2500

Для каждой группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности определяется минимальное их число, необходимое для питания расчётной активной нагрузки, по выражению ([3], стр. 7):

, (7. 7)

где Рр — расчетная активная нагрузка, кВт;

Sт — мощность трансформатора кВ•А;

вт — коэффициент загрузки трансформатора.

Коэффициент загрузки трансформатора выбирается в зависимости от группы по надежности электроснабжения (I-0,6−0,7; II-0,7−0,85; III-0,8−0,95).

Рассмотрим расчет числа трансформаторов на примере цеха № 1, результаты остальных расчетов сведем в таблицу 7.7.

Принимаем число трансформаторов N=3.

Таблица 7. 7

Выбор мощности и числа трансформаторов

Расчетные параметры

Номер цеха

1

3+7

4

5+2

6

Ррц, кВт

739,78

415,32

533,14

1136,12

515,50

Qрц, квар

714,86

445,30

540,16

752,04

418,27

Sр, кВ? А

1028,74

608,92

758,96

1362,47

663,85

Sу, кВ? А/м2

0,12

0,10

0,25

0,17

0,05

Категория ЭП

I

II

II

I

II

вт

0,6

0,8

0,8

0,6

0,8

Способ установки тр-в

открытый

открытый

открытый

открытый

открытый

Sтном, кВ? А

630

630

630

630

630

Nт minрасч.

1,96

0,82

1,06

3,01

1,02

Nт minприн.

2

1

1

3

1

Таблица 7. 8

Каталожные данные трансформаторов

Тип трансформатора

Sнт, кВа

ДРхх, кВт

ДРкз, кВт

Uк, %

Iх, %

ТМГ-630

630

1,24

7,6

5,5

0,6

По [3] наибольшее значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформаторы в сеть до 1кВ при принятом коэффициенте загрузки трансформаторов вт, определяется по следующему выражению, квар:

(7. 8)

где коэффициент 1,1 учитывает допустимую систематическую перегрузку масляного трансформатора.

Суммарная мощность блока низковольтных конденсаторов БНК по критерию выбора минимального числа трансформаторов:

(7. 9)

где Qр — расчётная реактивная нагрузка до 1кВ рассматриваемой группы трансформаторов, квар.

Если Qнк1< 0, то следует принять Qнк1= 0.

Величина Qнк1 распределяется между цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным нагрузкам. Затем выбираются стандартные номинальные мощности БНК для сети до 1кВ каждого трансформатора.

Определим мощность БНК для цеха № 1.

Значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформатор в сеть до 1кВ по выражению (7. 8):

Суммарная мощность блока низковольтных конденсаторов по формуле (7. 9):

.

Реактивная мощность БНК, присоединенных к каждому трансформатору:

(7. 19),

По таблице 1 [3] выбираем конденсаторную установку типа АКУ-0,4−175−25У3.

Если при расчётах получается Qнк1< 0, то принимаем Qнк1=0 и блок низковольтных конденсаторов не устанавливают.

Аналогично произведём расчёты для остальных цехов завода, и результаты сведём в таблицу 7. 9

Таблица 7. 9

Расчёт низковольтных конденсаторных батарей

Расчетные параметры

Номер цеха

1

3+7

4

5+2

6

1

2

3

4

5

6

Ррц, кВт

739,78

415,32

533,14

1136,12

515,50

Qрц, квар

714,86

445,30

540,16

752,04

418,27

Sр, кВ*А

1028,74

608,92

758,96

1362,47

663,85

Sтном, кВ*А

630

630

630

630

630

Qт, квар

379,84

367,24

152,04

515,01

204,01

Qнк1, квар

335,01

78,06

388,12

237,03

214,26

Продолжение табл.7. 9

1

2

3

4

5

6

Q'нк1, квар

167,51

78,06

388,12

79,01

214,26

Тип конденс-х батарей

АКУ 175

АКУ 100

АКУ 380

АКУ 125

АКУ 260

Количество батарей

2

1

1

2

1

Единич. мощн., квар

175

100

380

125

260

Qнк1, квар

350

100

380

250

260

QкУ, квар

1340

Коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности:

, (7. 20)

где Qнк1 — номинальная мощность конденсаторной установки, квар. Потери активной мощности в трансформаторе, кВт:

(7. 21)

Потери реактивной мощности в трансформаторе, квар:

(7. 22)

Определим потери в трансформаторе для цеха № 1. Коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности по выражению (7. 20):

.

Потери активной мощности в трансформаторе по выражению (7. 21):

Потери реактивной мощности в трансформаторе по выражению (7. 22):

Аналогично произведём расчёты потерь для остальных цехов и результаты заносим в таблицу 7. 10.

Таблица 7. 10

Расчёт потерь мощности в трансформаторах после компенсации

Расчетные параметры

Номер цеха

1

3+7

4

5+2

6

Ррц, кВт

739,78

415,32

533,14

1136,12

515,50

Qрц, квар

364,86

345,30

160,16

502,04

158,27

Sр, кВ*А

824,86

540,12

556,68

1242,10

539,25

Sном, кВА

630

630

630

630

630

Nт, штук

2

1

1

3

1

вт фактическое

0,65

0,86

0,88

0,66

0,86

Iх, %

0,6

0,6

0,6

0,6

0,6

Uк, %

5,5

5,5

5,5

5,5

5,5

ДРххтр, кВт

1,24

1,24

1,24

1,24

1,24

ДРкзтр, кВт

7,6

7,6

7,6

7,6

7,6

ДРт, кВт

8,99

6,83

7,17

13,57

6,81

ДQт, квар

37,26

29,25

30,83

56,24

29,17

ДРтУ, кВт

43,37

ДQтУ, квар

182,75

Далее произведём расчёт активной нагрузки предприятия в целом (на шинах10 кВ РП).

(7. 23)

где m — число присоединений на сборных шинах 10 кВ РП;

Киi — среднее значение коэффициента использования i-го присоединения;

kо — коэффициент одновременности максимумов нагрузок, величина которого принимается по [1] табл. П3.7 в зависимости от числа присоединений m и среднего значения коэффициента использования.

Расчётная реактивная нагрузка предприятия на шинах 10 кВ РП:

(7. 24)

где tgцi — среднее значение коэффициента реактивной мощности i-го присоединения.

Находим коэффициент одновременности максимумов нагрузок, величина которого принимается по табл. П3.7 [1] в зависимости от числа присоединений m=10 и среднего значения коэффициента использования Ки=0,54 принимаем kо =0,9.

Расчётная активная нагрузка на шинах РП с учётом потерь в трансформаторах, кВт:

(7. 25)

Расчётная реактивная нагрузка с учётом потерь в трансформаторах, квар:

(7. 26)

Получаем:

;

Математическое ожидание расчётной активной нагрузки на шинах РП:

(7. 27)

(7. 28)

где кмо - коэффициент приведения расчётной нагрузки к математическому ожиданию, кмо=0,9.

кВт;

квар.

Экономически целесообразное значение РМ, потребляемой предприятием в часы больших нагрузок из энергосистемы, определяется по выражению:

(7. 29)

где tgцэ — значение экономического коэффициента РМ.

(7. 30)

где dmax - отношение потребления энергии в квартале максимума нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале максимальной нагрузки предприятия (при отсутствии таких сведений принимают dmax=1);

a — основная ставка тарифа на активную мощность, руб. /кВт·год;

b — дополнительная ставка тарифа на активную мощность, руб. /кВт·ч;

tgцб — базовый коэффициент РМ, принимаемый равным 0,25; 0,3 и 0,4 для сетей 6…20кВ, присоединённых к шинам подстанции с высшим напряжением соответственно 35,110 и 220…330кВ.

К1 - коэффициент, отражающий изменение цен на конденсаторные установки.

Величина К1 может принята равной коэффициенту увеличения ставки двухставочного тарифа на электроэнергию Кw (по сравнению со значениями, а = 60 руб/кВт·год и b =1,8 коп/кВт·ч, установленными для Беларуси прейскурантом № 09−01, введённым в действие с 1. 01. 91г), который определяется по формуле:

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой