Выбор цеховых трансформаторных подстанций и компенсирующих установок

Национальный горный университет

 

 

Кафедра СЭС

 

Курсовой проект

по дисциплине: «Электроснабжение промышленных предприятий»

на тему: «Разработка системы электроснабжения цеха механического завода »

 

Выполнил: студент группы ЕЕ-09-1

Чёрний Е. В.

Руководители проекта:

проф. Заика В.Т.

 

 

Г. Днепропетровск

Содержание

 

Введение 3

1. Расчет электрических нагрузок 4

2. Выбор цеховых трансформаторных подстанций и

компенсирующих установок 8

3. Выбор напряжения, структуры и конструктивного

выполнения внутрицеховой сети 10

4. Расчет цеховой электрической сети 11

5. Технические показатели проекта 18

 

Введение

Около 70% вырабатываемой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленными предприятиями.

Система электроснабжения промышленных предприятий, состоя­щая из сетей напряжением до 1000 В и выше, трансфор­маторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи элект­роэнергии от источника питания к месту потребления в не­обходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного, при различных частотах и напряжениях, и постоян­ного тока.

Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы.

Аналогично энергосистемам в системах электроснабже­ния - промышленных предприятий различаются режимы:

· нормальный установившийся режим с параметрами, находящимися в нормированных пределах;

· нормальный переходный режим, свя­занный с эксплуатационными изменениями схемы электро­снабжения предприятия или схемы энергосистемы;

· аварийный переходный режим с рез­ким изменением параметров вследствие аварийного изме­нения в схеме питающей энергосистемы или в схеме элект­роснабжения предприятия;

· послеаварийный установившийся режим, после аварийного отключения части элемен­тов схемы энергосистемы или схемы электроснабжения предприятия.

Основные задачи, решаемые при исследовании, проек­тировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений, определения электрических нагру­зок и требований к бесперебойности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформато­ров, преобразователей тока и частоты, конструкций про­мышленных сетей, средств компенсации реактивной мощ­ности и регулирования напряжения, средств симметриро­вания нагрузок и подавления высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровню надежности и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т. д.

Данный курсовой проект – разработка проектирования электроснабжения цеха трубопрокатного завода. В цеху находятся приемники напряжением до 1 кВ трехфазного тока и однофазного тока частотой 50 Гц. В основном приемники относятся к III – категории (40%), но есть и приемники II – категории (50%) и I – категории (10%).

Цель работы – разработать более универсальную и экономически целесообразную систему подачи электроэнергии к электроприемникам, а также же соответствующую правилам ПУЭ и ПТБ.

 

1. Расчет электрических нагрузок

Для расчета используем метод упорядоченных диаграмм, т.е. метод коэффициента использования и коэффициента максимума. Для 3-х фазных электроприемников (ЭП) расчетная нагрузка однородных по режиму работы (одинаковыми k_и; cosj) с переменным графиком нагрузки:

,

где – коэффициент максимума, определяемый для группы электроприемников отделение с переменным режимом работы

– определяется по коэффициенту использования для однотипного оборудования.

Точное эффективное число ЭП определяем по формуле:

.

 

 

Для электроприемников с постоянным режимом работы:

.;

Для приёмников с переменным режимов:

Кв[кн.14.таблица П-1)

 

 

Реактивная мощность среднесменная определяется по выражению:

.

Максимальная реактивная нагрузка определяется по формулам:

при £ 10;

при > 10.

Полная расчетная мощность определяется по выражению:

.

.

Номинальная мощность для кранов приведена к ПВ:

.

Сварочное оборудование распределяем по фазам с целью обеспечения равномерной нагрузки,суммарную мощность по фазам оприделим по упрощённой формуле:

 

Определяем неравномерность распределения по фазам однофазных ЭП:

.

 

 

 

 

 

 

Выбор цеховых трансформаторных подстанций и компенсирующих установок

2.1. По расчетным нагрузкам объекта S_м и площадью производственных помещений F определяется плотностью нагрузки s:

кВ×А/м²;

2.2. По найденному значению плотности нагрузки определяем оптимальную единичную мощность цеховых трансформаторов. Учитывая рекомендации методических указаний, а также наличие электроприемников I и II категории принимаем к установке трансформатор с номинальной мощностью S_нт = 1000кВА. Принимаем в соответствии с составом потребителей коэффициент загрузки b = 0,7 [2].

2.3. Определяем минимальное число трансформаторов, устанавливаемых в цехе:

где b – коэффициент загрузки;

DN – добавка до ближайшего целого числа.

Экономически оптимальное число трансформаторов определяется по формуле:

где m – дополнительное число трансформаторов, определяем из графической зависимости m=f(N₀, DN, b) [2].

Принимаем три трансформатора типа ТМ с номинальной мощностью кВ×А Окончательно выбираем три трансформатора типа ТМ с номинальными мощностями .Технические данные трансформатора приведены в таблице Т.

Таблица Т

Тип	Sном, кВ×А	Напряжение ВН, кВ	Напряжение НН, кВ	DРхх , кВт	DРкз , кВт	Uк, %	Iк, %	DQхх, квар
ТМ			0,4	2,45		5,5	1,4

2.4.Коэффициент загрузки трансформатора КТП:

· в нормальном режиме:

 

 

2.5.Определение мощности БК. По выбранному количеству трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ для КТП №2:

квар;

Как основной способ компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях необходимо применять батареи силовых конденсаторов.

Суммарная мощность батарей конденсаторов (БК) устанавливаемых в сетях 0,38-0,66 кВ для данной группы трансформаторов:

квар;

 

БК устанавливаются для предприятия, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, что буменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии.

2.6.Находим центр электрических нагрузок:

, ;

Считаем, что нагрузка равномерно расположена на участках, поэтому координаты центров электрических нагрузок ищем на пересечении диагоналей. Координаты центра участка для КТП 1

Х2:=101,6м;

У2:=72м;

Поскольку на 1 участок приходится 1 трансформатор то координаты КТП будут совпадать с координатами центра участка.

Картограмма нагрузок

Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещенные по генеральному плану окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого участка наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок участка.

Картограмма электрических нагрузок позволяет наглядно представить распределение нагрузок на территории промышленного предприятия. Каждый круг может быть разделен на сектора, соответствующие осветительной и силовой нагрузкам.

Радиусы окружностей и углы секторов осветительной нагрузки:

Участок №1:

мм;

где т – масштаб для определения площади круга, принимаем т =0,03 кВт/мм².

мм;

;