ГОСУДАРСТВЕННОЕ АГЕНТСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра энергетики и транспорта
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Электроснабжение судоремонтного завода.
Пояснительная записка
ЭС-391.1.11.00.ПЗ
Студент группы Эс-391 Попов М.В.
Руководитель проекта Васильева Е.В.
Мурманск,
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
| Разраб. |
| Попов М.В. |
| Провер. |
| Васильева Е.В.. М. |
| Т. Контр. |
| Н. Контр. |
| Утверд. |
| Электроснабжение судоремонтного завода |
| Лит. |
| Листов |
| МГТУ |
| Реценз. |
| Масса |
| Масштаб |
Введение............................................................................................................ 3
2.Исходные данные на проектирование............................................................ 4
3. Краткая характеристика электроприемников................................................ 5
4. Расчетные нагрузки цехов.............................................................................. 8
4.1 Расчетные электрических нагрузок напряжением цехов до 1 кВ............8
4.2 Расчет электрических нагрузок напряжением выше 1 кВ........................9
4.3 Расчет осветительной нагрузки цехов......................................................10
4.4 Расчет электрической нагрузки предприятия..........................................13
5. Определение местоположения ГПП..............................................................15
6. Определение количества и мощности трансформаторов...........................18
6.1 Определение количества и мощности трансформаторов ГПП.............18
6.2. Определение количества и мощности цеховых ТП...............................19
7. Расчет токов короткого замыкания................................................................21
8. Выбор автоматических выключателей в цепи КЗ........................................25
Список использованной литературы.................................................................27
Приложения.............................................................................................................
Приложение №1 - Генеральный план завода................................................28
Приложение №2 - Картограмма электрических нагрузок...........................29
Приложение №3 - Картограмма осветительных нагрузок...........................30
Приложение №4 - Принципиальная схема электроснабжения....................31
Приложение №5 – Схема расположения подстанций……………………..32
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
В сложившейся сложной экономической ситуации в России на пути к цивилизованной рыночной экономике решающими факторами, влияющими на выживаемость промышленных предприятий в данных условиях, становятся эффективность и надежность оборудования, безопасность производства, квалифицированный персонал.
В связи же с сокращением добычи и многократным увеличением стоимости энергоресурсов появилась тенденция к уменьшению производства электроэнергии.
Все это в совокупности приводит к частичному или полному закрытию в первую очередь нерентабельных производств и промышленных предприятий с неэкономичными старыми технологиями.
Одним из важнейших факторов, дающих шанс на выживаемость промышленным предприятиям в этих сложнейших условиях, является правильно спроектированная система внутреннего электроснабжения.
Определяющими факторами при построении системы внутреннего электроснабжения явились характеристики источников питания, мощность и категорийность потребителей электроэнергии.
Система электроснабжения должна удовлетворять требованиям экономичности и надёжности, безопасности и удобства эксплуатации, возможности индустриального выполнения строительно-монтажных работ. Не допустимы перерывы в электроснабжении, которые могут нанести ущерб, привести к авариям, связанным с человеческими жертвами и выходом из строя дорогостоящего оборудования. Система электроснабжения (от шестого уровня 6УР системы электроснабжения-границы раздела предприятие-энергосистема до конечных приёмников электроэнергии ЭП- первого уровня 1УР) должна быть гибкой, допускать рост мощности предприятий при изменении производственных условий.
Основной задачей, решаемой при проектировании системы электроснабжения, считается оптимизация параметров схемы при обеспечении бесперебойности электроснабжения за счёт правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, конструкций промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
Задание № 11
1. Генеральный план завода — приложение 1.
2. Сведения об электрических нагрузках завода — таблица 1.
3. Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой
установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 20000 кВ*Акаждый,с первичным напряжением 110 кВи вторичным — 35, 20, 10 и 6 кВ.
4. Мощность системы 700 МВ*А; реактивное сопротивление системы на стороне
110 кВ, отнесенное к мощности системы 0,8.
5. Стоимость электроэнергии 1,1 коп/кВт * ч.
6. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5,5 км.
Таблица 1- Ведомость электрических нагрузок завода.
| № по плану | Наименование цеха | Установленная мощность, кВт |
| Литейный цех | ||
| Ремонтно-механический цех | ||
| Кузнечный цех | ||
| Главный корпус Главный корпус (6 кВ) | ||
| Корпусно-котельный цех | ||
| Компрессорная Компрессорная (6 кВ) | ||
| Такелажно-парусный цех | ||
| Сухой док | ||
| Заводоуправление, лаборатории, СКБ | ||
| Механический док | ||
| Кислородная станция Кислородная станция (6кВ) | ||
| Плавающий док | ||
| Столовая | ||
| Склад жидкого топлива | ||
| Лесосушилка | ||
| Склад кислот | ||
| Склад москателей | ||
| Освещение цехов и территории завода определить по площади. |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
Потребителем электроэнергии называется электроприёмник или группа электроприёмников, объединённых технологическим процессом и размещающихся на определённой территории. Приёмником электрической энергии (электроприёмником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид.
Систематизация потребителей электроэнергии осуществляется обычно по следующим основным эксплуатационно-техническим признакам: производственному назначению, производственным связям, режимам работы, мощности, напряжению, роду тока, территориальному размещению, требованиям к надёжности электроснабжения, стабильности расположения электроприёмников.
При проектировании электроснабжения предприятия достаточно систематизировать потребителей по надёжности электроснабжения, режимам работы, мощности, напряжению и роду тока, используя остальные признаки как вспомогательные.
Таблица 2 - Категории потребителей.
| Название цеха | Категорийность потребителя |
| 1. Литейный цех | |
| 2. Ремонтно-механический цех | |
| 3. Кузнечный цех | |
| 4. Главный корпус Главный корпус (6 кВ) | |
| 5. Корпусно-котельный цех | |
| 6. Компрессорная Компрессорная (6 кВ) | |
| 7.Такелажно-парусный цех | |
| 8. Сухой док | |
| 9. Заводоуправление, лаборатории, СКБ | |
| 10. Механический док | |
| 11. Кислородная станция Кислородная станция (6кВ) | |
| 12. Плавающий док | |
| 13. Столовая | |
| 14. Склад жидкого топлива | |
| 15. Лесосушилка | |
| 16. Склад кислот | |
| 17. Склад москателей |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.12.00 ПЗ |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
4.1 Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ.
Расчетная активная нагрузка:
Рр = Рн*Кс,
где Рн – установленная мощность цеха, Кс – коэффициент спроса.
Расчетная реактивная нагрузка:
Q р = Р*tgφ,
где tgφ = sinφ/cosφ = 
.
cosφ – коэффициент мощности, свой для каждого цеха.
Расчетная полная нагрузка цеха:
.
Например:
Цех №1:
Pр = 2000*0,7 = 1400 кВт;
Таблица 3 - Расчетные нагрузки цехов:
| № | Наименование цеха | Установленная мощность, Рн, кВт | Кс | tgφ | Активная нагрузка, Р, кВт | Реактивная нагрузка, Q, кВар | Полная мощность, S, кВА |
| Литейный цех | 0.7 | 0.33 | 1474.3 | ||||
| Ремонтно-механический цех | 0.25 | 0.75 | |||||
| Кузнечный цех | 0.75 | 0.75 | |||||
| Главный корпус | 0.6 | 0.33 | 475,2 | 1516.4 | |||
| Главный корпус (6 кВ) | 0.7 | 0.48 | 403,2 | 931.8 | |||
| Корпусно-котельный цех | 0.7 | 0.88 | 1663,2 | 2517.6 | |||
| Компрессорная | 0.75 | 0.75 | 202,5 | 337.5 | |||
| Компрессорная (6 кВ) | 0.8 | 0.48 | |||||
| Такелажно-парусный цех | 0.6 | 0.75 | |||||
| Сухой док | 0.6 | 0.88 | 633,6 | 959.1 | |||
| Заводоуправление, лаборатории, СКБ | 0.5 | 0.48 | 55.5 | ||||
| Механический док | 0.6 | 0.88 | 475,2 | 719.3 | |||
| Кислородная станция | 0.75 | 0.75 | |||||
| Кислородная станция (6 кВ) | 0.8 | 0.48 | 153,6 | 354.8 | |||
| Плавающий док | 0.55 | 0.88 | 1113,2 | 1685.1 | |||
| Столовая | 0.7 | 0.48 | 90,7 | 209.6 | |||
| Склад жидкого топлива | 0.4 | 0.88 | 21,1 | 31.9 | |||
| Лесосушилка | 0.4 | 0.88 | 266.4 | ||||
| Склад кислот | 0.4 | 0.88 | 14,1 | 21.3 | |||
| Склад москателей | 0.4 | 0.88 | 17,6 | 26.6 |
4.2 Расчет электрических нагрузок напряжением выше 1 кВ.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
Расчетная нагрузка группы силовых электроприемников цеха определяется
.
Мощность электроприемников высшего напряжения принимается по исходным данным.
Взаимосвязь между коэффициентом спроса
и коэффициентом использования
Таблица 3.1
| Ки | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 |
| Кс | 0,5 | 0,6 | 0,65-0,70 | 0,75-0,80 | 0,85-0,90 | 0,92-0,95 |
Например: Насосная №1 на 6 кВ. Установленная мощность 1200 кВт, коэффициент мощности tgφ=0.48, коэффициент использования kи = 0,6.
PР.ВН = kи*PР.ВН = 0,6*1200 = 720 кВт; QР.ВН = PР.ВН*tgφ = 345.6 кВт.
Расчетная нагрузка силовых электроприемников напряжением 6 кВ.Таблица 3.2
| № | Наименование Цеха | Рн, кВт | Кс/Ки | tgφ | РР.ВН, кВт | QР.ВН, кВАр | SР.ВН, кВА |
| Главный корпус (6 кВ) | 0.7/0,6 | 0,48 | |||||
| Компрессорная (6 кВ) | 0,8/0,7 | 0,48 | |||||
| Кислородная станция (6 кВ) | 0,8/0,7 | 0,48 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.12.00 ПЗ |
4.3 Расчет осветительной нагрузки цехов.
Виды освещения.
Рабочее освещение, обеспечивающее необходимые условия работы при нормальном режиме работы осветительной установки, обязательно во всех помещениях и на открытых пространствах. Основные источники освещения – газоразрядные или люминесцентные лампы.
Охранное освещение – разновидность рабочего освещения, устраивается по линии охраняемых заводских или иных территорий.
Аварийное освещение, предназначаемое для временного продолжения работы при аварийном погасании рабочего освещения, должно устраиваться в помещениях и на открытых пространствах в случаях, когда прекращение нормального обслуживания оборудования из – за отсутствия рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление, травматизм в местах большого скопления людей, длительное расстройство технологического процесса, а также нарушение работы жизненных центров предприятий и узлов обслуживания массовых потребителей (установки электро-, водо- и теплоснабжения, узлы связи и радиопередачи т.п.). Это освещение необходимо также в операционных блоках, кабинетах неотложной помощи и приёмных покоях лечебных учреждений.
Для аварийного освещения могут использоваться лампы накаливания и люминесцентные лампы. Последние применяются только в отапливаемых помещениях при питании их переменным током и напряжением не ниже 90% от нормального. Лампы ДРЛ могут использоваться только как дополнительно присоединенные к группам аварийного освещения для увеличения освещенности.
Расчет осветительной нагрузки производим по следующим формулам:
Pр.о. = Pн.о.*kсо, где kсо – коэффициент спроса;
Pн.о. = Pуд*F, где Pуд – удельная нагрузка, Вт/м2, F – площадь, м2.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
Таблица 3.3
Значения удельной мощности в зависимости от объекта/цеха.
| Объект или цех | Pуд, Вт/м2 | Pавар, % | ||||||||
| Механические или механообрабатывающие | 9-11 | |||||||||
| Термические | 8-9 | |||||||||
| Кузнечнопрессовые | 10-12 | |||||||||
| Деревообрабатывающие | 13-14 | |||||||||
| 10-11 | |||||||||
| Насосные и компрессорные | 8-9 | |||||||||
| Главные склады | ||||||||||
| Котельные | 8-9 | |||||||||
| Склады | 5-6 | |||||||||
| Бытовые помещения | ||||||||||
| Заводоуправление | ||||||||||
| Территория | 0,12 | 1-2 |
В качестве источников освещения используем газоразрядные лампы, у которых cosφ = 0,95 и tgφ = 0,33.
.
Таблица 3.4
Коэффициенты спроса осветительных нагрузок
| Характеристика помещения | Ксо |
| Мелкие производственные здания и торговые помещения | |
| Производственные здания, состоящие из отдельных крупных пролетов | 0,95 |
| Производственные здания, состоящие из ряда отдельных помещений | 0,85 |
| Библиотеки, административные здания, предприятия общественного питания | 0,9 |
| Лечебные заведения и учебные учреждения, конторско-бытовые здания | 0,8 |
| Складские здания, электрические подстанции | 0,6 |
| Аварийное освещение | 1,0 |
Рассчитаем осветительную нагрузку цехов.
Таблица 3.5
| № | Наименование цеха | S, м2 | Pуд.осв., Вт/м2 | tgφ | Pн.а., кВт | Kco | Pp.осв. кВт | Qр.осв кВт | Sp.осв. кВА | |
| Литейный цех | 0,33 | 0.85 | 13.6 | 3.4 |
| |||||
| Ремонтно-механический цех | 0,33 | 23.8 | 0.85 | 20.2 | 20.8 | |||||
| Кузнечный цех | 0,33 | 25.6 | 0.85 | 21.8 | 5.4 | 22.5 | ||||
| Главный корпус | 0,33 | 8.4 | 8.4 | 2.1 | 8.6 | |||||
| Корпусно-котельный цех | 0,33 | 69.2 | 0.95 | 65.7 | 16.3 | 67.7 | ||||
| Компрессорная | 0,33 | 8.4 | 0.95 | 8.0 | 1.9 | 8.2 | ||||
| Такелажно-парусный цех | 0,33 | 30.2 | 0.6 | 18.1 | 4.5 | 18.7 | ||||
| Сухой док | 0,33 | 0.95 | 109.2 | 112.5 | ||||||
| Заводоуправление, лаборатории, СКБ | 0,33 | 40.5 | 0.7 | 28.2 | 29.1 | |||||
| Механический док | 0,33 | 0.85 | 57.8 | 14.3 | 59.5 | |||||
| Кислородная станция | 0,33 | 8.4 | 8.4 | 2.1 | 8.7 | |||||
| Плавающий док | 0,33 | 43.6 | 0.95 | 41.4 | 10.2 | 42.6 | ||||
| Столовая | 0,33 | 8.4 | 8.4 | 2.1 | 8.7 | |||||
| Склад жидкого топлива | 0,33 | 7.6 | 0.6 | 4.5 | 1.1 | 4.6 | ||||
| Лесосушилка | 0,33 | 0.95 | 10.4 | 2.6 | 10.7 | |||||
| Склад кислот | 0,33 | 3.5 | 0.6 | 2.1 | 0.5 | 2.2 | ||||
| Склад москателей | 0,33 | 3.5 | 0.6 | 2.1 | 0.5 | 2.2 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
;
Для ориентировочной оценки мощности силового трансформатора цехов определим удельную плотность нагрузки цеха по формуле:
;
;
Для графического изображения доли, которую занимает активная расчетная осветительная нагрузка во всем потреблении активной мощности, ее принято изображать в виде сектора на картограмме.
Угол сегмента: 
.
Для простоты все расчеты сведены в таблицу 3.6.
Таблица 3.6
| Номер цеха по плану | Рр, кВт | Pр.о., кВт | Qр, кВар | Qро, кВАр | Sнн, кВА | Pуд, кВт/м2 | α,о |
| 13,6 | 3,4 | 0,88 | 3,46 | ||||
| 20,2 | 0,05 | 60,50 | |||||
| 21,8 | 5,4 | 0,29 | 12,62 | ||||
| 8,4 | 475,2 | 2,1 | 2,08 | 2,09 | |||
| 65,7 | 403,2 | 16,3 | 0,13 | 26,11 | |||
| 8,0 | 1663,2 | 1,9 | 1,82 | 1,52 | |||
| 18,1 | 202,5 | 4,5 | 0,10 | 22,62 | |||
| 109,2 | 0,25 | 16,29 | |||||
| 28,2 | 0,14 | 26,15 | |||||
| 57,8 | 633,6 | 14,3 | 0,11 | 26,75 | |||
| 8,4 | 2,1 | 0,08 | 51,78 | ||||
| 41,4 | 475,2 | 10,2 | 0,15 | 25,63 | |||
| 8,4 | 2,1 | 0,44 | 9,81 | ||||
| 4,5 | 153,6 | 1,1 | 0,21 | 4,99 | |||
| 10,4 | 1113,2 | 2,6 | 1,05 | 2,94 | |||
| 2,1 | 90,7 | 0,5 | 0,27 | 3,96 | |||
| 2,1 | 21,1 | 0,5 | 0,04 | 28,97 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
Картограмма осветительных нагрузок отображена в Приложении 3
4.4 Расчет электрической нагрузки предприятия.
Sр.п., Pр.п., Qр.п. отнесенные к шинам вторичного напряжения ГПП находятся по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов всего промышленного предприятия, потерям мощности в трансформаторах цеховых подстанций и учетом коэффициента разновременности механизмов и силовой нагрузки:
;
.
Средневзвешенный коэффициент использования всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП:
.
Таблица 3.7
Зависимость коэффициентов Ки и Кр.м..
| Коэффициент разновременности Кр.м. | ||
| при Ки ≤ 0,3 | 0,3 < Ки < 0,5 | при Ки ≥ 0,5 |
| 0,75 | 0,8 | 0,85 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
, где Sр.п.нн – полная расчетная нагрузка предприятия.
Определим полную расчетную нагрузку предприятия:
Pр.нн = 12848 кВт; Pр.вн = 3016 кВт; Pн.нн = 19560 кВт; Pн.вн = 4480 кВт.
Средневзвешенный коэффициент использования всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП:
.
По таблице выбираем коэффициент разновременности механизмов Kр.м.= 0,85.
= 15581 кВА.
Суммарные потери активной и реактивной мощности цеховых подстанций:
Расчетные мощности предприятия:
;
.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Эс - 391.10.11.00 ПЗ |
5.1 Масштаб генерального плана предприятия.
Таблица 4
Размеры цехов.
| № цеха | Длина а, м | Ширина b, м | Площадь S, м2 |
| 59,4 | |||
5.2 Определение центра электрических нагрузок.
Масштаб генерального плана завода m = 0.06 км/см (330×660 м)
Определение центра электрических нагрузок (ЦЭН):
Минимальный радиус окружности Ra12 = 0.013 км (0.2 см в масштабе).
Масштаб активных нагрузок
ma = 
кВт/км2.
Масштаб реактивных нагрузок
mp=30190 кВт/км2.
Радиусы кругов активных нагрузок 
;
Радиусы кругов реактивных нагрузок 
;
Координаты центра активных нагрузок:
Xa0 = 
;
Ya0 = 
.
Центр активных нагрузок А (154; 387)
Координаты центра реактивных нагрузок:
Xр0 = 
= 152 м;
Yр0 = 
= 351 м.
Центр реактивных нагрузок В (152; 351)
Вблизи этих точки располагаем ГПП (см. Приложение 2). Так, как центр нагрузок попадает на цех 2, то допускается перенести ГПП в сторону системы.
| № | Наименование цеха | P, кВт | Q, кВар | X, м | Y, м | Rа, м | мм | Rр,м | мм | ||||||||
| Литейный цех | |||||||||||||||||
| Ремонтно-механический цех |
| ||||||||||||||||
| Кузнечный цех | |||||||||||||||||
| Главный корпус | 475.2 | ||||||||||||||||
| Корпусно-котельный цех | 1663.2 | ||||||||||||||||
| Компрессорная | 202.5 | ||||||||||||||||
| Такелажно-парусный цех | |||||||||||||||||
| Сухой док | 633.6 | ||||||||||||||||
| Заводоуправление, лаборатории, СКБ | |||||||||||||||||
| Механический док | 475.2 | ||||||||||||||||
| Кислородная станция | |||||||||||||||||
| Плавающий док | 1113.2 | ||||||||||||||||
| Столовая | 90.7 | ||||||||||||||||
| Склад жидкого топлива | 21.1 | 2.4 | 2.4 | ||||||||||||||
| Лесосушилка | |||||||||||||||||
| Склад кислот | 14.1 | ||||||||||||||||
| < |