МУ КП ДН пдф


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
42




ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ
-
ПЕТЕРБУРГА

КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ


САНКТ
-
ПЕТЕРБУРГСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АВТОТРАНСПОРТНЫЙ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

КОЛЛЕДЖ»







МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА




РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО
-
ТЕХНИЧЕСКОЙ
ЧАСТИ

КУРСОВОГО
ПРОЕ
К
ТИРОВАНИЯ


Дисциплина Электроснабжение отрасли



Специальность
270843

Монтаж, наладка и эксплуатация


электрооборуд
ования промышленных и гражданских зданий






АТЭМК2. МР12
1
2




Автор:
Володькина Тамара Александровна







2012г.

42



Р
ассмотрена ЦК №12


Протокол № _
_
_

о
т

____ ___________ 2011
г

Председатель ЦК№12

_____________________


Зав. методкабинетом ___________

Мельникова Е.В.

Автор Володькина Т.А.

Методист Таланова Л.Д.

Рекомендовано методическим
советом

Протокол №______



Зам. директора по УР

_______________ О.Е. Мовшук

______ ______
_____ 201
4
г



Курсовое проектирование по дисциплине «Электроснабжение отрасли», проводится на 4 курсе, седьмом
семестре., на КП согласно программе выделяется 30часов.

Руководители курсового проектирования это преподавали специальных предметов, ведущих тео
ретическую
часть курса. Преподаватель составляет график выполнения курсового проекта из расчета часов выделенных на
выполнение КП. Группа разбивается на две подгруппы. Занятия в подгруппах чередуются, «в сетке», «за сеткой».
Преподаватель должен проверять
и контролировать соответствие пояснительной записки и графической части КП
соответствующим стандартам ЕСКД, ЕСТД, ЕСДП, СИ.

Задача лекций по методике курсового проектирования дать учащимся правильное направление в разработке
частей проекта.

В соот
ветствии с тематическим планом составляется расписание лекций.

Основными обязанностями руководителя КП являются: выдача темы проекта, его формулировке и разработке
индивидуаль
ного задания на КП.

Оказание помощи учащемуся
в
подборе технической литературы;

регулярная проверка
графика выполнения проекта; подготовка студента к защите проекта.

По окончании работы руководитель проверяет пояснительную

записку и графическую часть, подписывает их и
c
о
ставляет отзыв на КП студента

42




Содержание


Введение

3

1

И
сследовательский раздел

4

1.1


Общие сведенья по объекту проектирования


1.2

Исходные данные


2

Расчетно
-
технический раздел

7

2.1

Расчѐт нагрузок цеха № 1

7

2.2

Выбор пусковой и защитной аппаратуры



2.
3

Расчет нагрузок завода

14

2.
4

Выбор числа и

мощности цеховых трансформаторов

16

2.5

Выбор и расчет компенсирующих устройств


2.
6


Выбор числа и мощности трансформаторов
главной

понизительной подстанции (ГПП)

19

2.
7

Определение центра электрических нагрузок
. Построение
картограммы нагрузок


22

2.
8

Расчет класса напряжения и определение сечения проводов


воздушной линии

2
7

2.
9

Расчет токов короткого замыкания

3
3

2.
10

Расчет
заземляющего устройства

3
7

3

Энергосберегающий раздел


3.1

Энергобаланс предприятия. Энергоаудит


3.2

Энергетический
паспорт


4

Экономический раздел

4
3

4
.1


Спецификация на пусковую и защитную аппаратуру
цеха № 1

4
3

Заключение

4
4

Литература

4
6


42


Введение


Данное методическое пособие предназначено для расчета основных
элементов, оборудования схем электроснабжения ра
зличных объектов, для
выполнения расчетов при работе над курсовым


и дипломном
проектировани
и
.

В методическом пособие представлены следующие указания:

-

расчет электрических нагрузок

-

выбор и проверка защитной и пусковой аппаратуры
электрооборудования
;

-

выбор
трансформаторов
и
расчет потерь в них;

-

выбор схемы
электроснабжения
;

-

выбор распределительной и питающей сети объектов различными
методами и способами
;

-

определения ЦЭН;

-

Расчет токов короткого замыкания, проверка оборудования на
действия эти
х токов;

-

расчет контура заземления ГПП;

-

элементы
релейной защиты;

-

и другие вопросы.

В методическом пособие, приведен список необходимой литературы,
методических указаний, нормативных документов.

Каждый из расчетов сопровождается примером.


42


1

Исследова
тельский раздел


1.1


Общие сведенья по объекту проектирования


Электроснабжение завода осуществляется от энергосистемы по
воздушной линии, длина которой равна
__

км. Центром электрических
нагрузок (ЦЭН) завода является главная понизительная подстанция (ГП
П).
Питание цехов от ГПП осуществляется кабелями, проложенными в земляных
траншеях. Энергосистема имеет два напряжения
___

кВ и
___

кВ. Вторичное
напряжение трансформаторов ГПП равно
__

кВ. Мощность короткого
замыкания на шинах районной подстанции равна
S
к
з
=
____

М
BА.

Время работы завода с использованием максимальной нагрузки (Т
max

)
составляет
___________

часов в год.

Питающая сеть цехов завода выполнена с изолированной нейтралью,
а распределительная с глухо заземленной нейтралью.

Реактивный коэффициент мо
щности, установленной энергосистемой
0,___
.

Установленная мощность освещения цеха № 1 составляет
____

кВт.

Нагрузки цехов
__
-
___

содержат порядка 70% электроприемников 1 и
2 категории надежности электроснабжения.

В цехе №
_____

их ко
личество составляет порядка 60%, а
электрооборудование цеха №1 относится к 3 категории надежности.


1.2
Исходные данные


В таблице 1 приведены наименования и мощности
электрооборудования установленного в цехе № 1. Все электроприемники
этого цеха работают н
а переменном токе и рассчитаны на напряжение 380 В.

42


Таблица 1
-

Силовое оборудование цеха № 1

Наименование
электроприѐмника

Мощность
на
валу,

Р
В

(кВт)

Количество
единиц,

n

(шт.)

Паспортная
мощность,

Р
П

(кВт) или

S
п (кВА)

ПВ

%

cos

Универсально


фрезерны
й станок

16,9

3














































Сварочное
оборудование


4

33

40

0,5








З
начения установленной мощности оборудования цехов

2
-
5, а также
соответствующие коэффициенты спроса и

коэффициенты активной
мощности представ
лены в таблице 2


Таблица 2
-

Данные оборудования цехов № 2
-
5

Объект

Установленная мощность

Р
УСТ

(кВт)

Коэффициент спроса
К
с

cos

Цех № 2

5800

0,24

0,7

Цех № 3




Цех № 4




Цех № 5





Проектируемый
________________

состоит из
__

цехов,
расположение
которых приведено на рисунке 1.

42










210 руб.
















Рисунок 1
-

План расположения цехов объекта проектирования


36,00

48,0




Цех№4



Цех№1




Це
х№5




Цех№3





Цех№2

__
__

9_

____

42


2

Расчетно
-
технический раздел


2.1 Расчѐт нагрузок цеха № 1


В исходных данных приведены номинальные мощности
по
дведенные к валу двигателя. Расчет нагрузок выполняется методом
упорядоченных диаграмм (методом коэффициента максимума),в котором
используются номинальные мощности электрооборудования поэтому
используя мощности приведенные в исходных данных, необходимо
выб
рать стандартные номинальные значения этих мощностей для
каждого вида оборудования. Этот выбор осуществляется по следующим
формулам

,



(1)


,





(2)


,



(3)


где

-

стандартное номинальное значение мощности, кВт;


-

значение мощности подведенной к валу


двигателя, кВт;


-

номинальная мощность
,
кВт
;


-

паспортная активная мощность грузоподъемных




механизмов, кВт;




-

полная паспортная мощность сварочного
оборудования,

кВА;

42



ПВ
i

-

продолжительность включения, выражен
ная в долях


е
диницы;


-

активный коэффициент мощности сварочного


оборудования.


Выбор стандартных номинальных мощностей и технических
данных двигателей был произведен по таблице

21

из [
1
]

результаты
выбора све
дены в таблицу 3.


Таблица 3
-

Технические данные двигателей

Наименование
оборудования

Тип
двигателя

Р
ном

кВт

cos

η
ном

%

I
HOM

A

M
max

n

шт

n

об/
мин

Универсально


фрезерный

станок

4А160М4УЗ
1

18,5

0,88

90

32

2,2

2

1500

Вертикально


фрезерный

станок









Точильно

-

шлифовальный

станок









Радиально
-
сверлильный

станок









Строгальный

станок









Расточной

станок









Вертикально
-
сверлильный

станок





























Для каждого вида оборудования необходимо вычислить
номин
альный ток
I
ном

,А по формуле




1

Курсивом в

таблицах отмечены и приведены примеры

42


,




(4)


где
I
ном
i

-

номинальное значение тока, А;


U
ном

= 380В
-

номинальное напряжение питающей сети;


-

коэффициент активной мощности


электроприемника.


Результа
ты вычисления приведены в таблице 3.

Все электроприѐмники цеха № 1 разделены на группы с
одинаковым режимом работы (одинаковыми значениями коэффициента
использования
-


и активного коэффициента мощности
-

).
Чи
сленное значение
и

выбираются по таблице
18

из
[1].

У электроприемников в группах, имеющих различную мощность,
номинальная мощность представлена в виде двух чисел минимума и
максимума ее значений.

Расчет устан
овленной мощности
P
уст
,

кВт для каждой группы
электроприемников производится по следующей формуле

,





(5)


где
-

соответствующая номинальная мощность


электроприемника в этой группе, кВт;



-

число электроприѐмников в группе имеющих



одинаковую мощность, шт.


Расчет установленной мощности цеха №1 осуществляется путем
суммирования установленных мощностей всех групп
электроприемников.

42


Активные и реактивные мощности групп
электроприемников, за
наиболее загруженную смену работы завода определяются по формулам

,





(6)


где
-

активная мощность группы электроприемников за


наиболее загруженную смену работы завода, кВт;



-

установленная мощность, кВт;


-

коэффициент использования.


,





(7)


где

-

коэффициент реактивной мощности группы




электроприемников
2
;

-

реактивная мощность группы электроприемников за


наиболее загруженную смену, кВ
ар
.


Диапазон изменения мощностей
,
m
,

Ц
еха №1

рассчитывается,
как отношение единичной мощности электроприемника с
максимальной мощностью друг
ого электроприемника с минимальной
мощностью

по формуле


,





(8)


где
-

диапазон изменения мощностей;




2

Коэффициент реактивной мощности группы электроприемников определяется по численному
значению .

42



-

максимальная мощность единичного электроприемника,


кВт;


-

минимальная мощность единичного электроприемника,


кВт.


Результаты вычислений
заносятся в таблицу

4 в виде:

m�3
;

;
m3
;

m =3.

Совместно для всех групп электроприемников численное
значение средневзвешенных коэффициента использов
ания
,

K
uсв

и
реактивного коэффициента мощности
,

,
определяется по формулам

,





(9)


где K
uсв

-

средневзвешенный коэффициент использования.


,





(10)

где
-

средне
взвешенный
реактивный


коэффициента


м
ощности
.


Значение средневзвешенного активного коэффициента мощности
(
) определяется по величине
.

Для сокращения объема расчет
ов

осуществлен переход от
действительного числа электроприемников (n
д
) к эффективному числу
электроприемников (n
эф
) в
Ц
ехе 1. Этот переход может б
ыть
осуществлен тремя способами.

42


-

е
сли m<3, то при любых значениях средневзвешенного
коэффициента использования
;

-

е
сли
, а,

то
n
эф

число электроприемников
определяется по формуле

,





(11)


где P
i

max
-

единичная максимальная мощность электроприемника,


кВт;


n
эф
-
число эффективных эле
ктроприемников, шт.


-

е
сли m>3, а
K
u
св
< 0,2, то расчет эффективного числа
электроприемников производится по следующим формул
е

,




(12)


где
n
эф*
-

относительное значение эффективного числа


электроприемников, определяемое по

относительному



значению действительного числа электроприемников и их


мощностей
.


Если по расчетам
�n
д
,

или диапазон изменения мощности
меньше трех,

то в таблицу 4 заносится действительное числ
о
электроприемников.

Коэффициент максимума (
к
max
) определяется с учетом численных
значений
n
эф

и K
uсв

по таблице
19;
20

из [1].

Активная
P
max
, кВт
,
реактивная
Q
max
, кВар и полная мощности
S
max
, кВА
за
тридцати минут
ный

максимум нагрузки в наиболее
42


загруже
нную смену работы
предприятия

определяется по следующим
формулам

,



(13)


,



(14)

где

-

коэффициент, принимающий значение:


, если
;


,

если
.

,




(15)


Максимальный ток

, А

цеха №1 определяется по формуле

.





(16)


Для удобства расчетов полученная информация
и результаты
вычислений сводятся в таблицу 4.

На основании произведенных расчѐтов заполняется ведомость
электрических нагрузок, представленная в таблице 4
3
.





3

Таблицу 4 рекомендуется располагать на листе в альбомном формате

42


Таблица 4
-

Расчѐт нагрузок цеха № 1

Наименование

группы

Р
ном

кВт

n

шт

Р
уст

кВт

m

К
и

cos

tg

Р
c
м

кВт

Q
СМ

кВар

n
эф

шт

K
max

P
max

кВт

Q
max

кВар

S
max

к
BA

I
max

к
A

















Вентиляционное

оборудование

5,5
-
11

6

44


0,6

0,8

0,75

26,4

19,8























Всего

5,5
-
45

38

657,5

13

0,23

0,65

1,13

150,3

170,1

29

1,321

198,5

170,1

251

398,5

Осв
ещение
















Итого

















42


2.
2

Выбор пусковой и защитной аппаратуры


Питание электроприемников цеха №1 от электрической сети
завода осуществляется по магистральным и радиально
-
магистральным
схемам. В качестве силовых кабелей питающих се
ти применяются
кабели марки
________
, которые прокладываются в кабельных каналах в
полу. Распределительная сеть выполняется проводами марки
______

проложенными в трубах
_______

в бетонном полу.

Основной защитной аппаратурой электрооборудования и станков
це
ха №1 являются автоматические выключатели серии
________
, для
сварочного оборудования это предохранители
____
, в качестве пусковых
аппаратов применяются магнитные пускатели серии
__________
.

Исходные данные для выбора этой аппаратуры приведены в
таблице 3.

По расчетному току для каждого вида оборудования токи,
соответственно тип автоматического выключателя.

Автоматические выключатели выбираются исходя из условий

по
формуле

,






(
17
)


где
I
АВ
i

-

номинальный ток автоматического выключ
ателя, А;


I
р
i

-

расчетный ток электрооборудования, определяется по


формуле







(18
)


Ток теплового расцепителя

выключателя определяется исходя из
условия

,





(
19
)

42



где
I
тр
i

-

ток с
рабатывания теплового расцепителя, А.


Ток электромагнитного расцепителя определяется по формуле






(
20
)


где
I
эр
i

-

ток электромагнитного расцепителя, А.


Выбор автоматического выключателя и их номинальных данных
производится по т
аблице

пример 11 [1].

В каждом распределительном пункте цеха предусматриваются
резервные автоматические выключатели.

Для сварочного оборудования определяется ток
продолжительности включения по формуле

,



(
21
)


где
I
ПВ
i

-

ток кратковременного режима работы, А;


S
п
i

-

полная паспортная мощность, кВА;


U
ном
=380В
-

номинальное напряжение.


Рассчитываем ток плавкой вставки предохранителя по формуле:

,




(
22
)


где
I
вст
i

-

ток плавкой вставки, А;


ПВ
-

коэффициент продолжительности включения.


42


Номинальный ток патрона и тип предохранителя выбирается
исходя из условия

,

(23
)


где
I
п
i

-

ток патрона предохранителя, А.


Ток плавкой вставки предохранителя определяется из условия



(
24
)


Выбор предохранителей и их номинальных данных производится
по таблице

пример

10 [1].

О
пределение типа и номинального тока магнитного пускателя
осуществляется по номинальному току электрооборудования






(
25
)


Для каждого магнитного пускател
я определяем ток теплового
реле по форомуле





(
26
)


М
агнитные пускатели и их номинальные данные выбираются по
таблице 12и 13 [1].

Сечение проводов распределительной сети цеха №1 определяется
по длительно допустимому току по
таблице 1 из [1],

согласно условию

по формуле 2
7.

,



(
2
7)

Результаты выбора защитной и пусковой аппаратуры, а также
сечение проводов сведены в таблицу

5

.

42


Таблица
5

-

Защитная и пусковая аппаратура цеха № 1

Наименование
оборудования

Р
н

,

кВт

I
р
,

А

Защитное
оборудование

Пуск
овая
аппаратура

Питающая
линия

Длина
, м

Тип

Номин.
данные

Тип

Номи
н

данны
е

Тип

S
,

мм

2

Универсально
-
фрезерный

15

29, 2

АЕ
-
2046


ПМЛ
-

313


АПВ

4х6

16,5










































Сечение

питающей сети цеха №1 определяется по «нагреву»
исходя из условия 37. Расчетный ток каждого участка является
алгебраической суммой рабочих токов электрооборудования входящих
на участок, определяется по формуле




(
28
)


Результаты вы
бора приведены в таблице
6
.


Таблица
6

-

Питающая сеть цеха

Откуда
идет

Куда
идет

I
р

A

I
доп

А

Тип и сечение кабеля

Длина,

м

ТП

РП1

211,5

235

АВВГ 3(1
х150)+(1х95)

23,75
















42


2.
3 Расчет нагрузок предприятия методом коэффициента спроса


Расчѐ
т нагрузок завода осуществляется методом

коэффициента
спроса
,

все исходные данные приведены в таблице 2 и таблице 4.

Коэффициент спроса (К
с
) для первого цеха высчитываем по
формуле

,


(29
)


где

-

максимальная активная мощность цеха, кВт;



-

установленная мощность цеха, кВт.


Величина активной и реактивной
мощности цехов
со второго по
пятый

определяется по формулам


,



(
30
)


.




(31
)


Мощности цеха соответствуют заданному значению
cos
.

Численное значение полной мощности
(
S
max

)

и максимального
тока (
) для ц
ехов 2
-
5 определяется по формулам 15 и 16.

Расчет

всего завода осуществляется путем
суммирования этих величин, а полной мощности и максимального тока
по формулам 15 и 16.

Величина средневзвешенного коэффициента спроса

(K
ссв
)

для
все
го завода определяется по формулам

42





(
3
2)

Расчет
средневзвешенного коэффи
циента реактивной мощности
(
) для всего завода определяется по формуле






(
33
)


По найденному

определяем

cos
св

завода.

Результаты расчетов приведены в таблице
7
.


Таблица
7

-

Расчѐт нагрузок завода

Объект

Р
уст

кВт

К
с

cos

tg

Р
m
ах

К
В
Т

Q
max

кВар

S
max

кВА

I
max

A

Цех № 1









Цех № 2









Цех № З









Цех № 4









Цех № 5

600

0,29

0,6

1,33

174

231,4

290

441

Итого:










2.
4

Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов


Питание цехов завода осуществляется от отдельных, встроенных
трансформат
орных подстанций (ТП).

При выборе трансформаторов каждой ТП необходимо учитывать
тип, требуемую мощность, значение высшего и низшего напряжения,
условия в которых будет эксплуатироваться трансформатор.

42


Число трансформаторов на подстанции зависит от категор
ии
надежности питаемых электроприемников, установленной мощности
оборудования и графика его работы. Согласно курсовому заданию
нагрузки цехов
___
-
___

содержат порядка 70% электроприемников 1 и 2
категории надежности, а в цехе
___

их количество составляет п
орядка
60%. Цех № 1 содержит нагрузку, относящуюся к третьей категории
надѐжности электроснабжения. И поэтому коэффициент загрузки
трансформатора может быть равен
______
. В цехах 2
-
5 с учетом
аварийной допустимой перегрузки коэффициент загрузки
трансформат
оров не должен превышать
___
. Для цехов 2
-
5 необходимо
применять
_______
трансформаторные подстанции, для цеха № 1
питание может осуществляться от
________

трансформатора.

Для цеховых трансформаторных подстанций предполагается
выбрать трансформаторы типа
_
______
, с
____________

охлаждением,
т.к. он обладает
________________________________________________
.

Реальный к
оэффициент загрузки К
з

для трансформаторов
определяется по формуле



(
34
)


В таблице
8

приведены типы и данные для каждого
трансформатора которые выбираются по полной максимальной
мощности:

,


(35
)


где К
з

-

коэффициент загрузки;


n


-

число трансформаторов, шт.

42



Выбор трансформ
атора осуществляется исходя из условия,





(
36
)


Для всех трансформаторов определяются потери активной

и
реактивной мощностей

, а также потери энергии
по формула
м


,


(
37
)


,

(
38
)


,


(
39
)


где


-

потери холостого хода трансформатора, кВт;



-

потери в обмотке трансформатора, кВт;



-

ток холостого хода, %;



-

напряжение короткого замыкания, %.



-

время потерь.


Технические данные цеховых
трансформаторов взяты из таблицы
22

[
1
].

42


П
олученные данные
представлены в таблице

8
.


Таблица
8

-

Технические данные цеховых трансформаторов

Объект

Тип и мощность
трансформатора,
кВА

n

шт

Δ
Р
х.х.

кВт

ΔР
к.з.
,

кВт

I
x
.
x
.

%

U
К
.
З
.
,

%

Цех № 1

ТМ
-

400

1

1,05

5
,5

2,
1

4,5
















Численные значения потерь активной, реактивной мощностей и
потерь активной энергии приведены в таблице
9
.


Таблица
9

-

Потери мощности в цеховых
трансформаторах

Объект

S
HOM

кВА

n

шт

К
З
р

Потери мощности

Потери энергии

кВт∙ч

Активной, кВт

Реактивной, кВар

На
один

Всего

На один

Всего

На
один

Всего

Цех № 1

400

1

0,73

4

4

18,5

17,5

109628

10962





















Всего:



-

-


-


-



2.5

Выбор числа и мощности компенсирующей установки



42



42


2.6

Выбор числа и мощности тра
нсформаторов
главной

понизительной подстанции (ГПП)


Для главной понизительной подстанции (ГПП) выбираются два

трансформатора таким образом, чтобы при выходе из строя одного
трансформаторов другой смог бы обеспечить бесперебойным питанием
все электроприем
ники первой и второй категории надѐжности, но при
этом его перегрузка не должна составлять более 40%, т.е. коэффициент
загрузки не должен превышать
______
.

Для осуществления выбора трансформаторов вычисляются
расчетные нагрузки ГПП.

Активная максимальная м
ощность ГПП
,кВт определяется
по формуле


,


(40
)


где

-

коэффициент, учитывающий не одновременность


максимальных нагрузок;



-

актив
ная максимальная мощность завода, кВт;



-

потери активной мощности цеховых


трансформаторов

всего завода, кВт.


Максимальная реактивная мощность главной понизительной
подстанции
, кВар определятся

по формуле


,




(
41
)


где

-

максимальная реактивная мощность завода, кВар;

42




-

потери реактивной мощности в цеховых


трансформаторах всего завода, кВ
ар
.


Ма
ксимальная допустимая реактивная нагрузка
, кВар

завода вычисляется по формуле


,




(42
)


где

-

реактивный коэффициент мощности,

энергосистемы завода.


Расчет суммарная реактивной мощн
ости компенсирующих
устройств
, кВар производится по следующей формуле

.


(43
)

Полная максимальная мощность ГПП
,

кВА определяется
по формуле

.


(44
)


Результаты расчетов сводим в таблицу
10
.


Таблица
10

-

Расчѐтные нагрузки ГПП

Объект

Р
m
ах гпп

К
В
Т

Q
max

гпп

кВар

Q
max

доп

кВар

Q
ку

кВар

S
max

гпп

кВА

ГПП

без КУ
4






КУ
5




ГПП с КУ
6









4

Данные берем из таблицы 7

5

Данные из радела 2
.5

6

Данные из текущего раздела

42


Расчет требуемой п
олной мощности для каждого трансформатора
ГПП производится по формуле

35
.

По
таблице
22

из [
1
] выбирается

тип и полная номинальная
мощность трансформаторов ГПП, выбор осуществляется исходя из
условия
36
.

Характеристики выбранных трансформаторов приведен
ы

в

таблице
11
.


Таблица
11

-

Технические данные трансформаторов
ГПП

Тип и мощность
трансформаторов

n

шт

Δ
Р
хх

кВт

Δ
Р
кз

кВт

I
хх

%

U
кз

%








Данные потерь мощности трансформаторов главной
понизительной подстанции
приведены в таблице 1
2
.


Таблица 1
2

-

Потер
и мощности в трансформаторах
ГПП

Объект

S
HOM

кВА

n

шт

К
З

Потери мощности

Потери энергии

кВт∙ч

Активной,
кВт

Реактивной, кВар

На один

Всего

На один

Всего

На
один

Всего

ГПП











2.
7

Определение центра электрических нагрузок


Источником пита
ния завода является ГПП, правильное ее
местоположение обеспечивает работу завода с наименьшими потерями
мощности и экономию цветного металла используемых кабелей, шин и
проводов. Место, где расположено ГПП называется центром
электрических нагрузок (ЦЭН).

42


О
пределение

центра электрических нагрузок

производится по
следующим формулам
7
:


,



(
45
)


,




(
46
)


где

-

координата це
ха по оси абсцисс, определяется по рисунку



1
, мм;



-

координаты цеха по оси ординат, определяется по


рисунку
1
,

мм;


-

полная максимальная мощность цеха,

представленная в


та
блице

7
кВА.


Для каждого цеха строится картограмма нагрузок, имеющихся на
рисунке 2, в виде окружности определѐнного радиуса. Радиус
окружности


, мм
каждой из картограмм определяется по формуле


,


(
47
)


где

m

-

масштаб равный 2 , кВА/мм
2
.


Результаты расчетов радиуса окружности для построения
картограмм нагрузок завода сведены в таблицу 1
3
.




7

Все расчетные данные представить в ПЗ

после приведенн
ой

формулы


42


Таблица 1
3

-

Радиусы окружности для построения картограмм

Объект

Цех 1

Цех 2

Цех 3

Цех 4

Цех 5

R
i

, мм







Питание цехов завода от ГПП осуществляется кабелями ААБ,
проложенных в земляных траншеях на расстоянии между кабелями
____
мм. Для каждого кабеля определяется расчетный ток
,
А

по формуле



,


(48
)


где
U
ном
=10кВ
-

вторичное напряжение трансформатора ГПП.


Сечение кабеля выбирается по таблице 2 из
методического
пособия

согласно условию

(27)

При прокладке нескольких кабелей в одной траншеи вводится
попр
авочный коэффициент


,


(49
)


где

-

поправочный коэффициент, зависящий от числа


работающих в траншеи кабелей, при расстоянии между ними


___
мм выбирается
по
таблице 6 [
1
].


Количество кабелей прокладываемых к цеху зависит от категории
надежности электроснабжения оборудования находящегося в этом цехе.
В цехах содержащих электроприемники первой и второй категории
надежности, прокладывается два кабеля поэтому, в
случае повреждения
42


и последующего отключения одного из них, питание будет
осуществляться по второму. В цехе №1 расположенное
электрооборудование третьей категории надежности, которая допускает
длительный перерыв в электроснабжении, поэтому к этому цеху
про
кладывается один кабель.

В таблице 1
4

приведены данные по выбору сечения и количества
кабелей, их длины от ГПП до цеха с учетом запаса (4м),

а также
допустимый ток
,

в том числе с введением поправочного коэффициента.


Таблица 1
4

-

Распределительная сеть зав
ода

Объект

I
p

A

Тип кабеля

Сечение

мм
2


Допустимый ток, А

Длина, м

без учета К
п

с учѐтом К
п

Цех № 1

16,8

ААБ

16

75

61,5

79































План расположения ГПП, картограмма нагрузок приводится на
в
соответствии с рисунком
2
.


42




























Рисунок 2
-

Определение ЦЭН



Цех№4



Цех№1




Цех№5




Цех№3





Цех№2

42


2.
8

Расчет класса напряжения и определение сечения проводов


воздушной линии



Электроснабжение завода осуществляется от энергосистемы по
воздушной линии (ВЛ), выполнены сталеалюминевыми проводами.

Дл
я того, чтобы определить сечение проводов воздушной линии
определяется полная максимальная мощность завода
, кВА по формуле

,


(
50
)




Напряжение воздушной
линии,
U
ВЛ

, кВ, ра
ссчитывается по формуле

,

(
51
)


кВ


где
n

=2 число воздушных линий, ед
;


L

=____км,

длина воздушной линии
.


Максимальный ток

потребляемый заводом вычисляется по фо
рмуле

,



(
52
)


А.

где
U
ном.з

= 35кВ
,

номинальное напряжение энергосистемы.

42



Сечение проводов
,
воздушной линии определяется по
экономической плотн
ости тока согласно формуле
, расчеты приводятся в ПЗ
:


,


(
53
)


где
J
эк

-

экономичная плотность тока, А/мм
2

(определяется по таблице


9

[1]);



-

эконо
мически целесообразное расчетное сечение, мм
2
.


Выбирается ближайшее стандартное сечение провода: АС
-

___
, с
допустимым током
I
доп
=_____
А.

Воздушная линия проверяется на потерю напряжения
,


расчеты приводятся в ПЗ

,
по формуле


,


(
54
)


где
r
0
=___
,
x
о

=___

Ом/км
,
удельное активное и реактивное


сопротивление,

(определяется по
таблице
7и 8

[
1
], при

среднем


расстоянии между осями проводов Д
ср.
=
________
мм).


Максимально допустимая потеря напряж
ения для ВЛ составляет 8%.
Полученное при расчетах значение
меньше значений установленных
ГОСТом
, поэтому по

выбранным ранее проводам марки АС
-
______

возможно обеспечить электроснабжение завода.


42


2.
9

Расчет токов короткого замыкания


На проектируемом завод
е ГПП выполнено по упрощенной схеме без
сборных шин и выключателей на стороне высокого напряжения. На
U

= 10кВ
применена одиночная секционированная система шин. Секционный
выключатель (
Q
3) в нормальном режиме отключен. На стороне первичного
отключения пред
усмотрена неавтоматизированная ремонтная перемычка,
позволяющая при проведении плановых ремонтов на воздушных линиях,
питать оба трансформатора ГПП по одной воздушной линии. В нормальном
режиме разъединители этой перемычки (
QS
5 и
QS
6) разомкнуты. На сторон
е
высокого напряжения между перемычками и трансформаторами установлены
отделители (
QS
4 и
QS
10) и короткозамыкатели (
QK
1 и
QK
2).

Электрическая принципиальная однолинейная схема питающей сети
завода представлена на рисунке 3.

На основании этой схемы составле
на расчетная схема цепи короткого
замыкания (К.З). При этом предполагается, что параллельная работа двух
воздушных линий и двух трансформаторов невозможно т.к. обе цепи
электрической схемы абсолютно идентичны, это позволяет произвести
расчет токов коротког
о замыкания только в одной ветви схемы. Расчетная
схема такой ветви представлена на рисунке 4. На основании расчетной схемы
составл
яется

схема замещения
.

Принципиальная электрическая однолинейная схема питающей сети
з
авода представлена на рисунке 3


42



Рисунок 3
-

Схема электрическая однолинейная принципиальная



Схема для одной ветви представлена на рисунке 4.
















Рисунок 4
-

Расчѐтная схема




Схем
у

замещения,
следует привести на рисунке

5.

Расчѐт токов коротко
го замыкания производится для точек К1 и К2,
по величине токов К3 в точке К1 осуществляется проверка разъединителей,
отделителей и короткозамыкателей на стороне первичного напряжения. Токи
К2

10 кВ

ТМ
-
___

L=
__

км

АС
-
__

К1

42


КЗ в точке К2 служат для проверки вводных и секционных выключателей
, а
также для проверки шин на термическую устойчивость.

Расчѐт токов короткого замыкания производится в относительных
базисных единицах. В качестве базисной мощности (
S
б
) применяется
мощность (
S
кз
) на шинах районной подстанции, которая по заданию
проектиру
емый завод получает питание равна 500
М
В
А
.

В качестве базисных напряжений используются средние значения
напряжений соответствующих ступеней схемы (
U
б1

=37,5 кВ;
U
б2

=10,5 кВ),
тогда базисные токи будут равны по формулам
8


,



(55)


,


(56)



Сопротивления схемы замещения будут равны:

1) Относительное базисное сопротивление определяется по формуле:


,



(57)


2) Индуктивное базисное сопротивле
ние воздушной линии будет
равно по формуле





8

Все расчеты представить в ПЗ

42


,




(58)


3) Активное базисное сопротивле
ние воздушной линии будет равно
по формуле


,





(5
9)


4) Индуктивное базисное сопротивление трансформатора будет равно

по формуле


,





(60)


5) Суммарное индуктивное базисное сопрот
ивление до точки К1
будет равно по
формуле


,




(61)



6) Полное базисное с
опротивление до точки К1 определяется в
зависимости от численных значений

и

Если
,

то по формуле


.




(62)


42


Если
,

то формуле






(63)









7) Индуктивное базисное сопротивление до т
очки К2 определяется
по формуле


,





(64)





8) Полное базисное сопротивление до точки К2 определяется в
зависимости от численных значений

и
, е
сли
,

то

рассчитываем по формуле



(65)


Если
,

то
рассчитываем по формуле




(66)


Мощность питающей системы несоизмеримо больше мощности
завода. Поэтому предполагается, что апериодическая составляющая токов К3
в точках К
1 и К2 во времени не изменяется,
,
тогда
установившиеся токи ко
роткого замыкания в этих точках будут равны

по
формулам

,





(67)


,





(68)


42


Величины ударных токов в точках К1 и К2 опр
еделяются по
следующим формулам


,




(69)


где К
У

-

ударный коэффициент.


,




(70)



2
.
9

Расчет контура заземления ГПП


На проектируемом заводе ГПП выполнено по упрощенной схеме без
сборных шин и выключателей на стороне высокого напряжения. На
U

= 10кВ
применена одиночная секциониров
анная система шин.

Питающая сеть цехов завода выполнена с изолированной нейтралью,
а распределительная с глухо заземленной нейтралью.

Заземление
-

это преднамеренное электрическое соединение какой
-
либо точки электрической сети, электроустановки или оборудо
вания, с
заземляющим устройством.

Заземляющее устройство (ЗУ) состоит из заземлителя (проводящей
части или совокупности соединѐнных между собой проводящих частей,
находящихся в электрическом контакте с землѐй непосредственно или через
промежуточную проводя
щую среду) и заземляющего проводника,
соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем. Заземлитель
может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже
медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.

42


Рассчитать заземление

это значит
9
:

-

определить расчетный ток замыкания на землю и сопротивление
заземляющего устройства (
R
ЗУ
2

);

-

выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;

-

уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.

Исходные данные: для расчет
а приведены в таблице 1
7


Таблица 1
7



Исходные данные ЗУ

L
вл,

км

ТП

Вид
ЗУ

t
,

м

AxB

м

Электроды

Климат
зона

Грунт






Вертикальное
заземление,

Горизонтальное
заземление, мм


Щебень

200

Стальной
уголок

D
=150
x
50
x
5;
L
=2,5 м

Полоса

40
x4


Определя
ем допустимый ток
I
д

и сопротивление заземляющего
устройства
R
ЗУ1


,






(71
)



,




(72
)



Если сопротивление грунта бол
ьше или равно 100, то по низкому
напряжению






(
7
3
)




9

Все расчеты представить в ПЗ

42



Определяем сопротивление и количество одиночных, вертикальных
заземлителей

,


(74
)


,



(75
)


Определяем расстояние между вертикальными заземлителями (а), а
также значение отношения
a
/
L
СВ

По
26 [1]
определяем коэффициенты использования для вертикальных
и горизонтальных элект
родов(
;
)

Определяем уточное количество вертикальных электродов , а также
уточняем расстояние а,

м,

отношение
a
/
L
СВ

с учетом коэффициента
использования по формуле



,


(76
)


Р
ассчитываем длину горизонтального

электрода
.

Для контурного

ЗУ

по формуле




,


(77
)


Уточняем расстояние “а”, отношение
a
/
L
В

с учетом коэффициента
использования
.

Для контурного З
У

по формулам


42



,




(
7
8
)



,



(7
9
)

Уточненное отношение
a
/
L
В

для контурн
ого ЗУ по формуле




,



(80
)


По таблице 26
[1]
определяем коэффициенты использования для
уточненного ко
личества электродов, отношения
__;

_____
.
.

Опр
еделяем общее сопротивление вертикальных электродов

по
формуле

,


(
8
1
)


Определяем общее сопротивление горизонтальных электродов по
формуле


,



(
8
2
)


где
b

-

высота горизонтального электрода (полосы),мм


Определяем фактическое сопротивление

ЗУ и производим проверку

ЗУ

на эффективность по формулам

42




,


(
8
3
)







(
8
4
)


Все полученные расчетные данные приводим в таблице 16


Таблица 16



Характеристика ЗУ

Количество
вертикальных
электродов
, шт

Длина
горизонтальног
о электрода, м

сопротивление

горизонтального
заземлителя, Ом

сопротивление

вертикального
заземлителя, Ом

Фактическое
сопротивление
ЗУ
, Ом







По результатам расчетов строим план расположения заземляющего
устройства, представленный
в графической части проекта.



42


3

Энергосберегающий раздел


42


4

Экономический разде
л


4
.1 Спецификация на пусковую и защитную аппаратуру
цеха № 1


Спецификация на пусковую и защитную аппаратуру цеха №1
представлена в таблице

20
.


Таблица
20
-
Спецификация на пусковую и защитную аппаратуру цеха №1

Формат

Зона

Позиция

Обозначение

Наименован
ие

Кол
ичество

Примечание




Автоматические выключатели



1








Магнитные пускатели



2








Предохранители





3







4
.
2

Спецификация
питающую сеть предприятия и ГПП


Спецификация на пусковую и защитную аппаратуру цеха №1
представлена в табли
це

21
.

42


Таблица
21
-
Спецификация на пусковую и защитную аппаратуру цеха №1

Формат

Зона

Позиция

Обозначение

Наименование

Кол
ичество

Примечание




Кабель



1








Трансформатор



2








Соединительные муфты





3







42


Заключение


Пример.

На основ
ании выданного задания курсовой проект выполнен
по действующим строительным нормам и правилам (С
Н
иП). При
проектировании электроснабжения механического завода расчет цеховых
нагрузок был осуществлен двумя методами: методом коэффициента
максимума в цехе №1
и методом коэффициента спроса в цехах №2
-
5.
Произведѐн выбор цеховых трансформаторов для цехов №1
-
5 и
трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП). Выбор
осуществлялся по коэффициенту загрузки в нормальном и аварийном
режимах работы. Для этих тр
ансформаторов были определены активные и
реактивные потери мощности, а так же потери активной энергии за год.
Распределительная сеть данного завода выполнена кабелями марки ААБ,
которые проложены в траншее. Сечение этих кабелей выбиралось по
длительному до
пустимому току. Питания завода производится по двум
воздушным линиям с номинальным напряжением 35 кВ. Для воздушной
линии был выбран сталеалюминевый провод марки АС
-
___
. Сечение этих
поводов выбиралось по экономической плотности тока. Для защиты
электрообо
рудования цеха №1 выбраны автоматические выключатели серии
АЕ с комбинированными распределителями, а для сварочного оборудования
предохранители серии ПР2. В качестве пусковых аппаратов применены
магнитные пускатели марки ПМЛ. Питающая сеть цеха №1 выполнен
а
42


кабелями
АВВГ
, а распределительная поводами
АПВ.

Для подъемного
оборудования применен кабель
АНРГ
. Сечение кабеля и проводов выбрано
по длительному допустимому току.

Расчет токов короткого замыкания для двух точек питающей сети
завода произведен в относ
ительных базисных единицах. Это необходимо для
выбора и проверки короткозамыкателей, разъединителей на стороне
первичного напряжения.

Заземление

Энергоэффективность


Экономическая часть курсового проекта состоит из спецификации на
пусковую и защитную апп
аратуру цеха №1.

42


Список ссылок на литературу

42


Литература


Володькина
,

Т.А.

Методическое пособие по выполнению курсовых и
рассчетно

-
практических работ. СПб., АТЭМК, 2006
.

Липкин
,

Б.Ю.

Электроснабжение промышленных предпр
иятий и
установок. М.; ВШ, 1990
.

П
равила устройства электроустановок
. М.; Энергоатомиздат, 20
11
.

Сибикин,Ю.Д.
Электроснабжение промышленных и гражданских
зданий, М, Академия, 2006
.

Ш
е
ховцев,
В.П.
Справочное пособие по электрооборудованию и
электроснабжению
, М, Академия , 2006.


Приложенные файлы

  • pdf 1247900
    Размер файла: 706 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий