Разработка схемы электроснабжения станкостроительного завода

задание 5 вар. 4

 

 

Работу выполнил: _________________ Трофимов М.

(подпись) студ группы ЭПз

Работу проверил: _________________ Струмеляк А.В.,

    (подпись) доцент кафедры ЭиЭ, канд. техн. наук      

 

 

                                                  

Братск 2019г.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

Разработал

Трофимов М

Проверил

Струмеляк А.В.

Разработка схемы электроснабжения пром. предприятия

Лит.

Листов

27

БрГТУ  ЭПз

Содержание

 

Введение Задание на курсовой проект 1. Технология производства и характеристика электроприемников 2. Определение расчетных электрических нагрузок предприятия 3. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств 3.1. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсирующих устройств 3.2. Конструктивное выполнение трансформаторных подстанций 3.3. Картограмма нагрузок 4. Выбор схемы питания подстанций и расчет питающих линий 4.1. Выбор схемы внутризаводского электроснабжения предприятия 4.2. Выбор сечения проводов, питающих промпредприятие 4.3. Выбор схемы внешнего электроснабжения предприятия 5. Расчет токов короткого замыкания выше 1 кВ и проверка на термическую и динамическую устойчивость 5.1. Расчет токов КЗ 5.2. Проверка на термическую устойчивость 6. Расчет заземляющих устройств 7. Измерение и учет электроэнергии на промышленном предприятии Заключение Список литературы

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

Введение

 

Курсовой проект по разработке схемы электроснабжения промышленного предприятия является четвертой частью комплексного проекта по дисциплине «Производство, передача и распределение электрической энергии».

Электроэнергия применяется буквально во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов, а в последнее время и для различных электротехнологических установок, в первую очередь для электротермических и электросварочных установок, электролиза, электрозвуковой и электроискровой обработки материалов, электрокраски и др.

Большую часть электроприемников составляют электроприводы общепромышленных механизмов, применяемые во всех отраслях народного хозяйства: подъемно–транспортные машины, поточно–транспортные системы, компрессоры, насосы, вентиляторы.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и необходимого качества от электросистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1 кВ и выше, трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению – надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и зашита отдельных элементов и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электронабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико–экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений.

Исходными данными для проектирования электрических сетей предприятий являются: генеральный план предприятия, установленная мощность цехов, нагрузка поселков городского типа, характеристики источников питания.

В ходе проектирования электрических сетей предприятий необходимо тщательным образом проработать следующие пункты:

1) описать технологию производства и режимы электроприемников;

2) рассчитать электрические нагрузки завода;

3) выбрать число, мощности и расположение цеховых трансформаторных подстанций и компенсирующих устройств;

4) выбрать схему питания подстанций и рассчитать питающие линии;

5) рассчитать токи короткого замыкания и проверить на устойчивость токам короткого замыкания основного электрооборудования;

6) заземление цеховой ТП;

7) измерение и учет электроэнергии;

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

Задание на курсовой проект

Станкостроительный завод (задание 5 вариант 4)

Электроснабжение осуществляется от районной подстанции РП.

 

Электрические нагрузки цехов

Наименование цехов	Установленная мощность, кВт
1. Главный корпус	1700
2. Сборочный цех	2400
3. Моторный цех	1800
4. Мартеновский цех (печи 50 % U↑ 1 кВ)	2180
5. Кузнечно-термический цех	1750
6. Инструментальный цех	720
7. Насосная станция (СД≈70 % U↑ 1 кВ)	2200
8. Аппаратный цех	1100
9. Заготовительно-сварочный цех	1450
10. Склад готовой продукции	130
Бытовая нагрузка поселка ГТ	2600
Осветительная нагрузка поселка ГТ	2800

 

 

Показатели	Значение
Коэффициент увеличения мощности пром. нагрузки	2,5
Линии связи ГПП с ТЭЦ или подстанцией	Воздушный кабель
Длина линий связи (км)	20
Напряжение РП (кВ)	110/35/10

 

 

1

2

5

6

3

4

7

9

8

10

от системы

1000 м

Рис. 1. Генплан станкостроительного завода

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

1. Технология производства и характеристика электроприемников

 

Приемники электроэнергии промышленных предприятий в отношении требований к бесперебойности питания подразделяются на следующие три категории:

- приемники I категории, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для людей или значительный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного технологического процесса;

- приемники II категории, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов, промышленного транспорта;

- приемники III категории, к которым относятся все нагрузки, не подходящие под определение I и II категорий (приемники вспомогательных цехов и механизмов, цехов несерийного производства и т.д.).

Определение категорий электрических нагрузок производится по приемникам, а не по цехам в целом. При ограниченном числе потребителей I и II категории вопросы обеспечения бесперебойного их питания рассматриваются особо, не допуская необоснованного отнесения всех потребителей к высшим категориям.

Категория производственной оценивается, в основном, по степени пожарной опасности:

Категория А. Производства, связанные с применением веществ, воспламенение или взрыв которых может последовать в результате воздействия воды или кислорода воздуха, жидкостей с температурой вспышки паров 28°С и ниже, горючих газов, нижний предел взрываемости которых менее 10 % к объему воздуха пи применении этих газов и жидкостей в количествах, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.

Категория Б. Производства, связанные с применением жидкостей с температурой вспышки паров 28–120°С, горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха, при применении этих газов и жидкостей в количествах, которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Производства, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль в таком количестве, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.

Категория В. Производства, связанные с обработкой или применением твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с температурой вспышки паров 120°С.

Категория Г. Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, сопровождающийся выделением лучистого тепла, систематическим выделением искр и пламени, а также производства, связанные с сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива.

Категория Д. Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

Таблица 1

 

Категории цехов по требуемой бесперебойности электроснабжения

 

№ цеха по генплану	Наименование цеха	Категория производственной среды	Категория по бесперебойности питания
1	Главный корпус	Г	II
2	Сборочный цех	Д	II–III
3	Моторный цех	Д	II–III
4	Мартеновский цех	Г	I
5	Кузнечно-термический цех	Г	II
6	Инструментальный цех	Д	II–III
7	Насосная станция	Д	I
8	Аппаратный цех	Д	II–III
9	Заготовительно-сварочный цех	Г	II–III
10	Склад готовой продукции	Д	III

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

2. Определение расчетных электрических нагрузок предприятия

 

Расчетные электрические нагрузки для всех цехов предприятия определяются по установленной мощности и коэффициенту спроса. Расчетная нагрузка приемников каждого цеха определяется их выражений:

,

,

где к_с– коэффициент спроса данной характерной группы приемников ([1], с.68, табл.1.1.);

Р_н– суммарная установленная мощность всех приемников цеха, кВт;

tgφ– коэффициент мощности, соответствует для данной группы cosφ ([1], с.68, табл.1.1.).

Для цеха №1:

кВт,

кВар.

На основании этих данных заполняется табл.3.1.

Осветительная нагрузка рассчитывается по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса:

,

,

где к_с– коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;

Р_уо– установленная мощность приемников освещения по цеху, кВт;

ρ_о – удельная расчетная мощность в кВт на 1 м² ([1], с.12, табл.3.5);

F– площадь цеха, м²;

tgφ_о– коэффициент мощности (для ламп накаливания равен 0).

Для цеха №1:

кВт,

кВт.

По результатам остальных расчетов заполняется табл. 3.1.

На основании этих данных производится расчет полной мощности на стороне ниже 1 кВ по следующей формуле:

,

где Р_р, Q_р – суммарные расчетные мощности нагрузки на стороне ниже 1 кВ.

 кВА.

Потери в трансформаторах ЦТП:

 кВт,

 кВар.

Нагрузка со стороны выше 1 кВ определяется аналогично нагрузке со стороны ниже 1 кВ, но с тем различием, что отсутствует осветительная нагрузка.

Суммарная расчетная активная, реактивная и полная нагрузки предприятия, отнесенные к шинам 10 кВ:

 кВт,

кВар.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13.03.65-ЭП-54-КП-005-05-ПЗ

Так как отношение нагрузки цехов предприятия к нагрузке поселка равно 50%, то определяем суммарную расчетную активную, реактивную и полную нагрузку предприятия, отнесенные к шинам 10 кВ с учетом коэффициента разновременности максимума:

 кВт,

кВар.

 кВА.

В соответствии с требованиями энергоснабжающей организации завод из сетей энергосистемы в часы максимальных нагрузок может потреблять только определенное количество реактивной мощности – Q_Э1 (оптимальное значение). Q_Э1 определяется как меньшее из значений, вычисляемых по формулам:

 кВар,

,

где а – коэффициент равный 0,6

Q_сд – возможное  увеличение генерации реактивной мощности синхронных двигателей.

;

где α_сд – коэффициент загрузки СД по реактивной мощности,

Р_сд – номинальная активная мощность,

tgφ – номинальный коэффициент реактивной мощности,

η – КПД двигателя.

В цехе №7 устанавливаем два синхронных двигателя по 2500 кВт каждый:

 кВар,

 кВар,

 кВар,

 кВА.

 

 

Таблица 2

 

№	наименование потребителей	силовая нагрузка					осветительная нагркза						силовая и осветительная нагрузка
		Ру, кВт	кс	tgφ	Ррс, кВт	Qрс, кВар	F, м2	руо, Вт/м2	Руо, кВт	ксо	Рро, кВт	Qро, кВар	Рр, кВт	Qр, кВар	Sр, кВА
потребители электроэнергии до 1 кВ
1	Главный корпус	4250	0,50	0,75	2125	1594	7321	0,015	109,8	0,85	93	47	2218	1640	2759
2	Сборочный цех	6000	0,35	1,33	2100	2793	12342	0,016	197,5	0,85	168	84	2268	2877	3663
3	Моторный цех	4500	0,35	0,88	1575	1386	8500	0,015	127,5	0,85	108	54	1683	1440	2215
4	Мартеновский цех	2725	0,50	0,88	1363	1199	8500	0,012	102,0	0,85	87	43	1449	1242	1909
5	Кузнечно-термический цех	4375	0,50	0,88	2188	1925	8228	0,013	107,0	0,85	91	45	2278	1970	3012
6	Инструментальный цех	1800	0,35	0,88	630	554	4870	0,016	77,9	0,85	66	33	696	588	911
7	Насосная станция	1650	0,80	0,62	1320	818	5566	0,015	83,5	0,85	71	35	1391	854	1632
8	Аппаратный цех	2750	0,30	1,02	825	842	6141	0,017	104,4	0,90	94	47	919	888	1278
9	Заготовительно-сварочный цех	3625	0,45	1,33	1631	2170	2178	0,018	39,2	0,85	33	17	1665	2186	2748
10	Склад готовой продукции	325,0	0,4	0,75	130,0	98	17303	0,018	311,5	0,85	265	132	395	230	457
	Территория завода						442073	0,002	884,146	1	884	442	884	442	989
итого по цехам		32000			13886	13378	523022				1961	980	15847	14358	21384
потери в ЦТП													428	2138	2181
итого с потерями в ЦТП													16274	16497	23173
Потребители электроэнергии выше 1 кВ
4	Мартеновский цех	2725	0,5	0,88	1362,5	1199							1363	1199	1815
7	Насосная станция	3850	0,8	0,62	3080	1910							3080	1910	3624
	Итого												4443	3109	5422
	Нагрузка поселка	2600	0,92	0,48	2392	1148			2800	0,92	2576	1766	4968	2914	5760
	Итого выше 1 кВ												9411	6023	11173
	Итого по предприятию												25685	22520	34159
	Потери в линиях
	Итого												25685	22520	34159