Электроснабжение завода железобетонных конструкций

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    30,08 Кб
  • Опубликовано:
    2016-03-14
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Электроснабжение завода железобетонных конструкций

Содержание


Введение

. Электротехнический раздел

.1 Краткая характеристика технологического процесса завода железобетонных конструкций

.2 Классификация по степени бесперебойности электроснабжения и характеристики среды цехов

.3 Определение расчетной или потребляемой мощности промышленного предприятия по всем составляющим

.4 Выбор напряжения питающих и распределительных сетей

.5 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП

.6 Картограмма нагрузок и определение центра электрических нагрузок

.7 Выбор количества, мощности и место положения цеховых подстанций

.8 Разработка схем внутреннего электроснабжения

.9 Выбор сечения питающих и распределительных сетей

.10 Технико-экономическое сравнение вариантов схем

.11 Расчет токов короткого замыкания

.12 Расчет электрических нагрузок цеховой сети

.13 Расчет и выбор параметров цеховой сети

.14 Расчет токов КЗ и проверка коммутационных и защитных аппаратов

.15 Расчет осветительной сети формовочного цеха

.16 Электротехнический расчет освещения

.17 Релейная защита ЦТП

. Технологический раздел

.1 Эксплуатация и монтаж шинопроводов

. Безопасность жизнедеятельности

.1 Особенности тушения пожара в электроустановках

.2 Расчет защитного зануления

. Экономический раздел

. Специальная часть дипломного проекта «Электропривод насоса»

Список используемой литературы

 

Введение


Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие механизмы.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительством электростанций. Необходимость в производстве электроэнергии на фабрично-заводских электростанциях обуславливается следующими причинами:

а) потребностью в теплоте для технологических целей, отопления и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии;

б) необходимостью резервного питания для ответственных потребителей;

в) необходимостью использования вторичных ресурсов;

г) большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистемы.

Все машины и механизмы предприятий приводятся в работу в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы принимают электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов. При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством, а именно стабильностью частоты и напряжения. К современному производству предъявляют высокие требования в подготовке инженеров-специалистов в области промышленного электроснабжения; в то же время растет спрос на инженеров, располагающими знаниями и в области автоматики и вычислительной техники.

1. Электротехнический раздел


1.1 Краткая характеристика технологического процесса завода железобетонных конструкций


Сегодня основной продукцией завода железобетонных конструкций являются железобетонные конструкции и изделия, элементы зданий и сооружений.

На заводе железобетонных конструкций основными приемниками электроэнергии являются формовочный, арматурный, компрессорный цеха. В формовочном цехе основными приемниками электроэнергии являются трубогибочные станки. Трубогибочные станки предназначены для гибки стальных горячекатаных труб. Изгибание труб станком допускается только при условии, что они являются полыми и не набиты песком либо другими материалами. Гидравлический трубогибочный станок удобен в эксплуатации, такое оборудование может использоваться непосредственно на месте монтажа труб.

В состав инструментального цеха входят следующие отделения: механическое (станочное), слесарно-сборочное, лекальное, для ремонта пневматического и другого механизированного инструмента, шлифовально-заточное, заготовительное (часто объединяется со складом материалов), термическое, хромировочное, кузнечное, сварочное, для напайки пластин твердых сплавов, а также склад материалов и заготовок, склад вспомогательных материалов, склад готовых и исправляемых изделий, промежуточный склад, контрольное отделение, инструментальная раздаточная, измерительная лаборатория, служебные и бытовые помещения.

Станочное и слесарно-сборочное отделения делятся на специализированные участки, предназначенные для обработки инструмента определенного вида, а именно:

режущего инструмента,

измерительного инструмента,

вспомогательного инструмента,

приспособлений,

штампов,

металлических моделей и пресс-форм,

нормалей,

пневматического и другого механизированного инструмента.

В зависимости от размеров производства некоторые участки могут быть объединены или же выделены в самостоятельные цехи (цех штампов и моделей).

Кузнечные отделения организуют при крупных инструментальных цехах; инструментальные и ремонтно-механические цехи часто имеют одну общую кузницу. Иногда кузнечные работы по инструменту производятся в основном кузнечном цехе завода, для чего в нем устанавливается необходимое оборудование. Расположение кузницы в здании инструментального цеха смежно со станочным отделением нежелательно, так как работа кузнечных молотов вредно отражается на точности обработки на металлорежущих станках.

Термическое отделение специально для обработки инструмента следует создавать при инструментальном цехе. Это объясняется особым характером термической обработки инструмента, тесной связью технологических процессов механической и термической обработки, тем, что инструментальный цех должен выпускать полностью готовую продукцию.

1.2 Классификация по степени бесперебойности электроснабжения и характеристики среды цехов

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

. Электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяются особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

. Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

. Электроприемники третьей категории - все остальные электроприемники, не попадающие под определение первой и второй категорий.

По средам цеха бывают: нормальными, влажными, пыльными, химически агрессивными, взрыво- и пожароопасными. Среда цеха зависит от технологических процессов, проходящих в нем.

Данные по бесперебойности электроснабжения и характеристика среды цехов приведены в таблице 1

Таблица №1

№ цеха по плану

Наименование

Категория электропотребления

Характеристика среды

1

Формовочный цех

II

нормальная

2

Арматурный цех

II

нормальная

3

Бетоносмесительный цех

I

пожароопасная

4

Административно-бытовой корпус

III

пожароопасная

5

Склад цемента

III

нормальная

6

Склад заполнителей

III

нормальная

7

Площадка для разгрузки щебня

III

нормальная

8

Ремонтно-механический цех

III

пожароопасная

9

Склад готовой продукции завода

III

пожароопасная

10

Автовесы

III

пожароопасная

11

Центрально-тепловой пункт

I

нормальная

12

Компрессорная станция

I

нормальная

13

Железно-дорожные весы

III

нормальная

14

Проходная

III

нормальная

 

1.3 Определение расчетной или потребляемой мощности предприятия по всем составляющим


Данный расчет покажем на примере формовочного цеха. Результаты расчета по всему предприятию сведем в таблицу №2.

Определяем расчетную силовую нагрузку ниже 1 кВ:

Рр=Рн.·Кс=290·0,7=203 кВт                   (1.1)

Qр=Рр·tgφ=203·0,48=98,3 кВАр            (1.2)

Находим номинальную мощность освещения и расчетную осветительную нагрузку доменного цеха:

Рн.о.=Руд.·F=18·1176=21,17 кВт           (1.3)

Рр.о.=Рн.о.·Кс.о.=21,17·0,95=20,1 кВт           (1.4)

Находим полную расчетную мощность цеха:

Рр∑=Рр+Рр.о.=203+20,1=223,1 кВт               (1.5)

Qр∑=Qр=98,3 кВАр                      (1.6)

кВА      (1.7)

Примечание: Коэффициенты Кс (спроса), Соsj (мощности), Кс.о. (спроса осветительной нагрузки), плотность осветительной нагрузки Руд [Вт/м2] для каждого цеха выбраны по [4]. Площадь F[м2] каждого цеха определена по генеральному плану предприятия.

Расчетные нагрузки цехов.

Таблица 2.

№ цеха по плану

Наименование цеха

Силовая нагрузка

Осветительная нагрузка

Расчетная нагрузка



Руст., кВт

Кс

cos φ

tg φ

Pp,кВт

Qр, кВАр

F,м2

Руд., Вт/м2

Pн.о.,кВт

Кс.о.

Рр.о.,кВт

Рр∑., кВт

Qр∑., кВАр

Sр∑., кВА

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Нагрузка до 1 кВ

1

Формовочный цех

290

0,7

0,9

0,48

203

98,3

1176,0

18

21,17

0,95

20,1096

223,1

98,3

243,8

2

Арматурный цех

450

0,7

0,76

0,86

315

269,4

312,0

15

4,68

0,95

4,446

319,4

269,4

417,9

3

Бетоносмесительный цех

460

0,7

0,76

0,86

322

275,4

24,0

18

0,43

0,95

0,4104

322,4

275,4

424,0

4

Административно-бытовой корпус

120

0,6

0,8

0,93

72

67,1

108,0

19

2,05

0,8

1,6416

73,6

67,1

99,6

5

Склад цемента

150

0,6

0,7

1,63

90

146,5

25,0

19

0,48

0,95

0,45125

90,5

146,5

172,2

6

Склад заполнителей

120

0,6

0,7

1,63

72

117,2

200,0

18

3,60

0,7

2,52

74,5

117,2

138,9

7

Площадка для разгрузки щебня

70

0,8

0,9

0,48

56

27,1

220,0

19

4,18

0,95

3,971

60,0

27,1

65,8

8

Ремонтно-механический цех

200

0,6

0,8

0,93

120

111,8

300,0

12

3,60

0,6

2,16

122,2

111,8

165,6

9

Склад готовой продукции завода

130

0,6

0,7

1,63

78

127,0

200,0

12

2,40

0,8

1,92

79,9

127,0

150,0

10

Автовесы

50

0,77

0,8

0,75

38,5

28,9

25,0

12

0,30

0,8

0,24

38,7

28,9

48,3

11

Центрально-тепловой пункт

250

0,77

0,8

0,75

192,5

144,4

30,0

17

0,51

0,9

0,459

193,0

144,4

241,0

12

Компрессорная станция

200

0,5

0,71

0,99

99,2

15,0

12

0,18

0,6

0,108

100,1

99,2

140,9

13

Железно-дорожные весы

120

0,7

0,8

0,75

84

63,0

15,0

12

0,18

0,6

0,108

84,1

63,0

105,1

14

Проходная

50

0,6

0,8

0,93

30

27,9

15,0

12

0,18

0,6

0,108

30,1

27,9

41,1


Итого по нагрузке до 1 кВ

2660




1773

1603,2

2665,0


43,9


38,7

1811,7

1603,2

2419,1


Освещение территории ЖБИ







6000,0

2

12,00

1

12





Итого по ЖБИ

2660








55,94


50,65285

3080,8

2838,7

4189,2



Определение расчетной мощности в целом с учетом компенсирующих устройств и потерь мощности в трансформаторах

Потери в ЦТП:

∆РЦТП=0,02·Sр∑=0,02·4189,2=83,78 кВт               (1.8)

∆QЦТП=0,1·Sр∑=0,1·4189,2=418,92 кВАр             (1.9)

Тогда расчетная нагрузка данной ступени определится:

Рр=∑Ррi+Рр.осв.+ ∆РЦТП=3080,8+12+83,78=3176,58 кВт      (1.10)

Qр=∑Qрi+ ∆QЦТП=2838,7+418,92=3257,62 кВАр                   (1.11)

Расчет мощности компенсирующих устройств.

                         (1.12)

QКУ= Рр∑·(tgφном-tgφзад.)=3257,62·(1,03-0,33)=2280,33 кВАр       (1.13)

Потери мощности в компенсирующих устройствах:

∆РКУ=0,002· QКУ=0,002·2280,33=4,56 кВт            (1.14)

Тогда расчетная нагрузка данной ступени электроснабжения шин ГПП определится по формуле:

РрГПП= Рр∑·Крм+∆РКУ=3176,58·0,95+4,56=3022,31 кВт      (1.15)

QрГПП= Qр∑·Крм-QКУ=3257,62·0,95-2280,33=814,41 кВАр (1.16)

кВА         (1.17)

Потери мощности в трансформаторах ГПП

∆РтГПП=0,02·SрГПП=0,02·3130,1=62,6 кВт          (1.18)

∆QтГПП=0,1·SрГПП=0,1·814,41=81,44 кВАр                  (1.19)

Мощность питающей линии

       (1.20)

1.4 Выбор напряжения питающих и распределительных сетей

 

Напряжение питающей линии от 6 до 110 кВ включительно

Величина напряжения определяется расчетной или потребляемой мощностью, удалённостью предприятия от источника питания.

Для определения напряжения питающей линии можно использовать два способа:

а) Напряжения питающей линии можно определить по номограммам. Это график для приблизительного определения величины рационального напряжения электроснабжения промышленных предприятий в зависимости от передаваемой мощности S, длинны питающих линий L, схемы питания, конструктивного выполнения линии и стоимости электрической энергии.

б) Напряжения питающих линий можно определить по эмпирическим формулам. В них используется коэффициенты, мощность и длинна питающей линии. Приведем некоторые из них:

1) U=3 3) U=16

) U=4,34 4) U=17

Найдём напряжение питающей линии по формулам:

кВ,          (1.21)

кВ,        (1.22)

кВ,                         (1.23)

кВ,                    (1.24)

Таким образом, сравнивая эти значения с номограммой, принимаем стандартное значение напряжения 35 кВ.

Напряжения распределительных линий

Выбор напряжения распределительной сети тесно связан с решением вопросов электроснабжения предприятия. Окончательное решение принимают в результате технико-экономического сравнения вариантов, учитывающих различие сочетания напряжений отдельных звеньев системы.

Напряжение 35 кВ применяют для питания предприятий средней мощности и для распределения электроэнергии на первой ступени электроснабжения таких предприятий при помощи глубоких вводов. На предприятиях большой мощности напряжение 35кВ не рационально использовать в качестве основного. Оно может быть применено для питания потребителей электроэнергии, имеющих номинальное напряжение 35 кВ, и для питания удалённых приёмников электроэнергии.

Преимущество напряжения 20 кВ по сравнению с напряжением 35 кВ заключается в более простом устройстве сети и более дешевых коммутационных аппаратах.

По сравнению с напряжением 10 кВ при напряжении 20 кВ снижаются потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения и токи КЗ в сетях. Однако напряжение 20 кВ, как и напряжение 35 кВ и 10 кВ, не целесообразно применять в качестве основного.

Напряжение 10 и 6 кВ широко используется на промышленных предприятиях средней мощности - для питающих и распределительных сетей, на крупных предприятиях - на второй и последующих ступенях.

Напряжение 10 кВ является наиболее экономичным по сравнению с напряжение 6 кВ. напряжение 6 кВ допускается только в тех случаях, если на предприятии преобладает нагрузка с напряжением 6 кВ или когда значительная часть нагрузки питается от заводской ТЭЦ, где стоят генераторы напряжением 6 кВ.

Выбор напряжения

а) Если процент высоковольтной нагрузки напряжением 6 кВ до 30%, то напряжение распределительных линий 10 кВ, принимаем понизительные трансформаторы 10/6.

б) Если процент высоковольтной нагрузки больше 30% то напряжение распределения должно соответствовать напряжению высоковольтной нагрузки.

Напряжение распределительных линий для проектируемого варианта принимаем 10 кВ т.к. на данном объекте нет высоковольтной нагрузки.

1.5 Выбор числа и мощностей трансформаторов ГПП


Наиболее часто ГПП промышленных предприятий выполняют двух трансформаторными. Одно трансформаторные ГПП допускаются только при наличие централизованного резерва трансформатора и при поэтапном строительстве. Установка более двух трансформаторов возможна только в исключительных случаях: когда требуется выделить резко переменные нагрузки и питать их от отдельного трансформатора, при реконструкции ГПП, если установка третьего трансформатора экономически целесообразна.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы. В после аварийном режиме для надёжного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть не ответственных потребителей с целью снижения нагрузки может быть отключена.

Мощность ГПП определяется расчётной мощностью предприятия, напряжение питающей линии 35-220 кВ. Мощность трансформаторов (с шагом 1,6) 6.3;10;16;25;40;63;80 МВА. Трансформаторы мощностью от 25 МВА и выше выполняются с расщепленными обмотками.

При выборе мощности трансформаторов ГПП надо знать расчётную мощность предприятия SР, требования по степени бесперебойности в электроснабжении, требования коэффициента загрузки по отраслям.

Выбор ГПП от исходных данных осуществляется по полной расчётной мощности предприятия, которую мы определили в таблице 2.

Так как завод ЖБИ имеет потребителей I,II и III категории, то на ГПП установим два трансформатора. Выбор мощности проведем по условию:

 кВА                            (1.25)

Определим коэффициенты загрузки трансформаторов ГПП мощностью 2,5 МВА в номинальном и аварийном режимах:

                   (1.26)

                      (1.27)

С учетом дальнейшего развития предприятия, сопровождающееся увеличением потребляемой мощности, окончательно (по справочнику) выбраны на ГПП трансформаторы ТДН с номинальной мощностью 2500 кВА с высшим напряжением 35 кВ.

1.6 Картограмма нагрузок и определения центра электрических нагрузок (ЦЭН)

 

Картограмма нагрузок

Подстанции ГПП, ТП являются одними из основных звеньев системы электроснабжения. Поэтому оптимальное размещение подстанций по территории промышленного предприятия является важнейшим моментом при построении рациональных систем электроснабжения.

При проектировании систем электроснабжения предприятий различных отраслей промышленности разрабатывается генеральный план проектируемого объекта, на который наносятся все производственные цеха. Расположение цехов определяется технологическим процессом производства. На генеральном плане указываются расчётные мощности цехов и всего предприятия.

При рациональном размещении ГПП, ТП на территории промышленного предприятия технико-экономические показатели системы электроснабжения оказываются оптимальными и, следовательно, обеспечиваются минимум приведённых годовых затрат. Для определения места положения ГПП, ТП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещённые на генеральном плане окружности, причём площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха.

Центр нагрузок цеха или предприятия является символическим центром потребления электрической энергии цеха или предприятия. ГПП или ТП следует располагать в ЦЭН. Это позволит снизить затраты на проводниковый материал и уменьшить потери электрической энергии. Картограмма электрических нагрузок позволяет проектировщику наглядно представить распределение нагрузок по территории промышленного предприятия. Площадь круга в определенном масштабе равна расчетной нагрузке соответствующего цеха Рi:

(1.28)

Из этого выражения радиус окружности:

                                       (1.29)

где Рi - мощность i-го цеха; m - масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия).

Силовые нагрузки до и выше 1 кВ изображаются отдельными кругами или секторами в круге. Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.

Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1 кВ. Угол сектора (α) определяется из соотношения активных расчетных (РР) и осветительных нагрузок (РРО) цехов.

При построении картограммы необходимо знать полные расчетные и осветительные нагрузки цехов, которые были рассчитаны в таблице 2. Принимаем масштаб m=30 кВт/см2.

Пример расчета покажем на формовочном цехе №1:

см,

Данные по остальным цехам сведем в таблицу № 3.

Картограмма электрических нагрузок показана на ген. плане.

Данные для построения картограммы нагрузок

Таблица №3

№ цеха

Наименование цеха

Рр.о., кВт

Ррi, кВт

Xi, мм

Yi, мм

Ri, см

αосв., град.

Нагрузка до 1 кВ

1

Формовочный цех

20,1096

223,11

22

49

2,368

32,4

2

Арматурный цех

4,446

319,446

21

19

3,391

5,01

3

Бетоносмесительный цех

0,4104

322,41

34

27

3,423

0,46

4

Административно-бытовой корпус

1,6416

73,6416

20

8

0,782

8,03

5

Склад цемента

0,45125

90,4513

65,5

34,5

0,96

1,8

6

Склад заполнителей

2,52

74,52

74

55,5

0,791

12,2

7

Площадка для разгрузки щебня

3,971

59,971

83,5

53,5

0,637

23,8

8

Ремонтно-механический цех

2,16

122,16

52

58

1,297

6,37

9

Склад готовой продукции завода

1,92

79,92

23

85

0,848

8,65

10

Автовесы

0,24

38,74

38

39,5

0,411

2,23

11

Центрально-тепловой пункт

0,459

192,959

60

20

2,048

0,86

12

Компрессорная станция

0,108

100,108

73,5

21

1,063

0,39

13

Железно-дорожные весы

0,108

84,108

69

58

0,893

0,46

14

Проходная

0,108

30,108

39

14

0,32

1,29


Определение условного центра электрических нагрузок

В настоящее время существует ряд математических методов, позволяющих аналитическим путём определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) как отдельных цехов, так и всего промышленного предприятия. Среди них можно выделить три основных метода.

Первый метод, использующий некоторые положения из курса теоретической механики, позволяет определить ЦЭН цеха (предприятия) с большей или меньшей точностью (приближённо) в зависимости от конкретных требований. Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределёнными по площади цеха, то центр нагрузок цеха можно принять совпадающим с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане. Если учитывать действительное распределение нагрузок в цехе, то центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры цеха в плане, и нахождение центра нагрузок сведётся к определению центра тяжести масс.

Наличие многоэтажных зданий цехов обусловливает учёт в расчётах третий координаты (Zi).

ЦЭН указан на ген. плане.

Таблица №4

№ цеха

Наименование цеха

Ррi, кВт

Xi,мм

Yi,мм

Ррi·Xi

Ррi·Yi

1

2

5

6

7

8

9

1

Формовочный цех

223,11

22

49

4908,41

10932,4

2

Арматурный цех

319,446

21

19

6708,37

6069,47

3

Бетоносмесительный цех

322,41

34

27

10962

8705,08

4

Административно-бытовой корпус

73,6416

20

8

1472,83

589,133

5

Склад цемента

90,4513

65,5

34,5

5924,56

3120,57

6

Склад заполнителей

74,52

74

55,5

5514,48

4135,86

7

Площадка для разгрузки щебня

59,971

83,5

53,5

5007,58

3208,45

8

Ремонтно-механический цех

122,16

52

58

6352,32

7085,28

9

Склад готовой продукции завода

79,92

23

85

1838,16

6793,2

10

Автовесы

38,74

38

39,5

1472,12

1530,23

11

Центрально-тепловой пункт

60

20

11577,5

3859,18

12

Компрессорная станция

100,108

73,5

21

7357,94

2102,27

13

Железно-дорожные весы

84,108

69

58

5803,45

4878,26

14

Проходная

30,108

39

14

1174,21

421,512

Итого:

1811,7


76073,9

63430,9


Таким образом, мы определили ЦЭН для ГПП и для ТП, но поставить их точно в центре электрических нагрузок не всегда технически возможно.

Координаты центра электрических нагрузок всего предприятия определим по формуле:


1.7 Выбор количества и мощности и местоположения цеховых подстанций


Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций производится на основании требуемой степени надежности электроснабжения и распределения между ТП потребителей электроэнергии до 1кВ. Нормальный режим работы - раздельная работа трансформаторов, это предусматривается в целях уменьшения токов короткого замыкания и позволяет применить более легкую и дешевую аппаратуру на стороне низшего напряжения трансформаторов.

Номинальная мощность цеховых (SНТ) выбирается по расчетной мощности, исходя из условия экономичной работы трансформаторов (60-80%) в нормальном режиме и допустимой перегрузки (на 30-40%) от SНТ в послеаварийном режиме.

В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП) и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто.

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций производится по удельной плотности нагрузок (σ):

                                                     (1.32)

где SР - расчетная нагрузка цеха (кВА); F - площадь цеха (м2).

Если плотность нагрузок σ<0,2, то рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВА, если 0,2<σ<0,3 то трансформаторы должны быть 1600 кВА, если σ>0.3 кВА/м2, то трансформаторы рекомендуется принимать 1600-2500кВА.

После выбора мощности трансформаторов определим их количество:

,                                          (1.33)

где КЗ - это коэффициент загрузки в нормальном режиме. Он определяется как:

                                                 (1.34)

и должен быть равен 0,65-0,7 для цехов I категории; 0,7-0,8 для цехов II категории и 0,9-0,95 для цехов III категории.

Коэффициент загрузки в аварийном режиме должен быть не более 1,4 и определяется как:

 (1.35)

 

С учетом компенсирующих устройств

Расчётная мощность КУ:

Qку=РР(tgφн-tgφз),                                  (1.36)

где tgφн=Qр/Pр, а tgφз=0,33 при cosφ=0,95.

По справочнику выбираем стандартное значение мощности КУ на каждый трансформатор и определяем не скомпенсированную мощность:

Q=QРi -NQКУ.СТ,                                   (1.37)

где N-число батарей.

Затем находим полную мощность и, если необходимо, изменяем номинал трансформаторов и (или) их количество.

                      (1.38)

Для выбора оптимального варианта схемы электроснабжения составим ее три варианта. Они отличаются мощностью, количеством, местоположением трансформаторных подстанций.

Все данные выбора и расчёта сведены в таблицах №6-1, 6-2 и 6-3.

Выбор компенсирующих устройств на стороне 0,4 кВ

Покажем для формовочного цеха №1.

Определим мощность, необходимую для компенсации:


где

По справочнику [1] выбираем две конденсаторные установки УКМ58-0,4-150У3. Тогда расчетная мощность цеха с учетом компенсации:


Расчетная мощность трансформатора для потребителя II категории:


Принимаем к установке 2 трансформатора ТМ-400/10.

Реальные коэффициенты загрузки:


1.8 Разработка схем внутреннего электроснабжения


Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения.         С целью создания рациональной схемы распределения электроэнергии требуется всесторонний учёт многих факторов, например, таких как конструктивное исполнение сетевых узлов схемы, способ канализации электроэнергии, токи КЗ при разных вариантах и т.д.

При проектировании схемы важное значение приобретает правильное решение вопросов питания силовых и осветительных нагрузок в ночное время, в выходные и праздничные дни. Для взаимного резервирования рекомендуется использовать шинные и кабельные перемычки между ближайшими подстанциями, а также между концами сетей низшего напряжения, питаемых от разных трансформаторов.

В общем случае схемы внутризаводского распределения электроэнергии имеют ступенчатое построение. Считается не целесообразным применение схем с числом ступеней болеет двух-трёх, так как в этом случае усложняется коммутация и защита цепи. На небольших по мощности предприятиях рекомендуется применять одноступенчатые схемы.

Схема распределения электроэнергии должна быть связано с технологической схемой объекта. Питания приёмников электроэнергии разных параллельных технологических потоков должны осуществятся от разных источников: подстанций, РП, разных секций шин одной подстанции. Это необходимо для того, чтобы при аварии не останавливались оба технологических потока. В тоже время взаимосвязанные технологические агрегаты должны присоединяться к одному источнику питания, чтобы при исчезновении питания все приёмники электроэнергии были одновременно обесточены.

При построении общей схемы внутризаводского электроснабжения необходимо принимать варианты, обеспечивающие рациональное использование ячеек распределительных устройств, минимальную длину распределительной сети, максимум экономии коммутационно-защитной аппаратуры.

Выбор схем распределительной сети предприятия

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняют по магистральной, радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надёжности потребителей электроэнергии, их территориальном размещении, особенностями режимов работы.

Радиальными схемами являются такие, в которых электроэнергия от источника питания передаётся непосредственно к приёмному пункту. Чаще всего радиальную схему применяют с числом ступеней не более двух.

Одноступенчатые радиальные схемы применяют на небольших по мощностям предприятиях для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, печи, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения, начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1 кВ цеховых подстанций.

Питание крупных подстанций и подстанций или РП с преобладанием потребителей I категории осуществляется не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций источника питания.

Отдельно расположенные одно трансформаторные подстанции мощностью 400-630 кВА получают питание по одиночным радиальным линиям без резервирования, если отсутствуют потребители первой и второй категорий и по условиям прокладки линии возможен её быстрый ремонт. Если обособленные подстанции имеют потребителей II категории, то их питание должно осуществляться двух кабельной линией с разъединителями на каждом кабеле.

Магистральные схемы распределения электроэнергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы не целесообразны. Основное преимущество магистральной схемы заключается в сокращении звеньев коммутации. Их целесообразно применять при расположении подстанций на территории предприятия, близко к линейному, что способствует прямому прохождению магистрали от источника питания к потребителю и тем самым сокращают длину магистрали.

Недостатки магистральной схемы является более низкая надёжность т.к. исключается возможность резервирования на низшем напряжении одно трансформаторных подстанций при питании их по одной магистрали. Рекомендуется питать от одной магистрали не более двух-трёх трансформаторов мощностью 2500-1000 кВА и не более четырёх-пяти мощностью 630-250кВА.

Существует много разновидностей и модификаций магистральных схем, которые с учетом степени надёжности делятся на одиночные и двойные сквозные.

На практике редко применяют только радиальные или магистральные, так как при таких схемах не соответствуют наилучшим технико-экономическим показателям. Поэтому чаще всего используют смешанные схемы. Сочетание преимущественно радиальных и магистральных схем позволяет добиться создание систем электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями.

Все данные выбора и расчёта сведены в таблицах №6-1, 6-2,6-3.

Таблица 6-1 (к варианту№1)

№ п/п

№ ТП

Потребители эл.эн.

Расчетная нагр.

tg φ

Qку, кВАр

Кол-во и мощность КУ

Полная нагрузка

Кол-во тр-ров

Sном.тр. кВА

Кзн

Кзав




Рр, кВт

Qр, кВАр




Q'р, кВАр

Sр, кВА





1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

ТП - 1

цех №3,8,10

483,3

416

0,86

256,5

300

116

497

2

400

0,62

1,24

2

ТП - 2

цех №11,5,13

367,5

353,9

0,96

232,6

216

137,9

392,5

2

400

0,49

0,98

3

ТП - 3

цех №12,6,7

234,6

243,5

1,04

166,1

150

93,5

252,5

2

250

0,51

1,01

4

ТП - 4

цех №1,9

303

225,3

0,74

125,3

108

117,3

324,9

1

400

0,81


5

ТП - 5

цех №2,4,14

423,2

364,4

0,86

224,7

216

148,4

448,5

1

630

0,71


 

Таблица 6-2 (к варианту 2)

№ п/п

№ ТП

Потребители эл.эн.

Расчетная нагр.

tg φ

Qку, кВАр

Кол-во и мощность КУ

Полная нагрузка

Кол-во тр-ров

Sном.тр. кВА

Кзн

Кзав




Рр, кВт

Qр, кВАр




Q'р, кВАр

Sр, кВА





1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

ТП - 1

цех №3, 10

361,2

304,2

0,84

185

150

154,2

392,7

2

400

0,49

0,98

2

ТП - 2

цех №11,5

283,4

290,9

1,03

197,4

200

90,9

297,6

2

250

0,6

1,19

3

ТП - 3

цех №12,6,7

234,6

243,5

1,04

166,1

150

93,5

252,5

2

250

0,51

1,01

4

ТП - 4

цех №1,9

303

225,3

0,74

125,3

108

117,3

324,9

1

400

0,81


5

ТП - 5

цех №2,4,14

423,2

364,4

0,86

224,7

216

148,4

448,5

1

630

0,71


6

ТП - 6

цех №8,13

206,3

174,8

0,85

106,7

100

74,8

219,4

1

250

0,88


 

Таблица 6-3 (к варианту 3)

№ п/п

№ ТП

Потребители эл.эн.

Расчетная нагр.

tg φ

Qку, кВАр

Кол-во и мощность КУ

Полная нагрузка

Кол-во тр-ров

Sном.тр. кВА

Кзн

Кзав




Рр, кВт

Qр, кВАр




Q'р, кВАр

Sр, кВА





1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

ТП - 1

цех №3, 10

361,2

304,2

0,842193

185,004

150

154,2

392,7379

2

400

0,491

0,982

2

ТП - 2

цех №11,5

283,4

290,9

1,026464

197,378

200

90,9

297,6212

2

250

0,595

1,19

ТП - 3

цех №12,6,7

234,6

243,5

1,037937

166,082

150

93,5

252,5459

2

250

0,505

1,01

4

ТП - 4

цех №1,9

303

225,3

0,743564

125,31

108

117,3

324,9127

1

400

0,812


5

ТП - 5

цех №2

319,446

269,376

0,84326

163,959

150

119,4

341,0225

1

400

0,853


6

ТП - 6

цех №8,13

206,3

174,8

0,84731

106,721

100

74,8

219,4419

1

250

0,878


7

ТП - 7

цех №4,14

103,7

95

0,916104

60,779

75

20

105,611

1

160

0,66



Составлено три варианта электроснабжения завода КЭСП.

Варианты отличаются количеством цеховых трансформаторных подстанций, мощностью трансформаторов, распределением электроэнергии (ЦТП-РП), способом питания ЦТП (магистральная, радиальная схемы).

Распределение нагрузки по пунктам питания:

ТП-10/0,4 кВ; РУ-10 кВ; РП-0,4 кВ

Распределение потребления электроэнергии напряжением до и выше 1 кВ между цеховыми трансформаторами подстанции и распределительными устройствами выполнено в таблицах 7-1, 7-2, 7-3 на основании картограммы электрических нагрузок по принципу разукрупнения ТП и РУ.

Похожие работы на - Электроснабжение завода железобетонных конструкций

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!