Проектирование систем энергоснабжения реферат

Обновлено: 04.07.2024

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ . РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 2.1 Расчетные электрические нагрузки жилых зданий .2 Расчетные электрические нагрузки общественных зданий

3. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

.1 Выбор нормы освещенности

.2 Выбор системы освещения

.3 Светотехнический расчет

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И МЕСТ РАСПОЛОЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

.1 Выбор трансформаторов

.2 Технико-экономическое сравнение вариантов

.3 Определение центров электрических нагрузок микрорайона

. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНА ГОРОДА

.1 Схема распределительной сети 10 кВ

.2 Выбор сечения кабелей 10 кВ

.3 Проектирование системы электроснабжения 0,4 кВ

.4 Выбор сечения кабелей сети 0,4 кВ

.5 Выбор проводов внутридомовой сети

. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

.1 Расчет токов короткого замыкания на напряжение 10 кВ

.2 Расчет токов короткого замыкания на напряжение 0,4 кВ

. ВЫБОР КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

.1 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры на напряжение 10 кв

. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

.1 Защита трансформаторов

.2 Защита отходящих линий

.3 Построение карты селективности 10 кв

.4 Защита кабельных линий 0,4 кВ

. ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМ АСКУЭ

.1 Назначение системы АСКУЭ

.2 Выбор системы АСКУЭ

.3 Место установки элементов системы

.1 Принципы энергосбережения

.2 Перечень типовых мероприятий по энергосбережению

.3 Низкозатратные мероприятия

.4 Среднезатратные мероприятия

.5 Высокозатратные мероприятия

. ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ

.1 Сметно-финансовый расчет объекта проектирования

11.2 Пересчет локальной сметы в текущие цены 2016 года

11.3 Расчет эффективности инвестиционных вложений в объект проектирования

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ВВЕДЕНИЕ С ростом промышленного и жилищно-общественного строительства в городах возникает необходимость сооружения новых городских электрических сетей и подстанций, и к ним предъявляют все более высокие требования надежного и бесперебойного снабжения электроэнергией потребителей. Системой электроснабжения города называется совокупность электростанций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприёмников, которая обеспечивает снабжение электроэнергией коммунально-бытовых, промышленных и транспортных потребителей расположенных на территории города.

Источником питания (ИП) систем электроснабжения города является городские электрические станции и понижающие подстанции.

Центром питания (ЦП) называется распределительное устройство, генераторного напряжения электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения 10-20 кВ, понижающей подстанции, к шинам которого присоединяются распределение сети данного района.

В составе электрических сетей систем электроснабжения города в ряде случаев сооружаются распределительные пункты (РП) 10-20кВ, предназначенные для приёма электроэнергии от ИП по ограниченному числу питающих линий (2-4) и выдачи в сеть по большому числу линий.

Расчётно-графическое задание посвящено разработке внутреннего электроснабжения нескольких этажей гражданского или жилого помещения.

Согласно методическим указаниям, номер варианта выбираю по последней цифре зачётной книжке, вариант №7.

1,2 – Лестничная клетка

3 – Подвал для прохода инженерных коммуникаций

привести краткую характеристики исследуемого объекта электроснабжения;
произвести расчёт электрических нагрузок и светотехнический расчёт;
разработать схемы электроснабжения и освещения этажей;
разработать систему внутреннего электроснабжения;
выбрать вводное устройство.

Рис. 2.1. План чердачного помещения

Рис. 2.2. План второго этажа

ГРЩ устанавливается в сухом подвальном помещение.

электроприёмники;
рабочее освещение;
аварийное освещение;
противопожарные устройства (пожарная сигнализация и оповещение о пожаре).

Расчёт электрических нагрузок

Расчёт электрических нагрузок поможет определиться с выбором силовых коммутирующих устройств внутри здания, а также, чтобы подобрать сечение кабельной линии от подстанции. Расчёт электрических нагрузок производится в целях защиты от перегрузки по потребляемой мощности, определяет выбор всех элементов и технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения.

Расчёт силовых нагрузок общественных зданий проводится согласно СП 31-110-2003 по коэффициенту спроса [1].

Расчётная электрическая нагрузка линий, питающих розеток, определяется по формуле:

где – расчётный коэффициент спроса, принимаемый по [2, табл. П1.4];

– установленная мощность розетки, которую принимают 0,06 кВТ;

Расчётная нагрузка вводов, питающих и распределительных линий силовых электрических сетей общественных зданий находится по формуле:

где – расчётный коэффициент спроса, принимаемый по [2, табл. П1.5];

– установленная мощность электроприёмников (кроме противопожарных и резервных устройств).

Реактивная расчётная нагрузка силовых ЭП определяется по формуле:

где выбирается в соответствии с таблицей исходных данных.

Полная расчётная мощность нагрузки:

Суммарная нагрузка рассматриваемого объекта составит:

Приведём пример расчёта электрических нагрузок второго этажа, где у нас осуществляется основная рабочая деятельность персонала.

Расчётная электрическая нагрузка линии:

Расчётная нагрузка вводов, питающих и распределительных линий силовых электрических сетей:

где для зданий и учреждений управления, финансирования, кредитования и государственного страхования [2]. ориентировочно принял в связи предполагаемым установленным оборудованием.

где для зданий и учреждений управления, финансирования, кредитования и государственного страхования [табл.6.12, 2].

Полная расчётная мощность нагрузки:

Дальнейший расчёт электрических нагрузок чердака и подвального помещения будет представлен в табл.2.

Нормированная освещенность стандартного офисного рабочего места принимаем 350 лк. Светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно.

Удельная установленная мощность – частное отделение общей установленной в помещении мощности ламп на площадь помещения:

где – удельная установленная мощность;

– число ламп в помещении;

Удельная мощность является справочным значением. Чтобы правильно выбрать величину удельной мощности, нужно знать тип светильников, нормированную освещённость, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчёт значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчётной высоты и площадь помещения. Расчётное уравнение, определяющее мощность одной лампы:

определение расчётной высоты Hp и типа светильников в помещении:

где Ho – высота помещения;

h1 – высота свеса светильников (расстояние от светового центра светильника до перекрытия);

определение нормированной освещенности Eн по [3 Приложение К] для данного вида помещения удельной мощности W;
расчёт мощности одной лампы и подбор стандартной;
определение необходимое число светильников в ряду:

Если расчётная мощность лампы оказывается большей, чем та, которая применяется в выбранных светильниках, следует определить необходимое количество светильников, приняв величину мощности лампы в светильнике Pл.

Зная нормируемую освещенность Eн, коэффициент запаса Кз и коэффициент неравномерности z, удельную мощность можно определить, как:

где – коэффициент использования светового потока.

Суммарная расчётная мощность осветительной части подвального этажа составит:

, (11)
где – коэффициент спроса для расчёта нагрузок рабочего освещения, определяется по [1, таблица П1.3].

Расчёт аварийного освещения. Для создания условий безопасного выхода людей из общественного здания при погасании рабочего освещения необходимо использовать аварийное освещение. И для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 5% от освещенности рабочего освещения и не менее 2 лк внутри зданий. Внутри зданий освещенность должна быть не более 30 лк при разрядных лампах, а при лампах накаливания – не более 10 лк.

3.1 Расчет освещения второго этажа

Произведём расчёт второго этажа, а именно помещения для обслуживания физических лиц – 4, в котором происходит основная трудовая деятельность персонала.

По СНиПу 23-05-95 определяем Eн в зависимости от характера зрительной работы:

Т.к. в светильнике 4 лампы, по этому требуемый световой потом одной лампы равен 7976,5/4=1994,125. По техническим каталогам выбираем люминесцентную лампу L30W/765 со световым потоком 2000 лм.
найдем отклонение светового потока выбранной стандартной лампы от требуемого по расчёту:

Схема расположения светильников показан на плане рабочего этажа.

Освещенность чердачного помещения не подразумевает точной зрительной работы, поэтому принимаю показатель освещения 75 лк. Расчёт освещения чердачного помещения представлен в таблице 3.

Характеристика источников электроснабжения в соответствии с техническими условиями на подключение объекта капитального строительства к сетям электроснабжения общего пользования

Обоснование принятой схемы электроснабжения

Описание проектных решений по компенсации реактивной мощности, релейной защите, управлению, автоматизации и диспетчеризации системы электроснабжения

Описание системы рабочего и аварийного освещения

В ходе выполнения расчётно-графического задания были определены расчётные электрические нагрузки для страхового учреждения. Был произведён подбор светильников для каждого помещения страхового учреждения в соответствии с СП 52.13330.2016 .

Были разработаны планы сетей, рабочего, аварийного освещения, вентиляции и кондиционирования, розеточной распределительной сети. Ознакомиться с которыми можно в приложении.
Приложение 1

Рис.4.1 Чердачное помещение. План силового электрооборудования и розеточной сети

Рис.4.2 Второй этаж. Пан силового электрооборудования и розеточной сети

Рис.4.4 Второй этаж. План рабочей электроосветительной сети

Рис.4.5 Подвальное помещение. План рабочей электроосветительной сети

Рис.4.6 Чердачное помещение. План аварийной электроосветительной сети

Рис.4.7 Первый этаж. План аварийной электроосветительной сети

Рис.4.8 Подвальное помещение. План аварийной электрической сети

Светильник светодиодный СА-7008У

1. СП 31–110–2003. "Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий".

2. Киреева Э.А., Цырук С.А. Электроснабжение жилых и общественных зданий. - М.: НТФ "Энергопрогресс", 2005. - 96 с.

3. СНиП 23-05-95. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение

4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. Учеб. Пособ. М.: Академия, 2002. – 318 с.

5. Правила устройства электроустановок. - М.: НЦ ЭНАС, 2007. - 174 c.

7. РД 34.20.185-94. Инструкция по проектированию городских электрических сетей. - М.: Энергоатомиздат, 1995 (с изменениями и дополнениями 1999 года).

9. ГОСТ Р 50345-99. Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения.

Электроснабжение кабель электрификация трансформатор При проектировании системы электроснабжения котельной должны быть решены следующие задачи: выбор наиболее рациональной, с точки зрения технико-экономических показателей, схемы питания; правильный технический и экономический обоснованный выбор мощности трансформаторов подстанций; выбор экономически целесообразного режима работы трансформаторов… Читать ещё >

Проектирование системы электроснабжения ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

1. Краткая характеристика предприятия

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.1.1 Определение расчетных мощностей объектов

2.1.2 Определение центров активной и реактивной мощности

2.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

2.2.1 Обоснование принимаемых значений напряжения

2.2.2 Определение расчетных электрических нагрузок ТП

2.2.3 Компенсация реактивной мощности

2.2.4 Определение количества трансформаторов в ТП и их номинальной мощности

2.2.5 Выбор сечения проводников линий электропередачи

2.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения

2.3.1 Обоснование принимаемых значений напряжения внешнего электроснабжения

2.3.2 Определение расчетной нагрузки предприятия

2.3.3 Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения

2.3.4 Выбор сечения проводников кабельной линии электропередачи

2.4 Определение величины токов короткого замыкания

2.5 Выбор и проверка электрооборудования по условиям работы в режиме короткого замыкания

2.5.1 Выбор силовых выключателей напряжением выше 1000 В

2.5.2 Выбор трансформаторов тока

2.5.3 Выбор трансформаторов напряжения

2.5.4 Выбор разъединителей

2.5.5 Выбор и проверка шин

2.5.6 Выбор трансформаторов собственных нужд

2.5.7 Выбор разрядников

2.5.8 Выбор трансформаторов тока нулевой последовательности

2.5.9 Выбор автоматических выключателей напряжением 0,38 кВ

2.5.10 Проверка сечений кабелей по термической стойкости к токам к. з

2.6 Защита сетей от аварийных режимов

2.6.1 Защита кабельных линий 10 кВ

2.6.2 Токовая защита нулевой последовательности

2.6.3 Защита мощных ответственных двигателей от перегрузки и токов КЗ

3. Электрификация ремонтно-механической базы (бокса)

3.1.1 Расчет электроосвещения

3.1.2 Компоновка осветительной сети

3.1.3 Выбор конструктивного исполнения электропроводок осветительной сети

3.1.4 Электрический расчет осветительной сети

3.1.5 Выбор пускозащитной аппаратуры

3.1.6 Выбор сечений проводов и кабелей

3.2.1 электрический расчет силовой сети

3.2.2 Выбор аппаратов защиты

3.2.3 Выбор пусковой аппаратуры

3.2.4 Выбор сечений проводов и кабелей

3.2.5 Проектирование компенсации реактивной мощности

4. Организация эксплуатации электрохозяйства

5. Охрана труда и окружающей среды

5.1 Мероприятия по электробезопасности объекта

5.2 Мероприятия по охране окружающей среды

6. Основные технико-экономические показатели проекта Заключение Список использованных источников

электроснабжение кабель электрификация трансформатор При проектировании системы электроснабжения котельной должны быть решены следующие задачи: выбор наиболее рациональной, с точки зрения технико-экономических показателей, схемы питания; правильный технический и экономический обоснованный выбор мощности трансформаторов подстанций; выбор экономически целесообразного режима работы трансформаторов; выбор рационального напряжения, размеры капиталовложений, расход цветного металла, величину потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы; выбор электрических аппаратов в соответствии с требованиями технико-экономической целесообразности; выбор сечения проводов, шин, кабелей в зависимости от ряда технических и экономических факторов; выбор условий, отвечающих требованиям техники безопасности, защиты окружающей среды.

Система электроснабжения любого предприятия состоит из источников питания и линий электропередач, осуществляющих передачу электрической энергии к предприятию, понизительных, распределительных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабелей воздушных линий, а также токопроводов, обеспечивающих на требуемом напряжении подвод электрической энергии к ее потребителям.

Требования, предъявляемые к электроснабжению производственных предприятий, в основном зависят от потребляемой ими мощности и характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов.

Практика эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий показывает, что наиболее надежными являются системы электроснабжения, содержащие минимальное количество коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей и т. п. ), смонтированных с высоким качеством, при своевременности выполнения профилактических ремонтов и замены устаревшего оборудования.

Технико-экономические обоснования целесообразности строительства или реконструкции объектов являются результатом предпроектных исследований, проводимых технологами, экономистами и инженерами-проектировщиками различных специальностей на основе генеральной схемы развития и размещения предприятий данной отрасли промышленности.

При построении системы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность и категории надежности питания отдельных элементов, графики нагрузок крупных потребителей, например характер нагрузок, например наличие ударных резкопеременных нагрузок; размещение электрических нагрузок на генеральном плане; число и мощность подстанций и других пунктов потребления электрической энергии; напряжение электропотребителей; число, расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемых источников питания; требования энергетической системы, учет совместного питания с другими потребителями; требования аварийного и послеаварийного режимов, степень загрязненности окружающей среды.

Основными определяющими факторами являются характеристика источников питания, мощность и категория потребителей электрической энергии. Оба эти фактора тесно связаны. При построении системы электроснабжения нужно учитывать также требования ограничения токов короткого замыкания, а также условия выполнения простой и надежной релейной защиты, автоматики и телеуправления.

При строительстве электрических сетей необходимо стремиться к осуществлению надежных и простых схем электроснабжения. Источники питания промышленных нагрузок следует максимально возможно приближать к центрам потребления, сооружая подстанции при централизованном питании или электростанции при местном питании около центров нагрузок.

Во всех отраслях народного хозяйства широко внедряется новая техника, прогрессивная технология средств автоматизации, повышающие производительность труда и позволяющие обезопасить человека от вредных производственных факторов.

Автоматизация технологических процессов в топливно-энергетических предприятиях осуществляется путем внедрения систем контроля, регулирования и управления на базе комплекса технических средств общепромышленного и отраслевого назначения.

1. Краткая характеристика предприятия

Котельная № 3 города Костанай расположена по улице Карбышева неподалеку от КЖБИ-нского моста. Она введена в эксплуатацию в 1964 году. В 2010 году была произведена реконструкция, при которой был установлен четвертый котел КВ-ГМ-100, мощностью 100 Гккал и 90 метровая дымовая труба. Однако как отмечают специалисты, четвертый котел понадобится лишь в моменты пиковых нагрузок, которые приходятся на самые холодные месяцы (декабрь-январь). По итогам реконструкции была заявлена мощность котельной 427 Гккал в час, что сопоставимо с мощностью ТЭЦ, расположенной в центре Костаная. Необходимость расширения была вызвана резким ростом строительства жилья в Южной части нашего города.

Здание котельной выполнено из сборного железобетона, стойки, ригели и оконные переплеты — стальные; двери деревянные, фундаменты под оборудование изготовлены из монолитного железобетона. Чердачное перекрытие отсутствует. С обеих сторон имеются выходы, выполненные в виде высоких ворот. Основное здание разделено на 2 цеха (котловая и дымососная). В котловой установлены 4 котла производительностью по 3,5 тонны воды в час. Рабочее давление составляет 6 атмосфер. Для удобного и безопасного обслуживания котла около него сооружены площадки и лестницы из несгораемых материалов. Размеры площадок, лестниц и проходов выбраны в соответствии с требованиями по безопасной эксплуатации котлов. Здания котельной и машинного зала соединены между собой двухэтажными мостиками — по одному на два соседних котла: первый этаж мостика на уровне 7 м предназначен для перехода персонала, обслуживающего станцию, из одного цеха в другой, второй этаж — для размещения трубопроводов. Вне здания котельной, на открытой площадке, размещены тягодутьевые машины, золоуловители, баки различного назначения, подогреватели мазута. В котельной предусматрены мероприятия по обеспечению надежной и безопасной эксплуатации, мероприятия по охране окружающей среды от загрязнения, а также защита от замерзания трубопроводов и арматуры.

Для осуществления подвоза жидкого топлива предусмотрены ЖД пути.

На предприятии лицом ответственным за электрохозяйство приказом закреплен главный энергетик, аттестован, как и весь электротехнический персонал. Электроустановки котельной укомплектованы испытанными защитными средствами, средствами противопожаротушения и средствами оказания первой медицинской помощи.

Расчет за потребленную электроэнергию осуществляется по одноставочному тарифу. По надежности электроснабжения электроустановки предприятия относятся ко II категории надежности.

2. Электроснабжение

Схема питания потребителей котельной № 3 отвечает требованиям по надежности электроснабжения для потребителей II категории. Достоинством схемы является её простота и удобство в эксплуатации. Но, в тоже время, существенным недостатком этой схемы является повышенная аварийность, в частности из-за наращивания мощности предприятия и введения в строй нового технологического оборудования. В свою очередь эти изменения приводят к возникновению коротких замыканий, провалам напряжения, пробою изоляции, механическим повреждениям. В результате происходят частые отключения электроустановок в результате аварий, много времени уходит на ремонт, что сказывается на качестве технологического процесса. Последняя капитальная модернизация котельной прошла в 2010 году, однако она охватила лишь установку нового котла и протяжку кабелей для запитки нового оборудования. Все остальное оборудование давно устарело морально и физически. Следовательно, можно сделать вывод о необходимости оптимизации системы предприятия с заменой недостаточно мощного, либо физически устаревшего оборудования на новое и более современное с технико-экономическим обоснованием принимаемых решений.

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.1.1 Определение расчетных мощностей объектов

Зная установленную мощность каждого объекта предприятия, k_c [1], сosj и значение удельного освещения по объектам [2], с помощью генплана определяем площади объектов предприятия.

Определяем расчетную нагрузку силового оборудования:

где Р_р — активная расчетная нагрузка, кВт;

P_ус_{т — установленная мощность объекта, кВт;}

Определяем реактивную расчетную нагрузку силового оборудования:

где Q_p — реактивная расчетная нагрузка, кВАр.

tgj—- соответствует характерному для данного объекта сosj.

Определяем расчетную активную нагрузку электроосвещения:

где P_po — расчетная активная мощность на освещение, кВт;

F — площадь объекта, м 2 ;

P_уд — удельная нагрузка освещения, Вт/м 2 .

Определяем суммарные расчетные нагрузки:

где Р_р_.сум — расчетная активная мощность, с учетом освещения, кВт.

Определяем полную расчетную мощность:

где S_p — расчетная полная мощность, кВА.

Приведем пример расчета для объекта № 1 (основной производственный цех):

Аналогично считаем расчетные нагрузки для всех оставшихся объектов и сводим данные в таблицу 1.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

_{ФЕДЕРАЛЬНОЕ} АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Амурский государственный университет"

(ГОУВПО "АмГУ)

на тему: Проектирование системы электроснабжения завода

по дисциплине: Электроснабжение промышленных предприятий

Студент группы 404 С

Профессор Н.В. Савина

Нормоконтроль Т.Ю. Ильченко

Реферат

Работа 65 с, 7 рисунков, 26 таблиц.

Внутреннее электроснабжение, низковольтное электроснабжение, магистральный шинопровод, распределительный шинопровод, силовой пункт, трансформаторная подстанция, предохранитель, автоматический выключатель.

В ходе курсового проектирования спроектировано внутреннее электроснабжение завода и низковольтное электроснабжение цеха. Для этого определенны электрические нагрузки, выбрано число и мощность трансформаторов КТП. Осуществлен выбор номинального напряжения, выбраны сечения линий. Для механического цеха выбрана и проверена коммутационно-защитная аппаратура.

1. Проектирование внутреннего электроснабжения завода

1.1 Классификация и общие характеристики потребителей электроэнергии

1.2 Расчет трехфазных электрических нагрузок по первому этапу

1.3 Выбор однолинейной схемы пункта приема электроэнергии и места его расположения

1.4 Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

1.5 Выбор двух вариантов схемы внутреннего электроснабжения

1.6 Выбор номинального напряжения

1.7 Выбор сечений линий 10 кВ

1.8 Выбор оптимального варианта схемы внутреннего электроснабжения

1.9 Проверка сечений линий

1.10 Измерение и учет электроэнергии

2. Проектирование низковольтного электроснабжения цеха

2.1 Расчет трехфазных электрических нагрузок по первому этапу

2.2 Расчет центра электрических нагрузок

2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов КТП с учетом компенсации реактивной мощности

2.4 Расчет электрических нагрузок для выбора распределительной сети (II этап)

2.5 Выбор сечений проводников

2.6 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры

2.7 Проверка сечений проводников и коммутационно - защитной аппаратуры

2.7.1 Расчет токов короткого замыкания

2.7.2 Проверка выбранных сечений проводников по потери напряжения

2.7.3 Проверка шинопроводов на электродинамическую стойкость

2.7.4 Проверка выбранных автоматических выключателей

2.7.5 Проверка выбранных предохранителей

2.8 Построение карты селективности

2.9 Конструктивное исполнение низковольтной сети

Введение

В ходе проектирования распределительных сетей промышленного предприятия необходимо учесть применение методов компенсации реактивной мощности и обеспечение надежного электроснабжения потребителей промышленного предприятия.

Под системой электроснабжения промышленного предприятия понимается совокупность электрических сетей всех напряжений, расположенных на территории предприятия и предназначенных для электроснабжения его потребителей.

Проектирование системы внутреннего электроснабжения основывается на общих принципах построения схем внутризаводского распределения электроэнергии. 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.

1. Проектирование внутреннего электроснабжения завода

1.1 Классификация и общие характеристики потребителей электроэнергии

Потребитель электрической энергии - электроприемники (ЭП) или группы ЭП объединенные единым технологическим процессом и размещенные на определенной территории.

1 ЭП трехфазного тока напряжение до 1 кВ с частотой 50 Гц;

2 ЭП трехфазного тока напряжением выше 1 кВ с частотой 50 Гц;

3 ЭП трехфазного тока с частотой отличной от промышленной;

4 ЭП однофазного тока напряжением до 1 кВ с частотой 50 Гц;

5 ЭП постоянного тока напряжением до 1 кВ;

6 ЭП постоянного тока напряжением выше 1 кВ.

Систематизация потребителей электроэнергии осуществляется по техническим признакам: производственное назначение, производственные связи, режим работы, мощность, напряжение, род тока, территориальная размещенность, требования к надежности электроснабжения.

По степени надежности потребители электроэнергии разбиваются на три категории:

К первой категории относятся потребители перерыв в электроснабжении, которых, представляет опасность для жизни человека, значительный ущерб народному хозяйству, брак продукции, расстройству сложного технологического процесса, нарушение функций особо важных элементов коммунального хозяйства.

Особая группа выделяется с целью безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения основного дорогостоящего оборудования.

Ко второй категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых, предполагает массовый недоотпуск продукции, массовый простой рабочих, механизмов и рабочего транспорта.

К третьей категории относятся все остальные потребители электрической энергии.

По режиму работы ЭП могут быть разделены на группы: по сходству режимов, то есть по сходству графиков электрических нагрузок. Деление потребителей на группы позволяет более точно определять электрическую нагрузку.

Различают три характерные группы ЭП:

1 ЭП в режиме продолжительной, неизменной или меняющейся нагрузки;

В этом режиме ЭП могут работать длительное время без превышения температуры отдельных частей электрической машины выше допустимой.

2 Кратковременная нагрузка - не настолько длительная, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. А период их остановки таков, что они успевают охладиться до температуры окружающей среды.

3 ЭП работающие в режиме повторно кратковременного включения, в этом случае кратковременная работа машины или аппарата чередуется с кратковременными периодами отключения, при этом нагрев не превосходит допустимого, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.

По условию окружающей среды производственные помещения классифицируются:

1 по температуре воздуха;

1.1 нормальные t 0 С;

1.2 жаркие, длительно держится температура выше 30 0 С;

2 по влажности среды;

2.1 сухие, относительная влажность меньше 60%;

2.2 влажные относительная влажность больше 60%, но меньше 75%;

2.3 сырые, относительная влажность больше 75%, но меньше 100%;

2.4 особо сырые, относительна явлажность равна 100%; ъ

3.1 нормальная среда;

3.2 пыльная среда,

4 по врыво и пожароопасности.

4.1 по пожару и взрыву помещения делятся на категории А и Б - врыво и пожароопасные помещения.

1.2 Расчет трехфазных электрических нагрузок по первому этапу

Определение электрических нагрузок в системе электроснабжения (СЭС) промышленного предприятия выполняют для характерных мест присоединения приёмников электроэнергии. При этом отдельно рассматривают сети напряжением до 1 кВ и выше.

Номинальную мощность (активную P_ном и реактивную Q_ном) группы цехов определяют как алгебраическую сумму номинальных мощностей отдельных цехов.

Групповая номинальная (установленная) активная мощность:

(5) где m - число цехов.

Определяется расчетная мощность на шинах 6-10 кВ ГПП с учетом коэффициента расчетной нагрузки, для высоковольтной схемы электроснабжения К_р=1.

Расчетные активная и реактивные мощности группы цехов выше 1 кВ:

Рисунок 1 - Определение ЦЭН

Электроснабжение завода осуществляется с шин районной подстанции, линия связи ГПП с подстанцией равны десяти км.

1.4 Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно решается вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть 0,4 кВ.

Число трансформаторов на КТП явно меньше или равно трем, следовательно, мощность трансформаторов определяется по формуле:

где Р_р - активная расчетная нагрузка, полученная по методу коэффициента расчетной нагрузки (первый этап) МВт;

N - число трансформаторов,

К_з - коэффициент загрузки трансформаторов, 0,75.

Определяется наибольшая реактивная мощность, которую выгодно передать через трансформаторы с сеть 0,4 кВ:

Произведем выбор числа и мощности трансформаторов КТП на примере котельного цеха.

Итак, число трансформаторов мощностью 400 кВ·А на КТП равно двум.

Определяем наибольшую реактивную мощность, которую выгодно передать через трансформаторы с сеть 0,4 кВ:

Определяем суммарную мощность низковольтных компенсирующих устройств по первому этапу:

Выбираем суммарную мощность НКУ по второму этапу (т. е по этапу снижения потерь электроэнергии в трансформаторе или распределительных сетях):

Рисунок 2 - Первый вариант схемы электроснабжения

Рисунок 3 - Второй вариант схемы электроснабжения

1.6 Выбор номинального напряжения

Для выбора рационального напряжения используем метод планирования эксперимента. Факторами, наиболее влияющими на рациональное напряжение, являются следующие: суммарная нагрузка предприятия (S_У); средняя длина линии распределительной сети (l_ср); стоимость 1 кВт·года потерь электроэнергии (Дс₀); отношение нагрузки потребителей (6 кВ) ко всей нагрузке предприятия (в),%; отношение числа часов работы предприятия в году Т_г к числу часов использования максимума нагрузки Т_м.

Все влияющие факторы в математических моделях используют в кодированном виде, переход к которому осуществляют по форме:

Выбор сечений кабелей

Проведем расчет на примере магистрали ГПП-ТП2-ТП1.

Итак, для магистрали ГПП-ТП2-ТП1 выбираем кабель марки АПвП (алюминиевая жила изоляция из сшитого полиэтилена, оболочка из полиэтилена) сечением 95 мм 2 .

Результаты расчета сведены в таблицу.

Таблица 8 - Результаты расчета

Марка и сечение кабеля

Первый вариант схемы

Второй вариант схемы

1.8 Выбор оптимального варианта схемы внутреннего электроснабжения

Для выбора оптимального варианта системы внутреннего электроснабжения сравним капиталовложения на два варианта сети.

где К₀_i - стоимость кабеля тыс. руб. /км;

l_i - длина i-ого участка кабеля.

Таблица 9 - Капиталовложения в сеть

Удельная стоимость, тыс. руб/км

Капиталовложения, тыс. руб.

Первый вариант схемы

Продолжение таблицы 9

Второй вариант схемы

По результатам расчета видно, что дешевле первый вариант схемы электроснабжения, его и выбираем для завода.

1.9 Проверка сечений линий

Проверка сечений КЛ 10 кВ на термическую стойкость осуществляется следующим образом.

Определяется термически стойкое к токам КЗ минимально допустимое сечение, мм 2 :

где В_кз- тепловой импульс, А 2. с;

С - температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева жил кабеля, значения которого приведены в табл.3.4 [8] и принимается для алюминиевых жил 95 А?с 1/2 /мм 2 .

Тепловой импульс определяется по формуле:

где Iк - ток трехфазного короткого замыкания, принимается равным в соответствии с условием 25 кА;

- время отключения тока короткого замыкания, 0,06 с;

Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.

Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ находится по формуле:

- суммарные активное и индуктивное сопротивления цепи КЗ, Ом.

Таблица 10 - Проверка сечений кабелей

Сечение кабеля, мм 2

Индуктивное сопротивление х_У, Ом/км

Активное сопротивление r_У, Ом/км

Тепловой импульс Вк, А 2 ·с

Минимальное сечение F_min, мм 2

Выбранные сечения кабелей на всех участках СЭС 10 кВ, кроме магистрали ГПП-ТП6-ТП7-ТП9 выше минимального сечения по условию термической стойкости к току КЗ на шинах 10 кВ равного 25 кА. На магистрали ГПП-ТП6-ТП7-ТП9 увеличиваем сечение кабеля, принимаем кабель сечением (3Ч70).

1.10 Измерение и учет электроэнергии

На подстанциях устанавливают измерительные приборы, обеспечивающие учет расхода электроэнергии, активной и реактивной мощности, тока в линиях, напряжения.

Амперметры для измерения электрического тока устанавливают на всех трансформаторах и линиях, питающих приемники электроэнергии или их группы. Амперметры устанавливают в одной фазе. Три амперметра предусматривают только в тех цепях, где возможна несимметрия нагрузки фаз приемников (освещение, сварочные посты, конденсаторные батареи). Амперметры включают непосредственно в сеть или через трансформаторы тока.

Напряжение контролируют на каждой секции сборных шин всех РУ, причем вольтметр включают только на одно линейное напряжение, так как обычно в СЭС междуфазовые напряжения симметричны. Вольтметры подключают непосредственно при напряжении до 1000 В или через трансформаторы напряжения - при напряжении свыше 1000 В.

Для измерения активной и реактивной мощности на ГПП применяют трехфазные ваттметры с переключателем фаз напряжения, чтобы обеспечить измерение Р и Q одним ваттметром. Ваттметры активной и реактивной мощностей устанавливают на подстанциях, где требуется повседневный контроль за перетоком мощности более 4000 кВ·А по отдельным линиям, на синхронных двигателях, если необходим контроль за их работой, на подстанционных трансформаторах напряжением 110 кВ и выше. На трансформаторах напряжением до 35 кВ, мощностью 6300 кВ·А и более устанавливают только активный ваттметр. Подключают ваттметры через трансформаторы тока и напряжения.

Класс точности щитовых измерительных приборов должен быть не ниже 2,5.

Расход электроэнергии измеряется для коммерческого расчета с энергосистемой (расчетный учет) и контрольного расчета внутри предприятия (технический учет).

Счетчики коммерческого учета устанавливают обычно со стороны высшего напряжения, то есть на вводах от энергосистемы. Рассчитываются за электроэнергию с энергосистемой по одноставочному тарифу (только за потребленную активную энергию по показаниям счетчика) и по двухставочному тарифу (за потребленную активную энергию и за присоединенную мощность или за заявленную нагрузку в часы максимума нагрузки энергосистемы).

Для стимулирования мероприятий по компенсации реактивной мощности предусмотрена шкала скидок и надбавок к тарифу в зависимости от оптимальной и фактической реактивной нагрузок предприятия в часы максимальной нагрузки.

В соответствии с действующей тарифной системой требуется еще измерение 30-минутного максимума активной и реактивной нагрузок в часы максимума нагрузки энергосистемы. Для этого применяются специальные счетчики или специальные ваттметры максимальной мощности.

Технический учет организуется внутри предприятия - для контроля за удельными нормами расхода электроэнергии на единицу продукции, учета ее расхода на подсобные нужды, учета реактивной энергии и соблюдения планов электропотребления. При техническом учете применяются прогрессивные удельные нормы расхода электроэнергии и премиальная система поощрения за ее экономию.

2. Проектирование низковольтного электроснабжения цеха

2.1 Расчет трехфазных электрических нагрузок по первому этапу

Номинальная (установленная) активная мощность приёмника электроэнергии - это мощность, указанная на заводской табличке или паспорте приёмника электроэнергии, при которой приёмник электроэнергии должен работать.

Для электроприёмников (ЭП) работающих в длительном режиме работы - это паспортная мощность.

Для ЭП в повторно-кратковременном режиме (ПКР) - это мощность, приведённая к номинальной длительной мощности.

(31) где m - число цехов.

Определяется средневзвешенный коэффициент использования группы ЭП:

Определяется эффективное число ЭП:

Если окажется, что эффективное число ЭП больше фактического числа ЭП, то принимаем .

В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа ЭП определяется коэффициент расчетной нагрузки , (34)

Расчетная реактивная мощность:

При 2 ), F - площадь помещения (в нашем случае площадь цеха равна 2592 м 2 ).

Находим среднюю мощность

затем реактивную мощность

Полная мощность равна

где U - напряжение сети, кВ

Разделим все ЭП на характерные группы с одинаковой активной мощностью Р_ном, коэффициентом использования К_и и tg. Расчет производим в программе "ZAPUSK", расчеты приведенные в приложении А, результаты сведены в таблицу11.

Читайте также: