Введение
В системахэлектроснабжения промышленных предприятий и установок энерго- и ресурсосбережениядостигается главным образом уменьшением потерь электроэнергии при ее передаче ипреобразовании, а также применение менее материалоемких и более надежных конструкцийвсех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерьэлектроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощиместных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильныйвыбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.
Главной задачейпроектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения сучетом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономическогообоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надежностьснабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемогокачества с наименьшим затратами. Реализация данной задачи связана срассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования.При технико-экономических сравнениях вариантов электроснабжения основнымикритериями выбора технического решения является его экономическаяцелесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели,а именно приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения ирасчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабженияв первую очередь определяется схемными и конструктивными построения системы,разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящегоэлектрооборудования. При проектировании систем электроснабжения необходимоучитывать, что в настоящее время все более широкое распространение находитввод, позволяющий по возможности максимально приблизить высшее напряжение (35 — 330 кВ) к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступенейпромежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схемэлектроснабжения является также отказ от «холодного» резерва.Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткогозамыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжениядолжна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия пообеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироватьсяна рациональной технологии и режиме производства, а также на экономическихкритериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации иориентироваться на применение комплексных устройств (камера сборная одностороннего обслуживания(КСО) комплектные распределительные устройства (КРУ), и др.) различныхнапряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки,надежность, удобство и безопасность ее обслуживания.
1. Проектирование электрических сетей промышленных предприятий
Проектированиеэлектроснабжение – это воздействие и кабельные линии от подстанцииэнергосистемы до главной понизительной подстанции или распределительнымпунктом, промышленного объекта.
Внутреннееэлектроснабжение представляет собой схему распределения энергии междупотребителями механического цеха. Для питания оборудования цеха применяютрадиальные, магистральные или смешанные(комбинированные) схемыэлектроснабжения.
Радиальныесхемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределениемих по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химическиактивной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение внасосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимическойпромышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетейвыполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены длянагрузок дюной категории надёжности.
Достоинстварадиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линиине влияет на работу ЭП, подключённых к другой линии. Недостатками радиальныхсхем являются: малая экономность, связанная со значительным расходомпроводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое числозащитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети приперемещения ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокаястепень индустриализации монтажа.
Магистральныесхемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок,распределенных относительно равномерно по лошади цеха, а также для питаниягруппы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных системах одна питающаямагистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха.
Достоинствамагистральных схем являются: упрощение РУНН трансформаторных подстанций высокаягибкость сете, дающая возможность перестановок технологического оборудованиябез переделки сети, использование унифицированных элементов (шинопроводов),позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является ихменьшая надежность по сравнению с радиальными схемами. Так как при аварии намагистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание. (Однако введение в схемурезервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышает надежностьмагистральных схем.)
Применениевинопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходупроводникового материала.
Напрактике для электроснабжения цеховых ЭП радиальные или магистральные схемыредко встречаются в чистом виде. Наибольшее распространение имеют смешанныесхемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем. Оборудованиецеха не связано между собой и работает в продолжительном режиме. Придвухсменной работе, в год цех работает 4500 часов.
Качествоэлектрической энергии определяется совокупностью её характеристик, при которыхэлектроприёмники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции.
Продолжительныйрежим – это режим работы электроприёмника столь длительное время, чтопревышение температуры нагрева всех его частей над температурой окружающейсреды достигает практически установившегося значения.
Вданном цехе на предприятии используются электроприёмники второй и третьейкатегории.
Электроприемникивторой категории – это потребители, перерыв в электроснабжении, которыхприводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочихмеханизмов.
Электроприемникитретьей категории – это потребители не подходящие под определениеэлектроприемников второй и первой категории, перерыв в электроснабжении которыхне превышает одних суток.
Дляданных потребителей применяют одно или двух трансформаторные подстанции,которые резервируются при помощи складскового или передвижного резерва сдопустимым перебоем электроснабжения на время необходимое для включениярезервного действия дежурного персонала или выездной оперативной бригады.Питание по одной высоковольтной линии при обеспечении возможности аварийногоремонта этой линии за сутки.
Электроснабжениецеха получает от цеховой трансформаторной подстанции 10/0.4 кВ расположенной натерритории цеха. Цеховая ТП получает электроснабжение от ГПП завода покабельной линии. Все электроприёмники в данном цехе являются 2 категории.Количество смен 2. Токарный цех расположен в зоне умеренного климататемпература внутри цеха +32С. Цех расположен на супеси с температурой -8С.
Таблица 1 – Исходныеданные
Наименование
оборудования
№ по
плану
Кол-во
оборудования
Тип
оборудования
Рн.тех,
кВт
Рн.дв,
кВт
ηном
%
Cos/> Iп/Iн Станок агрегатно-сверлильный 1-3 3 4А225М4Y3 53,50 55,00 92.5 0.90 7 Станок отделочно-расточный 4-6 3 4A225М4Y3 52,20 55.00 92,5 0.90 7 Станок специально- расточенный 7-9 3 4A180S4Y3 19.00 22.00 90.0 0.90 7 Станок алмазно-расточенный 10-12 3 4A200М4Y3 34,60 37,00 91,0 0.90 7 Полуавтомат сверлильно-нарезной 13-15 3 4A180S4Y3 36.90 37,00 91.0 0.90 7 Полуавтомат кругло-шлифовальный 16-18 3 4A280S4Y3 92.80 110.00 92.5 0.90 7 Станок токарный гидрокопировальный 19-21 3 4A180M4Y3 29.30 30.00 91,0 0.89 7 Станок шлицефрезерный горизонтальный 22-24 3 4A180М4Y3 22,85 30,00 91,0 0.89 7
Станок
фрезерный 25-27 3 4А180S4Y3 18,70 22,00 92,5 0,90 7
Станок
сверлильный 28-30 3 4A132S4Y3 6,3 7,50 87,5 0,86 7,5
КП 1806.02.17.ПЗ 2. Расчетэлектрических нагрузок
Электрические нагрузкисистем электроснабжения определяют для выбора мощности трансформаторов,мощности и места подключения компенсирующей установки (КУ), выбора и проверкитоковедущих элементов по условию допустимого нагрева, подсчета потерьнапряжения и выбор аппаратов защиты.
Для каждой группыопределяем установленную мощность:
Станки:
/>,
где /> - номинальная мощностьна валу электродвигателя, кВт
/> />
/> />
/> />
/> />
/> />
Таблица 2 – РаспределениенагрузкиСекция
Мощность удельная
приведенная, кВт ШР 1
Станок агрегатно-сверлильный (1-3)
Станок отделочно-расточный (4-6)
Станок специально- расточенный (7-9)
Станок алмазно-расточенный (10-12)
Полуавтомат сверлильно-нарезной (13-15)
55,00
55.00
22.00
37,00
37,00 Итого 206 ШР 2
Полуавтомат кругло-шлифовальный (16-18)
Станок токарный гидрокопировальный (19-21)
Станок шлицефрезерный горизонтальный (22-24)
Станок фрезерный(25-27)
Станок сверлильный (28-30)
110.00
30.00
30,00
22,00
7,50 Итого 199.5
2.1 Коэффициентыиспользования
Из справочной литературыдля каждой группы электроприемников находятся коэффициенты использования,мощности и рассчитываем />.
/>,
где /> - коэффициент мощности
Таблица 3 – Ки ,/>, /> электроприемниковГруппа Оборудование Ки
/>
/> 1-3 Станок агрегатно-сверлильный 0,18 0,65 1,17 4-6 Станок отделочно-расточный 0,18 0,65 1,17 7-9 Станок специально- расточенный 0,18 0,65 1,17 10-12 Станок алмазно-расточенный 0,18 0,65 1,17 13-15 Полуавтомат сверлильно-нарезной 0,18 0,65 1,17 Группа Оборудование Ки
/>
/> 16-18 Полуавтомат кругло-шлифовальный 0,18 0,65 1,17 19-21 Станок токарный гидрокопировальный 0,60 0,70 1,02 22-24 Станок шлицефрезерный горизонтальный 0,18 0,65 1,17 25-27 Станок фрезерный 0,18 0,65 1,17 28-30 Станок сверлильный 0,12 0,50 1,73
2.2 Средняя реактивнаяи активная мощность
Вычисляем среднюю активную Рсм, кВт,и реактивную Qсм, кВАр, мощности за максимально загруженную смену для каждойгруппы электроприемников:
/>;
Q/>,
где Ки — коэффициентиспользования активной мощности;
Рн — номинальная активнаямощность электроприемника, кВт;
n — числоэлектроприемников в группе.
Станки:
ШР 1
/> />
ШР 2
/> />
2.3 Суммарная мощность
Определяем суммарныемощности Рсм, кВт, Рн, кВт, Qсм,кВАр, для каждого участка (ШР 1, ШР 2) и количество электроприемников на каждомиз них:
/>
/>
/>
/>
ШР 1:
/>
/>
/>
/>
ШР 2:
/>
/>
/>
/>
2.4 Коэффициентиспользования
Определяем усредненныйгрупповой коэффициент использования для каждого участка:
/>,
где /> - суммарнаяустановленная активная мощность, кВт.
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
2.5 Силовая сборка иколичество станков
Определяем величину m для каждого участка и рассчитываем nэ:
/>,
где /> - номинальная мощностьнаибольшего электроприемника группы, кВт;
/> - номинальная мощностьнаименьшего электроприемника группы, кВт.
ШР 1:
/>
Т.к. />, Рн=const
то эффективное числоприемников определяется по выражению:
/> - неопределено
ШР 2:
электроснабжениепроводник магистральный мощность
/>
Т.к. />, Рн=const
то эффективное числоприемников определяется по выражению:
/>
где /> -удвоенная суммарнаяноминальная мощность, кВт.
/>
2.6 Коэффициентмаксимума
По значениям nэ и Кинаходим Км из справочника:
ШР 2: Км = 1,60
ШР 1:
2.7 Определяемактивную Рр, кВт, реактивную Qр, кВАр, и полную Sр, мощность, кВА.
/> (1)
/> (1)
/> (1)
где Км – коэффициентмаксимума;
/> - суммарная сменная активнаямощность участка, кВт;
/> - суммарная сменная реактивнаямощность участка, кВАр.
/> />
/>;(кВт)
/>
/>(кВАр)
/>
/>(кВА)
ШР 2
/> />
/> />
/>
2.8 Расчетдополнительного оборудования
Наименование
оборудования
№ по
плану Кол-во оборудования Pэп, кВт Примечание Слиткообдирочные станки 31-36 6 5.4 Вентиляторы 37-40 4 6.4
Анодно-механические станки 41-43 3 58 Кран-балка 44-46 3 5,7 ПВ=40% Мостовой кран 47-48 2 32 ПВ=60%
2.9 Средняя реактивнаяи активная мощность
Вычисляем среднюю активную Рсм, кВт,и реактивную Qсм, кВАр, мощности за максимально загруженную смену для каждойгруппы электроприемников:
/>/>
2.10 Суммарнаямощность
Определяем суммарныемощности Рсм, кВт, Рн, кВт, Qсм,кВАр, ) и количество электроприемников для дополнительного оборудования:
/>
/>
/>
/>
2.11 Определяемкоэффициент использования для дополнительного оборудования
/>
2.12 Определяемвеличину mирасчитываем nэ
/>
Т.к. /> Рн=const, то эффективное число приемниковопределяется по выражению:
/>
Где Pн.нб-величина максимальной мощностиэлектроприемника
/>
2.13 По значениям nэ иКи находим Км из справочника
Км = 1,34
Определяем активную Рр,кВт, реактивную Qр, кВАр, и полнуюSр, кВА:
/>
/>
/>
3. Выбор проводников иаппаратов защиты
Расчетный токопределяется по формуле:
/>, (2)
где Рн — номинальнаямощность двигателя, кВт;
Uн– номинальное напряжение, кВ;
/> -коэффициент мощности;
/> - номинальный КПДдвигателя.
Станки:
ШР 1
/>
/>
/>
/>
/>
ШР 2
/>
/>
/>
/>
/>
Для ШР1,ШР2:
/>, (2)
где /> — полная мощностьучастка (ШР 1, ШР 2, ШРобщ. ), кВА;
/> — номинальное напряжение сети, В.
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
ШРобщ.:
/>
/>(кВА)
/>
Так как температура средыцеха +170 и является нормальной, то из справочника выбирается поправочныйкоэффициент: Кт = 1,05. Определяем допустимый ток нагрузки с учетом поправки натемпературу:
/>, (2)
где Кт – температурныйкоэффициент;
/> — ток выбранный по справочнику, А.
Определяем длительныйток, выбираем токопровод и проверяем его по длительному току с поправкой натемпературу среды:
Таблица 4 –Выбор марки исечения токопроводаГруппа Iд, А Марка токопровода I′д, А Станки 1-3 120,00
АПВ4 (1/>50) 100,38 4-6 120,00
АПВ4 (1/>50) 100,38 7-9 55,00
АПВ4 (1/>16) 41,27 10-12 85,00
АПВ4 (1/>35) 68,64 13-15 85,00
АПВ4 (1/>35) 68,64 Группа Iд, А Марка токопровода 16-18 210,00
АПВ4 (1/>150) 200,75 19-21 70,00
АПВ4 (1/>25) 56,28 22-24 70,00
АПВ4 (1/>25) 56,28 25-27 55,00
АПВ4 (1/>16) 41,27 28-30 19,00
АПВ4 (1/>2,5) 15,14
3.1 Выбор марок исечения шинопровода
Сечение шин выбирают понагреву длительно-допустимым максимальным током нагрузки из условия:
/>,
/> />/>,
/> />/>,
где /> — номинальное напряжениешинопровода, В;
/> — номинальное напряжение сети, В;
/> — длительно-допустимый токнагрузки шинопровода, А;
/> — максимальный рабочий ток, А;
/> — номинальный ток шинопровода, А.
ШР 1:
/>
380=380;
1600/>1300,71;
1320/>1300,71
Выбираем по справочнику шинопроводмарки ШМА4-1600-44-1У3 сечением 80X8 мм
ШР 2:
/>
380=380;
630/>526,25
630/>526,25
Выбираем по справочникушинопровод марки ШМА4-630-44-1У3 сечением 50X5 мм
ШРцеха.:
/>
380=380;
2500/>1826,96
2070/>1826,96
Выбираем по справочникушинопровод марки ШМА4–2500-44-1У3 сечением 120x10 мм
3.2 Выбор защитнойаппаратуры
Защиту и коммутацию цеховых сетей осуществляют автоматически:включателями, предохранителями и рубильниками.
Более совершенная коммутация получается, если применяютсяавтоматические выключатели, снабжённые максимальной защитой. Эти аппараты многократногодействия снабженные устройствами выдержки времени и обеспечивают избирательноедействие защиты.
Условия выбора автоматических выключателей:
/>/>; (1)
/>; (1)
/>, (1)
где /> — номинальное напряжениевыключателя, В;
/> — номинальное напряжение установки(электроприемника), В;
/> — номинальный ток выключателя, А;
/> — номинальный ток установки(электроприемника), А;
/> — ток теплового расцепителяавтоматического выключателя, А.
Для групп 1-3,
380=380
160,00>100,38
160,00>125,48
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-33
Для групп 4-6,
380=380
160,00>100,38
160,00>125,48
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-33
Для групп 7-9,
380=380
100,00>41,27
63,00>51,59
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51Г-31
Для групп 10-12,
380=380
100,00>68,64
100,00>85,80
Так как все условия соблюдены, выбираем по справочникуавтоматический выключатель серии ВА51-31
Для групп 13-15,
380=380
100,00>68,64
100,00>85,80
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-31
Для групп 16-18,
380=380
400>200,75
320>250,94
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-37
Для групп 19-21,
380=380
100,00>56,28
80,00>70,35
Так как все условия соблюдены, выбираем по справочникуавтоматический выключатель серии ВА51-31
Для групп 22-24,
380=380
100,00>56,28
80,00>70,35
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-31
Для групп 25-27
380=380
100,00>41,27
63,00>51,59
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51Г-31
Для групп 28-30,
380=380
20,00>15,14
20,00>18,93
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-35
Длявсего цеха:
380=380
2500,00>1907,19
2500,00>1525,75
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА53-45
КП 1806.02.17.ПЗ 5. Выбор компенсирующихустройств
5.1 Определяетсяфактический />
/>, (2)
где /> — реактивная мощностьучастка, кВАр,
/> — активная мощность участка, Вт.
ШР 1:
/>, />> />
1,17 > 0,33
ШР 2:
/>, />> />
0,78 > 0,33
Так как />> />, то необходимоопределить расчетную мощность компенсирующего устройства, кВАр.
/>, (2)
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
По справочной литературе(2) выбираем компенсирующее устройство на мощность:
/>, (2)
где /> — мощностькомпенсирующего устройства, кВАр;
/> — расчетная мощностькомпенсирующего устройства, кВАр.
ШР 1:
500,00> 467,21
Выбираем 2 компенсирующихустройства марки: УКН– 0,38 –300, УКБН– 0,38 –200-50У3.
ШР 2: 200,00> 182,25
Выбираем компенсирующееустройства марки: УКБН-0,38-200-50УЗ
Определяем действительнуюреактивную мощность после компенсации:
/>, (2)
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
Определяем действительноезначение /> послекомпенсации
/>, (2)
ШР 1:
/>
Так как />, то компенсирующееустройство выбрано верно
ШР 2:
/>
Так как />то компенсирующееустройство выбрано верно
Определяем полнуюмощность после компенсации
Sрд />, (2)
где /> — реактивная мощностьпосле компенсации, кВАр
ШР 1:
Sрд/>
ШР 2:
Sрд />
Когда определена мощностьКУ при равномерно распределённой нагрузке по токопроводу, то точкаприсоединения КУ определяется оптимальными расстояниями от ТП до местаустановки КУ из условия максимума потерь в токопроводе:
/>
где L0 – длина магистральной частишинопровода, м;
L1 – длина распределительной частишинопровода. м;
Qку – мощность выбранногокомпенсирующего устройства, кВАр;
Qр – суммарная реактивнаямощность потребителя, кВАр.
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
После выборакомпенсирующего устройства проводим технико-экономический расчет:
Определяем стоимостьпотерь КУ:
/>, (2)
где />=0,0045 – удельныепотери активной мощности, кВт/кВАр;
/>=4500 – годовое число часов работыцеха, час;
/>=1,20 – стоимость 1кВт />часэлектроэнергии, руб
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
Определяем стоимостьамортизационных отчислений:
/>, (2)
где />=0,223 – коэффициентамортизационных отчислений;
/>=0,125 – годовые капитальныезатраты, руб
ШР 1, ШР 2:
/>
Годовые затраты насодержание и эксплуатацию КУ:
/>, (2)
где /> — коэффициентприведенных затрат, руб/кВАр
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
Годовая экономия:
/>, (2)
где />=0,12 — экономическийкоэффициент
ШР 1:
/>
ШР 2:
/>
Рассчитываем и выбираемавтоматический выключатель для компенсирующего устройства:
/>, (1)
ШР 1:
/>
380 = 380;
1000,00 >;1000,00
1000,00 >759,67
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА55-41
ШР 2:
/>
380 = 380;
400,00>400,00
400,00 >303,87
Так как все условиясоблюдены, выбираем по справочнику автоматический выключатель серии ВА51-37
Выбираем измерительныйтрансформатор тока
Измерительныйтрансформатор тока в электроустановках используется
КП 1806.02.17.ПЗ для включенияизмерительных приборов. Измерительный трансформатор тока выбирается из условий:
/>,
/>,
где /> - номинальноенапряжение измерительного трансформатора тока, кВ;
/> - номинальный первичный ток, А;
/> - номинальный расчётный ток участка,А.
ШР1
0,38/>0,38
800/>759,67
следовательно выбираем измерительныйтрансформатор тока марки
ТНШA – 0,66 – 800
ШР2
0,38/>0,38
400/>303,87
следовательно выбираем измерительныйтрансформатор тока марки
ТНШA – 0,66 – 400
6.Выбор и расчет силовыхтрансформаторов
Номинальная мощностьодного трансформатора выбирается по справочнику, исходя из неравенства:
/>,
где /> — мощностьтрансформатора, кВА;
/> — расчетная мощностьтрансформатора, определяется с учетом перегрузочной способности, кВА.
Наличие перегрузкизависит от особенностей графика нагрузок, который характеризуется коэффициентомзаполнения графика:
/>,
где />=0,70 — коэффициентзаполнения графика;
/> — расчетная мощностьтрансформатора тока, кВА, определяется по формуле:
/>,
где /> — полная мощность цеха,кВА;
/>=0,75 — коэффициент загрузки
/>;
/>
/>
2500>2290,41
Так как условия выполненывыбираем силовой трансформатор марки ТМ – 2500/6-10.
Данные трансформатора ТМ– 2500/6-10:
Sн =2500(кВА) – номинальная мощность;
U1 =6-10 (кВ) – первичное напряжение;
U2 = 0,4 (кВ) – вторичное напряжение;
∆Рх-х =4,6 (кВт) –мощность потерь холостого хода;
∆Рк.з = 25 (кВт) –мощность потерь короткого замыкания;
uк = 5,50% – напряжение короткогозамыкания;
Iх-х = 1,0 0% – ток холостого хода.
6.1 Проводимтехнико-экономический расчет
Определяем приведенныепотери мощности трансформатора:
/>
где />= 0,70 – коэффициентзагрузки графика;
/> — потери в меди (к.з), кВт; /> — потери в стали (х.х), кВт
/>;
Определяем энергию потерьза год
/>
где /> — время использования,час
/>
Определяем стоимостьпотерь:
/>
где /> — стоимостьэлектроэнергии, руб.
/>
Капитальные затраты,равны стоимости трансформатора:
/>
Определяем стоимостьамортизационных отчислений:
/>
где /> — экономическийкоэффициент
/>
Определяем суммарныегодовые эксплуатационные затраты:
/>
/>
КП 1806.02.17.ПЗ
КП 1806.02.17.ПЗ
Определение величиныдопустимых потерь напряжения
Выбранные по длительнодопустимому току сечения проводников проверяем на потерю напряжения.
Расчёт выполняется дляодного звена схемы — для участка собственно линии, без учёта трансформатора всхеме.
Расчёт проводится дляобоих шинопроводов по формуле:
/>, (2)
где /> — номинальноенапряжение, кВ;
/> - активное сопротивление на фазушинопровода, Ом/км;
/> - реактивное сопротивление нафазу шинопровода, Ом/км;
/> - мощность первогоэлектроприёмника, кВт;
/> и /> - — суммарная мощностьответвления в заданной точке, кВт;
/> - длины участков, км.
ШР 1:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>[/>
/>] =4(%)
ШР 2:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>[/>+
/>] =1,6(%)
В нормальных режимахработы с учётом возможности регулирования напряжения на цеховой подстанции,потеря в силовой сети до 1000 (В) не должна превышать 10 % от номинальногонапряжения согласно ПУЭ.
Для ШР 1 потерянапряжения составляет 4 %, для ШР 2 – 1,6 %, что соответствует допустимым значениям.Значит сечение токопроводов выбрано верно.
7. Расчет токовкороткого замыкания
Принимается, что напряжение на шинах 10 (кВ) цеховойтрансформаторной подстанции неизменно; сопротивление от источника питания дошин подстанции не учитывается.
7.1Определяем активное и индуктивное сопротивление трансформатора
/> (1)
/> (1)
где /> — мощностьпотерь короткого замыкания, кВт;
/> — базовоенапряжение, В;
/> — мощностьтрансформатора, Ква
/>
/>
7.2Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя на цех
/> — активноесопротивление токовой катушки;
/> — реактивноесопротивление токовой катушки;
/> — переходноесопротивление контактов.
7.3Сопротивление шин до щита 0,4 (кВ)
/> (1)
/> (1)
где /> — активноесопротивление шины;
/> — реактивноесопротивление шины;
/> — длина шин оттрансформатора до щита 0,4(кВ).
/>
/>
7.4Определяем сопротивление магистрального шинопровода
/> (1)
/> (1)
где /> — активноесопротивление на фазу;
/>-реактивное сопротивление на фазу;
/> — длина магистрального шинопровода
/>
/>
7.5Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя на ШР1
/> — активноесопротивление токовой катушки;
/> — реактивноесопротивление токовой катушки;
/> — переходноесопротивление контактов
7.6Определяем сопротивление распределительного шинопровода
/> (1)
/> (1)
где /> — активноесопротивление на фазу;
/>-реактивное сопротивление на фазу;
/> — длина распределительногошинопровода
/>
/>
7.7Определяем результирующее сопротивление
/> (1)
/> (1)
где /> — активноесопротивление трансформатора, мОм;
/> — активноесопротивление токовой катушки, мОм;
/> — переходноесопротивление контактов, мОм;
/> — сопротивлениешины до щита 0,4 (кВ), мОм;
/> — активноесопротивление магистрального шинопровода, мОм;
/> — активноесопротивление распределительного шинопровода, мОм;
/> — реактивноесопротивление трансформатора, мОм;
/> — реактивноесопротивление токовой катушки, мОм;
/> — реактивноесопротивление шины до щита 0,4 (кВ), мОм;
/> — реактивноесопротивление магистрального шинопровода, мОм;
/> — реактивноесопротивление распределительного шинопровода, мОм.
/>
/>
Определяемток КЗ от источника:
/> (1)
/>
Определяемударный ток системы:
/> (1)
где /> — ударный коэффициент,определяется по графику />
/>,
следовательно выбираем />
/>
Определяем апериодическуюсоставляющую:
/> (1)
где /> — ток первогодвигателя, кА
/> — мощностьпервого двигателя, кВт;
/> — номинальноенапряжение первого двигателя, В;
/> — коэффициентмощности первого двигателя;
/> — КПД первогодвигателя.
/>
Определяемударный ток от электродвигателей:
/> (1)
/>
Определяем токи КЗ вточке короткого замыкания:
/> (1)
/> (1)
где /> — ток КЗ отисточника;
/>-апериодическая составляющая;
/> — ударный токсистемы;
/> — ударный токот электродвигателей.
/>
/>
Заключение
Вданном курсовом проекте по дисциплине Электрическое снабжение отрасли на тему«Расчет электрической сети электромонтажного цеха» сделан и обоснован выбортипов двигателей по условию технологического задания. Выписаны их паспортныеданные, произведено определение расчетных нагрузок исходя из мощности и числамеханизмов с учетом Ки и Км. Так же осуществлен выбор проводников и шинопроводов.
Произведенвыбор компенсирующего устройства, рассчитаны потери напряжения. Произведенрасчет мощности силового трансформатора, а так же трансформатора тока для всегоцеха и компенсирующего устройства.
Выполненаграфическая часть курсового проекта.
Мноюбыли приобретены навыки со справочной и нормативно-технической литературой.
Список литературы
1 Л.Л Коновалов Л.Д Рожкова«Электроснобжение промышленых предприятий и установок» Москва энергоатомиздат1989г.
2 В.П Шеховцов «Расчет ипроиктирование схем электроснобжения.Методическое пособие для курсовогопроектирования.» Москва ФОРУМ-ИНФРА-М 2005г.
3 Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий иустановок. М. Высшая школа, 1990 г.