Министерствообразования Российской ФедерацииОмскийГосударственный Технический УниверситетКафедра “ЭсПП”ПОЯСНИТЕЛЬНАЯЗАПИСКА
к курсовому проекту
на тему: “Электроснабжениесудоремонтного завода”
Выполнил
Подоплелов А.С. гр. Эр-548Проверил Сергеев Я.Б.
Омск 2002
Содержание
1. Задание
2. Введение
3. Описаниетехнологического процесса
4. Ведомостьэлектрических нагрузок завода
5. Ведомостьэлектрических нагрузок
6. Определениеэлектрических нагрузок РМЦ
7. Определениерасчетной нагрузки по заводу в целом
8. Определениецентра электрических нагрузок
9. Выборсистемы питания
10.Размещение компенсационных устройств в сети предприятия
11. Выборчисла и мощности цеховых трансформаторных подстанций
12.Определение потерь мощности в трансформаторах
13. Схемаканализации эл.энергии по территории
14. Выборсечения и марки проводников
15. Расчеттоков короткого замыкания
16. Выбор ипроверка элементов системы электроснабжения предприятия
1. ЗаданиеТема.Электроснабжение судоремонтного заводаИсходные данные на проектирование
1. Генеральный планзавода рис. 1.
2. Мощностьэнергосистемы 1000 МВА.
3. Ведомостьэлектрических нагрузок ремонтно-механического цеха табл. 2.
4. Напряжениепитания 110 кВ.
5. Сопротивлениесистемы хс=0,8 о.е.
6. Расстояние отподстанции энергосистемы до завода 15 км.
7. Сведения обэлектрических нагрузках представлены в табл. 1.
/>/>/>/>/>
Рис. 1. Генеральный план судоремонтного завода.
2. Введение
В настоящее время, несмотря на произошедший спад производства и тяжелоефинансовое состояние, перед промышленной энергетикой стоят ответственные задачипо рациональному применению электрической энергии во всех отрасляхпроизводства.
Тенденции максимально четкого и точного учета и контроля надрасходом электрической энергии требуют от проектировщиков нахождения такихтехнических решений, которые были бы максимально рациональными и при этом бы неснижали уровня надежности энергосистемы.
Одной из главных задач проектирования является выбор наиболеерациональной схемы электроснабжения, отвечающей современным требованиямэнергопотребления и возможностью перспективного роста предприятия. Проектированиесистемы электроснабжения должно удовлетворять не только техническим требованиямданного производства, но и должно быть рациональным с точки зренияэкономических затрат на строительство такой системы электроснабжения. Курсовойпроект по дисциплине «Электроснабжения промышленных предприятий» являетсязавершающим проектом из всего цикла курсового проектирования. Он обобщаетпрактически все изученные дисциплины, являясь наиболее полным учебным проектомпо нашей специальности. Целью настоящего курсового проекта являетсяспроектировать систему внутреннего и внешнего электроснабжения, на основаниизадания на проект, которая отвечала бы современным требованиям и была бынаиболее рациональной и экономичной.
3. Описание технологического процесса
Судоремонтный завод относится к группе заводов машиностроения иметаллообработки. Средняя мощность приводов станков массового машиностроенияколеблется в пределах 5-10 кВт. Режимы работы станков весьма разнообразны. Длянекоторых станков характерны частые пуски и реверсы. Подъемные механизмы так жеработают в повторно-кратковременном режиме. Общая тенденция развитиямашиностроения состоит в автоматизации самих станков применении программногоуправления, установки отдельных автоматических линий, станков и создания цехови заводов автоматов. По степени бесперебойности станки относятся к потребителямII категории. Необходимо соблюдать параметр освещения,чтобы соблюсти необходимую точность работы. На этом предприятии преимущественноустановлены металлообрабатывающие станки малой и средней мощности. Основныепотребители 2 и 3 категории. 4.Ведомость электрических нагрузок завода
Таблица 1№ по плану. Наименование цеха. Установленная мощность, кВт. Высота цехов, м Литейный цех 5700 5 Ремонтно-механический цех ---- 3 Кузнечный цех 1800 4 Главный корпус (6 кВ) Главный корпус (0,4 кВ) 2 Корпусно-котельный цех 3500 6 Компрессорная (6 кВ) Компрессорная (0,4 кВ) 2150 550 3 Такелажно-парусный цех 7900 5 Сухой док 1900 3 Заводоуправление 280 2 Механический док 1900 2
Кислородная станция (6 кВ)
Кислородная станция (0,4 кВ)
1300
350 6 Плавающий док 3500 5
Лесосушилка Освещение цехов и территории завода
470 определить по площади 1
5. Ведомость электрических нагрузок РМЦ№ ЭП Наименование участка цеха и индивидуальных электроприемников Руст, кВт Количество 1. Механическое отделение. 1 Токарно-винторезный станок 4,6 2 2 Токарно-револьверный станок 5,5 1 3 Фрезерный станок 3,5 1 4 Шлифовальный станок 10,2 1 5 Сверлильный станок 6,9 1 6 Универсальный заточный станок 1,25 1 7 Кран-балка электрическая 4,85 1 8 Вентилятор 7,0 1 2. Заготовительное отделение 9 Отрезной станок 1,9 1 10 Трубоотрезной станок 2,8 1 11 Станок трубогибочный 7,0 1 12 Вентилятор 4,5 1 3. Сварочное отделение 13 Машина эл.сварочная точечная 75 кВА 1 14 Машина эл.сварочная шовная 25 кВА 1 15 Трансформатор сварочный 16 кВА 1 16 Вентилятор 10 1 4. Кузнечное отделение 17 Горно-коксовое 0,8 1 18 Вентилятор дутьевой 1,2 1 19 Вентилятор вытяжной 7,0 1 20 Кран-балка электрическая 4,85 1 5. Термическое отделение 21 Печь муфельная 2,2 1 22 Высокочастотная установка 25 1 23 Вентилятор 7,0 1 6. Эл.ремонтное отделение 24 Намоточный станок 2,8 1 25 Токарный станок 4,5 1 26 Сверлильный станок ,6 1 27 Таль электрическая 0,85 1 28 Сушильный шкаф 6,0 1 29 Полуавтомат для намотки катушек 1,0 1
6. Определение электрических нагрузок РМЦ
Расчетную нагрузку по РМЦ будем определять методомупорядоченных диаграмм. Согласно этого метода все электроприемники разбиваютсяна подгруппы с примерно одинаковыми коэффициентами использования kи и коэффициентами мощности cosj (tgj), затем для каждой подгруппы находятрасчетный максимум по формулам:
/>(1)
/> (2)
где kиi –коэффициент использования;
kмi-коэффициент максимума [ ] табл.2.2.
Затем расчетные мощности, как активные, так иреактивные суммируются и получается максимальная нагрузка по РМЦ. Точностьопределения расчетных нагрузок тем выше, чем больше число подгрупп.
Сформируем подгруппы из электроприемников поодинаковым коэффициентам мощности и коэффициентам использования.
Данные приведены в табл.3
Табл. 3.
№
ЭП Наименование оборудования Руст, кВт Ки
cos/>
1 Группа 1. Токарно-винторезный станок 4,6 0,14 0,4 2. Сверлильный станок 6,9 3. Универсальный заточный станок 1,25 4. Намоточный станок 2,8 5. Сверлильный станок 0,6 6. Полуавтомат для намотки катушек 1,0 7. Токарно-винторезный станок 4,6
2 Группа 8. Токарно-револьверный станок 5,5 0,14 0,5 9. Фрезерный станок 3,5 10. Токарный станок 4,5 11. Таль электрическая 0,85
3 Группа 12. Кран-балка электричесекая 3,06 0,2 0,5 13. Отрезной станок 1,9 14. Тельфер 0,85 15. Кран-балка электрическая 3,06 16. Горно-коксовое 0,8
4 Группа 17. Трубоотрезной станок 2,8 0,2 0,65 18. Станок труботочильный 7,0 5 Группа 19. Машина эл.сварочная точечная 37,64 0,35 0,6 20. Машина эл.сварочная шовная 12,55 6 Группа 21. Трансформатор сварочный 4,65 0,35 0,65 7 Группа 22. Вентилятор 7,0 0,8 0,8 23. Вентилятор 4,5 24. Вентилятор 10,0 25. Вентилятор дутьевой 1,2 26. Вентилятор вытяжной 7,0 27. Вентилятор 7,0 28. Вентилятор 7,0 8 Группа 29. Печь муфельная 2,2 0,8 0,95 30. Сушильный шкаф 6,0 9 Группа 31. Высокочастотная установка 25 0,8 0,4
Полный расчет приводится только для одной подгруппы (первой) дляостальных полученные величины сведены табл. 4
Необходимо также учесть что для сварочных аппаратов и подъемных машинрасчетные нагрузки считаются через продолжительность включения.
Для подъемного оборудования ПВ = 0,4
Для сварочных аппаратов ПВ = 0,7
Для примера рассмотрим расчет для первой подгруппы. Параметры этихэлектроприемников cosj = 0.4, kИ = 0,14;
/> кВт (3)
Найдем эффективное количество электроприемников.
/> (4)
Округляем до меньшего ближайшего целого числа и принимаем эффективноечисло электроприемников равным 4.
Таким образом, получаем, что расчетная нагрузка имеет следующую величину:
/>кВт (5)
/> кВар (6)
Где /> определяется по формуле:
/>(7)
Результаты расчетов сведены в табл.4.
Для расчета мощности по РМЦ в целом найдемсредневзвешенные коэффициенты
/> и />.
/> (8)
/>/>
/>(9)
№
П/г Наименование станка
Рn, кВт n
/>
kи
nэ
km
Рр, кВт
Qр, кВт
1. Токарно-винторезный 4,6 2 0,4/2,3 0,14 4 2,35 10,5 4,62 Шлифовальный 10,2 1 Сверлильный 6,9 1 Универсальн. заточный 1,25 1 Намоточный 2,8 1 Сверлильный 0,6 1 Полуавтомат для н.к. 1,0 1
2. Токарно-револьверный 5,5 1 0,5/1,7 0,14 3 2,89 5,8 3,19 Фрезерный 3,5 1 Токарный 4,5 1 Таль электрическая 0,85 1
3. Кран-балка 3,06 2 0,5/1,7 0,2 3 2,31 4,46 2,45 Отрезной 1,9 1 Тельфер 0,85 1 Горно-коксовое 0,8 1
4. Трубоотрезной 2,8 1 0,65/1,2 0,2 1 4 7,84 5,6 Труботочильный 7,0 1
5. Машина св. точечная 37,64 1 0,6/1,33 0,35 1 2 35,13 23,18 Машина св. шовная 12,55 1
6. Трансформатор св. 4,65 1 0,65/1,2 0,35 1 2 3,25 2,32
7. Вентилятор 7,0 3 0,8/0,75 0,8 6 1 34,96 30,76 Вентилятор 4,5 1 Вентилятор 10,0 1 Вентилятор дутьевой 1,2 1 Вентилятор вытяжной 7,0 1
8. Печь муфельная 2,2 1 0,95/0,3 0,8 1 1 6,56 6,85 Шкаф сушильный 6,0 1
9. Высокочаст. установка 25 1 0,4/2,3 0,8 1 1 20 8,8
/> (10)
Тогда />
Расчетная активная и реактивная мощность по РМЦ в целом:
/>кВт (11)
где /> - коэффициентмаксимума [ ] табл.2.2.
/> кВар (12)7. Определение расчетной нагрузки по заводу в целом
Расчетный максимум остальных цехов определяется по коэффициенту спроса, взятого по справочным данным.Определение
/>(13)
По этим аналитическим выражениям определяют максимум силовой нагрузкицехов. Также необходимо учесть нагрузку искусственного освещения.
Эта нагрузка как правило определяется по удельной плотности s Вт/м2 площади цеха (или территории предприятия).
Определение расчетной нагрузки рассмотрим на примере ремонтно-механическогоцеха.
Параметры цеха: РРРМЦ = 41,33 кВт; cosf = 0,62; tgf = 1,26; kc =0,23
№ Наименование цеха Рн, кВт
/> Кс
/>, кВт
/>, кВар 1. Литейный цех 5700 0,8/0,75 0,8 4560 3420 2. РМЦ 41,33 0,62/1,26 0,23 9,5 11,97 3. Кузнечный цех 1800 0,8/0,75 0,85 1530 1147,5 4.
Главный корпус (6кВ)
Главный корпус (0,4кВ)
12100
1200
0,5/1,73
0,4/2,3
0,16
0,15
1936
180
3349,3
414 5. Корпусно-котельный цех 3500 0,8/0,75 0,8 2800 2100 6.
Компрессорная (6кВ)
Компрессорная (0,4кВ)
2150
550
-0,9/-0,48
0,8/0,75
0,8
0,85
1720
467,5
-825,6
350,6 7. Такелажно-парусный цех 7900 0,8/0,75 0,8 6320 4740 8. Сухой док 1900 0,9/0,48 0,8 1520 729,6 9. Заводоуправление 280 0,5/1,73 0,16 44,8 77,5 10. Механический док 1900 0,5/1,73 0,16 304 525,9 11.
Кислородная станция (6кВ)
Кислородная станция (0,4кВ)
1300
350
0,8/0,75
0,7/1,02
0,8
0,8
1040
280
780
285,6 12. Плавающий док 3500 0,5/1,73 0,16 560 968,8 13. Лесосушилка 470 0,9/0,48 0,8 376 180,5
/>кВт (14)
/>кВар (15)
Нагрузка искусственного освещения определяется по следующим расчетнымформулам:
/>, (16)
где s0–удельная плотность осветительной нагрузки на 1 м2 полной площади;Вт/м2.
Так как высота РМЦ h=3 м, то в качестве источников света цеха используемлюминесцентные лампы, />; /> Вт/м2
kC0 — коэффициент спроса освещения (справочная величина)[ ].
F- площадь цеха, м.
/>
/> кВт (17)
/> кВар (18)
Расчетный максимум цеха на напряжение 0,4 кВ с учетомосветительной нагрузки и потерь в трансформаторе определяется по формуле:
/> (19)
/> (20)
При определении максимальной нагрузки по заводу в целом,необходимо учесть коэффициент разновременности максимумов />, а также потери в цеховыхтрансформаторах, линиях распределительной сети и других элементах. Так как этиэлементы еще не выбраны потери в трансформаторах цеховых подстанций /> и /> учитываем приближенно, посуммарным значениям нагрузок напряжением до 1000 В, т.е.
/> кВт(21)
/> кВар(22)
где />
/> кВА(23)
Мощность требуемая для освещения территории:
/> кВт (24)
/>/>(25)
/>
/> - коэффициент учитывающий потери на пускорегулирующеюаппаратуру.
/> - коэффициент спроса на освещениетерритории.
/> кВар(26)
Согласно формуле (19,20) расчетный максимум цеха равен:
/> кВт(27)
/> кВар(28)
Результаты расчетов сведены в табл.6.Итого по заводу 24525,1 19668,6 33005,1 4. Главный корпус 1936 3349,3 3000
1949,6 3417,5 3934,5 6. Компрессорная 1720 -825,6 1800 1733,6 -757,3 1891,8 11. Кислородная станция 1040 780 2700 1053,6 848,2 1352,6
№
№ Наименование цеха
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>,
кВт
/>,
кВар
/>,
кВт
/>,
кВар
/>,
кВт
/>,
кВар
/>,
кВА 1. Литейный цех 4560 3420 1225 2,4 0,98 0,484 2,88 1,4 13,65 68,276 4576,5 3490,8 5755,8 2, Ремонтно-механический цех 9,5 11,97 975 1 2,34 1,13 580,5 350 677,8 3. Кузнечный цех 1530 1147,5 1800 0,98 4,23 2,04 1547,8 1217,8 1969,4 4. Главный корпус 180 414 3000 0,9 6,48 3,13 200,1 485,4 525,02 5. Корпусно-котельный 2800 2100 6600 0,98 15,52 7,51 2829 2175,7 3568,8 6. Компрессорная 467,5 350,6 1800 0,95 4,1 1,98 485,25 420,8 642,3 7. Такелажно-парусный цех 6320 4740 3000 0,95 6,84 3,31 6340,5 4811,6 7959,4 8. Сухой док 1520 729,6 5750 0,95 13,11 6,34 1546,7 814,2 1743,3 9. Заводоуправление 44,8 77,5 3675 0,9 7,9 3,84 66,35 149,6 163,6 10. Механический док 304 525,9 9680 0,95 22,07 10,68 339,72 604,8 693,6 11. Кислородная станция 280 285,6 2700 0,95 6,15 2,98 300 356,8 466,1 12.
Плавающий
док 560 968,8 1925 0,95 4,39 2,12 578,04 1040 1189,8 13. Лесосушилка 376 180,5 3600 0,95 8,21 3,97 397,86 252,7 471,3
В табл.6. нагрузка 6 кВ представлена отдельно. Так как у 6 кВпотребителей отсутствует нагрузка на освещение. Также необходимо заметить, чтов компрессорной используются синхронные двигатели, которые имеют «опережающий» cosf, т.е. они выдают реактивную мощностьв сеть и в расчетах принимаются со знаком «минус».
Как было указано выше при определении максимальной нагрузки по заводу в целом,необходимо учесть коэффициент разновременности максимумов />.
/>/>кВт(29)
/> кВар(30)
Определим мощность компенсационных устройств, которые надо установить употребителя и полную мощность, подведенную к шинам ППЭ.
При реальном проектировании энергосистема задает экономическивыгодную (близкую к оптимальной) величину реактивной мощности QЭ в часы максимальных нагрузок системы.
/> кВар(31)
/> кВар (32)
/> кВА(33)8. Определение центра электрических нагрузок
Для построения картограммы нагрузок, как наглядной картинытерриториального расположения мощностей цехов, необходимы центры электрическихнагрузок этих цехов. При реальном проектировании для нахождения ЦЕН возможноиспользование различных методов. Для учебного проекта принимаем, что ЦЭНкаждого цеха находиться в центре тяжести фигуры плана цеха. Поэтомутеоретически находят только ЦЭН завода, который необходим для ориентировочногоопределения места расположения ПГВ. На генеральном плане завода произвольнымобразом выбираются оси координат, а координаты ЦЭН определяются по следующимформулам:
/>, />(30)
Далее строим картограмму электрических нагрузок. Картограмма строится изусловия, что площади кругов в выбранном масштабе являются расчетными, полныминагрузками цехов:
/>(31)
где ri – радиус круга определяющего нагрузку цеха.
PPi –расчетная нагрузка цеха.
m – масштаб.
Силовая нагрузка до и выше 1000 В изображается различными кругами.Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга рис.3.
Для удобства результаты расчета сводим в табл.7.
Табл.7.№
/>
/>
/>
/>
/>, мм
/> 1. 4576,5 2,88 86 105 17 0,22 2. 580,5 2,34 10 98 6 1,4 3. 1547,8 4,23 63 79 10 1 4. 200,1 6,48 86 70 4 10 5. 2829 15,52 31 57 13 2 6. 485,25 4,1 49 55 6 3 7. 6340,5 6,84 32 84 20 0,5 8. 1546,7 13,11 68 40 10 3 9. 66,35 7,9 7 25 2 50 10. 330,72 22,07 36 21 21 1,2 11. 300 6,15 29 9 5 6 12. 578,04 4,39 102 39 6 3 13. 397,86 8,21 72 14 5 7,5
6кВ
4. 1949,6 11 6. 1733,6 10 11. 1053,6 8
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
Рис.3. Масштаб: 5 кВт/мм/>9. Выбор системы питания
Система электроснабжения любого предприятия может быть условно разделенана две подсистемы – это система питания и система распределения энергии внутрипредприятия.
В системы питания входят следующие элементы: питающие ЛЭП, пункт приемаэлектрической энергии это может быть ПГВ или ГПП, состоящие из устройствавысшего напряжения, силовых трансформаторов и распределительного устройстванизшего напряжения.
Таким образом, выбор системы питания производится в следующейпоследовательности:
Ø Выбор устройства высокого напряжениясистемы питания.
Ø Выбор ЛЭП.
Ø Выбор рационального напряжения.
Ø Выбор трансформаторов ППЭ.
Выбор устройства высокого напряжения системы питания
Выбор устройства высокого напряжения должно осуществляется на основенормативных документов в следующем порядке:
1. Для УВН ППЭ должны выбиратьсятолько типовые решения.
2. При выборе УВН должны учитыватьсяследующее факторы:
Ø Уровень надежности потребителей.
Ø Расстояние до системы равно 15 км.
Ø Вид схемы питания.
Ø Влияние окружающей среды.
Ø Разного рода особые условия.
Трансформаторы на ППЭ выбираем только с РПН. Исходя из этого, выбираемсхему линия – выключатель – трансформатор (рис.4).
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Рис.4.
Выбор линии электропередачи.
Питание завода осуществляется по двухцепной воздушной ЛЭП. Uc=110кВ.
Выбор сечения питающих ЛЭП производится по допустимому нагревумаксимальным расчетным током.
/> А.(32)
Сечение линии выбираем по экономической плотности тока и по токупослеаварийного режима.
/> мм.(33)
где /> /> -экономическая плотностьтока [ ] табл. 1.3.36.
/> А.(34)
Выбираем ближайшее стандартное сечение, провод марки АС-70 (Iд=265А).
1.Проверка выбранного сечения по току допустимого нагрева:
/>(35)
2.Проверка выбранного сечения провода по падению напряжения в линии принормальном и послеаварийном режиме.
По условиям проверки падение напряжения на кабельной линии должно быть:
· В нормальном режиме UНР£ 5%,
· В после аварийном режиме UНР£ 10 %.
Потеря напряжения в нормальном режиме:
/>(36)
Потеря напряжения в аварийном режиме:
/>/>(37)
Т.к. выбранное сечение удовлетворяет всем условиям выбора, то принимаемпровод марки АС-70.
Выбор рационального напряжения. Под рациональным напряжением Uрац понимаетсятакое значение стандартного напряжения, при котором сооружение и эксплуатацияСЭС имеют минимальное значение приведенных затрат.
Рациональное напряжение Uрац распределения электроэнергии выше 1 кВопределяется на основании ТЭР и для вновь проектируемых предприятий в основномзависит от наличия и значения мощности ЭП напряжением 6-10 кВ. Наличиясобственной ТЭЦ и величины её генераторного напряжения, а также напряжениясистемы питания.
ТЭР не проводят в следующих случаях:
· если мощность ЭП 6 кВ составляет отсуммарной мощности предприятия менее 10-15 %, то Uрацраспределения принимается равным 10 кВ, а ЭП 6 кВ получает питание черезпонижающие трансформаторы 6/10 кВ;
· если мощность ЭП 6 кВ составляетот суммарной мощности предприятия более 40%, то Uрац распределенияпринимается равным 6 кВ;
/>(38)
Таким образом рациональное напряжение Uрац принимаем 6кВ.
Выбор силовых трансформаторов ППЭ. Выбор трансформаторов ППЭ производится по ГОСТ14209-85, т.е. по расчетному максимуму нагрузки Sз. По заводунамечаются два стандартных трансформатора. Намеченные трансформаторыпроверяются на эксплуатационную (систематическую) и послеаварийную нагрузку.
По суточному графику (зима) определим среднеквадратичную мощность:
/>
/>(39)
/>
Рис.5. График электрических нагрузок предприятия.Часы Зима Лето S,% S, МВА S,% S, МВА 65 17,28 62 16,48 1 65 17,28 62 16,48 2 60 15,95 51 13,56 3 65 17,28 62 16,48 4 65 17,28 62 16,48 5 62 16,48 56 14,89 6 55 14,62 48 12,76 7 70 18,61 62 16,48 8 90 23,93 80 21,27 9 100 26,59 92 24,46 10 100 26,59 92 24,46 11 96 25,52 90 23,93 12 88 23,39 84 22,33 13 95 25,26 90 23,93 14 93 24,72 88 23,39 15 90 23,93 85 22,60 16 88 23,39 82 21,08 17 90 23,93 83 22,06 18 92 24,46 84 22,33 19 90 23,93 82 21,08 20 93 24,72 87 23,13 21 93 24,72 90 23,93 22 90 23,93 85 22,60 23 80 21,27 76 20,20
Мощность одного трансформатора для n=2 – трансформаторной подстанции:
/>(40)
Намечаем трансформатор марки ТДН-16000/110. Как правило выбранныетрансформаторы проверяются на систематическую и аварийную нагрузку. Очевидно,что намеченный трансформатор не пройдет проверку на аварийную перегрузку, т.к. /> - трансформатор всегдабудет работать в режиме перегрузки.
Поэтому намечаем трансформатор марки ТДТН-25000/110.
Проверка выбранного трансформатора на перегрузочную способность:
· Коэффициент предварительнойзагрузки:
/>(41)
· Коэффициентмаксимума:
/>(42)
· Коэффициентаварийной перегрузки:
/>
/>(43)
· Число часовперегрузки:
/>(44)
Для h=5ч,системы охлаждения “Д“ и региона г.Омска /> К2доп=1,32[ ] табл.1.36.
Так как />, товыбранный трансформатор марки ТДН-25000/110 удовлетворяет условиям выбора.10. Размещение компенсационных устройств в сетипредприятия
Для рационального выбора мощности трансформаторов комплектныхтрансформаторных подстанций необходимо учесть скомпенсированную реактивнуюмощность т.е. с учетом размещения БСК по узлам нагрузки электрической сети.
Выбор мощности компенсирующих устройств (Qкм) по заводу в целом был произведен в разделе 7 исходяиз баланса реактивных нагрузок на шинах 6 – 10 кВ ППЭ т.е.
/> кВар(45)
Распределение реактивной мощности по узлам нагрузкибудем производить одним из упрощенных аналитических методов, методомпропорционально реактивными нагрузками узлов. В этом случае величина мощностиБСК (QКi) в каждом i-музле нагрузки будет равна:
/>(46)
Qнагр i – реактивная нагрузка в i – м узле
Qнагр S — сумма реактивных нагрузок всех узлов, кВар.
Qнагр S = 23647,8 кВар.
Для более удобного представления все данные этогорасчета сведены в табл.9. Сумма мощностей стандартных БСК должна быть меньшечем величина QКУ, позаводу в целом QКУ=5870,83 кВар³ QБСК =кВар. Это объясняется тем, что в расчетах не учитываются кабельные линии,которые являются также источниками реактивной мощности.
Табл.9.№ Наименование цеха
/>
/> БСК
/> Тип БСК Литейный цех 3490,8 866,6 150 900 УК-0,38-150У3 РМЦ 350 86,89 - - - Кузнечный цех 1217,8 302,33 300 300 УК-0,38-300У3 Главный корпус 485,4 120,5 - - - Корпусно-котельный цех 2175,7 540,14 300 600 УК-0,38-300У3 Компрессорная 420,8 104,4 - - - Такелажно-парусный цех 4811,6 1194,53 300 1200 УК-0,38-300У3 Сухой док 814,2 202,13 150 150 УК-0,38-150У3 Заводоуправление 149,6 37,14 - - - Механический док 604,8 150,15 150 150 УК-0,38-150У3 Кислородная станция 356,8 88,58 - - - Плавающий док 1040 258,2 75 300 УК-0,38-75У3 Лесосушилка 252,7 67,73 - - 11.Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
Число КТП и мощность их трансформаторов определяется общей мощностью (SСМ) цеха (цехов), удельной плотностью нагрузки итребованиями надежности электроснабжения.
В качестве примера рассмотрим литейный цех:
Мощность цеха с учетом компенсации реактивной мощности:
/> (47)
где /> — мощностькомпенсационных устройств в данном узле.
Удельная мощность по площади цеха:
/> (48)
где F – площадь цеха, м.
Т.к. удельная плотность электрической нагрузки более />, то на цеховой подстанцииможно устанавливать трансформаторы 2500 кВА.№ Наименование цеха
/>
кВт
/>
кВар
QБСК
кВар
/>
кВА
Sуд
кВА Категория ЭП Число и мощность КТП
КЗ
НР
КЗ
ПАР 1. Литейный цех 4576,5 3490,8 900 5259 4,3 2
4/>2500 0,5 1,06 2. РМЦ 580,5 350 - 677,8 0,69 2
2/>630 0,5 1,07 3. Кузнечный цех 1547,8 1217,8 300 1800 1 3
1/>2500 0,7 - 4. Главный корпус 200,1 485,4 - 525 0,17 3
1/>630 0.8 - 5. Корпусно-котельный 2829 2175,7 600 3238 0,49 2
2/>2500 0,6 1,3 6. Компрессорная 485,25 420,8 - 642,3 0,35 2
2/>630 0,5 1,02 7. Такелажно-парусный цех 6340,5 4811,6 1200 7297 2,43 3
4/>2500 0,7 1,4 8. Сухой док 1546,7 814,2 150 1683 0,29 3
4/>630 0,6 1,3 9. Заводоуправление 66,35 149,6 - 163,6 - 3 - - - 10. Механический док 339,72 604,8 150 731,2 0,07 3
1/>1000 0,7 - 11. Кислородная станция 300 356,8 - 466,1 0,17 2
2/>400 0,6 1,16 12.
Плавающий
док 578,04 1040 300 939 0,48 3
1/>1000 0,9 - 13. Лесосушилка 397,86 252,7 - 471,3 0,13 2
2/>400 0,5 1,17
Так как заводоуправление потребляет мощность меньше 250 кВАцелесоосбразно присоединить его к механическому доку.12.Определение потерь мощности в трансформаторах
Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах определяется поформулам:
/>(48)
/>(49)
где DPXX, DPКЗ –потери холостого хода и короткого замыкания [ ].
/>(50)
/>(51)
Рассмотрим расчет потерь на примере литейного цеха:
Sнт = 2500 кВА; IXX% = 1% ;Uкз= 6.5%; DPxx =3.85 кВт; DPкз = 23,5 кВт.
/>
/>
Для нормального режима работы:
/>
/>
Для послеаварийного режима:
/>
/>
Расчет потерь мощности для остальных трансформаторов ведется аналогично(табл.11).