Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчет электрических нагрузок предприятия





Расчет электроснабжения Цеха №30 ОАО «Ижсталь»

 

 

Расчет электрических нагрузок по предприятию, при отсутствии данных по фактическому расходу электрической энергии, производится методом коэффициента спроса.

При известных значениях коэффициента спроса для подразделений предприятия определяются расчетная активная и реактивная мощности каждого из потребителей

 

,где Кс — средний коэффициент спроса для приемников, учитывающий неодновременность включения, неравномерность загрузки, к.п.д. потребителей, значения коэффициента спроса зависят от технологии производства и приводятся в отраслевых инструкциях и справочниках [1, стр.105, табл 5.3]

Руст — суммарная установленная мощность всех приемников цеха, кВт.

 

,где tgj — коэффициент реактивной мощности для электроприемников данного цеха, определяется через cosj взятый из [1, стр.105, табл 5.3].

Полная расчетная мощность каждого из потребителей

Расчетный ток потребителя

Суммарная расчетная активная мощность всех потребителей (предприятия)

Суммарная расчетная реактивная мощность всех потребителей цеха



Суммарная расчетная полная мощность всех потребителей цеха

Суммарный расчетный ток всех потребителей

Расчет электрических нагрузок по предприятию сводится в таблицу 2.

 

Таблица 2 - Расчет электрических нагрузок по цеху

Наименование узла нагрузки Pуст, кВт cosϕ/tgϕ Кс Pмах, кВт Qмах, кВАр Sмах, кВА Iмах, А
1 СЕКЦИЯ
Трансформатор 80Т05 6/0,72 кВ, питание ЩР 20ВВ05 0,85/0,62 0,75
Трансформатор 80Т02 6/0,6 кВ, питание ЩР 20ВВ02 0,85/0,62 0,75 393,7
Итого    
2 СЕКЦИЯ
Трансформатор 80Т06 6/0,6 кВ, питание ЩР 40ВВ06 0,85/0,62 0,75 281,2
Трансформатор 80Т04 6/0,6 кВ, питание ЩР 20ВВ04 0,85/0,62 0,75 281,2
Трансформатор 80Т03 6/0,72 кВ, питание ЩР 20ВВ03 0,85/0,62 0,75 393,7
Итого      
3 СЕКЦИЯ
Трансформатор ТСН2 цепь пост. тока 0,85/0,62 0,75 236,25 195,3 29,5
Трансформатор 1КТП 1Т, ПШП(осн. питание) 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 2КТП 2Т, питание эл. щитовой 44МСС01 0,75/0,88 0,5 97,5
Трансформатор 5КТП 2Т 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 3КТП2Т 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 80Т01 6/0,72 кВ, питание ЩР 20ВВ01 0,85/0,62 0,75 187,5
Трансформатор 4КТП 1Т 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 6КТП 1Т 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 7КТП 2Т 0,6/1,33 0,3 52,5
Итого       3856,25 9497,3
4 СЕКЦИЯ
Трансформатор ТСН1 цепь пост. тока 0,85/0,62 0,75 236,25 195,3 29,5
Трансформатор 2КТП 1Т, питание эл. щитовой 40МСС01 0,75/0,88 0,5 97,5
Трансформатор 1КТП 2Т, питание эл. щитовой 72МСС01 0,95/0,33 0,71 75,4
Трансформатор 3КТП 1Т 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 5КТП 1Т, ПШП(рез.питание) 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 4КТП 2Т 0,6/1,33 0,3 131,4
Трансформатор 80Т07 6/0,4 кВ, питание главн. ЩР пост тока 80LC01 0,85/0,62 0,75 393,7
Трансформатор 7КТП 1Т 0,6/1,33 0,3 52,5
Итого       5616,25 8531,3
ИТОГО ПО ЦЕХУ 22672,5 28940,6 3541,8

 



 

2.4 Определение ЦЭН предприятия

Отметив на генеральном плане завода (рис.2) оси координат зададим координаты расчетных электрических нагрузок корпусов предприятия. За координаты расчетных электрических нагрузок принимаются координаты совпадающие с геометрическим центров зданий.



Определяем координаты центра электрических нагрузок завода

 

 

Для определения мест расположения трансформаторных подстанций объединяем корпуса с малыми нагрузками в группы. Центры электрических нагрузок групп корпусов определяем аналогично определению координат ЦЭН завода.

В таблице 6 приведены масштабированные координаты производственных корпусов завода и ЦЭН (масштаб 1:5000).


 

Таблица 6 - Построение картограммы электрических нагрузок

Номер на плане Наименование цехов и нагрузок Pрасч, кВт x y  
 
Заводоуправление  
Цех сборки  
  ТП1 256,4  
Цех метрологии  
  ТП2  
Гальваника  
Намоточный цех  
  ТП3 207,7 367,1  
Кузнечный цех  
  ТП4  
Заготовительно - сварочный цех  
  ТП5  
  ЦЭН-1 270,5 247,7  
Штамповочный  
Ремонтно-механический цех 1144,5  
Очистные сооружения  
  ТП6 3224,5 235,8 110,3  
Электроцех  
  ТП7  
Энерго-механическая служба  
  ТП8  
Литейный цех  
  ТП9  
Компрессорная  
  ТП10  
Склад ОМТС  
Гараж  
Овощехранилище  
Проект. Цех 248,5  
  ТП11 476,5 90,7 275,8  
  ЦЭН-2 146,9 156,9  

 

Рисунок 2 – Центры электрических нагрузок завода


3. Выбор питающих напряжений

Выбор питающих напряжений производится для питающих фидеров предприятия подключаемых к вышестоящей подстанции. От выбора питающего напряжения зависит напряжение высоковольтной распределительной сети предприятия и номинальное первичное напряжение трансформаторов цеховых комплектных трансформаторных подстанций.

При выборе напряжения стороны ВН и стороны НН (напряжение внутризаводской распределительной сети) подстанции глубокого ввода завода руководствуемся расчетной нагрузкой предприятия и отсутствием высоковольтных потребителей. Принимаем уровень напряжения:

подстанции глубокого ввода 330/10кВ-2шт(по заданию)

питающих фидеров 330кВ.

заводской распределительной сети 10кВ

Фидера - 220кВ ПГВ220/6кВ, предусматриваем выполненными четырьмя одноцепными воздушными линиями. Количество питающих фидеров – 4.

С учетом расположения центра электрических нагрузок предусматриваем размещение подстанции ПГВ 330/10кВ и ЗРУ10кВ открыто за территорией предприятия максимально близко к ЦЭН, обозначенному на генеральном плане завода (рис.2).

Повышенное напряжение питающих линий (в сравнении с 0,4кВ) позволит уменьшить потери в питающих фидерах и распределительной сети завода и снизить токовые нагрузки на кабельные сети. Уменьшение токовых нагрузок позволит уменьшить сечение жил проводников питающих линий и распределительной сети.

Схему внутренних распределительных сетей 10кВ завода принимаем радиальную. Для повышения надежности системы электроснабжения питание каждого трансформатора цеховой КТП выполняем от шин разных секций ЗРУ10кВ ПГВ330/10кВ. Расположение цеховых КТП показано на рис.3.

 

Трансформаторные подстанции производственных корпусов объединенных в группы размещаем с учетом полученных ЦЭН следующим образом:

ТП-1 – встроенная в здание корпуса 2

ТП-2 – встроенная в здание корпуса 3

ТП-3 – встроенная в здание корпуса 4

ТП-4 – встроенная в здание корпуса 5

ТП-5 – встроенная в здание корпуса 6

ПГВ 330/10-1

ТП-6 – встроенная в задние корпуса 8

ТП-7 – встроенная в здание корпуса 9

ТП-8 – встроенная в здание корпуса 10

ТП-9 – встроенная в здание корпуса 11

ТП-10 – встроенная в здание корпуса 13

ТП-11 – отдельностоящее здание

ПГВ 330/10-2


4 Расчет мощности и выбор компенсирующих устройств

В виду отсутствия мощных потребителей на стороне 10кВ подключение компенсирующих устройств более целесообразно как к шинам РУНН цеховых КТП

Принимаем значение эффективного коэффициента мощности по заводу

Определяем необходимую мощность компенсирующих устройств для потребителей ПГВ 330/10-1:

Определяем необходимую мощность компенсирующих устройств для потребителей ПГВ 330/10-2:


 

Таблица 7 - Выбор компенсирующих устройств.

Место установки Тип КУ Кол-во Qку Pрасч Qрасч tgφрасч Qрасч’ tgφэф  
 
ТП-1 УК-0,38-450-50 2591,9 0,87 791,9 0,27  
ТП-2 УК-0,38-400-50 0,83 0,3  
ТП-3 УК-0,38-300-50 804,4 1,21 204,4 0,31  
ТП-4 УК-0,38-400-50 3937,5 0,75 1537,5 0,29  
ТП-5 УК-0,38-500-15 7595,2 0,94 2595,2 0,32  
ПГВ 330/10-1     0,87 0,3  
ТП-6 УК-0,38-350-50 3224,5 3739,8 1,16 939,8 0,29  
ТП-7 УК-0,38-600-25 1,14 0,28  
ТП-8 УК-0,38-500-50 0,8 0,27  
ТП-9 УК-0,38-400-50 0,88 0,31  
ТП-10 УК-0,38-400-50 1,33 0,33  
ТП-11 УК-0,38-100-50 476,5 392,4 0,82 192,4 0,4  
ПГВ 330/10-2     13320,2 1,01 3920,2 0,3  
Итого по заводу     30739,2 0,93 9939,2 0,3  

 

Места размещения ТП и компенсирующих устройств устанавливаемых в ТП показаны на генеральном плане завода рис 3.


 

Рисунок 3 - Расположение цеховых трансформаторных подстанций, распределительных устройств 10кВ завода


 

5 Расчет мощности и выбор числа силовых трансформаторов

5.1 Выбор цеховых трансформаторов 10(6)/0,4кВ

В соответствии с принятым расположением трансформаторных подстанций и расчетной мощностью потребителей производим расчет выбор силовых трансформаторов цеховых КТП.

Для увеличения надежности системы электроснабжения принимаем к установке КТП с двумя силовыми трансформаторами. Принимаем размещение трансформаторных подстанций на первых этажах корпусов в отдельных помещениях.

Мощность силового трансформатора КТП определяется

где КЗ – коэффициент загрузки силового трансформатора, принимаемый для потребителей I категории надежности электроснабжения КЗ =0,7-0,8, для потребителей II категории КЗ =0,8 - 0,9.

Фактический коэффициент загрузки трансформаторов цеховой подстанции


 

Таблица 8 – Выбор мощности и числа трансформаторов цеховых ТП

Номер на плане Наименование потребителя № ТП Тип трансформатора n Sном,кВА SрасчТП,кВА Кз  
 
 
 
Заводоуправление              
Цех сборки              
    ТП1 ТМ-2500/10/0,4 3070,9 0,61  
Цех метрологии              
    ТП2 ТМ-2500/10/0,4 3129,2 0,63  
Гальваника              
Намоточный цех              
    ТП3 ТМ-630/10/0,4 694,7 0,55  
Кузнечный цех              
    ТП4 ТМ-1600/10/0,4 5470,5 0,85  
Заготовительно - сварочный цех              
    ТП5 ТМ-2500/10/0,4 8486,5 0,85  
  ПГВ330/10-1         20848,7    
Штамповочный              
Ремонтно-механический цех              
Очистные сооружения              
    ТП6 ТМ-2500/10/0,4 3358,7 0,67  
Электроцех              
    ТП7 ТМ-1000/10/0,4 1454,9 0,73  
Энерго-механическая служба              
    ТП8 ТМ-2500/10/0,4 0,78  
Литейный цех              
    ТП9 ТМ-2500/10/0,4 2930,3 0,59  
Компрессорная              
    ТП10 ТМ-1000/10/0,4 1684,9 0,84  
Склад ОМТС              
Гараж              
Овощехранилище              
Проект. Цех              
    ТП11 ТМ-400/10/0,4 513,9 0,64  
  ПГВ330/10-1         13818,7    
  Итого по предприятию         34667,3    

 

5.2 Выбор трансформаторов подстанции 330/10кВ.

Согласно заданию ПГВ завода питается от ИП. Определим необходимую мощность трансформаторов подстанции ПГВ для питания.

Определяем мощность трансформаторов ПГВ

Принимаем к установке на подстанции ПГВ силовые трансформаторы ТРДН-32000-330/6,3.

Определяем фактический коэффициент загрузки (с учетом работы на полную нагрузку завода)

Характеристики трансформаторов ТРДН-32000-230/6,3 принимаемых к установке приведены в таблице 9

Таблица 9. Характеристики трансформаторов ТРДН-32000-230/6,3

Тип трансформатора Мощность, кВА Uвн, кВ Uнн, кВ Pхх, кВт Pкз, кВт Uкз, % Iхх, %
ТРДЦН-25000-330/10,5 10,5 10,2 0,2

 


 

6 Выбор конструкции РУ10кВ и цеховой КТП.

Распределительные устройства ЗРУ10кВ ПГВ завода расположены в отдельных помещениях.

Для установки в РУ10кВ предприятия принимаем комплектные распределительные устройства серии КСО производства предприятия «Эра-Спб». Ячейки используются в качестве распределительных устройств напряжением 6-10кВ трансформаторных подстанций, а также в качестве распределительных пунктов.

Технические и эксплуатационные характеристики ячеек «приведены в таблице 10

Таблица 10 - Характеристики ячеек

Параметр Единицы изм. Значение
Номинальное рабочее напряжение кВ 10,0
Наибольшее рабочее напряжение кВ 12,0
Номинальный ток сборных шин А 630 - 4000
Номинальный ток главной цепи отх.лин. А 630 - 3150
Ток термической стойкости кА 20 - 50,0
Время протекания тока терм. стойкости с 1,0
Предельный сквозной ток (амлитуда) кА
Номинальное напряжение вспомогательных цепей   В   до 220
Нижнее значение температуры окр.ср. ºС -25
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 - У3
Габаритные размеры шкафов КРУ ширина глубина высота   мм мм мм   600, 750 2150, 2320
Масса кг от 540
Изоляция по ГОСТ 1516.3 - уровень б
Вид изоляции - воздушная
Вид высоковольтного присоединения - воздуш, кабель
Наличие выкатных тележек для ВВ - да

 

Распределительное устройство формируется из отдельных шкафов, в каждом из которых размещается аппаратура одного присоединения к сборным шинам.

С целью обеспечения безопасности при возникновении электрической дуги шкафы с выдвижными элементами разделены металлическими перегородками на четыре отсека: отсек сборных шин, отсек выдвижного элемента, отсек трансформаторов тока и присоединений, отсек вспомогательных цепей.

Для цеховой трансформаторной подстанции ТП-11 принимаем к установке комплектную трансформаторную подстанцию КТП-400-10/0,4-03-УЗ производства завода «УЗТТ» с трансформаторами ТМГ-400-10/0,4 производства ООО «УЗТТ».

Поскольку длина кабельной линии от ЗРУ10кВ то ТП-2 менее 1км установка вводного коммутационного аппарата не требуется.

Характеристики комплектной трансформаторной подстанции приведены в таблице 11

Таблица 11 Характеристики КТП -400-10/0,4 03-УЗ

Параметр Единицы изм. Значение
Мощность силового трансформатора кВА 400;630; 1000; 1600
Номинальное напряжение на стороне ВН кВ 6; 10
Наибольшее напряжение на стороне ВН кВ 7,2 ; 12
Номинальное напряжение на стороне НН кВ 0,4;
Ток термической стойкости на стороне ВН в течение 1с кА
Ток электродинамической стойкости на стороне ВН кА
Ток термической стойкости на стороне НН в течение 1с кА
Ток электродинамической стойкости на стороне НН кА
Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 - У3, Т3
Габаритные размеры шкафов РУНН ширина глубина высота   мм мм мм   500-1200
Масса кг 280-380
Виды высоковольтных присоединений - Кабелем вниз, вверх
Виды выводов РУНН - Шинами вверх, Шинами вниз, Кабелями вверх Кабелями вниз

 


 

7 Предварительный выбор проводников.

7.1 Выбор проводников питающих линий и распределительной сети 10кВ.

Рис.4 Трассы кабелей фидеров и распределительной сети 10кВ и 0,4кВ.

 

Расчетная нагрузка питающих фидеров завода с учетом компенсации реактивной мощности и аварийного режима работы линии (резервирования)

принимаем для питающих фидеров провода марки АС-240/39 с длительно допустимой токовой нагрузкой .

Аналогично произведен выбор всех кабельных линий распределительной сети 6кВ завода. Принятые марки и сечения проводников приведены в таблице 12.


Таблица 12 Выбор проводников фидеров и распредсети 10кВ.

Откуда Куда Длина,м Марка кабеля Сечение жил, мм2 Iдоп,А Iрасч,А
ИП ПГВ330/10-1 АС 3*240 60,7
ИП ПГВ330/10-2 АС 3*240 60,7
ПГВ330/10-1 ТП-1 ПвВ 3*50 169,1
ПГВ330/10-1 ТП-2 ПвВ 3*50 172,3
ПГВ330/10-1 ТП-3 ПвВ 3*35 38,2
ПГВ330/10-1 ТП-4 ПвВ 3*150 301,2
ПГВ330/10-1 ТП-5 ПвВ 2(3*95) 467,2
ПГВ330/10-2 ТП-6 ПвВ 3*70 184,9
ПГВ330/10-2 ТП-7 ПвВ 3*35 80,1
ПГВ330/10-2 ТП-8 ПвВ 3*95 213,7
ПГВ330/10-2 ТП-9 ПвВ 3*50 161,3
ПГВ330/10-2 ТП-10 ПвВ 3*35 92,8
ПГВ330/10-2 ТП-11 ПвВ 3*35 28,3

 

После расчета токов короткого замыкания выбранные проводники будут проверены по условиям термической стойкости к току КЗ, допустимому падению напряжения в линии, экономической плотности тока.


 

7.2 Выбор проводников цеховой распределительной сети.

Цеховую распределеительную сеть 0,4 кВ предусматриваем радиальной. Общее количество распределительных пунктов в цехе - 5. На рис.5 приведена схема прокладки кабелей цеховой распределительной сети. Прокладка кабелей осуществляется в трубах в полу.

 

 

 

Рисунок 5 - Схема прокладки кабелей цеховой распредсети 0,4кВ.


 

Прокладка кабелей от ВРУ0,4кВ до цеховых распределительных пунктов (РП) осущесвляется в трубах, в полу. Прокладка кабелей от цеховых распределительных пунктов до стационарно установленных потребителей осуществляется в трубах в полу. Выбор проводников цеховой распределительной сети 0,4кВ сведен в таблицу 13

Таблица 13 - Выбор проводников цеховой распредсети 0,4кВ.

Откуда Куда Марка кабеля Сечение, мм2 Длина,м Iмакс,А Iдоп,А  
 
ТП-11 ВРУ ВВГнг 4х240 478,6  
ВРУ РП1 ВВГ 4х50 100,6  
РП-1 Шахтная электропечь ВВГ 4х2,5 12,5  
Шахтная электропечь ВВГ 4х2,5 12,5  
Шахтная электропечь ВВГ 4х2,5 12,5  
Шахтная электропечь ВВГ 4х2,5 12,5  
Камерная электропечь ВВГ 4х4 25,3  
Камерная электропечь ВВГ 4х4 25,3  
ВРУ РП2 ВВГ 4х50 101,6  
РП-2 Закалочный бак ВВГ 4х2,5 0,9  
Шахтная электропечь ВВГ 4х10  
Шахтная электропечь ВВГ 4х10  
Ванна обезжиривания ВВГ 4х2,5 0,9  
Электропечь-ванна ВВГ 4х2,5 6,3  
Закалочный бак ВВГ 4х2,5 0,9  
Электропечь-ванна ВВГ 4х25 6,3  
Электропечь-ванна ВВГ 4х2,5 6,3  
ВРУ РП3 ВВГ 4х35 93,9  
РП-3 Закалочный бак ВВГ 4х2,5 0,9  
Установка высокой частоты, кВА ВВГ 4х10  
Установка высокой частоты, кВА ВВГ 4х10  
Вентиляторы ВВГ 4х2,5 6,5  
Вентиляторы ВВГ 4х2,5 6,5  
ВРУ РП4 ВВГ 4х35 88,6  
РП-4 Универсальный круглошлифовальный станок ВВГ 4х2,5  
Универсальный круглошлифовальный станок ВВГ 4х2,5  
Универсальный круглошлифовальный станок ВВГ 4х2,5  
Токарный станок ВВГ 4х2,5 10,1  
Токарный станок ВВГ 4х2,5 10,1  
Токарно-винторезый станок ВВГ 4х25 14,7  
Токарно-винторезый станок ВВГ 4х2,5 14,7  
ВРУ РП5 ВВГ 4х16 55,7  
РП-5 Токарно-винторезый станок ВВГ 4х2,5 14,7  
Вертикально-фрезерный станок ВВГ 4х2,5 12,6  
Вертикально-фрезерный станок ВВГ 4х2,5 12,6  
Вертикально-сверлильный станок ВВГ 4х2,5 7,9  
Вертикально-сверлильный станок ВВГ 4х2,5 7,9  

 


 

8 Расчет токов короткого замыкания.

8 Расчет токов короткого замыкания.

 

 

Рис.7 Схема замещения системы электроснабжения

Исходя из начальных данных расчета токов короткого замыкания, выбираем точки, в которых будет произведен расчет. Для выбора коммутационной аппаратуры СЭС и проверки токоведущих частей, необходимо определить ток КЗ максимального режима (наибольший из всех возможных).

Для выбора и проверки элементов системы электроснабжения завода будет достаточно определить ток короткого замыкания в точке К2 (на шинах ПГВ), в точках К3 и К4 с целью проверки аппаратов проектируемой цеховой ТП-11

 

 

Расчет сопротивления элементов (в именованных единицах).

 

Активное сопротивление ВЛ1 330 кВ (от ИП до ПГВ):

 

 

где g - удельная проводимость у металла, g =32 Ом/км.

S – сечение провода, мм2;

L – длина линии, км;

 

Индуктивное сопротивление КЛ1 330 кВ (от ИП до ПГВ):

 

 

где x0 =0,4 Ом/км – удельное индуктивное сопротивление одножильных проводов АС 240.

 

Активное сопротивление КЛ2 10 кВ (от ПГВ к ТП-11):

 

 

где g - удельная проводимость у металла, g =57 Ом/км.

S – сечение провода, мм2;

L – длина линии, км;

 

Индуктивное сопротивление КЛ2 10кВ (от ПГВ к ТП-11):

 

 

,где x0 =0,095 Ом/км – удельное индуктивное сопротивление жилы трехжильного кабеля ПвВ 3х35 проложенных в одной плоскости.

 

Сопротивление трансформатора ТРДЦН-25000/330/10:

 

 

 

Сопротивление трансформатора ТМ-400/10/0,4 (в миллиомах):

 

 

 

Расчет токов короткого замыкания.

 

Расчет тока короткого замыкания в точке К2.

 

Сопротивление системы в точке К1

Сопротивление системы приведенное к 10 кВ:

 

Суммарное сопротивление в точке К2:

 

Значение тока КЗ системы.

 

Ток подпитки от СД (с учетом подпитки от 4 двигателей):

 

 

Значение тока КЗ в точке К3:

 

Ударный ток короткого замыкания в точке К3.

 

где ударный коэффициент

 

постоянная времени затухания

 

Мощность короткого замыкания.

 

Ток короткого замыкания в точке К3 (расчет ведется в миллиомах)

 

Сопротивление системы в точке К4 приведенное к 0,4 кВ:

 

Активное сопротивление шин РУНН.

где - удельное активное сопротивление алюминиевых шин РУНН.

 

Суммарное индуктивное сопротивление элементов системы:

 

Индуктивное сопротивление шин РУНН.

где - удельное индуктивное сопротивление алюминиевых шин РУНН.

 

Суммарное индуктивное сопротивление элементов системы:

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.