Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
|
Федеральное агентство по образованию (Рособразование) Архангельский государственный технический университет Кафедра электротехники и энергетических систем КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» На тему «Проектирование системы электроснабжения cтанкостроительного завода» 1615.10.КП.017.00ПЗ
Корельский Вадим Сергеевич Факультет ОСП-ПЭ курс 4 группа 1 d Руководитель проекта доцент Баланцев Г. А. т Проект допущен к защите 1 Архангельск 2010 Федеральное агентство по образованию (Рособразование) Архангельский государственный технический университет Кафедра электротехники и энергетических систем ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по «Электроснабжению промышленных предприятий» студенту ОСП-ПЭ 1 факультета 4 курса 1 группы Корельскому Вадиму Сергеевичу ТЕМА: «Проектирование электроснабжения станкостроительного завода» ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: Электроснабжение осуществляется от районной подстанции энергосистемы 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ×А, удаленной от завода на 10 км или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода. Электрические нагрузки станкостроительного завода Наименование подразделения предприятия Рисунок 1– Генплан станкостроительного завода Вариант 17. Электрические нагрузки Цеха Рисунок 2– Генплан рассчитываемого цеха Срок проектирования с «15» февраля 2010 г. по «15» декабря 2010 г. Руководитель проекта доцент Баланцев А. Р.
Курсовой проект состоит из 60 страниц. В пояснительной записке присутствует 8 рисунков, 12 таблиц. При написании курсового проекта использовалось 7 литературных источников. Курсовой проект так же включает в себя графическую часть. Цель работы – практическое применение и закрепление знаний, полученных по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий»; подготовка к выполнению дипломного проекта на завершающем этапе обучения в университете. В ходе курсового проектирования были рассмотрены особенности технологического процесса станкостроительного завода; определены электрические нагрузки по цехам и предприятию в целом; произведен выбор внешней и внутренней схем электроснабжения завода, а также основного и вспомогательного оборудования. Ключевые слова, встречающиеся в курсовом проекте: Главная понизительная подстанция предприятия (ГПП) – подстанция предприятия, предназначенная для понижения напряжения получаемого из системы до напряжения внутризаводской сети предприятия. Цеховая подстанция (ЦП) – подстанция, устанавливаемая в цехе или рядом и предназначенная для питания этого цеха, путем понижения напряжения внутризаводской сети до напряжения потребителей цеха. Распределительное устройство (РУ) - электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии, содержит электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства. Внутризаводская сеть – система электроснабжения предприятия, передающая электроэнергию от ГПП к ЦП или РУ цехов питающимся на напряжении внутризаводской сети Компенсация реактивной мощности – комплекс мероприятий направленных на уменьшение потребления реактивной мощности из системы. СОДЕРЖАНие
Введение 1. Краткая характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения 2. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм 2.1 Выбор кабельных линий 3. Выбор автоматических выключателей 4. Определение расчетных электрических нагрузок по методу коэффициента спроса 5. Выбор места расположения ГПП (ПГВ) 6. Выбор номинального напряжения и схемы внешнегоэлектроснабжения 7. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП 7.1 Варианты внутренней распредсети предприятия 7.2 Выбор мощности и числа цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности 7.3 Выбор кабельных линий 10-0,4 кВ распредсети предприятия 7.4 Выбор варианта внутреннего электроснабжения 8. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 8.1 Выбор компенсирующих устройств ГПП 8.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП 9. Расчет токов короткого замыкания 9.1 Расчёт параметров схемы замещения 9.2 Расчет токов КЗ в сети10 кВ 9.3 Расчет токов КЗ в сети 0,4кВ 10. Проверка электрических аппаратов и проводниковэлектрической сети по условиям КЗ Список использованных источников Введение
Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению. Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т. д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий. Основные задачи, решаемые при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкции промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузок и подавление высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровню надежности и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т. д. Исходными данными на проектирование электроснабжения завода являются: 1. Генеральный план предприятия, на котором обозначены места расположения цехов, пути внутризаводского транспорта. 2. Характеристика технологического процесса производства предприятия и отдельных цехов. 3. Электрические нагрузки по цехам предприятия в виде общей установленной мощности. Для цеха, электроснабжение которого надо разработать подробно – паспортные данные отдельных приемников электроэнергии (номинальная мощность, коэффициент мощности). 4. Сведения об источниках электроснабжения промышленного предприятия: - возможные источники питания и их мощность; - расстояние от источников питания до промышленного предприятия; - напряжения на сборных шинах источников питания. Задачи курсового проектирования: систематизация: расширение и закрепление теоретических знаний по специальным дисциплинам; приобретение и развитие навыков решения инженерных задач с использованием современных методов расчета, выполнения чертежей предлагаемых конструкций; овладение методикой выбора электрооборудования и схем электроснабжения с использованием директивных, инструктивных и справочных материалов, современных научных и инженерных разработок в области электроснабжения; умение оформлять техническую документацию в соответствии с требованиями ГОСТов. 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
В качестве объекта проектирования выбран станкостроительный завод. В технологической цепочке по выпуску продукции участвуют следующие цеха и участки: токарно-механический, сборочный, инструментальный , литейный, кузнечный, ремонтный , насосная станция, компрессорная, деревообделочный цех, гараж, склад готовой продукции ,механический цех (рассчитываемый). Все приемники электрической энергии в данных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением 380 В, за исключением компрессорной и насосной станций, где кроме приемников 380В имеются приемники с рабочим напряжением выше 1кВ. По бесперебойности энергоснабжения к потребителям 2-ой категории относятся: токарно-механический, сборочный, инструментальный, литейный, деревообделочный , ремонтный, механический, рассчитываемый, кузнечный цеха, компрессорная и насосная станции. Остальные потребители предприятия относятся к 3-ей категории: электрифицированный гараж, склад готовой продукции. Питание завода, возможно, осуществить от подстанции 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ*А, расположенной в 10 км от завода, или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода. 2. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм
При определении расчетных нагрузок цеха, используем метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным при определение расчетных нагрузок систем электроснабжения. При выполнение расчётов распределяем электроприёмники на характерные группы и намечаем узлы питания. Расчёт проводим для всех узлов нагрузки и всего цеха в целом. Расчетная максимальная активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле , кВт Рмакс
= Кмакс
· Ки
· Рном
= Кмакс
· Рсм
, (1) где Рном
– суммарная номинальная активная мощность электроприемников, кВт; Рсм
– средняя мощность за наиболее загруженную смену, кВт; Ки
– групповой коэффициент использования; Кмакс
– коэффициент максимума. Для двигателей повторно-кратковременного режима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ = 100%) и определяется по формуле , кВт рном
= рп
где рп
и ПВп
– соответственно паспортная мощность и паспортная продолжительность включения. Для сварочных трансформаторов номинальная мощность определяется по формуле , кВт рном
= Sп
cosφп
где Sп
– паспортная мощность сварочного трансформатора и паспортные значения cosφп
и ПВп
. Суммарная номинальная активная мощность группы электроприемников определяется по формуле Рном
= Средняя активная и реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приемника определяется по формуле рсм
= рном
· ки
; (5) qсм
= рсм
· tgφп
,(6) где ки
– коэффициент использования электроприемников принимаем по [3, с.31, прил.1]. Для группы электроприемников Рсм
= Qсм
= Групповой коэффициент использования определяется по формуле : Ки
= Рсм
/ Рном
.(9) Коэффициент максимума Кмакс
определяется в зависимости от группового коэффициента использования Ки
и эффективного числа электроприемников nэф
[3, с.9, табл.3]. Для нахождения nэф
определим показатель силовой сборки : m = pном.макс
/ рнои.мин
,(10) где pном.макс
– номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт; рнои.мин
– номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт. При Ки
> 0,2 и m > 3 эффективного числа электроприемников определяют по формуле : nэф
= 2·Рном
/ pном.макс
.(11) В тех случаях, когда nэф
> n, то следует принимать nэф
= n. Расчетная максимальная реактивная мощность определяется по формуле : Qмакс
= К’
макс
· Qсм
,(12) где К’
макс
– коэффициент максимума реактивной нагрузки, при nэф
≤ 10 К’
макс
= 1,1, а при nэф
> 10 К’
макс
= 1. Для освещения цеха принимаем лампы ДРЛ-400, соответственно для них выбираем светильники «РСП 05-400» и ПРА «1К 400ДРЛ 44-001УХЛ1» Таблица 1- Параметры ПРА Мощность Лампы, Вт Коэффициент мощности Рисунок 3- Светильник РСП 0,5-400 Нагрузки электрического освещения учитываются по формулам [3,с.11, ф.9] Рp
.
o
.
= po
.
· F · Kc
.
o
.
, (13) Qp
.
o
.
= Pp
.
o
· tgφo
(14) где F - площадь цеха, F = 4200 Полная расчетная нагрузка цеха с освещением определяется по формуле [3,с.11, ф.10] Потери в трансформаторе можно на этой стадии проектирования определить по формулам [3, с.13, ф.13, 14] ΔРТ
= 0,02 S’
p
, (16) ΔQТ
= 0,1 S’
p
.(17) Итого по цеху полная расчетная мощность Расчетный ток определяется по формулам: для одного приемника для группы приемников Результаты расчетов занесем в таблицу 2. Таблица 2- Расчетные нагрузки электроприёмников цеха № Узлы питания и группы электроприемников 2.1 Выбор кабельных линий
Сечение проводов и жил кабелей цеховой сети выбираем по нагреву длительным расчетным током. Принимаем марки кабелей АВВГ и ВВГ. Ток в линиях находим по формуле, А: где S
р
– нагрузка на кабель, МВ×А. Во всех случаях для проводника выбранной марки и сечения должно выполняться условие допустимого нагрева его расчетным током Коэффициент загрузки линии определяется по формуле: Определим нестандартное сечение провода, мм2
: где j
э
– экономическая плотность тока, А/мм2
, 1,4. Результаты расчетов сведем в таблицу 3. Таблица 3 – Выбор кабелей в цехе 3. Выбор автоматических выключателей
Определим пиковые нагрузки ответвлений к двигателям: где I
пуск.дв
– пусковой ток двигателя, А; I
ном.дв
– номинальный ток двигателя, А; i
п
– кратность пускового тока двигателя по отношению к номинальному, 6,5. При выборе автоматических выключателей необходимо выполнить следующие условия: 1) номинальное напряжение выключателя должно соответствовать номинальному напряжению сети: где U
ном.в
– номинальное напряжение выключателя, В; U
ном.с
– номинальное напряжение сети, В. 2) номинальный ток выключателя должен быть равен или превышать расчетный ток ответвления: где I
ном.в
– номинальный ток выключателя, А; I
р
– расчетный ток ответвления, А. 3) номинальный ток расцепителя должен быть равен или превышать расчетный ток ответвления: 4) ток срабатывания электромагнитного расцепителя должен превышать пусковой ток защищаемого двигателя: где I
ср. э
– ток срабатывания электромагнитного расцепителя. А; К
н.о
– коэффициент надежности отстройки электромагнитного расцепителя от пускового тока двигателя, 2,1. 5) ток срабатывания теплового расцепителя должен превышать номинальный ток двигателя: где I
ср.т
– ток срабатывания теплового расцепителя. А; I
ном.дв
– номинальный ток двигателя, А. Для выключателей питания распределительных щитов помимо условий, изложенных выше, учитываем дополнительные условие – несрабатывание токовой отсечки при полной нагрузке щита и пуске наиболее мощного электродвигателя: где I
ср. о
– ток срабатывания отсечки выключателя, А; К
н.о
– коэффициент надежности отстройки, 1,5. Результаты расчетов сведем в таблицу 4. Таблица 4 – Выбор автоматических выключателей в цехе 4. Определение расчетных электрических нагрузок по методу коэффициента спроса
По методу коэффициента спроса рассчитываются нагрузки всего предприятия. В соответствии с этим методом допускается определять мощности отдельных цехов по средним значениям коэффициента спроса, кВт: где Рном
– суммарная номинальная активная мощность силовых электроприемников цеха, кВт; Кс
– коэффициент спроса данной группы электроприемников. Расчетная реактивная мощность при известной величине Рр.н
, квар: где tgφ
– коэффициент реактивной мощности, соответствующий заданному cosφ
. Результаты расчета сведем в таблицу 5. Таблица 5 – Расчетные нагрузки цехов тракторостроительного завода Расчетная активная мощность приемников освещения цеха также определяется по методу коэффициента спроса, кВт: где Полная и реактивная расчётная осветительная нагрузка определяется из выражения, кВт, кВар: где В курсовом проекте выбирается тип источников света для цехов и территории предприятия. Выбор количества и схемы размещения ламп не требуется. Расчеты сведены в таблицу 6. Таблица 6 – Расчетная мощность приемников освещения На основании предыдущих расчетов составляем сводную таблицу расчетных нагрузок цехов предприятия (таблица 7). Таблица 7 – Расчетные мощности электроприёмников предприятия
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||