Расчет нагрузки осветительных установок.
Министерство образования и науки Российской Федерации
НИ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электроснабжения и электротехники
Допускаю к защите
Руководитель ____________________
________________________________
Электроснабжение текстильной фабрики
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
на курсовое проектирование по дисциплине
Электроснабжение промышленных предприятий
Выполнил студент группы ЭП-07-1 _______________ Букин Д.И.
Курсовой проект защищен
с оценкой _____________
Иркутск 2011 г.
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ ………….…....………….…………………………………….….. | 4 |
| 1 Расчет нагрузок и построение картограммы нагрузок ..……………… | 6 |
| 1.1 Характеристика потребителей электрической энергии …………. | 6 |
| 1.2 Расчет электрических нагрузок …..…………...………………….… | 7 |
| 1.3 Расчет нагрузки осветительных установок ....………………….… | 9 |
| 1.4 Определение центра электрических нагрузок и построение картограммы нагрузок ...…………...……………………………................ | 12 |
| 2 Проектирование системы внешнего электроснабжения .……….……. | 14 |
| 2.1 Выбор сечения воздушных линий ……………………………...…….. | 14 |
| 2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов главной понизительной подстанции ...…………...………………………….. | 1 9 |
| 2.3 Технико – экономическое сравнение вариантов …………………… | 1 9 |
| 3 Предварительный выбор цеховых трансформаторов ..………...…....... | 21 |
| 4 Выбор мощности компенсирующих устройств в цеховой сети ..…… | 23 |
| 5 Выбор цеховых трансформаторов ..……………….....………...……….. | 24 |
| 6 Выбор высоковольтных компенсирующих устройств …………………. | 2 7 |
| 7 Проектирование системы внутреннего электроснабжения .…............. | 29 |
| 7.1 Выбор сечения кабеля 10 кВ …...………....…………………...…….. | 29 |
| 7.2 Технико – экономическое сравнение вариантов распределительной сети ...………………………………………….. | 31 |
| 8 Выбор и расчет сечений кабелей 0,38 кВ .…………….………..….…….. | 36 |
| 9 Проверка по потерям напряжения ..………………….…………....…….. | 39 |
| 10 Расчет токов короткого замыкания .…………………..……………… | 42 |
| 10.1 Расчет сопротивлений схемы замещения .…………………...…… | 42 |
| 10.2 Расчет токов КЗ на стороне высокого напряжения ….……….... | 44 |
| 10.3 Расчет токов КЗ в установках 0,38 кВ .………………..…………. | 45 |
| 10.4 Проверка выбранных линий по термической стойкости ..……..... | 47 |
| 10.5 Расчет короткого однофазного замыкания в сетях 0,38 кВ .....… | 48 |
| 11 Выбор оборудования 110 кВ .………...……………………….....………. | 50 |
| 12 Выбор оборудования 10 кВ .………..…………….……………...………. | 51 |
| 13 Выбор оборудования 0,4 кВ ………………………….………….………. | 53 |
| 14 Защитное заземление ……………..…..…………………………………. | 56 |
| СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………..……………… | 58 |
ВВЕДЕНИЕ
|
|
|
|
|
|
Темой данного проекта является проектирование системы электроснабжения текстильной фабрики по переработке растительных, животных, искусственных и синтетических волокон в пряжу, нити, ткани . Основные задачи, решаемые при проектировании системы электроснабжения, заключаются: в правильном выборе рационального напряжения для системы внешнего электроснабжения и внутреннего электроснабжения предприятия, определение электрических нагрузок, высоких требований к бесперебойности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, правильное построение схемы электроснабжения, соответствующей высокому уровню надёжности.
В технологической цепочке по выпуску продукции участвуют следующие цеха и участки: Гараж, Насосная, Прядильный цех, Ткацкий цех, Красильный цех, Центральная лаборатория, Склад готовой продукции, Управление фабрики и столовая, Механический цех, Столярный цех, Электроремонтный цех, Склад угля, Склад оборудования и запасных частей, Ремонтно-механический цех. Все приемники электрической энергии в данных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением 380 В.
|
|
|
Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 1100 кВА каждый, с первичным напряжением 110 кВ и вторичным- 35,10(6) кВ.
Мощность системы 1100 МВА, реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы, равно 0,2.
Расстояние от подстанции энергосистемы до фабрики 8,9 км.
Стоимость электроэнергии составляет 
.
1 Электроснабжение.
1.1 Расчет нагрузок и построение картограммы нагрузок.
1.1.1 Характеристика потребителей электрической энергии.
Таблица 1. Исходные данные потребителей электрической энергии
| № | Потребители электрической энергии | U ном, кВ | Кс | cos j | P ном, кВт | tg j | Категория надежности | ||
| 1 | Гараж | 0,38 | 0,3 | 0,7 | 50 | 1,02 | 3 | ||
| 2 | Насосная | 0,38 | 0,7 | 0,8 | 400 | 0,75 | 1 | ||
| 3 | Прядильный цех | 0,38 | 0,7 | 0,75 | 1800 | 0,88 | 2 | ||
| 4 | Ткацкий цех | 0,38 | 0,7 | 0,8 | 2950 | 0,75 | 2 | ||
| 5 | Красильный цех | 0,38 | 0,55 | 0,8 | 870 | 0,75 | 1 | ||
| 6 | Центральная лаборатория
| 0,38 | 0,5 | 0,8 | 250 | 0,75 | 2 | ||
| 7 | Склад готовой продукции | 0,38 | 0,4 | 0,8 | 70 | 0,75 | 3 | ||
| 8 | Управление фабрики и столовая | 0,38 | 0,65 | 0,8 | 180 | 0,75 | 3 | ||
| 9 | Механический цех | 0,38 | 0,35 | 0,7 | 600 | 1,02 | 2 | ||
| 10 | Столярный цех | 0,38 | 0,35 | 0,7 | 300 | 1,02 | 3 | ||
| 11 | Электроремонтный цех | 0,38 | 0,6 | 0,9 | 360 | 0,48 | 2 | ||
| 12 | Склад угля | 0,38 | 0,25 | 0,6 | 200 | 1,33 | 3 | ||
| 13 | Склад Оборудования и запасных частей | 0,38 | 0,25 | 0,6 | 100 | 1,33 | 3 | ||
| 14 | Ремонтно-механический цех | 0,38 | 0,7 | 0,8 | 920 | 0,75 | 2 |
где 
- коэффициент спроса по [1];
где 
- коэффициент мощности по [1].
1.1.2 Расчет электрических нагрузок
Расчет ведем по методу коэффициента спроса [2, 10]:
Приведем расчет для Гараж (объект №1) :
где 
–расченая активная мощность;
– расчетная реактивная мощность;
– полная расчетная мощность;
– коэффициент спроса.
Для остальных электроприемников расчет аналогичен и приведен в таблице 2.
Таблица 2. Силовая нагрузка по корпусам
| № | Потребители электрической энергии | P ном, кВт | Кс | cos j | tg j | Р р, кВт | Q р, квар | S p, кВA |
| 1 | Гараж | 50 | 0,3 | 0,7 | 1,02 | 15 | 15,3 | 21,43 |
| 2 | Насосная | 400 | 0,7 | 0,8 | 0,75 | 280 | 210 | 350 |
| 3 | Прядильный цех | 1800 | 0,7 | 0,75 | 0,88 | 1260 | 1108,8 | 1678,4 |
| 4 | Ткацкий цех | 2950 | 0,7 | 0,8 | 0,75 | 2065 | 1548,8 | 2581,25 |
| 5 | Красильный цех | 870 | 0,55 | 0,8 | 0,75 | 478,5 | 358,9 | 598,12 |
| 6 | Центральная лаборатория | 250 | 0,5 | 0,8 | 0,75 | 125 | 93,8 | 156,25 |
| 7 | Склад готовой продукции | 70 | 0,25 | 0,6 | 1,33 | 17,5 | 23,3 | 29,12 |
| 8 | Управление фабрики и столовая | 180 | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 117 | 87,8 | 146,3 |
| 9 | Механический цех | 600 | 0,35 | 0,7 | 1,02 | 210 | 214,2 | 300 |
| 10 | Столярный цех | 300 | 0,35 | 0,7 | 1,02 | 105 | 107,1 | 150 |
| 11 | Электроремонтный цех | 360 | 0,6 | 0,9 | 0,48 | 216 | 103,7 | 239,6 |
| 12 | Склад угля | 200 | 0,25 | 0,6 | 1,33 | 50 | 66,5 | 83,2 |
| 13 | Склад Оборудования и запасных частей | 100 | 0,25 | 0,6 | 1,33 | 25 | 33,25 | 41,6 |
| 14 | Ремонтно-механический цех | 920 | 0,7 | 0,8 | 0,75 | 644 | 483 | 805 |
| Итого | 5608 | 4454,5 | 7180,3 |
Расчет нагрузки осветительных установок.
Определяется по методу удельной мощности.
где 
- коэффициент спроса освещения по [2];
- удельная мощность осветительной установки по [3];
-коэффициент, учитывающий потери в ПРА для ламп типа ДРИ [3];
соответствует коэффициенту мощности cos 
данной группы приемников.
Площадь территории:
Для освещения основных цехов и складских помещений принимаем светильники РСП05/Г03 с лампами ДРИ. В соответствии с [4] принимаем освещенность в 200 лк. В соответствии с [3] для указанного светильника и принятой освещенности определяем удельную плотность нагрузки осветительной установки. При площади здания более 500 м2 она составляет 8,6 Вт/м2. При площади здания от 250 до 500 м2 составляет 9,8 Вт/м2. При площади здания от 90 до 135 м2 составляет 10,8 Вт/м2.
Для освещения административно – бытовых помещений принимаем светильник 16 группы с люминисцентными лампами ЛД-40. В соответствии с [4] принимаем освещенность в 200 лк. При площади от 150 м2 удельная мощность для данной группы светильников составляет 10 Вт/м2.
В соответствии с [2] коэффициент спроса для зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов, равен 0,9; для зданий, состоящих из отдельных помещений, равен 0,8; для административных зданий 0,85; для складских помещений непроизводственного назначения равен 0,6.
Для освещения территории принимаем светильники с лампами ДНаТ. В соответствии с [5] удельная мощность составляет 0,16 Вт/м2.
Коэффициент мощности cos φ в соответствии с [5] для люминисцентных ламп и ламп ДРИ равен 0,95.
Приведу пример расчета для цеха №6:
–длина цеха по оси Х;
–длина цеха по оси Y ;
–площадь цеха;
Расчет для остальных цехов аналогичен и представлен в таблицах 3 и 4.
Таблица 3. Площади цехов и территории.
| № | Цех | А, м | В, м | F , м2 |
| 1 | Гараж | 30 | 60 | 1800 |
| 2 | Насосная | 45 | 45 | 2025 |
| 3 | Прядильный цех | 60 | 195 | 11700 |
| 4 | Ткацкий цех | 60 | 195 | 11700 |
| 5 | Красильный цех | 45 | 210 | 9450 |
| 6 | Центральная лаборатория | 60 | 37,5 | 3600 |
| 7 | Склад готовой продукции | 60 | 195 | 11700 |
| 8 | Управление фабрики и столовая | 75 | 82,5 | 6187,5 |
| 9 | Механический цех | 67,5 | 105 | 7087,5 |
| 10 | Столярный цех | 67,5 | 112,5 | 7593,75 |
| 11 | Электроремонтный цех | 67,5 | 105 | 7087,5 |
| 12 | Склад угля | 67,5 | 112,5 | 7593,75 |
| 13 | Склад Оборудования и запасных частей | 30 | 165 | 4950 |
| 14 | Ремонтно-механический цех | 67,5 | 165 | 13612,5 |
Таблица 4. Осветительная нагрузка по корпусам.
| № | Потребители электрической энергии | Р уд, кВт/м2 | F, м2 | К со | К пра | cos j | tg j | Р ро, кВт | Q ро, квар |
| 1 | Гараж | 0,0086 | 1800 | 0,6 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 10,2 | 3,36 |
| 2 | Насосная | 0,0086 | 2025 | 0,8 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 15,32 | 5,05 |
| 3 | Прядильный цех | 0,0086 | 11700 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 99,61 | 32,87 |
| 4 | Ткацкий цех | 0,0086 | 11700 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 99,61 | 32,87 |
| 5 | Красильный цех | 0,0086 | 9450 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 80,45 | 26,55 |
| 6 | Центральная лаборатория | 0,0086 | 3600 | 0,8 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 27,24 | 8,98 |
| 7 | Склад готовой продукции | 0,0086 | 11700 | 0,6 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 66,4 | 21,9 |
| 8 | Управление фабрики и столовая | 0,01 | 6187,5 | 0,85 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 57,85 | 19,09 |
| 9 | Механический цех | 0,0086 | 7087,5 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 60,34 | 19,91 |
| 10 | Столярный цех | 0,0086 | 7593,75 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 64,65 | 21,33 |
| 11 | Электроремонтный цех | 0,0086 | 7087,5 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 60,34 | 19,91 |
| 12 | Склад угля | 0,0086 | 7593,75 | 0,6 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 43,10 | 14,22 |
| 13 | Склад Оборудования и запасных частей | 0,0086 | 4950 | 0,6 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 28,09 | 9,27 |
| 14 | Ремонтно-механический цех | 0,0086 | 13612,5 | 0,8 | 1,1 | 0,95 | 0,33 | 103,01 | 33,99 |
| 15 | Территория | 0,00016 | 460912,5 | 1 | 1,1 | 1,73 | 81,12 | 140,3 | |
| 16 | Итого | 897,33 | 409,6 |
Площадь территории: F завода =567000 м2,
Полная суммарная мощность:
Активная мощность предприятия:
Реактивная мощность предприятия :
Мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить в системе электроснабжения предприятия:
Полная мощность предприятия, подведённая к шинам пункта приёма электроэнергии :
1.1.4Определение центра электрических нагрузок и построение
картограммы нагрузок
Изобразим нагрузку каждой группы в виде круга, радиус которого равен
,
Геометрический центр нагрузок всего предприятия и каждой ТП:
,
Примем масштаб для определения радиусов m =1:10 кВт.
Приведу расчет для цеха №1:
Осветительная нагрузка на картограмме представлена в виде секторов
кругов, площадь которых соотносится с площадью всего круга как мощность освещения ко всей мощности цеха. Углы секторов определяются по выражению: 
где: Рро i – установленная мощность осветительной нагрузки i -го корпуса, кВт.
– суммарная активная мощность i -го корпуса, кВт.
Расчет для остальных цехов аналогичен в таблице 5.
Таблица 5. Построение картограммы нагрузок.
| № | Потребители электрической энергии | | U ном, кВ | Х i, м | Y i, м | r i, см | P i*X i | P i*Y i | 
|
| 1 | Гараж | 25,2 | 0,38 | 31,9 | 530,6 | 0,9 | 803,8 | 13371,1 | 147,7 |
| 2 | Насосная | 295,32 | 0,38 | 138,75 | 521,25 | 3,1 | 40975,7 | 153935,5 | 18,7 |
| 3 | Прядильный цех | 1359,61 | 0,38 | 356,25 | 515,62 | 6,6 | 484361,1 | 701042,1 | 26,4 |
| 4 | Ткацкий цех | 2164,61 | 0,38 | 630 | 515,62 | 8,3 | 1363704,3 | 1116116,2 | 16,6 |
| 5 | Красильный цех | 558,95 | 0,38 | 746,25 | 438,75 | 4,2 | 417116,4 | 245239,3 | 51,8 |
| 6 | Центральная лаборатория | 152,24 | 0,38 | 16,9 | 386,25 | 2,2 | 2572,8 | 58802,7 | 64,41 |
| 7 | Склад готовой продукции | 94,4 | 0,38 | 339,37 | 395,62 | 1,7 | 32036,5 | 37346,5 | 253,2 |
| 8 | Управление фабрики и столовая | 174,85 | 0,38 | 615 | 386,25 | 2,4 | 107532,7 | 67535,8 | 119,1 |
| 9 | Механический цех | 270,34 | 0,38 | 273,75 | 228,75 | 2,9 | 74005,6 | 61840,3 | 80,3 |
| 10 | Столярный цех | 169,65 | 0,38 | 401,25 | 228,75 | 2,3 | 68072,1 | 38807,4 | 137,2 |
| 11 | Электроремонтный цех | 276,34 | 0,38 | 510 | 228,75 | 3 | 140933,4 | 63212,7 | 78,6 |
| 12 | Склад угля | 93,1 | 0,38 | 705 | 228,75 | 1,72 | 65635,5 | 21296,6 | 166,6 |
| 13 | Склад Оборудования и запасных частей | 53,09 | 0,38 | 318,75 | 90 | 1,3 | 16922,4 | 4778,1 | 190,4 |
| 14 | Ремонтно-механический цех | 747,01 | 0,38 | 678,75 | 61,87 | 4,87 | 507033 | 46217,5 | 49,6 |
кВAМестоположение центра нагрузок:
| Xoгпп, м | Yoгпп, м |
| 516,19 | 408,6 |
2.Проектирование системы внешнего электроснабжения.
Источником электроэнергии для производства является двухтрансформаторная подстанция с трехобмоточными трансформаторами 110/35/10 кВ, находящаяся на расстоянии 8,9 км.
Для выбора источника питания проведем технико – экономическое сравнение для напряжения 10 , 35 и 110 кВ.
Примем для сравнения три варианта:
I . Электроэнергия предается от трансформатора энергосистемы до РП предприятия и распределяется по территории предприятия.
II . Электроэнергия передается от трансформатора энергосистемы до ГПП предприятия на напряжение 35 кВ и распределяется по территории предприятия на напряжение 10 кВ.
III . Электроэнергия передается от трансформатора энергосистемы до ГПП предприятия на напряжение 110 кВ и распределяется по территории предприятия на напряжение 10 кВ.
Для принятых вариантов схем внешнего электроснабжение выбираем коммутационно-защитную аппаратуру, сечение питающих линий и силовые трансформаторы ГПП.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 679; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!