Расчет электрических нагрузок по предприятию

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	3
1 Расчет электрических нагрузок	5
1.1 Расчет электрических нагрузок по цеху	5
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию	17
2 Выбор рода тока и величины напряжения	19
3 Выбор и обоснование схемы электроснабжения	20
4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на ГПП	21
5 Определение места установки ГПП
6Расчет внутрицеховой электрической сети ВЦЭС	25
7Расчет токов короткого замыкания	36
7.1 Расчет токов короткого замыкания напряжением выше 1000В	36
7.2 Расчет токов короткого замыкания напряжением до 1000 В	39
8Расчет и выбор питающей линии	42
8.1 Расчет и выбор питающей линии ГПП	42
8.2 Расчет и выбор кабеля для КТП напряжением 10 кВ	43
9Выбор и проверка электрооборудования ГПП	45
9.1 Выбор и проверка оборудования на ВН	45
9.2 Выбор и проверка оборудования на НН	46
10Релейная защита и автоматика на ГПП	52
11Расчет заземления и грозозащиты	56
11.1 Расчет заземления
11.2 Расчет грозозащиты
Заключение	60
Список литературы	61

ВВЕДЕНИЕ(1-2 стр)

1. Описать состояние энергетики Казахстана.

2. Кратко описать деятельность завода по своему заданию.

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

В соответствии с заданием на курсовое проектирование расчет электрических нагрузок производится по предприятию в целом и отдельно для одного цеха – ремонтно-механического.

Расчет электрических нагрузок по цеху

Расчет электрических нагрузок по цеху производится по методу коэффициента использования и коэффициента максимума.

1)Определяются суммарные (установочные) мощности каждого электро-приемника (ЭП) ∑Р_н, кВт

∑Р_н = n·Р_н (1.1)

где Р_н - номинальная (установочная) мощность каждого ЭП, кВт;

n – количество ЭП, шт.

2)Для всех электроприемников по таблицам 2.11- 2.12 [1]; 2.1 [2] выбираются соответствующие коэффициенты использования К_и и мощности соsφ. По значению соsφ определяются tg φ.

3)Определяются среднесменные нагрузки для каждогоэлектроприемникаР_см, кВт, Q_см, квар

Р_см = К_и ·∑Р_н, (1.2)

Q_см= Р_см·tg φ (1.3)

4) Далее расчет ведется для строки «Итого».

Определяются суммарные номинальная нагрузка ∑Р_н, кВт, и среднесменные нагрузки всех электроприемников∑Р_см, кВт, ∑Q_см, квар.

В столбце № 3 выписывается наименьшее и наибольшее значение Р_н одного электроприемникаР_нmax/Р_нmin.

5)Определяется показатель силовой сборки m>=< 3

m = (1.4)

6) Определяется коэффициент использования по группе К_игр

К_игр = (1.5)

7)Определяется коэффициент реактивной мощности группы tgφ_гр

tgφ_гр = (1.6)

По значению tgφ_гропределяется соsφ_гр.

8)Выбираются электроприемникис практически неизменным режимом работы, при которых коэффициент максимума К_м= 1, тогда Р_р= Р_ср, Q_p= Q_ср.

К ним относятся насосы,вентиляторы, компрессоры, печи сопротивления, освещение.

Для этих электроприемников эффективное число n_э не определяется.

9)Для остальных групп – электроприемников с переменным режимом работы (группа Б) – К_м определяется по таблице 2.13 [1] или графику на рис. 2.15 [1] в зависимости от коэффициента использования по группе К_игр и эффективного числа электроприемниковn_э.

10)Определяется эффективное число электроприемников

а) Если общее число электроприемниковn меньше 3, то n_э не определяется

Р_р = ∑Р_н (1.7)

Q_р= Р_р·tgφ_гр (1.8)

б) Приn< 5; k_и> 0,2; m> 3; Р_н ≠ const

; (1.9)

в) Приn> 5; k_и> 0,2; m< 3; Р_н ≠ const

n_ЭФ = n; (1.10)

г) При n> 5; k_и< 0,2; m< 3,n_ЭФ – не определяется, расчетная мощность по коэффициенту загрузки k_З, равном при повторном кратковременном режиме 0,75

Р_р = k_З ·ΣР_н; (1.11)

Q_р = Р_р ·tgφ_гр (1.12)

д) При n> 5; k_и> 0,2; m> 3

; (1.13)

е) При n> 5; k_и< 0,2; m> 3

n_Э = · n, (1.14)

где = f (n_*;P_*) – выбирается по таблице [2];

- относительное число электроприемников группы, мощность

каждого из которых не менее половины мощности наибольшего

электроприемника;

- относительная мощность электроприемников группы,

мощность каждого из которых не менее половины

мощности наибольшего электроприемника.

11) Определяются расчетные нагрузки для ЭП с переменным режимом работыР_р, кВт, Q_р, квар

Р_р = К_м ·ΣР_см, (1.15)

Q_р = 1,1 ·Σ Q_см, (1.16)

При определении суммарной реактивной мощности ΣQ_см, "По группе", реактивная мощность ЭП, работающих с опережающим соsφ (синхронные двигатели) принимается со знаком минус.

12) Заполняется строка "Итого по ПР" (табл. 1.1). Суммируются расчетные мощности Р_р, Q_р "По группе «Б»" и Р_р, Q_р- ЭП с постоянным режимом работы.

Определяется полная мощность по ПРS_р, кВА

S_р = , (1.17)

13) Определяется расчетный ток по ПРI_р, А

I_р = , (1.18)

где U_н = 0,38 кВ

Для примера производится расчет для ПР-1. (пример приводится для каждой разной формулы нахождения n_э)

Определяются суммарные мощности каждого электроприемника по формуле (1.1)

∑Р_н₁ = 1·10 = 10 кВт

∑Р_н₂ = 6·10 = 60 кВт

∑Р_н₃ = 1·8 = 8 кВт

∑Р_н₃ =4·2,8=11.2 кВт

Определяются среднесменные мощности каждого электроприемникаР_см, кВт, и Q_см, квар, по формулам (1.2) и (1.3)

Р_см₁ = 0,13·10 = 1,3 кВт	Q_см₁ = 1,3· 2,2 = 2,86квар
Р_см₂ = 0,13·60 = 7,8 кВт	Q_см₂ = 7,8·2,2 = 17,16квар
Р_см₃ = 0,13·8 = 1,04 кВт Р_см₄ =0,13·11.2=1.45кВт	Q_см₃ = 1,04·2,2 = 2,28квар Q_см₄ =1.45·2.2=3.19квар

Заполняется строка «ИТОГО ПО ПР-1».

В столбце 2 определяется общее количество электроприемников

n = 1+6+1+4 = 12

В столбце № 3 выписывается наименьшее и наибольшее значение Р_н одного электроприемника

Р_нmax/Р_нmin. 10/2,8

В столбце № 4 определяется суммарная номинальная мощность ∑Р_н, кВт

∑Р_н = ∑Р_н₁+∑Р_н₂+ ∑Р_н₃+ ∑Р_н₄= 10+60+8+11,2 = 89,2 кВт

В столбце № 5 определяется показатель силовой сборки по формуле (1.4)

m = >3

В столбце № 9 определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Р_см, кВт

∑Р_см = ∑Р_см₁ + ∑Р_см₂ + ∑Р_см₃+∑Р_см₄= 1.3+7.8+1.04+1.45 =11.59 кВт

В столбце № 10определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Q_см, квар

∑Q_см = ∑Q_см1 + ∑Q_см2 + ∑Q_см3+ ∑Q_см4= 2.86+17.16+2.28+3.19= 25.4квар

В столбце № 6 определяется коэффициент использования по группеК_игр по формуле (1.5)

В столбце № 8 определяется коэффициент реактивной мощности группы tgφ_грпо формуле (1.6)

tgφ_гр = => соsφ_гр.= 0.4

В столбце № 11 определяется эффективное число электроприемниковn_э.

При n> 5; k_и< 0,2; m> 3 эффективное число электроприемников определяется по формуле (1.14), для этого

По таблице = 0,69. Тогда

n_Э = 0,69·12 = 8 шт.

Коэффициент максимума К_мопределяется по таблице 2.13 [1] в зависимости от коэффициента использования группы и эффективного числа электроприемников. При К_игр = 0,12 и n_э = 8, К_м= 2.31.

Определяются расчетные нагрузки по формулам (1.15) и (1.16)

Р_р = 2.13 · 11.59 = 26.77 кВт

Q_р = 1.1 · 25.4 = 27.94квар

Определяются полная мощность S_р, кВА, и ток I_р, А,по ПР

Расчет для ПР-3.

Определяются суммарные мощности каждого электроприемника по формуле (1.1)

∑Р_н₁ = 4·4,5 = 18 кВт

∑Р_н₂ = 5·10 = 50 кВт

Определяются среднесменные мощности каждого электроприемникаР_см, кВт, и Q_см, квар, по формулам (1.2) и (1.3)

Р_см₁ = 0,13·18 = 2,34кВт	Q_см₁ = 2,34·2,2 = 5,1квар
Р_см₂ = 0,13·50 = 6,5кВт	Q_см₂ = 6,5·2,2 = 14,3квар

Заполняется строка «ИТОГО ПО ПР-3».

В столбце 2 определяется общее количество электроприемников

n = 5+4= 9

В столбце № 3 выписывается наименьшее и наибольшее значение Р_н одного электроприемника

Р_нmax/Р_нmin. 10/4,5

В столбце № 4 определяется суммарная номинальная мощность ∑Р_н, кВт

∑Р_н = ∑Р_н₁+∑Р_н₂=18+50= 68 кВт

В столбце № 5 определяется показатель силовой сборки по формуле (1.4)

m = >3

В столбце № 9 определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Р_см, кВт

∑Р_см = ∑Р_см₁ + ∑Р_см₂ = 2,34+6,5= 8,84кВт

В столбце № 10определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Q_см, квар

∑Q_см=∑Q_см1+∑Q_см2 =5,1+14,3= 19,4квар

В столбце № 6 определяется коэффициент использования по группе К_игр по формуле (1.5)

В столбце № 8 определяется коэффициент реактивной мощности группы tgφ_грпо формуле (1.6)

tgφ_гр = => соsφ_гр.= 0,42

В столбце № 11 определяется эффективное число электроприемниковn_э.

При n> 5; k_и< 0,2; m< 3, n_ЭФ – не определяется, расчетная мощность по коэффициенту загрузки k_З, равном при повторном кратковременном режиме 0,75

Р_р = k_З ·ΣР_н; Р_р =0,75·68=51

Q_р = Р_р ·tgφ_грQ_р =51·2,1=107,1

Значение из группы А плюсуются к группе Б

Р_р =13,5+51 =64,5 Q_р =10,1+107,1=117,2

Определяются полная мощность S_р, кВА, и ток I_р, А,по ПР

Все результаты расчетов сводятся в таблицу 1.1.

Осветительная нагрузка цехов определяется методом удельной мощности

Р_о = р_о·F_ц, (1,19)

Q_о = Р_о ·tgφ_о (1.20)

где Р_о – мощность осветительной нагрузки РМЦ, кВт;

р_о – удельная мощность освещения, в зависимости от площади цеха и

типа ламп (тип светильников для расчетов определяется в

зависимости от условий окружающей среды) определяется по

таблице значения удельных мощностей [1], кВт/м²;

F_ц – площадь цеха, м², определяется по генплану предприятия;

tgφ_о – реактивный коэффициент мощности освещения цеха.

Необходимо учесть, что лампы накаливания имеют cosφ = 1, люминесцентные и газоразрядные лампы – cosφ_о = 0,9.

Р_о = 0,1·1800=18 кВт

Q_о = 18 ·0,48 = 8,6квар

Определяется расчетная мощность по цеху

Р_р = Р_р.ц + Р_о; (1.21)

Q_р = Q_р.ц. + Q_о; (1.22)

. (1.23)

Р_р = 156,9 + 18 = 174,9 кВт

Q_р = 199,2+8,64 = 207,84квар

кВА

Результаты расчета сводятся в таблицу 1.1.

По расчетной мощности выбираются силовые трансформаторы [3]. Их количество зависит от наличия электроприемников І, ІІ или ІІІ категории.

Т.к. ремонтно-механический цех относится к потребителям ІІІ категории, то для установки в КТП принимается один трансформатор, который выбирается по коэффициенту загрузки.

Коэффициент загрузки должен находится в пределах от 0,6 до 0,8.

(1.24)

где S_р – полная расчетная мощность по цеху

S_{ном тр} – мощность трансформатора (по каталожным данным)

<0,8

Окончательно для установки в КТП принимается трансформатор типаТМ400/10.

Определяются потери в трансформаторе

активные

ΔР_т = 0,02 ∙S_н (1.25)

ΔР_т = 0,02 ∙ 400= 8 кВт

реактивные

ΔQ_т = 0,1 ∙S_н(1.26)

ΔQ_т = 0,1 ∙400 = 40квар.

С учетом потерь в трансформаторе КТП определяются расчетные нагрузки

Р_р = Р_р + ΔР_т(1.27)

Р_р = 174,9 + 8 = 182,9 кВт

Q_р = Q_р + ΔQ_т(1.28)

Q_р = 207,8+ 40 = 247,8квар

S_р = (1.29)

кВА

Определяется ток по высокой стороне

Расчет электрических нагрузок по предприятию

Расчетная силовая нагрузка по цехам (кроме РМЦ) производится методом коэффициента спроса по следующим формулам

Р_р.с = Р_уст ·К_с; (1.30)

Q_р.с= Р_р·tg φ (1.31)

где Р_уст – установленная мощность, кВт;

К_с – коэффициент спроса.

Расчетная полная мощностьS_p,кВА, определяется по формуле (1.17), ток расчетный I_p, А

I_р = , (1.32)

где U_н = 10кВ

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию

Наименование цеха	Р_уст, кВт	К_с	cosφ	tgφ	Р_р., кВт	Q_p, квар	S_p, кВА	I_p, А
Цех электролиза	4000	0,6	0,84	0,64	2400	1536	2849,4
Цех регенераций	2300	0,65	0,8	0,75	1495	1121,2	1868,6
Ремонтно-механический цех	----	----	----	----	182,9	247,8	307,9
Литейный цех	3100	0,55	0,85	0,61	1705	1040	1997,1
Компрессорная	1600	0,7	0,92	0,42	1120	470,4	1214,6
Разливочная	1900	0,7	0,75	0,88	1330	1170,4	1771,3
Итого по предприятию			0,82		8232	5585	9947	575
Итого после компенсации			0,97		8232	2798	8457	488,8
С учетом потерь на ГПП					8257	3016	8888	513,7

Определяется коэффициент мощности предприятия по формуле

cosφ_р = (1.33)

cosφ_р = < 0,95

Так как расчетный коэффициент мощности меньше заданного энергосистемой 0,95, то необходимо произвести компенсацию реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности и установка компенсирующих устройств (КУ) может применяться для различных целей:

- для компенсации реактивной мощности по условию баланса реактивной мощности;

- для снижения потерь электроэнергии в сети;

- для регулирования напряжения.

Во всех случаях при применении КУ необходимо учитывать ограничения техническими режимными требованиями:

- необходимый резерв мощности в узлах нагрузки;

- располагаемая реактивная мощность на шинах источника;

- отклонение напряжения;

- пропускная способность электрических сетей.

Компенсирующая реактивная мощность определяетсяпо формуле

Q_комп = Р_р∙ (tgφ_p - tgφ_н) (1.34)

где tgφ_н = 0,33

Q_комп = 8232∙ (0,67 – 0,33) = 2798квар

По [5] выбирается устройство компенсирующее типа УК-10-1800УЗ в количестве 2 штук, с общей мощностью Q_ку = 1800·2 = 3600квар.

Определяется полная мощность, коэффициент мощности и ток после компенсации

S'_р = кВА

cos'φ_р = > 0,95

Данные расчета сводятся в таблицу 1.2.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 711; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!