Курсовая работа: Электроснабжение цеха по производству асбокартонных листов

На рисунке 1 приведена схема однолинейная принципиальная электроснабжения 9 КТП-2 от РП-4, 2 секции шин цеха обогащения.

Рисунок 2. Схема однолинейная принципиальная РП-4 секция 2

На рисунке 3 приведена схема однолинейная принципиальная 9 КТП 2

Рисунок 3

2. Разработка системы электроснабжения цеха

2.1 Расчет электрических нагрузок

Для определения расчетной нагрузки группы трехфазных электроприемников (ЭП) на разных ступенях системы электроснабжения промышленных предприятий применим метод упорядоченных диаграмм или коэффициента максимума, по которому:

(1.1)

где К_м - коэффициент максимума активной нагрузки при длительности

интервала осреднения 30 мин;

Р_см - средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену, Вт;

К_и - коэффициент использования;

Р_ном - номинальная активная мощность этой группы, Вт.

Расчетная реактивная нагрузка группы электроприемников равна при:

(1.2)

(1.3)

где n_Э - эффективное число электроприемников группы, шт;

Q_см - средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену, ВАр;

tg? - коэффициент реактивной мощности.

Полная расчетная нагрузка группы трехфазных электроприемников определяется выражением:

(1.4)

Эффективное (приведенное) число электроприемников - это такое число однородных по режиму электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума РР, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы.

При n = 4 и более фактических электроприемников в группе допускается приведенное число nЭ считать равным фактическому, если отношение (кратность) равно:

(1.5)

где Р_{ном.макс}, Рном.мин - соответственно номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе, Вт.

При 3 и приведенное число электроприемников

(1.6)

Если найденное по этой формуле nЭ оказывается больше фактического числа электроприемников n, то следует принять nЭ = n.

Произведем подробный расчет цеха по асбокартона.

Ведомость электрических нагрузок представлена в таблице 2.1. Электроприемники подключены к силовым распределительным пунктам РУ-0,4кВ КТП №9, ПР №1 - №9.

Для каждой группы электроприёмников производим следующие расчёты: P_см и Q_см.

Для электроприемников заготовительного отделения цеха:

кВт, Ки = 0,8, cos? = 0,8 (tg? = 0,75);

Получаем сменную мощность за наиболее загруженную смену:

кВт;

квар.

При расчете максимальной нагрузки выбираем условия расчета эффективного числа электроприемников n_Э.

Так, для ШС-1 имеем: n = 8, К_и > 0,8, m < 9,1, тогда получаем:

шт.

Принимаем n_Э = 8 шт.

Следовательно, в период максимального (30 мин.) потребления электроэнергии работают 8 ЭП со средним коэффициентом использования:

(1.7)

Коэффициент максимума: К_м = f(n_Э; К_и) = 1,13.

Активная максимальная расчетная мощность для ШС-1:

кВт; (1.8)

Реактивная максимальная расчетная мощность для ПР №2 при n_Э < 10:

квар; (1.9)

Полная максимальная расчетная мощность для ПР №2:

кВА (1.10)

Максимальный расчетный ток нагрузки силового пункта ШС-1

; (1.11)

Аналогичные расчеты выполняем и для других электроприемников силового шкафа ШС-1. Полученные результаты сведены в таблицу.

Таблица 2

Расчёт электрических нагрузок

2.2 Выбор рационального напряжения

На предприятии имеются приёмники на напряжение 0,4 кВ и 220 В. В связи с этим принимается решение о распределении электроэнергии по предприятию на напряжении 0,4 кВ с установкой индивидуальных согласующих трансформаторов 380/220 В.

2.3 Выбор схемы электрических соединений

Схема электроснабжения должна быть проста, безопасна и удобна в эксплуатации, экономична, удовлетворять характеристике окружающей среды, обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.

Характерной особенностью схем внутрицехового распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и надежность системы электроснабжения.

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняют по магистральной, радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надежности потребителей электроэнергии, их территориальным размещением, особенностями режимов работы.

Радиальными схемами являются такие, в которых электроэнергия от источника питания передаётся непосредственно к приёмному пункту. Радиальные схемы применяют для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения, начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1 кВ цеховых подстанций.

В работе и эксплуатации редко применяются схемы внутризаводского распределения электроэнергии, построенные только по радиальному или только по магистральному принципу. Сочетание преимуществ радиальных и магистральных схем позволяет создать систему с наилучшими технико-экономическими показателями.

Канализации электроэнергии в системах электроснабжения осуществляется:

1) воздушными линиями;

2) кабельными линиями;

3) токопроводами.

Преимущественное распространение на средних и крупных предприятиях получили кабельные линии со всевозможными способами прокладки - в траншеях, кабельных каналах, тоннелях и по специальным или технологическим эстакадам. И хотя кабельные линии являются наиболее дорогими, но они достаточно надежные и менее опасны в отношении электробезопасности.

Канализацию электроэнергии шинопроводам осуществляют при больших потоках мощности (токи до 25 кА) в определённых направлениях.

Наиболее целесообразно применение токопроводов при нагрузке более 20 МВА и при разработке новых цехов. Преимущества шинопроводов перед линиями, выполненными из большого числа параллельно проложенных кабелей, выражаются в следующем: большая надежность, возможность индустриализации электромонтажных работ, а также доступность наблюдения и осмотра шинопроводов в условиях эксплуатации.

Воздушные линии являются наиболее дешевым конструктивным исполнением по первоначальным капиталовложениям. Их достоинство - относительно лёгкое исправление повреждений, хотя они создают серьёзные затруднения для движения заводского транспорта и увеличивают опасность поражения людей электрическим током, а при загрязнённой промышленными выбросами атмосфере, имеют повышенное число отключений из-за перекрытия изоляции, коррозии металлических частей и т.д.

С учетом вышесказанного, для канализации электроэнергии от шин 9 КТП-2 до силовых шкафов ШС- 1, ШС-2 применяем кабельные линии.

Питание крупных подстанций и РП, осуществляется не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций источника питания.

Схема главных соединений, согласно [1], электроснабжение потребителей III категории может осуществляется от одного источника питания. Так на предприятии принято решении об электроснабжении электропотребителей производства от РУ-0,4кВ 9 КТП -2 с установкой нового трансформатора. Подключение цеха производится кабельными линиями. Основными электропотребителями являются электропривода технологического оборудования. Установленная мощность электроприемников цеха составляет 357,97 кВт. Расчетная мощность - 286,4 кВт. От линии НН шкафа линейного ШНЛ-14 №2 фидер №2-1 запитаны шкафы силовые ШС-1, ШС-2 цеха по производству асбокартона.

На чертеже приведена рабочая схема подключения производства к КТП №9 РУ-0,4 кВ.

Рисунок 4 - Схема подключения подстанции “Фабричная” ПС 110/6 кВ к подстанции “Киембай” ПС 220/110/35/10 кВ

Силовые распределительные шкафы ПР №1-ПР №9 предназначены для электроснабжения шкафов управления технологическими механизмами, и разделены на две группы с возможностью ведения производства в половину мощности. Резервы предназначены для роста производства. Шкафы управления технологического оборудования поставляются комплектно и крепятся на металлических конструкциях станков и технологических агрегатов. Распределительная сеть выполняется кабелем марки ВВГнг-LS и прокладывается по кабельным конструкциям в перфорированных лотках и, частично, в стальных трубах.

Рисунок 5 - Схема подключения распределительного пункта РП4 6кВ к подстанции “Фабричная” ПС 110/6 кВ

Рисунок 6 -Схема подключения производства к КТП №9 РУ-0,4 кВ

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов

Мощность трансформатора выбираем по формуле:

(2.12)

где K₁₂ - коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й

и 2-й категории, %;

1,4 - коэффициент, учитывающий нагрузочную способность;

S_max - максимальная нагрузка, кВ·А.

Коэффициент К₁₂ для расчета мощности трансформатора примем равным 1, так как нагрузка потребителей II категории не велика и ею можно пренебречь. Примем максимальную нагрузку S_max, равной расчетной мощности нагрузки всего предприятия УS_Н = 1750 кВ·А.

(2.13)

Примем к установке 9 тКТП-2 трансформатор ТСЗ 2500-6/0,4.

Назначение и область применения

Трансформатор ТСЗ-2500 трансформатор сухой в защитном исполнении используется во многих отраслях народного хозяйства, он предназначен для преобразования электрической энергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50Гц, также трансформатор оборудован защитным кожухом, и имеет степень защиты IP21.

Трансформаторы устанавливаются в промышленных помещениях и общественных зданиях, к которым представляются повышенные требования в части пожаробезопасности, взрывозащищенности, экологической чистоты, обмотки и изоляционные детали активной части трансформаторов выполнены из материалов, не поддерживающих горения.

Трансформаторы имеют высокую надежность, требуют минимальных затрат на обслуживание, экономичны, просты в эксплуатации.

Условия эксплуатации.

Нормальная работа трансформатора обеспечивается при:

- высоте установки над уровнем моря не более 1000 м;

- температуре окружающего воздуха от - 40°С до + 40°С, а также при эпизодическом cнижении температуры до - 45°С;

- среднесуточной относительной влажности воздуха до 80% при + 15°С;

- при отсутствии в окружающей среде токопроводящей пыли, химически активных газов и испарений.

Трансформатор не предназначен для работы в условиях:

- тряски, вибрации, ударов;

- взрывоопасных местах;

- окружающая воздушная среда не должна содержать едких паров, пыли и газов в концентрациях, нарушающих работу трансформатора, а также разрушающих металлы и изоляцию.

Каталожные данные выбранного трансформатора приведены в Таблице 2.2.

Таблица 2.2

Каталожные данные выбранного трансформатора