Курсовая работа (т): Проектирование центральной распределительной подстанции 854-6 кВ и трансформаторной подстанции (859-0,4 кВ)

Проектирование центральной распределительной подстанции 854-6 кВ и трансформаторной подстанции (859-0,4 кВ)

Оглавление

Введение

. Исходные данные для проектирования

. Расчет электрических нагрузок КТП

.1 Расчет электрической сети напряжением выше 1 кВ

.2 Выбор числа и мощности трансформаторов ТП-859 с учётом компенсации реактивной мощности

2.3 Выбор высоковольтных кабельных линий

.4 Выбор высоковольтной аппаратуры

.5 Расчет сети напряжением до 1 кВ

.6 Выбор проводников и пускозащитной аппаратуры

.7 Выбор троллейных линий

. Промышленная безопасность при обслуживании электроустановок

Заключение

Литература

Введение

Задачей курсового проекта является расчёт электрооборудования распределительной подстанции 854-6кВ, а также трансформаторной подстанции (859-0,4кВ). Трансформаторная подстанция питает оборудование поверхности шахты.

Распределительной подстанцией (РП) называется подстанция, получающая питание напряжением 6 - 10 кВ (в редких случаях 35 кВ) от главной понизительной подстанции и распределяющая энергию на этом же напряжении 6 - 10 кВ по отдельной части объекта, т.е. по ТП предприятия включая и питание крупных ЭП на 6 и 10 кВ.

Комплектной трансформаторной подстанцией (КТП) называется подстанция, состоящая из трансформаторов, блоков комплектных распределительных устройств и других элементов, поставляемая полностью в собранном или частично собранном и подготовленном для сборки виде.

В первом разделе курсового проекта рассмотрены общие сведения о предприятии, краткая характеристика электрооборудования и электроснабжение рассматриваемых электроустановок.

Во втором разделе произведен расчет электрических нагрузок КТП методом упорядоченных диаграмм; выбраны силовые трансформаторы КТП с учетом компенсации реактивной мощности; произведен выбор сечения жил кабеля; рассчитаны токи короткого замыкания в сети напряжением свыше 1 кВ; выбрана аппаратура распределительных устройств 6 кВ; рассчитано электрическое освещение КТП; произведен расчёт кабельной сети 380 В; выполнен расчёт трехфазных и однофазных токов короткого замыкания; выбрана коммутационная и защитная аппаратура согласно безопасной эксплуатации электрооборудования.

В конце пояснительной записки рассмотрен порядок проведения безопасной работы при обслуживании электроустановок, а так же приведено заключение и список использованных источников.

Представлен графический материал выполненный на отдельных листах (формат А1 и А4):

принципиальная схема электроснабжения ЦРП-854;

принципиальная однолинейная схема электроснабжения ТП - 859.

Исходные данные для проектирования

Задание на курсовой проект по дисциплине «Электроснабжение отрасли» по теме «Проектирование центральной распределительной подстанции 854-6 кВ и трансформаторной подстанции (859-0,4 кВ)».

ЦРП-854 располагается в надшахтном здании СС ШК, представляет собой две секционированные системы шин на напряжением 6 кВ. Для ввода резерва предусмотрено устройство АВР. От каждой секции шин питаются по семь выпрямительных трансформаторов для привода шахтных подъемных машин «Север» и «Юг» соответственно. Шест трансформаторов 6/0,95 кВ и мощностью 1550 кВА, а один трансформатор 6/0,31 кВ мощностью 315 кВА. Последний трансформатор питает выпрямитель, который подключен к ротору подъемной машины, а остальные - преобразователи частоты, что подают питание на статор. Установленная мощность асинхронных двигателей подъемных машин составляет 4,6 МВт.

В связи с использованием преобразователей частоты, на ЦРП также установлены резонансные фильтры 5, 7, 11 и 23-ей гармоник для обеспечения качества напряжения у остальных потребителей.

Также от ЦРП получают питание две трансформаторные подстанции: ТП-859Т, с двумя трансформаторами ТС-1600 кВ, и ТП-859, с двумя трансформаторами ТМЗ-1000 кВА. ТП-859Т служит для обеспечения питанием потребителей 0,4 кВ подъемов, а также примыкающих к зданию подъемных установок цеха. Длина кабеля до ТП составляет 100м. ТП-859 служит для питания потребителей РМЦ а также мелких близлежащих зданий (гаражи, мачты, дежурные будки) длина кабеля до ТП составляет 90 м.

Потребители ТП-859 приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 Состав потребителей ТП-859

Произвести расчет электрических нагрузок трансформаторной подстанции методом упорядоченных диаграмм. Установленную мощность двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме привести к длительному режиму работы.

По данным расчета электрических нагрузок выбрать число и мощность, с учетом компенсации реактивной мощности, силовых трансформаторов ТП-859. Проверить выбранную мощность трансформаторов на систематическую нагрузку и аварийные перегрузки.

Произвести выбор сечения жил кабелей напряжением свыше 1 кВ: по допустимому нагреву длительным током нагрузки, по экономической плотности тока, по термической стойкости к току короткого замыкания. Проверить выбранные сечения жил кабелей по потере напряжения. Среднегодовую температуру вне помещений принять t= - 8,0 °С. Число часов максимума нагрузки в год Тмах = 5200 ч

Рассчитать трехфазные токи короткого замыкания на шинах ЦРП-854, на вводе насосов, силовых трансформаторов ТП-859.

Выбрать высоковольтную аппаратуру распределительных устройств на ЦРП-854 напряжением свыше 1 кВ.

Рассчитать низковольтную сеть напряжением до 1кВ, запитанную от подстанции ТП-859. Освещение ТП рассчитать методом коэффициента использования. электрический подстанция высоковольтный трансформатор

Освещение комплектной трансформаторной подстанции выполнить светильниками ДРЛ, размеры ТП-859: ширина А = 20 м; длина В = 22 м, рабочая высота h= 2,6 м, коэффициент запаса К = 1,5.

Выбрать магистральные и распределительные шины на секциях подстанции ТП-859, проверить их на динамическую стойкость к токам короткого замыкания. Принять длину магистрального шинопровода 3 м, распределительного шинопровода 6 м.

Среда помещения ТП-859 нормальная, среднегодовая температура t= 25 °С. Выбрать сечение жил и число кабелей по допустимому нагреву длительным током нагрузки, проверить сечения жил кабелей на соответствие аппарата защиты. Проверить сечения жил кабелей, питающих крупные электродвигатели от I и II секции ТП-859 по потере напряжения. Рассчитать трехфазные и однофазные токи короткого замыкания на шинах ТП-859, на вводе электропотребителей.

1. Общие сведения о предприятии

.1 Краткая характеристика оборудования

Состав потребителей ЦРП:

Двенадцать трансформаторов ТРМП-6/1550 кВА

Два трансформатора ТРМП-6/315 кВА

Выпрямительные трансформаторы служат для питания двух подъемных машин общей мощностью 2х4600 кВт

Два трансформатора ТС-1600/6

Два трансформатора ТСЗ-1000/6

Состав потребителей КТП:

Наименование Кол-во Руст, кВт

Станок фрезерный 12 22

Станок токарный 9 30

Автоматическая линия 3 64

Вентилятор 8 15

Насос 3 25

Автоматическая линия 1 66

Машина дуговой сварки 4 176 кВА

Электропечь сопротивления 4 98

Электропечь сопротивления 1 99

Мостовой кран (5 т) 2 20

Транспортер 5 9

.2 Электроснабжение предприятия

ЦРП-854 располагается в надшахтном здании СС ШК, представляет собой две секционированные системы шин на напряжением 6 кВ. Для ввода резерва предусмотрено устройство АВР. От каждой секции шин питаются по семь выпрямительных трансформаторов для привода шахтных подъемных машин «Север» и «Юг» соответственно. Шест трансформаторов 6/0,95 кВ и мощностью 1550 кВА, а один трансформатор 6/0,31 кВ мощностью 315 кВА. Последний трансформатор питает выпрямитель, который подключен к ротору подъемной машины, а остальные - преобразователи частоты, что подают питание на статор. Установленная мощность асинхронных двигателей подъемных машин составляет 4,6 МВт.

В связи с использованием преобразователей частоты, на ЦРП также установлены резонансные фильтры 5, 7, 11 и 23-ей гармоник для обеспечения качества напряжения у остальных потребителей.

Также от ЦРП получают питание две трансформаторные подстанции: ТП-859Т, с двумя трансформаторами ТС-1600 кВ, и ТП-859, с двумя трансформаторами ТМЗ-1000 кВА. ТП-859Т служит для обеспечения питанием потребителей 0,4 кВ подъемов, а также примыкающих к зданию подъемных установок цеха. Длина кабеля до ТП составляет 100м. ТП-859 служит для питания потребителей РМЦ а также мелких близлежащих зданий (гаражи, мачты, дежурные будки) длина кабеля до ТП составляет 90 м. Схемы электроснабжения потребителей ЦТП и ТП указаны в графическом материале.

Таблица 1.2 Исходные параметры приводных двигателей

2. Электроснабжение и электрооборудование ЦРП-854

.1 Расчет электрической сети напряжением выше 1 кВ

Расчет электрических нагрузок ТП 859

Электропотребители РМЦ ПРМУ:

станок фрезерный, Рн = 22 кВт, 2 шт;

станок токарный, Рн = 30 кВт, 1 шт;

вентилятор, Рн = 15 кВт, 2 шт;

эл. печь сопротивления, Рн = 99 кВт, 1 шт;

транспортер, Рн = 11 кВт, 2 шт;

Общая мощность ΣРн = 177 кВт.

Заполним графы 1,2,3 и 4 таблицы 2.1

Графа 6. Находим показатель группы:

 (2.1)

Графа 7. Из таблицы 5 [1] коэффициент использования Ки= 0,12 для фрезерного станка. Коэффициент использования Ки = 0,12 для токарного станка, 0,65 для вентилятора, 0,5 для печи сопротивления, 0,4 для транспортера.

Графа 9. Находим коэффициент мощности cosф для станков из справочника: cosф = 0,5, tg ф = 1,7 определяем по формуле 2.1:

 (2.2)

Аналогично, tg ф для вентиляторов - 0,8, для печей сопротивления - 0,3, для трансфортера - 0,9.

Графа 10. Находим по формуле 2.3:

Рсм = КиРн, (2.3)

Для фрезерных станков, вентиляторов, печей сопротивления и транспортера:

Рсм = 0,12 · 2· 44 = 6,16 кВт.

Рсм = 0,12 · 1 · 30 = 4,2 кВт

Рсм = 0,65 · 2· 30 = 19,5 кВт.

Рсм = 0,5 · 1 · 99 = 79,2 кВт

Рсм = 0,4 · 2· 22 = 8,8 кВт.

Графа 11. Находим по формуле 2.4:

см = Рсм · tg ф, (2.4)

см = 6,16 · 1,7 = 10,65 квар.см = 4,2 · 1,7 = 7,26 квар.см = 19,5 · 0,8 = 14,62 квар.см = 79,2 · 0,3 = 26,13 квар.см = 8,8 · 0,9 = 7,74 квар.

Графы 12 и 13. Рассчитываем эффективное количество ЭП и определим пэ и Км:

Км=1,7

Графа 14. Максимальная активная получасовая нагрузка от силовых ЭП узла, работающих с переменным графиком нагрузки, определяется:

Рм =4,09· Рсм = 201,15 кВт.

Графа 15. Максимально реактивная получасовая нагрузка от силовых ЭП принимается равной для вентиляторов:

м =1· Qсм = 66,42 квар.

Графа 16. Максимальная полная получасовая нагрузка от силовых ЭП определяется по формуле 2.5:

кВА (2.5)

Графа 17. Максимальный ток 1м, необходим для выбора сечения проводников по условиям нагрева токами нагрузки определяем по формуле 2.6:

А (2.6)

Пиковый ток 1п, необходим для выбора аппаратов. Пиковый ток для группы двигателей определяется при количестве ЭП свыше 5 (при п > 5)

определяем по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 495 + (321,85 - 0,4 · 99) = 777,25 A, (2.7)

где Iм - ток максимальной нагрузки всех ЭП;

Ku - средневзвешенное значение коэффициента использования по расчетному узлу - из графы 5;

Iнм - номинальный ток двигателя (приведенный к ПВ = 100%) с наибольшим пусковым током находим по формуле 2.8:

А (2.8)

где in.м - пусковой ток двигателя наибольшей мощности, который определяется по формуле 2.9: