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

in.м = К · iном = 5 · 99 = 495 А; (2.9)

В таблице электроприемники постоянного режима работы обозначены Группа Б, а переменного - группа А.

Рис. 1 Электроприемники постоянного и переменного режима работы

Электропотребители ЯБПВУ

станок фрезерный, Рн = 22 кВт, 4 шт;

автоматич линия, Рн = 75 кВт, 2 шт;

вентилоятор, Рн = 15 кВт, 2 шт;

мочтовой кран, Рн = 21,7 кВт, 1 шт;

транспортер, Рн = 11 кВт, 2 шт;

Общая мощность ΣРн = 212 кВт.

Заполним графы 1,2,3 и 4 таблицы 2.1

Графа 6. Находим показатель группы:

Графа 7. Из справочной литературы коэффициент использования Ки = 0,12 для фрезерный станков, коэффициент использования Ки = 0,3 для автоматич. линий, 0,05 для мостовых кранов, 0,4 для транспортеров.

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

Аналогично определяем tg ф для других электроприемников: автоматическая линия - , tg ф = 0,5, вентилятор - tg ф = 0,8, мостовой кран - tg ф = 1,7, транспортер - tg ф = 0,9.

Графа 10. Находим по формуле 2.3:

Рсм = КиРн,

Рсм = 0,12 · 4· 22 = 12,32 кВт.

Рсм = 0,3 · 2 · 75 = 48,75 кВт

Рсм = 0,65 · 2· 15 = 19,5 кВт.

Рсм = 0,05 · 1 · 21,7 = 1,085 кВт

Рсм = 0,4 · 2· 11 = 8,8 кВт.

Графа 11. Находим по формуле 2.4:

см = Рсм · tg ф,

см = 12,32 · 1,7 = 21,31 квар.см = 48,75 · 0,5 = 23,4 квар.см = 19,5 · 0,8 = 14,62 квар.см = 1,085 · 1,7 = 1,87 квар.см = 8,8 · 0,9 = 7,74 квар.

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

Км=1,64

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

Рм =1,64· Рсм = 228,53 кВт.

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

м =1· Qсм = 92,35 квар.

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

кВА

Графа 17. Максимальный ток 1м, по формуле 2.6:

А

Пиковый ток по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 712 + (374,5 - 0,3 · 247) = 1012,4 A,

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

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

in.м = К · iном = 5 · 6,7 = 33,5 А;

Электропотребители 1ЩСУ-7

Станок фрезерный, Рн = 22 кВт, 3 шт;

Станок токарный, Рн = 30 кВт, 4 шт;

Автоматич.линия, Рн = 75 кВт, 1 шт;

Вентилятор, Рн = 15 кВт, 1 шт;

Машина дуговой сварки, Рн = 88 кВт, 1 шт;

Общая мощность ΣРН = 364 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, 0,35 машина дуговой сварки.

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 тмашины дуговой сварки - 1,7.

Графа 10. Находим по формуле 2.3:

Рсм = КиРн,

Рсм = 0,12 · 3· 22 = 9,24 кВт.

Рсм = 0,12 · 4 · 30 = 16,8 кВт

Рсм = 0,3 · 1· 75 = 48,75 кВт.

Рсм = 0,65 · 1 · 15 = 9,75 кВт

Рсм = 0,35 · 1· 88 = 30,8 кВт.

Графа 11. Находим по формуле 2.4:

см = Рсм · tg ф,

см = 9,24 · 1,7 = 15,98 квар.см = 16,8 · 1,7 = 29,06 квар.см = 48,75 · 0,5 = 23,4 квар.см = 9,75 · 0,8 = 7,31 квар.см = 30,8 · 1,7 = 53,28 квар.

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

Км=1,82

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

Рм =1,82 Рсм = 210,63 кВт.

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

м =1· Qсм = 129,04 квар.

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

кВА

Графа 17. Максимальный ток 1м, по формуле 2.6:

А

Пиковый ток по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 712 + (375,31 - 0,35 · 247) = 1012,4 A,

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

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

in.м = К · iном = 5 · 6,7 = 33,5 А;

Электропотребители 1ЩСУ-6

станок фрезерный, Рн = 22 кВт, 1 шт;

автоматич.линия, Рн = 75 кВт, 1 шт;

вентилятор, Рн = 15 кВт, 3 шт;

насос, Рн = 30 кВт, 3 шт;

мостовой кран, Рн = 21,6 кВт, 1 шт;

транспортер, Рн = 11 кВт, 1 шт;

Общая мощность ΣРН = 219,7 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 = 0,3 для автоматической линии, 0,65 для вентилятора, 0,7для насоса, 0,4 транспортер.

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 насосов - 0,6, для транспортеров - 0,9.

Графа 10. Находим по формуле 2.3:

Рсм = КиРн,

Рсм = 0,12 · 1· 22 = 3,08 кВт.

Рсм = 0,3 · 1 · 75 = 48,75 кВт

Рсм = 0,65 · 2· 15 = 19,5 кВт.

Рсм = 0,7 · 2 · 30 = 42 кВт

Рсм = 0,05 · 1· 21,7 = 1,085 кВт.

Рсм = 0,04 · 1· 11 = 4,4 кВт.

Графа 11. Находим по формуле 2.4:

см = Рсм · tg ф,

см = 3,08 · 1,7 = 5,32 квар.см = 48,75 · 0,5 = 23,4 квар.см = 19,5 · 0,8 = 14,62 квар.см = 42 · 0,7 = 26,04 квар.см = 1,085 · 1,7 = 1,87 квар.см = 4,4 · 0,9 = 3,87 квар.

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

Км=1,59

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

Рм =1,59 Рсм = 189,53 кВт.

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

м =1· Qсм = 75,24 квар.

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

кВА

Графа 17. Максимальный ток 1м, по формуле 2.6:

А

Пиковый ток по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 712 + (309,77 - 0,35 · 247) = 845,4 A,

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

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

in.м = К · iном = 5 · 6,7 = 33,5 А;

Электропотребители первой секции

Ко второй секции присоединены потребители освещение дороги ТОФ, осветительная мачта, 1ЩСУ-6, ЯПБВУ, блок охраны.

Общая мощность ΣРН = 1420 кВт.

Графа 5. Находим показатель силовой сборки:

Графы 12 и 13. Так как в группе более 75 % электроприемников с постоянным графиком работы, то эффективное количество ЭП пэ и Км не рассчитываем.

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

Рм = Рсм = 876 кВт.

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

м = Qсм = 772 квар.

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

кВА

Графа 17. Максимальный ток 1м, по формуле 2.6:

А

Пиковый ток по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 540 + (1774 - 0,9 · 108) = 2026 A,

 - номинальный ток двигателя по формуле 2.8:

А

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

in.м = К · iном = 5 ·108 = 540 А;

Электропотребители второй секции

Ко второй секции присоединены потребители РМЦ ПРМУ, !ЩСУ-7, МКСБ, лебедка дєп-45. Общая мощность ΣРН = 1270 кВт.

Графа 5. Находим показатель силовой сборки:

Графы 12 и 13. Так как в группе более 75 % электроприемников с постоянным графиком работы, то эффективное количество ЭП пэ и Км не рассчитываем.

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

Рм = Рсм = 738 кВт.

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

м = Qсм = 685 квар.

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

кВА

Графа 17. Максимальный ток 1м, по формуле 2.6:

А

Пиковый ток по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 540 + (1529 - 0,4 · 108) = 2026 A,

 - номинальный ток двигателя по формуле 2.8:

А

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

in.м = К · iном = 5 ·108 = 540 А;

Электропотребители КТП

Общая мощность ΣРН = 2690 кВт.

Графа 8. Находим показатель силовой сборки:

Графы 11 и 12. Так как в группе более 75 % электроприемников с постоянным графиком работы, то эффективное количество ЭП пэ и Км не рассчитываем.

Графа 13. Максимальная активная получасовая нагрузка от силовых ЭП узла, работающих с постоянным графиком нагрузки, определяется:

Рм = Рсм = 1310 кВт.

Графа 14. Максимально реактивная получасовая нагрузка от силовых ЭП принимается равной для вентиляторов:

м = Qсм = 618 квар.

Графа 15. Максимальная полная получасовая нагрузка от силовых ЭП определяется по формуле 2.5:

кВА

Графа 16. Максимальный ток 1м, по формуле 2.6:

А

Пиковый ток по формуле 2.7:

In = in.м + (Iм - Ku · iнм) = 845 + (2201 - 0,9 · 169) = 3263 A,

Выбор числа и мощности трансформаторов ТП

Расчётная полная нагрузка силовых и осветительных ЭП ТП определяется:

кВА (2.14)

Из граф 13 и 14 таблицы 2.1 для I и II секций:

Рр.м=1310 кВт; Qp.м= 618 квар;

м = = 1349 кВА;

где Spм - расчётная максимальная нагрузка на один трансформатор. Предварительно мощность трансформатора ТП определим по формуле

кВА

где соsф = 0,89 из таблицы 2.1;

ßт1 - коэффициент допустимой перегрузки, по таблицы 143 [1],

ßт1 = 0,76,

Рcм - расчётная мощность за максимально загруженную смену,

Рcм = 1310 кВт.

По таблице 144 [1] принимаем комплектно трансформаторную подстанцию с двумя трансформаторами типа ТМЗ - 1000/10. ТМЗ - трансформатор масляный герметизированный, с естественным масляным охлаждением, с защитой при помощи азотной подушки, без расширителя.

Из таблицы 138 [1] укажем техническую характеристику ТМЗ - 1000/10:= 1000 кВA; UB.H = 10 кВ; UH= 0,4 кВ; Рх х= 1680 Вт; Р кз = 11480 Вт; uкз= 5,65 %; 1х.х=0,88%.

В период загрузки трансформатора расчётной максимальной мощностью:

кВА

Загрузка трансформатора расчётной максимальной мощностью в нормальном режиме:

где Рт.2 - максимально допустимая систематическая нагрузка, из таблицы 141 [1] (числитель);

Рт.2 = 1,29 для трансформатора с масляным охлаждением при, t = 6 часов.

При аварийном выходе из строя одного трансформатора, при отключенной нагрузке III категории:

кВА

Рр..м. = составляют 1012 кВт;

где cos фсм = 0,89,

По таблице 141 [1] при t2 = 6 ч при β1 = 0,75; β т2 = 1,3 (знаменатель).

Трансформатор выдержит аварийную перегрузку продолжительностью= 6 ч в течении 5 суток при работе ЭП I и П категорий.

Определим потери мощности в трансформаторах ТП типа ТМЗ-1000/10.

Активные и реактивные потери мощности в трансформаторе:

ΔРт= ΔРхх+ β2· ΔРкз, ΔQт= ΔQхх+ β2· ΔQкз, (2.16)

где ΔРх.х, ΔРк.з - потери холостого хода (Х.Х) и короткого замыкания (К.З), соответственно из таблицы 138 [1]:

ΔРх х = Рхх = 1680 Вт = 1,68 кВт;

ΔРк.з= Ркз, = 11480 Вт = 11,48 кВт;

где uк - напряжение короткого замыкания трансформатора, %. ик = 4,5 % из таблицы 138 [1];

Тогда: β=0,85

ΔРт= 1,68+ 0,952· 11,48=12,08

ΔQт= 8,8+ 0,952· 55,6=59,19,

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

Выберем число трансформаторов для ТП.

Экономически оптимальное число трансформаторов:

Это соблюдается при β=0,7 и N=2.

Так как в цеху имеются приемники второй и первой категории, принимаем к установке двухтансформаторную подстанцию.