Размещено на http: //www. allbest. ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«тюменский государственный нефтегазовый университет»
ФИЛИАЛ ТЮМГНГУ В Г. ТОБОЛЬСКЕ
Кафедра Электроэнергетики
Направление подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника»
Пояснительная записка к курсовой работе Вариант 34
по дисциплине «Электроснабжение»
Проектирование электроснабжения промышленного предприятия
Выполнил: Чуба А.М. группа ЭСбз-11
Проверил: Леонов Е. Н.
Тобольск 2014
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«тюменский государственный нефтегазовый университет»
ФИЛИАЛ ТЮМГНГУ В Г. ТОБОЛЬСКЕ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Проектирование электроснабжение промышленного предприятия
По дисциплине «Электроснабжение»
Студенту Чубе А.М.
Группа ЭСбз-11
Направление подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника»
Рассчитать электрические нагрузки и выбрать электрооборудование для системы электроснабжения промышленного предприятия. Исходные данные для проектирования приведены в таблице 1.
Таблица 1 Исходные данные для проектирования
|
Энергосистема |
ГПП |
Цех |
|||||||||
|
МощностьSс, МВ.А |
Реактивное сопротивление xс, Ом |
Длина линий W1, W2, км |
Высшее напряжение UВН, кВ |
Низшее напряжение UНН, кВ |
Номинальная мощность |
Средневзвешенный коэффициент мощности cosц |
Коэффициент загрузки |
Длина линииW3, км |
Наименование цеха |
Номер подварианта |
|
|
200 |
0,8 |
4 |
35 |
10 |
4000 |
0,82 |
0,71 |
0,28 |
1 |
2 |
Краткое содержание: Введение; расчёт электрических нагрузок; выбор числа и мощности цеховых трансформаторов; выбор схемы и способов прокладки цеховой электрической сети; выбор силового электрооборудования напряжением до 1 кВ; выбор сечений линий распределительной сети предприятия;выбор сечений линий цеховой электрической сети;выбор защитной аппаратуры;расчёт токов короткого замыкания;выбор высоковольтной коммутационной аппаратуры; заключение.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчет электрических нагрузок
2.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
3. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБОВ ПРОКЛАДКИ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
4. ВЫБОР СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ
4.1 Выбор силовых РП
4.2 Выбор комплектных шинопроводов
5. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
5.1 Выбор сечений по допустимому нагреву
5.2 Проверка сечений по потере напряжения
5.3 Выбор сечений по экономической плотности тока
6. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
6.1 Выбор сечений по допустимому нагреву
6.2 Проверка сечений по потере напряжения
6.3 Проверка сечений на соответствие выбранному аппарату защиты
7. ВЫБОР ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
электроэнергия промышленный трансформатор напряжение
Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.
Объектом исследования в представленной работе является участок ремонтно-механического цеха. Предметом исследования-электроснабжение участка ремонтно-механического цеха.
Наша цель работы-овладеть практическими методиками проектирования систем электроснабжения, научиться пользоваться справочными и нормативными материалами для самостоятельного решения комплекса инженерных задач при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Рис. 1 План расположения электрооборудования ремонтно-механического цеха
Таблица 2 Перечень электроприемников ремонтно-механического цеха
|
Обозначение ЭП на плане цеха |
НаименованиеЭП |
Номинальная мощностьpн, кВт |
Примечание |
|
|
1,2 |
Вентиляторы |
48 |
||
|
3 - 5 |
Сварочные агрегаты |
10 |
ПВ = 40 % |
|
|
6 - 8 |
Токарные автоматы |
12 |
||
|
9 - 11 |
Зубофрезерные станки |
15 |
||
|
12 - 14 |
Круглошлифовальные станки |
4 |
||
|
15 - 17 |
Заточные станки |
3 |
1-фазные |
|
|
18, 19 |
Сверлильные станки |
3,2 |
1-фазные |
|
|
20 - 25 |
Токарные станки |
9 |
||
|
26, 27 |
Плоскошлифовальные станки |
8,5 |
||
|
28 - 30 |
Строгальные станки |
12,5 |
||
|
31 - 34 |
Фрезерные станки |
9,5 |
||
|
35 - 37 |
Расточные станки |
11,5 |
||
|
38, 39 |
Краны мостовые |
25 |
ПВ = 60 % |
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчет электрических нагрузок
Перед расчетом электрических нагрузок приведем основные характеристики электроприемников цеха в соответствии с табл.1.
Где tgц(cosц) и Ки примем по данным Таб.П1.
Таблица 3 Характеристики электроприемников цеха
|
Обозн. ЭП на плане цеха |
Наименование ЭП |
Номин. мощность pн, кВт |
Номин. ток каждого ЭП Iн, А |
К-нт реактивной мощности tg (cos) |
К-нт использования Kи |
КПД з, % |
|
|
1,2 |
Вентиляторы |
48 |
113,95 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
|
3 - 5 |
Сварочные агрегаты |
10 |
18,84 |
0,6 |
0,3 |
0,85 |
|
|
6 - 8 |
Токарные автоматы |
12 |
45,58 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
9 - 11 |
Зубофрезерные станки |
15 |
60,77 |
0,5 |
0,14 |
0,75 |
|
|
12 - 14 |
Круглошлифовальные станки |
4 |
15,19 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
15 - 17 |
Заточные станки |
3 |
9,29 |
0,5 |
0,14 |
0,85 |
|
|
18, 19 |
Сверлильные станки |
3,2 |
10,53 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
20 - 25 |
Токарные станки |
9 |
36,46 |
0,5 |
0,14 |
0,75 |
|
|
26, 27 |
Плоскошлифовальные станки |
8,5 |
32,29 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
28 - 30 |
Строгальные станки |
12,5 |
47,48 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
31 - 34 |
Фрезерные станки |
9,5 |
36,08 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
35 - 37 |
Расточные станки |
11,5 |
43,68 |
0,5 |
0,14 |
0,8 |
|
|
38, 39 |
Краны мостовые |
25 |
69,23 |
0,5 |
0,35 |
0,85 |
Номинальные токи для трехфазных электродвигателей определяются по формуле:
Номинальные токи для трехфазных электроприемников определяются по формуле:
Номинальные токи для однофазных электродвигателей определяется по формуле :
Для кранов мостовых и для сварочных агрегатов, работающих в повторно кратковременном режиме, приведем установленную мощность к длительному режиму по формуле:
;
Тогда Iн для мостовых кранов и для сварочных агрегатов рассчитывается по формуле:
Расчет номинальных токов для ЭП
Для трехфазных ЭП:
Вентиляторы (1,2):
Iн=;
Для остальных трехфазных станков расчёт производится аналогично и сведен в табл. 3.
Для однофазных ЭП:
Заточные станки ( 15-17):
Iн=;
Сверлильные станки (18,19):
Iн=;
Расчетные величины:
Для вентиляторов:
Pn=2*48=96 кВт;
tgц;
=;
=0,8*96=76;
=0,8*96*0,75=57,6;
=2*482=4608;
Для остальных трехфазных станков расчёт производится аналогично и сведен в табл. 3.
Ки.гр=143,82/465,4=0,31;
Pp=1,12*143,82=161,07;
=170,09;
SP=(161,072+170,092)*1,05=245,97 кВА;
Ip=245,97/*380=373,71А;
Таблица 4 Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)
|
Исходные данные |
Расчетные величины |
Эффект. число ЭП** |
К-нт расч. Нагр. Кр |
Расчетная мощность |
Расч. ток, А |
||||||||||
|
по заданию технологов |
по справ. дан. |
|
активная, кВт |
Реакт., кВАр** при при |
полная кВА |
||||||||||
|
Наименование ЭП |
К-во ЭП, шт.* n |
Номинальная (устан.) мощность, кВт* |
К-нт испол. Ки |
К-нт реакт. Мощ-ти |
|||||||||||
|
Одн. ЭП |
общая |
||||||||||||||
|
Вентиляторы |
2 |
48 |
96 |
0,80 |
1,07 |
76,80 |
57,60 |
4608 |
23 |
1,12 |
161,07 |
170,09 |
245,97 |
373,71 |
|
|
Сварочные агрегаты |
3 |
10 |
30 |
0,30 |
0,45 |
9,00 |
12,00 |
300 |
|||||||
|
Токарные автоматы |
3 |
12 |
36 |
0,14 |
0,29 |
5,04 |
8,73 |
432 |
|||||||
|
Зубофрезерные станки |
3 |
15 |
45 |
0,14 |
0,29 |
6,30 |
10,91 |
675 |
|||||||
|
Круглошлиф. станки |
3 |
4 |
12 |
0,14 |
0,29 |
1,68 |
2,91 |
48 |
|||||||
|
Заточные станки |
3 |
3 |
9 |
0,14 |
0,29 |
1,26 |
2,18 |
27 |
|||||||
|
Сверлильные станки |
2 |
3,20 |
6,4 |
0,14 |
0,29 |
0,90 |
1,55 |
20,48 |
|||||||
|
Токарные станки |
6 |
9 |
54 |
0,14 |
0,29 |
7,56 |
13,09 |
486 |
|||||||
|
Плоскошлиф. станки |
2 |
8,50 |
17 |
0,14 |
0,29 |
2,38 |
4,12 |
144,5 |
|||||||
|
Строгальные станки |
3 |
12,5 |
37,5 |
0,14 |
0,29 |
5,25 |
9,09 |
468,75 |
|||||||
|
Фрезерные станки |
4 |
9,5 |
38 |
0,14 |
0,29 |
5,32 |
9,21 |
361 |
|||||||
|
Расточные станки |
3 |
11,5 |
34,5 |
0,14 |
0,29 |
4,83 |
8,37 |
396,75 |
|||||||
|
Краны мостовые Итого: |
2 |
25 |
50 465.4 |
0,35 |
0,29 |
17,50 143,82 |
30,31 170,09 |
1250 9217,48 |
2.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
Для питания электропотребителей цеха (отнесем его ко второй категории по надежности электроснабжения) выберем двухтрансформаторную КТП с маслонаполненными трансформаторами.
Рис. 2 Схема двухтрансформаторной подстанции: QF1, QF2 - вводные автоматические выключатели; T1, T2 - силовые трансформаторы; QF3 - секционный автоматический выключатель
Номинальная мощность силовых трансформаторов определяется по условию:
где Sр - полная расчетная мощность цеха, кВА;
N - количество трансформаторов;
Kз - коэффициент загрузки трансформатора.
По приложению таб.П4 выбираем трансформатор ТМ-250/10 с характеристиками:
Sном.т =250 кВА
Uвн=10 кВ
Uнн =0,4 кВ
Примем группу соединений обмоток Д/Ун-11
Потери холостого хода Рхх=0,7 кВт
Потери короткого замыкания Рк=3,7 кВт
Ток ХХ iх =2,3%
Напряжение КЗUк = 6,5%
Габаритные размеры длина высота=131010501760 мм.
Определим потери напряжения во вторичных обмотках цеховых трансформаторов по формуле:
где - коэффициент загрузки трансформаторапо полной мощности;Uка, Uкр - соответственно активная и индуктивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора, %;
cosср - средневзвешенный коэффициент мощности трансформатора.
Коэффициент загрузки трансформаторапо полной мощности определяется по формуле:
где Sр.т - расчетная нагрузка силового трансформатора, кВА.
Активная и индуктивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора определяются по формулам:
где Pк - мощность потерь короткого замыкания, кВт;Uк - напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Определим средний коэффициент мощности по формуле:
соsцср= ;
соsцср= =0,57;
sinцср= ;
sinцср= =0,82;
.
3. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБОВ ПРОКЛАДКИ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
В цеховых электрических сетях различают питающую
и распределительную сети. Линии цеховой электрической сети, отходящие от цеховой трансформаторной подстанции, образуют питающую сеть, а линии, непосредственно подводящие электрическую энергию от распределительных пунктов или шинопроводов к электроприемникам, - распределительную сеть.
Схемы цеховых электрических сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными.
При магистральной схеме распределение электрической энергии от цеховых трансформаторных подстанций к отдельным узлам нагрузки и мощным электроприемникам осуществляется по отдель-ным линиям.