Методичка: Электроснабжение завода продольно-строгальных станков

Федеральное агентство по образованию

(Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Промышленной энергетики, курс 5, группа 5

Электроснабжение промышленных предприятий

Кузнецов Валентин Никалаевич

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Электроснабжение завода продольно-строгальных станков

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1614.08.ДП.029.00ПЗ

Руководитель проекта

Соловьев И.И.

Консультанты

Волков В.М

Мокеев А.В.

Маркин Н.И.

Соловьев И.И.

Нормоконтроль

И.И. Соловьев

Рецензент

Зав. кафедрой

В.М. Волков

Декан факультета

В.П. Емельянов

Постановление Государственной аттестационной комиссии от

1. Признать, что студент

(и., о., фамилия)

выполнил и защитил дипломный проект с оценкой

2.Присвоить квалификацию

(и., о., фамилия)

Председатель ГАК

Секретарь ГАК

Архангельск

2008

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Архангельский государственный технический университет

Кафедра электроснабжения предприятий

Задание

на дипломное проектирование

по дисциплине “ Электроснабжение промышленных предприятий ”

студенту 5 курса 5 группы

Кузнецову Валентину Николаевичу

Тему “ Электроснабжение завода продольно-строгальных станков ”

Исходные данные для проектирования:

Электроснабжение завода продольно-строгальных станков.

Питание осуществляется от подстанции неограниченной мощностью, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 100 МВА, напряжением 230/115/37 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Мощность короткого замыкания на стороне 230 кВ 1800 МВА.

Расстояние от подстанции до завода 16 км.

Стоимость электроэнергии 1.8 коп за 1 />

Режим работы предприятия: в две смены.

Рис. 1. -Генплан завода продольно-строгальных станков.

Таблица 1.Сведения об электрических нагрузках завода продольно-строгальных станков.

Наименование

Количество

электро-

приемников

Установленная мощность электроприемников, кВт

одного

суммарная

1. Механический цех мелких станков

300

1-40

4500

2. Механический цех крупных станков

100

1-80

2500

3. Механический цех уникальных станков

1-250

2800

4. Цех обработки цветных металлов

см. приложение

5. Цех цветного литья

1-80

1500

6. Сборочный цех

1-50

8000

7. Чугунолитейный цех.

150

1-120

4000

8. Заготовительно-сварочный цех

1-80

800

9. Термический цех

1-80

970

10. Компрессорная

а) 0,4 кВ

б) синхронный двигатель 10 кВ

10-80

1250

--PAGE_BREAK--

300

5000

11. Модельный цех

1-30

180

12. Заводоуправление, столовая

1-40

350

13. Главный магазин

1-10

14. Электроцех

1-40

200

Таблица 2. Сведения об электрических нагрузках цеха обработки цветных металлов.

Номер по плану

Приёмник

РН, кВт

Количество N, шт

Прокатный стан

100

2,7

Кран мостовой 5 т, ПВ=40%

11+7,5+2,2

Ножницы-тяпки

7,5

4,20

Ножницы дисковые концевые

Ножницы дисковые

6,21

Прокладочный станок

Сушильная печь

Листоправочная машина

1,5

10,13

4-валковый прокатный стан

175

Кран мостовой 10 т.

16+11+2,2

Гидравлический пресс 100 т.

Ножницы гильотинные

15,19

Вальцешлифовальный станок

7,5

Пресс

17,18

Брикетировочный пресс 630 т.

22,24

Токарный полуавтомат

30+2,2+1,1

25,26

Вертикально-сверлильный станок

5,5+0,15

27-30

Токарно-винтовой станок

13+1,1+0,15

Сроки проектирования с 15.03.2008 по 13.06.2008.

Руководитель проекта ________ Соловьев И.И. «_____»___________2008

Реферат

Курсовой проект состоит из 53 страниц. В пояснительной записке присутствует 10 рисунков, 33 таблицы. При написании курсового проекта использовалось 7 литературных источников. Курсовой проект так же включает в себя графическую часть.

Цель работы – практическое применение и закрепление знаний, полученных по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий»; подготовка к выполнению дипломного проекта на завершающем этапе обучения в университете. В ходе курсового проектирования были рассмотрены особенности процесса завода электротехнических конструкций; определены электрические нагрузки по цехам и предприятию в целом; произведен выбор внешней и внутренней схем электроснабжения завода, а также основного и вспомогательного оборудования.

Ключевые слова, встречающиеся в курсовом проекте:

Главная понизительная подстанция предприятия (ГПП) – подстанция предприятия, предназначенная для понижения напряжения получаемого из системы до напряжения внутризаводской сети предприятия.

Цеховая подстанция (ЦП) – подстанция, устанавливаемая обычно в или рядом с цехом, предназначенная для питания этого цеха, путем понижения напряжения внутризаводской сети до напряжения потребителей цеха.

продолжение
--PAGE_BREAK--

Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, предназначенная для приема и распределения электроэнергии, содержит электрические аппараты, шины и вспомогательные устройства.

Внутризаводская сеть – система электроснабжения предприятия, передающая электроэнергию от ГПП к ЦП или РУ цехов питающимся на напряжении внутризаводской сети

Компенсация реактивной мощности – комплекс мероприятий направленных на уменьшение потребления реактивной мощности из системы.

Оглавление

Введение

1. Определение центра электрических нагрузок

2. Расчет нагрузок комбината

3.Построение картограммы нагрузок комбината

4. Выбор номинального напряжения линии электропередач, сечения и марки проводов

5. Выбор мощности трансформаторов ГПП и места их установки

6. Выбор схемы внутреннего электроснабжения

7. Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения комбината

8. Выбор электрических аппаратов

9. Выбор защит и их согласование, схем автоматики, сигнализации и учета

10. Выбор компенсирующих устройств

Список использованных источников

Введение

От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия схема электроснабжения должна обеспечивать необходимую надежность и безопасность эксплуатации.

В данном курсовом проекте разрабатывается схема электроснабжения комбината цветной металлургии.

Потребителями электроэнергии комбината являются заводоуправление и производственные цеха, среди которых есть приемники I, II и III категорий по степени надежности электроснабжения. Требуемый уровень надежности и безопасности при разработке схемы электроснабжения и выборе оборудования можно обеспечить лишь строгим соблюдением норм, изложенных в ПУЭ, СНиПах и ГОСТах, а также применением средств релейной защиты и автоматики.

Немаловажную роль играет стоимость системы электроснабжения предприятия, поэтому при проектировании необходимо разработать несколько вариантов схем электроснабжения и на основании технико-экономического расчета выбрать наилучший.

Цены на электрооборудование в данном курсовом проекте были приняты по состоянию на 1989 г., так как в настоящее время поиск такой информации затруднителен. Тем не менее, применительно к нашим дням можно считать, что цены 1989 г. выросли примерно в 40 раз и, руководствуясь этим, можно приближенно оценить стоимость принятых в проекте решений.

1. Определение центра электрических нагрузок цеха обработки цветных металлов

Для определения места установки цеховой подстанции или распределительного шкафа определим центр электрических нагрузок цеха обработки цветных металлов, который определяется следующим образом:

где />– средняя нагрузка i-го приемника.

/>— координаты i-го приемника.

Сведем результаты вычисление ЦЭН в таблицу 2.

Таблица 4. Расчет ЦЭН цеха обработки цветных металлов.

№

Наименование

P, кВт

x, м

y, м

x∙Pсм, м∙кВт

y∙Pсм, м∙кВт

Ки

Pсм, кВт

Прокатный стан

100

3.2

14.5

76.80

346.96

0.24

24.00

Кран мостовой 5т.

13.1

3.2

22.1

6.29

43.36

0.15

1.97

Ножницы-тяпки

7.5

1.6

25.9

2.40

38.80

0.20

1.50

Ножницы дисковые, концевые

1.6

28.9

5.17

93.39

0.19

3.23

Ножницы дисковые

5.28

26.6

4.22

21.30

0.20

0.80

Прокладочный станок

5.28

28.9

2.38

13.01

0.15

0.45

Кран мостовой 5т.

13.1

3.2

30.7

продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

400

до 100А

11500

СП-2

ПР-8501С-2092-54-УХЛ3

400

до 100А

11000

СП-3

ПР-8501С-2106-54-УХЛ3

400

до 100А

12000

СП-4

ПР-8501С-2040-54-УХЛ3

250

до 63А

10000

Приведенные затраты, руб/год.:

/>,

где рн– нормативный коэффициент экономической эффективности, рн=0,12 из литературы [5]

К– капиталовложения, руб.

И– годовые эксплуатационные расходы, руб/год.

Капиталовложения будут равны:

/>, руб.

где Ккомм.аппар.– капиталовложения на распределительные шкафы и коммутационные аппараты, руб,

Клин– капиталовложения в сооружения линии, руб,

Годовые эксплуатационные расходы:

/>,

где Иэ– расходы на потери электроэнергии в данной установке, руб/год,

Иа– амортизационные отчисления, руб/год,

Ио– расходы на обслуживание электроустановки, руб/год., этот вид расходов изменяются незначительно, поэтому им можно пренебречь.

Расходы на потери электроэнергии вычисляются по формуле:

/> , руб/год.

где />,/>– активное и индуктивное удельное сопротивление кабельной линии,определяетсяиз литературы []., Ом/км;

/> – длина кабельной линии, км;

/> – стоимость электроэнергии за 1 кВт; />руб/кВт.

/> – количество кабелей в кабельной линии.

/> – расчетный ток приемника, А;

Амортизационные отчисления вычисляются по формуле:

/>, руб/год;

где Ка – норма амортизационных отчислений, для линий Ка=0,05

Результаты сравнения схем электроснабжения цеха обработки цветных металлов по технико-экономический параметрам приведены в табл.9

Таблица 9 – Сравнение вариантов схем электроснабжения цеха.

№

Стоимость распределительных щитов, руб.

Стоимость

сети,

руб.

Суммарные капитальные

вложения,

руб.

Амортизационные отчисления,

руб.

Стоимость потерь, руб.

Приведенные затраты,

руб.

49500

134687

184187

9209

5344.66

36656

44500

119 457

163957

29,1567

8197

31308

По результатам видно, что вариант №2 дешевле, чем вариант №1, поэтому выбираем второй вариант электроснабжения цеха обработки цветных металлов.

Определение центра электрических нагрузок завода продольно-строгальных станков.

С целью определения рационального места строительства ГПП находится центр электрических нагрузок завода, который определяется следующим образом:

/>, м.

продолжение
--PAGE_BREAK--

где />– расчетная мощность i-го цеха, кВт..

/>— координаты i-го цеха.

Сведем результаты вычисление ЦЭН в таблицу 2.

Таблица 2. Определение центра электрических нагрузок завода.

№

Наименование цеха

Установленная м-ть, кВт

Кс

Рр

Механический цех мелких станков

500

118

113

0.4

200

Механический цех крупных станков

2500

118

139

0.4

1000

Механический цех уникальных станков

2800

113

0.4

1120

Цех обработки цветных металлов

868.6

341.7

Сборочный цех

800

192

0.4

320

Чугунолитейный цех

4000

250

158

0.68

2720

Цех цветного литья

1500

250

105

0.7

1050

Заготовительно-сварочный цех

800

0.3

240

Термический цех

970

118

0.68

659.6

Компрессорная а) 0.4 кВ

300

210

224

0.68

204

б) синхр.двигатели 10 кВ

5000

210

224

0.85

4250

Модельный цех

180

263

224

0.3

Заводоуправление, столовая

350

263

0.55

192.5

Главный магазин

115

0.45

22.5

Электроцех

200

0.45

Координаты центра электрических нагрузок завода: />/>

На рисунке 2 показано расположение центра электрических нагрузок на генплане завода продольно-строгальных станков.

продолжение
--PAGE_BREAK--

Рисунок 2-Генплан завода продольно-строгальных станков с указанием ЦЭН

4. Расчет нагрузок завода

Расчетные нагрузки для цехов завода определяем методом коэффициента спроса. Расчетную нагрузку узла системы электроснабжения (цеха, корпуса, предприятия) определяют суммированием расчетных нагрузок n групп приемников, входящих в данный узел. Рассмотрим расчет нагрузки заготовительно-сварочного цеха.

Заготовительно-сварочный цех: номинальная мощность Pн=800 кВт. Из литературы [1 П1]находим значение коэффициента использования для типового цеха kи=0.25 и коэффициент мощности cosj=0.6. Из литературы [1 таблица 6] находим значение коэффициента спроса kc=0.3.

tgj=tg(arccos(cosj))=tg(arccos(0,6))=1.33;

Расчетная активная мощность заготовительно-сварочного цеха:

Pp= kcPн=0.3∙800=240 кВт;

Расчетная реактивная мощность заготовительно- сварочного цеха:

Qp= Pptgj=240∙1.33=320, кВар;

Для освещения заготовительно- сварочного цеха выбираем люминесцентные лампы. Коэффициент мощности с учетом местной компенсации cosjо=0.95. Значение удельной мощности освещенности на единицу производственной площади находим согласно таблице 26.1 [2]. Для заготовительно-штамповочного цеха: р=0.01 кВт/м2.

Площадь заготовительно-штамповочного цеха определяем по генплану предприятия с учетом масштаба, F=1445 м2. Коэффициент спроса на осветительную нагрузку для типового цеха определяем по таблице 26.3 [2], ксо=0.9.

Расчетная активная мощность на освещение заготовительно- сварочного цеха:

Ppо= kcорF=0.9∙0.01∙1445 =13.01, кВт;

Расчетная реактивная мощность на освещение заготовительно- сварочного цеха:

Qро= Ppоtgj= Ppоtg(arccos(cosjо))=13.01∙ tg(arccos(0.95))=4.28, кВар;

Суммарная активная нагрузка заготовительно-штамповочного цеха:

Рр= Pp+ Ppо=240+13.01=253.01, кВт;

Суммарная реактивная нагрузка заготовительно-штамповочного цеха:

Qр= Qp+ Qpо=320 +4.28=324.28, кВар;

Полная нагрузка:

/>, кВа;

Аналогичным образом рассчитываются остальные цеха и здания. Результаты расчетов сведены в таблицу 3.

Для освещения территории завода используем лампы ДРЛ. Коэффициент мощности с учетом местной компенсации cosjо=0.95. Значение удельной мощности освещенности на единицу производственной площади находим в литературе [2 таблица 26.1]. Для освещения территории завода р=0,004 кВт/м2. Площадь территории завода определяем по генплану предприятия за вычетом площади цехов:

F=(75567 – 39636)=35931, м2;

Коэффициент спроса на осветительную нагрузку на территории предприятия берем по таблице 26.3 [2], ксо=1.

Расчетная активная нагрузка на территории предприятия:

Ppо= kcо×р×F=1×0.004×35931 =143.73 кВт;

Расчетная реактивная нагрузка на территории предприятия:

Qро= Ppо×tgj= Ppо×tg(arccos(cosjо))=143.73×tg(arccos(0.95))=47.24кВар;

Полная нагрузка предприятия:

где kрм – коэффициент разновременности максимума. kрм=0,9 из литературы [1].

Таблица 3- Расчет нагрузок завода продольно-строгальных станков.

Наименование цеха

Кол-во эл. приемников

Установленная м-ть, кВт

x, м.

y, м.

Ки

Кс

cosц

tgц

Рр, кВт

Qp, кВАр

F, м2

Ppo, кВт

Qpo, кВАр

∑Pр, кВт

∑Qр, кВАр

∑Sр, кВА

одного эл. приемника

суммарная

продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

Механический цех уникальных станков

1120

17.79

5.72

44.52

Цех обработки цветных металлов

341.7

6.05

6.37

24.59

Сборочный цех

320

28.40

31.95

23.79

Чугунолитейный цех

2720

43.10

5.70

69.37

Цех цветного литья

1050

29.32

10.05

43.10

Заготовительно-сварочный цех

240

13.01

19.51

20.61

Термический цех

659.6

10.21

5.57

34.16

Компрессорная а) 0.4 кВ

204

6.91

12.19

19.00

б) синхр.двигатели 10 кВ

4250

86.71

Модельный цех

15.68

104.53

9.77

Заводоуправление, столовая

192.5

12.38

23.15

18.46

Главный магазин

22.5

11.56

184.96

6.31

Электроцех

1.39

5.57

12.62

Масштаб mp=1,7 кВт/мм

Рисунок 3 – Картограмма активных нагрузок завода

5. Выбор номинального напряжения линии электропередач, сечения и марки проводов

Согласно заданию питание осуществляется от подстанции неограниченной мощностью, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 100 МВА, напряжением 230/115/37 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Расстояние от подстанции до завода 16км. Таким образом, существует два варианта по выбору питающего напряжения. Произведем сравнение обоих вариантов.

Оценим по эмпирической формуле Стилла величину нестандартного напряжения:

При питании от подстанции энергосистемы:

где l – длина линии, км;

Pp – передаваемая расчетная мощность, кВт;

Из стандартного ряда напряжений выбираем два ближащих значения: 110 кВ и 35 кВ. Так как имеются потребители I и II категории, то принимаем питание по двухцепной ВЛ.

Расчетный ток при напряжении 35 кВ:

/>А.

где Sp – полная расчетная мощность, кВА;

n – количество линий;

По величине расчетного тока Iр и экономической плотности тока jэ, определяется приближённое сечение проводов ВЛ. Экономическая плотность тока находится по продолжительности использования максимума нагрузки Тмах=4345 ч, из литературы [1] jэ=1,1 А/мм2

/>мм2;

Из литературы [7 таблица П3.3] выбираем провод марки АС – 120 у которого длительно допустимый ток равен Iдоп=390 А, удельные активные и индуктивные сопротивления />Ом/км, />Ом/км.

продолжение
--PAGE_BREAK--

Выбранное сечение провода необходимо проверить на: а) допустимость к нагреву током форсированного режима; б) величину допустимых потерь напряжения.

Проверка по нагреву сводится к сравнению форсированного тока линии с допустимым:

/>,, А.

/>, А(выполняется);

Проверка по потерям напряжения выполняется по формуле:

/>%

Аналогичный расчет делаем и для напряжения 110 кВ. Результаты расчетов сведем в таблицу 5.

Таблица 5 – Выбор сечения проводов, проверка по падению напряжения.

/>, кВ

/>, А

/>, мм2

Марка провода

/>, Ом/км

l, км

/>, %

120.06

240.11

109.14

АС-120

0.27

0.4

1.58

110

38.20

76.40

34.73

АС-70

0.46

0.43

0.31

Подсчитаем затраты на электроснабжение при напряжении 35 и 110 кВ.

Используем укрупненные данные 1989 года с учетом увеличения цен в 100 раз.

Приведенные затраты, тыс. руб/год.:

/>, тыс. руб/год

где рн – нормативный коэффициент экономической эффективности, рн = 0,12 литературы [].

К – капиталовложения, тыс. руб.

И – годовые эксплуатационные расходы, руб/год.

Капиталовложения будут равны:

/>,

где Ккомм.аппар. – капиталовложения на высоковольтные коммутационные аппараты, тыс. руб,

Клин – капиталовложения в сооружения линии, тыс. руб,

Ктр– капиталовложения на силовой трансформатор, тыс. руб.

Питание осуществляется по двуцепной линии, опоры металлические с двухцепной подвеской цепей. Упрощеная схема внешнего электроснабжения предприятия приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 –Упрощеная схема внешнего электроснабжения завода продольно-строгальных станков.

Из литературы [5, таблица 5.2] находим, что стоимость ОРУ с элегазовыми выключателями на напряжение 110 кВ составляет 3200 тыс. руб., стоимость сооружения 1 км двухцепной сталеалюминевой воздушной линии проводами марки АС-70 на железобетонных опорах на 110 кВ равна 1500 тыс. руб, [5, таблица 10.15]. Стоимость силового трансформатора напряжением 110/10 кВ и мощностью 10МВА равна 4360 тыс. руб. [5, таблица 3.6].

/>, тыс. руб.;

Стоимость ОРУ с элегазовыми выключателями на напряжение 35 кВ составляет 2500 тыс. руб, стоимость сооружения 1 км двухцепной сталеалюминевой воздушной линии проводами марки АС-120 на металлических опорах на 35 кВ равна 1360 тыс. руб, [5, таблица 10.15]. Стоимость силового трансформатора напряжением 35/10 кВ равна 3200 тыс. руб. [5, таблица 3.6].

/>, тыс. руб.;

Годовые эксплуатационные расходы:

/>,

где Иэ – расходы на потери электроэнергии в данной установке, руб/год,

Иа – амортизационные отчисления, руб/год,

Ио – расходы на обслуживание электроустановки, руб/год., этот вид расходов изменяются незначительно, поэтому им можно пренебречь.

Линия 110 кВ:

Расходы на потери электроэнергии вычисляются по формуле:

Для линий: />, тыс.руб/год;

, где ДSmax – потери активной мощности в электроустановке при максимальной нагрузке на напряжение 110кВ

/>, кВА

Для трансформаторов:

где ДPхх – потери холостого хода для трансформатора ТДН-10000/110 .

ДPхх=18, кВт из литературы [].

ДPкз – потери короткого замыкания для трансформатора ТДН-10000/110

ДPкх=68, кВт из литературы [].

ф – время наибольших потерь, ч, ф = 2638 часов, из литературы [],

Со – стоимость энергии, Со=0,00018 тыс.руб/кВА.

Амортизационные отчисления вычисляются по формуле:

/>;

где Ка – норма амортизационных отчислений, для линий Ка=0,05, для трансформаторов Ка=0,09 из литературы [5, таблица 5.2],

/>тыс.руб/год;

/>тыс.руб/год; />тыс.руб/год;

Приведенные затраты на электроснабжение, при напряжении 110 кВ:

/>тыс.руб/год;

продолжение
--PAGE_BREAK--

Линия 35 кВ:

Для линий: />, тыс.руб/год;

, где ДSmax – потери активной мощности в электроустановке при максимальной нагрузке на напряжение 35кВ

/>, кВА

Для трансформаторов:

где ДPхх – потери холостого хода для трансформатора ТДН-10000/35 .

ДPхх=14.5, кВт из литературы [].

ДPкз – потери короткого замыкания для трансформатора ТДН-10000/35

ДPкх=65, кВт из литературы [].

/>тыс.руб/год;

Тогда приведенные затраты на электроснабжение при напряжении 35 кВ:

/>тыс.руб/год;

Результаты расчетов сведем в таблицу 6.

Таблица 6 – Выбор уровня напряжения внешнего электроснабжения.

Уровень напряжения, кВ

Капитальные вложения

К, тыс.руб.

Издержки

И, тыс.руб.

Приведенные затраты

З, тыс.руб.

30660

1860

5539

110

35920

2200

6510

По приведенным затратам выбираем наиболее выгодный уровень напряжения 35кВ.

Выбор мощности трансформаторов ГПП и места их установки

Среди цехов завода продольно-строгальных станковприобладают цеха первой и второй категории, поэтому принимаем число трансформаторов равное двум.

Выбор двухтрансформаторной подстанции производиться по условию:

Принимаем мощность трансформатора марки ТДН-10000/35/10,5

Для установки на ГПП выбираем трансформатор марки ТДН-10000/35/10,5. Для обеспечения требуемой надёжности на ГПП предусматриваем установку двух трансформаторов данной марки. Данный вид выбранного трансформатора предусматривает возможное увеличение потребляемой мощности предприятия, а следовательно и снижение затрат при замене их более мощными.

Для строительства ГПП выбираем свободную территорию с учетом того, чтобы она была как можно ближе к центру электрических нагрузок завода. Под строительство подстанции отведем площадь размерами 50х40 м.Место расположения ГПП указана на рисунке 5.

Рисунок 5 – Место расположения ГПП на генплане завода продольно-строгальных станков

6. Выбор схемы внутреннего электроснабжения

При проектировании системы внутреннего электроснабжения завода продольно-строгальных станков,будем учитывать:

— существуют приемники 10 кВ.

— категорийность приемников.

— наличием цехов с малой потребляемой мощностью.

Категорийность надежности электроснабжения цехов завода продольно-строгальных станков указана в таблице.6.

Таблица 6- Категории цехов завода продольно-строгальных станков по надежности электроснабжения.

№

Цех

Категория

Механический цех мелких станков

Механический цех крупных станков

Механический цех уникальных станков

Цех обработки цветных металлов

Сборочный цех

Чугунолитейный цех

Цех цветного литья

Заготовительно-сварочный цех

Термический цех

Компрессорная

а) 0,4 кВ

б) Синхронные двигатели 10 кВ

Модельный цех

АПвЭБП

3x25

1.2

0.445

0.03

73.53

178.52

0.03213

ЦТП2−ЦТП1

171.05

в траншее

340.68

19.69

105.3

5.8

АПвЭБП

3x25

1.2

0.445

0.04

86.89

336.04

0.06049

Кабеля 0,4 кВ

ЦТП1−РП14

39.47

в трубе

121.35

184.59

197.1

АВВГ

4x120

0.253

0.0602

0.50

34.18

1384.57

0.24922

ЦТП5−РП4

65.79

в трубе

394.52

600.12

613.8

АВВГ

4x240

0.125

0.0596

0.72

167.11

6493.78

1.16888

ЦТП9−РП8

26.32

в трубе

412.89

628.07

663.75

АВВГ

4x185

0.164

0.0596

0.25

96.32

2389.99

0.43020

ЦТП9−РП13

52.63

в трубе

40.80

62.07

АВВГ

4x16

1.91

0.0675

1.64

7.89

3067.89

0.55222

ЦТП6−РП10

39.47

в траншее

298.66

454.31

459

АВБбШв

4x150

0.206

0.0596

1.01

40.58

6915.79

1.24484

ЦТП6−РП11

52.63

в траншее

88.90

135.23

137

АВБбШв

4*50

0.641

0.0625

1.21

12.68

4907.49

0.88335

Итого

1264

86613

15.6

Произведем сравнение вариантов путем технико-экономического расчета аналогично расчету цеха обработки цветных металлов для результаты сведем в таблицу 9.

Таблица 9 – Сравнение вариантов схем внутреннего электроснабжения завода продольно-строгальных станков

продолжение
--PAGE_BREAK--

№

Стоимость подстанций, тыс. руб.

Стоимость

сети,

тыс. руб.

Суммарные капитальные

вложения, тыс. руб.

Амортизационные отчисления,

тыс. руб.

Стоимость потерь, тыс. руб.

Приведенные затраты,

тыс. руб.

23392

1 379.08

24771

2174.23

120.07

5266.84

26654

1 264.16

27918

2462,07

124

5936.24

По результатам видно, что первый вариант дешевле, чем второй.

Поэтому выбираем первый вариант электроснабжения.

Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения завода продольно-строгальных станков

Расчет токов короткого замыкания позволяет определить параметры работы защит, позволяет проводить выбор коммутирующей аппаратуры.

В качестве точек короткого замыкания рассматриваем шины высокого и низкого напряжения цеховых подстанций, а также шины высокого и низкого напряжения ГПП. Расчет будем вести как для нормального режима сети для самых тяжелых режимов работы схемы электроснабжения – замкнутым секционным выключателем на шинах ГПП на стороне 35кВ и 10 кВ. в. Этом случае принципиальную схему питания предприятия на напряжении 35 — 10кВ можно представить на рисунке 8:

Рисунок 8- Принципиальная схема питания завода

Составим схему замещения рисунок 9 с указанием точек короткого замыкания, учитывая то, что обмотка напряжением 115 кВ трансформатора 230/115/37 кВ нас не интересует.

Рассчитаем параметры схемы замещения

Рисунок 9 — Схема замещения питания завода с указанием точек КЗ

Произведем расчет

— Выбор базисных величин

Sб = 100, МВА.

Uб1 = 230 кВ

Uб2 = 230∙37/230 =37 кВ

Uб3 = 37∙11/37 = 11 кВ

— параметры системы

Ес = 230 / Uб1 = 230/230 = 1

/>.

— параметры трехобмоточного трансформатора

При отношении Х/R = 20 получаем

— параметры одной цепи линии 35 кВ

— параметры трансформатора ГПП (Sн=10 МВА, Uk=10,5%, Uвн=37 кВ, Uнн=10.5 кВ, Ркз=68кВт,):

— параметры синхронных двигателей (Sд=4.25 МВА, Uн=10.5 кВ, Iпуск=6.68, з=0.965):

— параметры трансформаторов ЦТП-5, ЦТП-9 (Sн=0.63 МВА, Uk=5,5%, Uвн=10.5 кВ, Uнн=0.4 кВ, Ркз=7.6 кВт,):

— параметры трансформаторов ЦТП-2, ЦТП-3, ЦТП-6.1, ЦТП-7 (Sн=1 МВА, Uk=5,5%, Uвн=10.5 кВ, Uнн=0.4 кВ, Ркз=11.6 кВт,):

— параметры трансформаторов ЦТП-6.2 (Sн=1.6 МВА, Uk=5,5%, Uвн=10.5 кВ, Uнн=0.4 кВ, Ркз=16.5 кВт,):

— параметры сети электроснабжения на 10 кВ

продолжение
--PAGE_BREAK--

Расчет коротких замыканий

Точка К1

Действующие значение тока периодической составляющей

Постоянная времени тока КЗ

Ударный коэффициент

Ударный ток КЗ

Точка К2

Действующие значение тока периодической составляющей

/>/>

Постоянная времени тока КЗ

Ударный коэффициент

Ударный ток КЗ

Аналогичным образом рассчитаем остальные точки КЗ. Расчеты сведем в таблицу 12.

Таблица 12 Расчет токов короткого замыканиях в сетях 10-35кВ.

Точка

I(3)K, кА

I(2)K, кА

Ta, c

Kуд

iуд.норм. кА

iуд.авар. кА

4.356

3.77

0.0064

1.21

7.455

7.822

5.024

4.35

0.3893

1.95

14.029

22.39

4.601

3.98

0.0287

1.706

11.098

15.25

4.419

3.82

0.0181

1.575

9.844

12.45

4.909

4.251

0.0619

1.851

12.849

18.92

4.39

3.8

0.0118

1.428

11.489

13.78

4.916

4.257

0.1182

1.919

13.34

20.76

4.804

4.161

0.0618

1.851

12.575

18.36

продолжение
--PAGE_BREAK--

4.423

3.83

0.0123

1.44

9.037

10.21

4.962

4.297

0.0084

1.305

14.03

22.34

0.58

0.0151

1.516

1.25

2.69

0.855

0.017

1.52

1.837

4.052

0.87

0.017

1.556

1.918

4.273

0.58

0.0138

1.485

1.217

2.607

0.87

0.0175

1.56

1.928

4.301

1.25

0.0199

1.606

2.846

6.563

0.85

0.0142

1.495

1.81

3.977

где I(3)K – ток трехфазного короткого замыкания в точке К, кА.

I(2)K, кА — ток двухфазного короткого замыкания в точке К, кА

Ta – постоянная времени, с.

Kуд – ударный коэффициент.

iуд.норм– ударный ток трехфазного короткого замыкания в точке К, в нормальном режиме (секционные выключатели на ГПП, ЦТП РУ-10кВ, РУ-0,4кВ отключены), кА

iуд.авар – ударный ток трехфазного короткого замыкания в точке К, в аварийном режиме (все секционные выключатели на ГПП, ЦТП РУ-10кВ, РУ-0,4кВ включены), кА

7. Выбор компенсирующих устройств

Мероприятия, проводимые по компенсации реактивной мощности, могут быть разделены на связанные со снижением потребления реактивной мощности приемниками электроэнергии и требующие установки компенсирующих устройств в соответствующих точках системы электроснабжения.

Так как в задании указано наличие синхронных двигателей 10 кВ, следовательно, их можно использовать в качестве компенсирующих устройств. Также источником реактивной энергии являются батареи конденсаторов, которые могут быть установлены на стороне 10 кВ или 0,4 кВ.

В таблице 10 показано распределение реактивной мощности по цеховым подстанциям предприятия.

Таблица 10 – Распределение реактивной мощности по ЦТП завода.

ЦТП

Суммарная расчетная реактивная мощность для каждой ЦТП предприятия, кВАр

Реактивная мощность которую может пропустить через себя ЦТП предприятия без увеличения числа трансформаторов, кВАр

ЦТП-2

1254.3

1830.253

ЦТП-3

1228.3

1872.62

ЦТП-5

593.5

1210.682

ЦТП-6.2

1608.7

966.0188

ЦТП-6.1

1068.6

1697.795

ЦТП-7

834.2

202.0479

ЦТП-9

930.0

879.9947

Суммарная расчетная реактивная нагрузка завода: 7716,16 кВар

Предварительный выбор суммарной мощности компенсирующих устройств определяем исходя из соотношения [1]

продолжение
--PAGE_BREAK--

/>,

где />– расчетная суммарная реактивная нагрузка завода;

/>– реактивная мощность, которую система может выдать заводу

при />

/>кВАр.

Кабельные и воздушные линии электропередач как источники реактивной энергии не рассматриваем в виду их малой протяжённости и низкого уровня напряжения сети.

Так как на заводе установлены синхронные двигатели, то их следует использовать для компенсации реактивной мощности.

Оценим максимальную величину реактивной мощности, которую могут генерировать синхронные двигатели, по формуле

/>кВАр,

где />– коэффициент наибольшей допустимой перегрузки СД по реактивной мощности, />литературы [] [4];

/>– номинальная активная мощность двигателей, кВт, />, кВт;

/>– номинальный коэффициент реактивной мощности, />;

/>– номинальный КПД СД,

/>литературы [] [4],

Рассмотрим два варианта передачи реактивной мощности через питающие сети из системы и установку батарей конденсаторов той же мощности на ГПП. Результаты расчета вариантов сведем в таблицу

1) Вариант №1. Установка батарей конденсаторов в РУ-10кВ ГПП.

Выбираем четыре батареи конденсаторов марки УКЛ-10-1350-У3 номинальной мощностью 1350 кВАр, напряжение 10 кВ. Суммарная мощность которых равняется 5400 кВАр.

/>, тыс.руб.

где /> — постоянная составляющая затрат, не зависящая от генерируемой мощности, тыс.руб.

/>— затраты на 1 МВАр генерируемой мощности, тыс.руб.

/>— мощность батареи конденсаторов.

/>, тыс.руб.

где Е– коэффициенты, учитывающие суммарные ежегодные отчисления от стоимости вводного устройства из литературы [] Е=0,223.

К– стоимость одного вводного устройства (ячейки) при установке БК на напряжение 10 кВ, тыс.руб. из литературы [] с учетом увеличения цен в сто раз. Предполагаем к дополнительной установке четыре ячейки в РУ-10кВ ГПП.

К=148, тыс.руб.

/>;

/>, тыс.руб/МВАр.

где Ку – удельная стоимость БК. составляет для напряжений 10 кВ 412 тыс.руб./МВАр из литературы [] с учетом увеличения цен в сто раз.

/>— отношение Uнб конденсаторов к Uн сети. При Uн=10 кВ и Uн=10,5 кВ, />=1.05;

/>— относительное значение напряжения сети в точке присоединения БК, />=1;

С– стоимость 1 кВт потерь активной мощности, руб.;

/>– удельные потери в конденсаторах: при напряжении 6-10 кВ литературы [], />=2,5 кВт/МВАр.

Стоимость потерь активной мощности

/>, руб.

2) Вариант №2. Передача реактивной мощности через питающие сети из системы.

Используя указанные выше формулы и значения из таблицы находим расходы на потери электроэнергии в данной установке, тыс.руб/год.

Стоимость потерь эл/энергии в линии 35кВ:

/>, тыс.руб/год;

Стоимость потерь эл/энергии в трансформаторе 35кВ:

Себестоимость реактивной энергии потребляемой предприятием из системы в год, тыс.руб./год.

/>тыс.руб.

/>, тыс.руб.

Таблица. — Результаты расчета компенсации реактивной мощности на РУ-10кВ ГПП или передачи мощности из системы.

Вариант №1

Компенсация реактивной мощности на ГПП

Вариант №2

Компенсация реактивной мощности из системы

679.29 тыс.руб

108.04 тыс.руб

Как видно вариант №2 является более экономичным. Оставшуюся реактивную мощность />кВАр, которую необходимо скомпенсировать, выработают синхронные двигатели />кВАр.

Т.к на ЦТП-6.2, ЦТП-7, ЦТП-9 трансформаторы, без увеличения их числа, неспособны передать реактивную мощность на сторону 0,4кВ, примем на этих ЦТП частичную компенсацию реактивной мощности на стороне 0,4кВ. Расчеты и выбор БК на стороне 0,4кВ ЦТП-6.2, ЦТП-7, ЦТП-9 сведем в таблицу.

Таблица. — Расчеты и выбор батарей конденсаторов на стороне 0,4кВ ЦТП-6.2, ЦТП-7, ЦТП-9.

ЦТП

Реактивная мощность которую необходимо скомпенсировать в на стороне 0,4 кВ., кВАр

Марка и число батарей конденсаторов установленных на стороне 0,4кВ.

Место установки батарей конденсаторов

ЦТП-6.2

642.6

УКЛ-0,38-450-У3

УКЛ-0,38-300-У3

РУ-0,4кВ ЦТП-6.2

ЦТП-7

632.2

УКЛ-0,38-300-У3

УКЛ-0,38-250-У3

РУ-0,4кВ ЦТП-7

продолжение
--PAGE_BREAK--

УКЛ-0,38-150-У3

РУ-0,4кВ Заводоуправление, столовая.

ЦТП-9

50.0

УКЛ-0,38-150-У3

РУ-0,4кВ Заготовительно-сварочный цех.

Количество батарей конденсаторов на стороне 0,4кВ увеличиваем вдвое с учетом взаимного резерва.

9. Выбор электрических аппаратов

Выбор аппаратов на ГПП

Выбор аппаратов на стороне 110 кВ

Выбор разъединителей, отделителей [3]

Из [3] выберем и проверим разъединитель (устанавливаются вместе с высоковольтными выключателями) РНДЗI– 110/1000 У1 – наружной установки, двухколонковый, с заземляющими ножами. С приводом ПР – Т1.

Таблица 13- Паcпортные данные выбранного разъединителя

Uн, кВ

Iн, кА

Iпр.ск, кА

Iтер, кА

tтер, c

110

31,5

Таблица 14-Проверка выбранного разъединителя

Характеристика

Обозначение и формулы

Расчет

Номинальное напряжение, кВ

110 = 110 (вып.)

Длительный максимальный ток, кА

/>(вып.)

Номинальный ток динамической стойкости, кА:

Периодический (действующее значение)

Полный (максимальное значение)

3,46/>80 (вып.)

6,15≤203,6 (вып.)

Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), кА2∙с

0,21≤3969 (вып.)

Все условия выбора выполняются. Принимаем к установке разъединитель данного типа.

Из [3] выберем и проверим отделитель ОДЗI– 110/1000 УХЛ1 — двухколонковый, с заземляющими ножами, для умеренного климата. С приводом ПРО – 1У1.

Таблица 15- Паcпортные данные выбранного отделителя

Uн, кВ

Iн, кА

Iпр.ск, кА

Iтер, кА

tтер, c

110

31,5

Таблица 16- Проверка выбранного отделителя

Характеристика

Обозначение и формулы

Расчет

Номинальное напряжение, кВ

110 = 110 (вып.)

Длительный максимальный ток, кА

/>(вып.)

Номинальный ток динамической стойкости, кА:

Периодический (действующее значение)

Полный (максимальное значение)

3,46/>80 (вып.)

6,15≤203,6 (вып.)

Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), кА2∙с

0,21≤3969 (вып.)

Все условия выбора выполняются. Принимаем к установке.

Выбор выключателей

Из [3] выберем и проверим выключатель BГТ — 110 – 40/2500У1 – элегазовый, трехполюсный, для умеренного климата.

Таблица 17- Паcпортные данные выбранного выключателя

продолжение
--PAGE_BREAK--

Uн, кВ

Iн, кА

Iотк.н, кА

вн, %

Iпр.ск, кА

iпр.ск, кА

Iтер, кА

tтер, c

tc.откл, с

110

2,500

40,0

102

40,0

0,04

Таблица 18- Проверка выбранного выключателя

Характеристика

Обозначение и формулы

Расчет

Номинальное напряжение, кВ

110 = 110 (вып.)

Длительный максимальный ток, кА

/>(вып.)

Номинальный ток динамической стойкости, кА:

Периодический (действующее значение)

Полный (максимальное значение)

3,46/>40,0 (вып.)

6,15/>102 (вып.)

Номинальный ток отключения, кА:

Периодический (действующее значение)

Полный (максимальное значение)

3,46/>40,0 (вып.)

9,04/>70,7 (вып.)

Номинальный тепловой импульс (термическая стойкость), А2∙с

0,21≤4800 (вып.)

Все условия выбора выполняются. Принимаем к установке выключатель данного типа.

Выбор трансформаторов тока [3]

ТТ выбираются по номинальному току, напряжению и допустимой нагрузке вторичной цепи. Проверка трансформаторов тока осуществляется по динамической и термической стойкости.

При питании от системы требуется установка на ГПП как трансформаторов тока для счетчиков с классом точности 0,5, так и трансформаторов тока для питания цепей релейной защиты с классом 10Р.

Для первой цели предусмотрим установку 6 (по одному на фазу) трансформаторов тока марки ТФЗМ110Б с коэффициентом трансформации 200/5

Для второй встроенные в силовые трансформаторы марки ТВТ110-1-200/5

Условия:

Iр < Iном

iуд < iдин

ВК <ВК ДОП

Таблица 19- Выбор трансформаторов тока на 110 кВ

Марка трансформатора тока

Ip, А

Iн, А

iуд, кА

iтер, кА

BК, кА2*м

ВК ДОП, кА2*м

ТФЗМ110Б

105

200

15,121

1,699

ТВТ110-1-200/5

105

200

15,121

1,699

1875

Выбор трансформаторов напряжения [3]

Для установки счетчиков также предусмотрим установку трансформаторов напряжения с классом точности 0,5 марки НАМИ-110-УХЛ1

Выбор аппаратов ГПП на стороне 10 кВ

— Выбор выключателей

Из [3] выберем и проверим КРУ серии К-104М, на основе вакуумного выключателя серии ВВ/TEL-10-20/1600 У2

Таблица 20- Паспортные данные выбранного КРУ

Uн, кВ

Iн, А

продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

484,9

1071.63

ГПП — ЦТП 6

ТПЛК-10

74,48

100

20,83

74,5

484,9

1071.63

ГПП — РУ 1

ТПЛК-10

449,58

1000

25,73

74,5

484,9

1071.63

— Выбор трансформаторов собственных нужд

Таблица 31 — Расчет мощности ТСН.

Вид потребителя

Мощность, кВт х кол-во

Подогрев шкафов КРУ

1х27

Освещение РУ

Подогрев приводов разъединителей

0,6х8

Отопление, освещение, вентиляция ОПУ

Суммарная нагрузка на 2 тр-ра

119,8

— Выбор предохранителя для защиты ТСН.

Рабочий ток: Iр=6,42 А

Номинальный ток плавкой вставки определяется из условия Iпл.вст>Ip. Т.о. выбираем предохранитель ПКТ101-10-10-31,5УЗ. [3]

Нагрузка на один трансформатор Sнагр=Sсум×К=119,8×0,7=83,86 кВА,

где К0– коэффициент одновременности, принимаем 0,7.

Согласно таб. 3,3 [5] принимаем в качестве трансформатора ТСЗ-100/10У3.

Таблица 32 — Расчет мощности ТСН на РУ1.

Вид потребителя

Мощность, кВт х кол-во

Подогрев шкафов КРУ

Освещение РУ

Подогрев приводов разъединителей, отделителей

0,6х8

Отопление, освещение, вентиляция ОПУ

Суммарная нагрузка на 2 тр-ра

85,8

Нагрузка на один трансформатор Sнагр=Sсум×К=85,8×0,7=60,06 кВА, где К0– коэффициент одновременности, принимаем 0,7.

Согласно таб. 3,3 [5] принимаем в качестве трансформатора ТСЗ-63/10У3.

— Выбор предохранителя для защиты ТСН на РУ9.

Рабочий ток: Iр=4,72 А

— Выбор трансформаторов напряжения.

ТН выбирают по напряжению и вторичной нагрузке.

Для установки в КРУ выбираем НАМИ-10-95УХЛ2. [3]

— Выбор предохранителя для защиты трансформатора напряжения.

Выбор предохранителя для защиты ТН осуществляется по номинальному напряжению и марке ТН. Выбираем предохранитель для НАМИ-10-95УХЛ2 – ПКН001-10У3. [3]

Выбор коммутационного оборудования цеховых подстанций и РУ ЦП №1

Расстояние от РУ1 до данной ЦП составляет 94 метра, поэтому не предполагаем установку коммутационного оборудования

ЦП №2

Расстояние от ГПП до данной ЦП составляет 238 метров, поэтому предполагаем установку коммутационного оборудования — выключателей марки ВВ/TEL-10-12,5/630 У2

ЦП №3

Расстояние от ГПП до данной ЦП составляет 293 метров, поэтому предполагаем установку коммутационного оборудования — выключателей марки ВВ/TEL-10-20/630 У2

ЦП №4

Расстояние от ГПП до данной ЦП составляет 166 метров, поэтому не предполагаем установку коммутационного оборудования

ЦП №5

Расстояние от ГПП до данной ЦП составляет 150 метров, поэтому не предполагаем установку коммутационного оборудования

ЦП №6

Расстояние от ГПП до данной ЦП составляет 226 метров, поэтому предполагаем установку коммутационного оборудования — выключателей марки ВВ/TEL-10-12,5/630 У2

РУ1

От данного РУ питаются приемники первой категории для которых предусмотрена секционированная система шин поэтому применяем в качестве коммутационной аппаратуры ВВ/TEL-10-20/630 У2

Цепи оперативного тока получают питание от ТСЗ ГПП или других цехов.

Рассчитаем токовую отсечку для трансформаторов 10/0,4 кВ, где длинна кабельной линии больше 200 метров.

Рисунок 10 — Электрическая схема и схема замещения

— Выбор базисных величин

Sб = 63 МВА

Uб = 10,5кВ

— параметры системы

Ес = 1

— параметры одной цепи линии 110 кВ

— параметры трансформатора ГПП

/>=0,021+0,413j

— параметры трехобмоточного трансформатора

продолжение
--PAGE_BREAK--

— параметры кабельной линии на 10 кВ

Рассчитаем параметры трансформаторов на 10/0,4 кВ:

— Мощность трансформатора 1000 кВА

— Мощность трансформатора 630 кВА

Расчет коротких замыканий

Точка К1

/>А

где /> — максимальное значение периодической составляющей тока КЗ на шинах НН, приведенного к стороне ВН.

/>А

где /> — ток двухфазного КЗ на выводах ВН трансформатора в минимальном режиме энергосистемы.

Токовая отсечка

Расчет первичного тока срабатывания

/>А

где /> — коэффициент отстройки

Расчет вторичного тока срабатывания

/>А

где /> — коэффициент трансформации ТТ:

Принимаем к установке трансформатор тока с />

Выбор тока уставки

Выбираем реле РСТ-11-32 с />А. ( 30-120 А)

/>А

где n – целое число, определяемое положением переключателей

/>(принимаем />)

Оценка чувствительности

/>(по ПУЭ />/>2)

/>А

Чувствительность обеспечена.

Следовательно выключатель перед ЦТП2 не нужен.

Рассчитаем токовую отсечку для остальных ЦТП и расчеты сведем в таблицу 33.

Таблица 33 — Расчет коэффициента чуствительности.

№ ЦТП

/>, А

1213

60,67

4,15

2398

119

120

2,2

815,97

40,8

6,25

Следовательно чувствительность обеспечена, выключатели перед ЦТП не устанавливаем.

Выбор аппаратов защиты цеховых сетей.

Автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в предохранителе требуется замена калиброванной плавкой вставки, увеличивающая время простоя ЭП; более точные защитные характеристики; совмещение функций коммутации электрических цепей и их защиты; наличие в некоторых автоматических выключателях независимых расцепителей и др.

Номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирают по длительному расчетному току линии [4, с.205, ф. 5.12]

Iт > Iдл.

Номинальный ток электромагнитного Iэл или комбинированного расцепителя автоматических выключателей выбирают также по длительному расчетному току линии [4, с.205, ф. 5.13]

Iэл ≥ Iдл.

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя Iср.эл проверяют по максимальному кратковременному току линии [4, с.205, ф. 5.14]

Iср.эл ≥ kIкр,

где k – коэффициент учитывающий неточность при определении Iкр при разбросе характеристик электромагнитных расцепителей автоматических выключателей, k = 1,25.

Iкр = Iп = 5·Iном.

Таблица 34 – Выбор автоматических выключателей.

Участок сети

Номинальный ток, Iном, А

Тип автом. выкл.

Номинальный ток автом. выкл., Iном, А

ЦТП1−РП1

279,33

продолжение
--PAGE_BREAK--

ВА55-37

400

ЦТП1−РП6

323,88

ВА55-37

400

ЦТП2−РП2

264,9

ВА55-37

400

ЦТП3−РП3

411,58

ВА55-39

630

ЦТП6−РП4

233,22

ВА55-35

250

ЦТП6−РП5

415,96

ВА55-39

630

10. Выбор защит и их согласование, схем автоматики, сигнализации и учета

Защита элементов схемы электроснабжения напряжением 110 и 10 кВ.

Кабельные сети напряжением 10 кВ защищаем устройствами релейной защиты от междуфазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

От междуфазных замыканий выбираем максимальную токовую защиту (МТЗ) и выполняем ее в двухфазном исполнении и включаем ее в одни и те же фазы по всей сети одного напряжения с целью отключения двойных замыканий на землю только одного места повреждения.

Замыкание на землю одной фазы в сетях с изолированной нейтралью не является коротким замыканием. Поэтому выбираем защиту, действующую на сигнал и только когда это необходимо по требованиям безопасности, действующей на отключение.

Цеховые трансформаторы и трансформаторы ГПП имеют защиту от многофазных и однофазных замыканий в обмотках, от понижения уровня масла, от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой. Кроме того, цеховые трансформаторы мощностью до 1000 кВА имеют токовую отсечку без выдержки времени или токовую защиту со ступенчатой характеристикой выдержки времени.

Защита элементов схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ.

В сетях 0,4 кВ защиту выполняем плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.

Плавкие предохранители марки ПН2 предназначены для защиты электрических установок от токов КЗ и перегрузок.

Автоматические выключатели снабжают специальными устройствами релейной защиты, которые в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, МТЗ, двухступенчатой токовой отсечки. Марка выключателей ВА.

Выбор схем автоматики, сигнализации и учета.

В виду того, что предприятие имеет на ГПП два источника питания, работающих раздельно в нормальном режиме, на шинах ГПП устанавливается устройство АВР. Оно предназначено для осуществления быстрого автоматического переключения на резервное питание потребителей в случае пропадания питания на основном вводе. Также устанавливаем АВР и на РУ 1. АВР состоит из двух измерительных органов – по одному на каждый источник, логической части, содержащей органы выдержки времени, цепи однократности и запрета действий АВР и сигнальных реле.

В качестве измерительных органов используют реле типа РН54/160 и РН 53-60Д.

Эти реле срабатывают при симметричном снижении напряжения до значения, при котором не обеспечивается нормальная работа потребителей. В качестве реле времени используется реле типа РВ-132.

При напряжении 0,4 кВ устройства АВР устанавливаются на подстанциях, обеспечивающих питание потребителей первой категории. В системе 10 кВ выполнена неселективная сигнализация о замыкании на землю. Ввиду того, что на предприятии много подстанций без дежурного персонала предусмотрена предупреждающая и аварийная сигнализации, посылающие сигнал «Вызов».

На предприятии предусмотрены следующие измерительные приборы в сети электроснабжения:

— на вводах в ГПП счетчики активной и реактивной мощности необходимые для коммерческого расчета предприятия с системой электроснабжения ( устройство Меркурий 230)

измерители тока (устройство И58М);

измерители напряжения (напряжение измеряется на шинах низкого напряжения ГПП);

измерители мощности (установлены в цепях компенсаторов реактивной мощности).

Список использованных источников

1. «Электроснабжение промышленных предприятий» Волков В. М… Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: АГТУ, 2005. – 44 с.

2. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию». В 2-х томах. Под редакцией А. А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

3. Промышленный каталог электротехнической продукции «Информэлектро».

4. «Электроснабжение промышленных предприятий». Князевский Б. А., Липкин Б.Ю.: Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1986. – 400 с.

5. «Электрическая часть электростанций и подстанций». Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

6. Мельников, Н.А. Электрические сети и системы [Текст] / Н.А. Мельников. – М.: Энергия, 1975. – 455 с.

7. «Электрооборудование станций и подстанций». Рожкова Л. Д., Козулин В. С., Учебник для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.

еще рефераты

Еще работы по физике

Реферат по физике

Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината

26 Июня 2015

Реферат по физике

Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов

2 Сентября 2013

Реферат по физике

Расчет термокондуктометрического газоанализатора

2 Сентября 2013

Реферат по физике

Нормирование электромагнитных полей

26 Июня 2015