Таблицы Word

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Проектирование систем электроснабжения»

Специальность 5В071800 — Электроэнергетика

Выполнил студент группы Эсн-10-3

Хан С.В.

№ зачетной книжки 104128

Вариант 38

Руководитель ст.пр. Живаева О.П.

«____» ___________________ 20___г.

Алматы 2013

1. Исходные данные к проекту.

Тема: «Электроснабжение сахарного завода».

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлено два трансформатора мощностью по 25 МВА напряжением 110/10 кВ (работа трансформаторов раздельная). Мощность на стороне 110кВ подстанции энергосистемы 1000 МВА. Трансформаторы работают раздельно. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5,5 км. Завод работает в три смены.

Таблица 1 — Электрические нагрузки по заводу.

Наименование

Количество ЭП, n

Установленная мощность, кВт

Коэффициенты

Одного ЭП, Рн

ΣРн

Ки

cosΦ

Минимальная

Максимальная

1

ГПК

90

1

50

4800

0,4

0,7

2

Склад свеклы

30

1

20

540

0,3

0,7

3

Цех мойки и резки

20

1

30

340

0,5

0,75

4

Склад сахара

40

1

40

850

0,3

0,7

5

Глюкозный цех

45

1

40

900

0,5

0,7

6

Цех патоки

40

1

40

800

0,5

0,7

7

Станция

30

1

150

1000

0,6

0,7

8

Насосная паточных

10

1

50

140

0,7

0,8

9

Насосная водоснабжения

 

 

 

 

 

 

А)

0,4кВ

10

1

30

250

0,7

0,8

Б)

СД 6кВ

4

500

500

2000

0,7

0,8

10

Строительный цех

30

1

2

180

0,7

0,8

11

Цементный

30

1

20

180

0,6

0,7

12

Заводоуправление

20

1

15

120

0,5

0,8

13

Ремонтный

33

7

50

250

0,4

0,8

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные к проекту …………………………………….………..2

Введение ………………………………………………………………..…..5

Расчет электрических нагрузок по заводу ………………………….……5

Расчет осветительных нагрузок ……………………………………5

Расчет электрических нагрузок по заводу …………………….…..5

Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов ……………12

Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу ….………17

Выбор схемы внешнего электроснабжения ……………………………..26

Выбор оборудования U=6 кВ ………………………………………..….32

Расчет токов короткого замыкания на шинах ГПП………….……32

Выбор выключателей ………………………………………….……33

Выбор кабелей ……………………………………………….….…..36

Выбор выключателей нагрузок на ТП ……………………………37

Выбор трансформаторов тока ……………………………………..37

Выбор трансформаторов напряжения …………………………….40

Выбор шин ГПП………………………………………………………………………41

Приложение А Генеральный план завода ………………………………..42

Приложение Б Принципиальная схема электроснабжения …………….43

Заключение ……………………………………………………………… 44

Список литературы ……………………………………………………….45

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа по дисциплине Проектирование систем электроснабжения является самостоятельной работой студента по закреплению теоретического материала. В данной курсовой работе проектируется сахарный завод. Разработка проекта начинается с определения электрических нагрузок согласно «Руководящим указаниям» методом коэффициентов использования и максимума. Далее идет выбор числа и мощности трансформаторных подстанций и схемы электроснабжения предприятия в целом по результатам технико-экономических расчетов. Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований, как экономичность и надежность, безопасность и удобства эксплуатации, возможность расширения производства минимальными изменениями схемы электроснабжения.

2. Расчет электрических нагрузок по заводу

2.1. Расчет осветительной нагрузки

Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.

По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

РpocoРуо , кВт

Qpo=tgоРро , квар,

где Кco –коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;

tgо -коэффициент реактивной мощности, определяется по cos;

Руо – установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м2 поверхности пола известной производственной площади:

Руо=оF, кВт.

где F-площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану завода, в м2;

удельная расчетная мощность, кВт/ м2.

Все расчетные данные заносятся в таблицу 2.1-Расчет осветительной нагрузки.

2.2. Расчет электрических нагрузок по заводу

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам завода производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 2.2 — Расчет силовой нагрузки напряжением 0,4кВ.

Для построения картограммы нагрузок предприятия:

где R – радиус окружности;

α – угол сектора;

m – масштаб для определения площади круга, равный 2,1

Для вязального корпуса найдем:

Количество электроприемников – n;

Номинальные мощности приемников — Рн;

Суммарную номинальную мощность ΣРн;

По следующим формулам:

Таблица 2.1 – Расчет осветительной нагрузки

Наименование

Длина

Ширина

Площадь

Удельная осветительная нагрузка ρo, кВт/м2

Коэффициент спроса Кс

Установленная мощность освещения Руо, кВт

Расчетная мощность

Коэффициенты

Тип ИС

cosΦ

tgΦ

Ppo

Qpo

1

ГПК

170

120

20400

0,016

0,8

326,4

261,12

126,47

0,9

0,48

ЛЛ

2

Склад свеклы

285

80

22800

0,01

0,6

228

136,8

0

1

0

ЛН

3

Цех мойки и резки

250

20

5000

0,016

0,8

80

64,00

31,00

0,9

0,48

ЛЛ

4

Склад сахара

325

75

24375

0,010

0,6

243,75

146,25

0

1

0

ЛН

5

Глюкозный цех

175

50

8750

0,016

0,8

140

112

54,24

0,9

0,48

ЛЛ

6

Цех патоки

200

40

8000

0,016

0,8

128

102,4

49,59

0,9

0,48

ЛЛ

7

станция

190

75

14250

0,016

0,8

228

182,4

88,34

0,9

0,48

ЛЛ

8

Насосная паточных

45

20

900

0,013

0,7

11,7

8,19

0

1

0

ЛН

9

Насосная водоснабжения

 -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

А)

0,4кВ

45

45

2025

0,013

0,7

26,33

18,43

0

1

0

ЛН

Б)

СД 6кВ

 -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

10

Строительный цех

60

40

2400

0,01

0,8

24

19,2

9,30

0,9

0,48

ЛЛ

11

цементный

75

30

2250

0,01

0,8

22,5

18

8,72

0,9

0,48

ЛЛ

12

заводоуправление

175

35

6125

0,02

0,9

122,5

110,25

53,4

0,9

0,48

ЛЛ

13

ремонтный

90

25

2250

0,01

0,8

22,5

18

8,72

0,9

0,48

ЛЛ

Территория

900

500

330475

0,005

1,0

1652,38

1652,38

800,28

0,9

0,48

ЛЛ

Таблица 2.2 – Расчет силовой нагрузки напряжением 0,4 кВ

Наименование

Количество ЭП, n

Установленная мощность, кВт

m

Ки

Коэффициенты

Средние нагрузки

nэ

Км

Расчетные нагрузки

Одного ЭП, Рн

ΣРн

cosΦ

tgΦ

Рсм, кВт

Qсм, кВт

Pp, кВт

Qp, кВт

Min

Max

1

ГПК

90

1

50

4800

>3

0,4

0,7

1,02

1920

1958,79

90

1,09

2092,8

1958,79

2

Склад свеклы

30

1

20

540

>3

0,3

0,7

1,02

162

165,27

30

1,24

200,88

165,27

3

Цех мойки и резки

20

1

30

340

>3

0,5

0,75

0,88

170

149,93

20

1,20

204

149,93

4

Склад сахара

40

1

40

850

>3

0,3

0,7

1,02

255

260,15

40

1,19

303,45

260,15

5

Глюкозный цех

45

1

40

900

>3

0,5

0,7

1,02

450

459,09

45

1,11

499,5

459,09

6

Цех патоки

40

1

40

800

>3

0,5

0,7

1,02

400

408,08

40

1,13

452

408,08

7

Станция

30

1

150

1000

>3

0,6

0,7

1,02

600

612,12

14

1,20

720

612,12

8

Насосная паточных

10

1

50

140

>3

0,7

0,8

0,75

98

73,5

6

1,23

120,54

80,85

9

Насосная водоснабжения

 -

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

А

0,4кВ

10

1

30

250

>3

0,7

0,8

0,75

175

131,25

10

1,16

203

144,38

Б

 СД

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

10

Строительный цех

30

1

2

180

<3

0,7

0,8

0,75

126

94,50

30

1,1

138,60

94,50

11

Цементный цех

30

1

20

180

>3

0,6

0,7

1,02

108

110,18

18

1,16

125,28

110,18

12

Заводоуправление

20

1

15

120

>3

0,5

0,8

0,75

60

45,00

16

1,23

73,80

45,00

13

Ремонтный цех

33

7

50

250

>3

0,4

0,8

0,75

100

75,00

10

1,43

143

82,50

Территория

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Итого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5276,85

4570,85

Итого

Расчетные нагрузки (Итого)

Ip,А

Расчетные нагрузки (Итого)

Ip,А

Pp, кВт

Qp, кВт

Sp, кВт

Pp, кВт

Qp, кВт

Sp, кВт

1

2353,92

2085,26

3144,72

4539,01

12

184,05

98,40

208,70

301,23

2

337,68

165,27

375,96

542,65

13

161,00

91,22

185,05

267,09

3

268,00

180,92

323,35

466,72

Тер-рия

6473,89

5000,62

8180,31

11807,25

4

449,70

260,15

519,53

749,87

Итого

8126,26

5800,90

9984,32

14411,12

5

611,50

513,34

798,40

1152,39

6

554,40

457,68

718,91

1037,65

7

902,40

700,46

1142,35

1648,85

8

128,73

80,85

152,01

219,41

9

0,00

0,00

0,00

0,00

9.А

221,43

144,38

264,34

381,54

9.Б

0,00

0,00

0,00

0,00

10

157,80

103,80

188,88

272,62

11

143,28

118,90

186,19

268,74

2.3. Выбор числа цеховых трансформаторов и

компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.

Данные для расчета:

Рp0,4= 8126,26кВт;

Qp0,4= 5800,90 квар;

Sp0,4= 9984,32 кВА.

Сахарный завод относится ко 2 категории потребителей, завод работает в три смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов Кзтр=0,8. Принимаем трансформатор мощностью Sнт=1000 кВА.

Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле:

где Рр 0,4 – суммарная расчетная активная нагрузка;

кз – коэффициент загрузки трансформатора;

Sнт – принятая номинальная мощность трансформатора;

N – добавка до ближайшего целого числа

Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле: N т..э = N min + m,

где m – дополнительное число трансформаторов.

N т..э — определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З*п/ст.

З*п/ст= 0,5; кз = 0,8; N min = 11; N = 0,84.

Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =0, значит N т..э =11 трансформаторов.

По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность Q1, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:

Рисунок 2.1.

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Qнбк 1:

Qнбк 1+Q1=Qр 0,4,

отсюда

Qнбк 1= Qр 0,4 - Q1=5800,9-3376,96=2423,94 квар

Дополнительная мощность Qнбк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле:

Qнбк 2 =Qр 0,4 — Qнбк 1 — Nт э Sнт

Принимаем для простоты Qнбк2=0,

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор:

Выбираем тип УКБН – 0,38 – 250 – 150 У3.

На основании расчетов, полученных в данном пункте 2.3. составляется таблица 2.3. — Распределение нагрузок цехов по ТП, в которой показано распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.

Номер ТП

Наименование

Sн.тр

Кол-во тр

Sн.тр (Итого)

Qнбк комп

Кол-во

Qнбк (Итого)

№ цеха

Рр0,4, кВт

Qр0,4, квар

Sр0,4, кВА

Кз

ТП 1 (2*1000)

Цех мойки и резки

1000

3

3000

250

3

750

3

268

180,92

 

 

ТП 2 (1*1000)

Станция

7

902,4

700,46

 

 

ΣSн.тр=3000

Склад свеклы

2

337,68

165,27

 

 

ΣQнбк=750

Цех патоки

6

554,4

457,68

 

 

Насосная паточных

8

128,73

80,85

Итого

Итого

 

 

 

 

 

 

 

2191,21

835,18

2344,98

0,78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТП 3 (2*1000)

ГПК

1000

4

4000

250

4

1000

1

2353,92

2085,26

 

 

ТП 4 (2*1000)

Склад сахара

4

449,7

260,15

 

 

ΣSн.тр=4000

Итого

 

 

 

 

 

 

 

2803,62

1345,41

3109,73

0,78

ΣQнбк=1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТП 5 (2*1000)

Строительный цех

 

 

 

 

 

 

12

157,8

103,8

 

 

ТП 6 (2*1000)

насосная водоснаб 0.4

10

221,43

144,38

 

 

ΣSн.тр=4000

Ремонтный

1000

4

4000

250

4

1000

15

161

91,22

 

 

ΣQнбк=1000

Глюкозный цех

5

611,5

513,34

 

 

 

Освещение

16

1642,25

795,38

 

 

 

Цементный цех

 

 

 

 

 

 

13

143,28

118,9

Заводоуправление

14

184,05

98,4

Итого

3121,31

865,4

3239,06

0,81

2.4. Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу.

2.4.1 Определение потерь мощности в ТП.

Выбираем трансформаторы ТСЗЛ-1000-10

Pхх=2 кВт, Pкз= 8,7 кВт, хх=1%, Uкз=6%

ТП1-2:

Кз=0.78

N=3

ТП3-4:

Кз=0.78

N=4

ТП5-6:

Кз=0.81

N=4

Суммарные потери в трансформаторах:

ΣР1-11=75,49 кВт

ΣQ1-11=478,93 квар

2.4.3 Расчет компенсации реактивной мощности

на шинах 10 кВ ГПП.

Составим схему замещения, показанную на рисунке 2.2.

Резервная мощность:

Qрез=0.1×ΣQрасч =0.1×(Qр0,4+ΔQт)=

=0.1×(5800,9 +478,93)=627,98 кВар.

Мощность, поступающая от энергосистемы:

Qэ=0.25×ΣPр=0.25×(Pр0,4+ΔPтсд)

Qэ =0.25×(8126,26+75,49+1700)=2475 квар.

Мощность ВБК определим из условия баланса реактивной мощности:

QВБК=Qр0,4+ΔQт+Qрез -Qэ –QНБК-Qсд

QВБК=5800,9+478,93+627,98-2475-2750-816 = 866,81 квар.

ВБК выбираем типа 2хУКЛ –10,5-450 У3

2.4.2 Определение расчетной мощности синхронных двигателей.

Для компенсации реактивной мощности на стороне ВН используем СД 7-го цеха.

Рн СД =500 кВт; cos = 0,9; NСД =4; к з = = 0.85.

Определим расчетные мощности для СД:

Р р СД = Р н СД NСД к з =500 4 0.85 =1700 кВт.

Q р СД = Р р СД tg = 1700 0,48= 816 квар.

Выбираем тип двигателя СДН-32-18-34-24УХЛ-4

со следующими характеристиками: Рном = 500 кВт; Uном = 10кВ; f = 3000Гц; cosf = 0,9; = 0,2.

Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу приведены в таблице 2.5 — Уточненный расчет нагрузок по заводу.

Таблица 2.5 -Уточненный расчет злектрических нагрузок по заводу.

Номер ТП

Номер цеха

n

Pn min

Pn max

ΣPн

Ки

Средняя мощность

Км

Расчетные мощности

Кз

Рсм, кВт

Qсм, квар

Рр, кВт

Qp, квар

Sp, кВА

ТП 1 (2*1000)

3

20

1

30

340

0,51

170

149,93

38

1,11

 

 

ТП 2 (1*1000)

7

30

1

150

1000

600

612,12

 

 

ΣSн.тр=3000

2

30

1

20

540

162

165,27

 

 

ΣQнбк=750

6

40

1

40

800

400

408,08

 

 

8

10

1

50

140

98

73,5

 Силовая

 

130

1

150

2820

 

1430

1408,9

 

 

1587,3

1408,9

 

 

Осветительная

493,79

168,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Qнбк

 

 

 

 

 

 

 

 

-750

 

 

 Итого

 

 

 

 

 

 

 

2081,09

827,83

2239,7

0,75

ТП 3 (2*1000)

1

90

1

50

4800

0,38

1920

1958,79

226

1

 

 

ТП 4 (2*1000)

4

40

1

40

850

255

260,15

 

 

Силовая

 

130

1

50

5650

2175

2218,94

2175,00

2218,94

 

 

ΣSн.тр=4000

ΣQнбк=1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осветительная

407,37

126,47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Qнбк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1000

 

 

 Итого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2488,46

1345,41

2828,88

0,71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТП 5 (2*1000)

10

30

1

2

180

0,54

126

94,5

76

1,08

 

 

ТП 6 (2*1000)

9.А

10

1

30

250

175

131,25

 

 

ΣSн.тр=4000

13

33

7

50

250

100

75

 

 

ΣQнбк=1000

5

45

1

40

900

450

459,09

 

 

 

 

11

30

1

20

180

108

110,18

 

 

 

12

20

1

15

120

60

45

 

 

Силовая

168

1

50

1880

1019

915,02

1100,52

915,02

 Осветительная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1948,25

934,66

 

 

 Qнбк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1000

 

 

 Итого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3048,77

780,65

3147,13

0,79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого на 0,4 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7618,32

2953,89

 

 

ΣΔPтр ТП и ΣΔQтр ТП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75,49

478,93

 

 

Итого на 0,4/10 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7693,82

3432,82

 

 

Qвбк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-900

 

 

СД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1700

-816

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9393,82

1716,82

9478,85

 

3 Выбор схемы внешнего электроснабжения

При решении задач оптимизации промышленного электроснабжения возникает необходимость сравнения большого количества вариантов. Много вариантность задач промышленной энергетики обуславливает проведения технико-экономического расчета, целью которого является определение оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов.

Питание сахарного завода осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлено 2 трех обмоточных трансформатора мощностью по 40 МВА, напряжением U=110 кВ. Работа трансформаторов раздельная. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 3,5 км. Завод работает в 3 смены.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим три варианта:

1. I вариант – ЛЭП 110 кВ;

2. II вариант – ЛЭП 10 кВ

3.1. I Вариант

Рисунок 3.1 — I вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по I варианту.

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

Выбираем два трансформатора мощностью 6300 кВА.

Коэффициент загрузки:

Таблица 3. 1 — Паспортные данные трансформатора

Тип

Номинальное

напряжение, кВ

Потери, кВт

Напряжение

кз, %

Ток

хх, %

ВН

НН

хх

кз

ТМН-6300/110

115

6,6;11

6,5

35

10,5

0,5

Потери мощности в трансформаторах:

активной:

реактивной:

Потери энергии в трансформаторах.

При трехсменном режиме работы Твкл=6000 ч. Тмакс=4500 ч, тогда время максимальных потерь:

Потери активной мощности в трансформаторах:

ΔWтр.гпп=2(ΔPхх×Tвкл+ΔPкз× τ ×Kз2);

ΔWтр.гпп=2(6,5×6000+35×2886,21×0,772)=194695,24 кВтч.

2. ЛЭП–110 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

.

Ток аварийного режима:

Iа=2×Iр=2×24,56=49,12А.

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

где j=1,1 А/мм2 экономическая плотность тока при Тм=4500ч и алюминиевых проводах.

Принимаем провод АС –25/7 с Iдоп=135 А.

Проверим выбранные провода по допустимому току.

При расчетном токе:

Iдоп=135А>Iр=24,56 А.

При аварийном режиме:

Iдоп ав=1,3xIдоп=1,3×135=175,5 A>Iав=49,12 A.

Потери электроэнергии в ЛЭП:

где R=r0×L=0,4×5,5=2,2Ом,

где r0=0,4 Ом/км — удельное сопротивление сталеалюминевого провода сечением 25 мм2, l=5,5 км — длина линии.

3.Выбор выключателей, разъединителей и ОПН на U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 3.2) и рассчитаем ток короткого замыкания в о.е.

Рисунок 3.2 – Схема замещения

Sб=100 МВА; хс=0,2; Uб=115 кВ.

;

Выбираем выключатели В1 и В2

Выключатель ABB LTB 145 D1/B

Uном=110 кВ ≥ Uуст=110 кВ;

Iном=3150 А > Iав=48,34 А;

Iоткл=40 кА > Ik1=2,5 кА;

Iтерм= 40 кА > iy·Iк-1=11,25 кА;

Iотк·tпр= 40·2=80 кА > Ik-12·tп ср=2,52·0,14=0,875 кА.

Разъединитель РГ 110/1000 УХЛ 1

Uном=110 кВ ≥ Uуст=110 кВ;

Iном=1000А >Iав=48,34 А;

Iдин=80 кА> iy=4,335 кА;

Iтерм= 25 кА> iy·Iк-1=10,222 кА.

ОПН EXLIM R

Uном=42-168 кВ

Расчет затрат на I вариант.

1) Затраты на трансформаторы ГПП:

Ктр ГПП=2·62 700 000=125 400 000 тг.

2) Затраты на выключатели В1 и В2:

КВ1,В2=2·4 620 000 = 9 240 000 млн. тг.

3) Затраты на ЛЭП:

Куд=147 000 тг./км.

КЛЭП=L·Куд=5,5·147 000=808 500 тг.

4) Затраты на разъединители:

Кразъед=2·300 000 = 600 000 тг

5) Затраты на ОПН:

КОПН=4·Куд=4·1 672 000=6 688 000 тг.

Суммарные затраты на оборудование первого варианта:

КΣ1= Ктр гпп + КВ1,В2 + КЛЭП + Кразъед+ КОПН

КΣ1=125 400 000+9 240 000+808 500+600 000+6 688 000=142 736 500 тг.

Определим издержки

Издержки на эксплуатацию ЛЭП:

Иэкс ЛЭП= Еэкспл.лэп·Клэп=0,028·808 500=22 638 тг.

Амортизация ЛЭП:

Иа ЛЭП= Еа лэп·КЛЭП=0,028·808 500=22 638 тг.

Издержки на эксплуатацию оборудования:

Иэкс об= Еэкспл.обор·Кобор =0,03·142 537 000=4 276 110 тг.

где Кобор – суммарные затраты без стоимости ЛЭП.

Амортизация оборудования:

Иа об= Еа обор·Кобор =0,063·142 537 000=8 979 831 тг.

Стоимость потерь:

Ипот=Сo·(Wтргпп+Wлэп)=14·(339662,516+178005,697)=7 247 355 тг.

Сo=14 тг/кВт×ч

Суммарные издержки:

ИΣ1=Иа+Ипот+Иэ,

ИΣ1=22 638+8 979 831+7 247 355 +22 638+ 4 276 110=20 548 572 тг.

Приведенные суммарные затраты

ЗI=Е×ΣКI+ΣИI,

где Е=0,12-нормативный коэффициент эффективности капвложений

ЗI=0,12·142 736 500+20 548 572=37 665 780 тг.

3.3. II Вариант

Рисунок 3.5. Третий вариант схемы электроснабжения.

ЛЭП –10 кВ.

Полная мощность, проходящая по ЛЭП:

Расчетный ток, проходящий по одной линии:

Ток аварийного режима:

Iа=2×Iр=2×280=560 А

По экономической плотности тока определяем сечение проводов:

где j=1,1 А/мм2 экономическая плотность тока при Тм=4500ч и алюминиевых проводах.

Максимальное сечение провода на напряжение 10 кВ составляет 120 мм2, для моего случая надо принять 2×120=240мм2, что конструктивно не целесообразно. Дальнейший расчет по этому варианту не производим.

Выбираем I вариант.

4. Выбор оборудования U=10 кВ.

4.1. Расчет токов короткого замыкания на шинах ГПП и РП.

Рисунок 4.1. — Схема замещения.

Для насосной станции СД (4х500=2000кВт):

Sб=1000 МВА; хс =0,2 о.е.; Uб=10,5 кВ.

Ток короткого замыкания от системы на шинах ГПП:

В цехе установлены синхронные двигатели типа СДН-32-18-34-24УХЛ-4 со следующими характеристиками: Рном = 500 кВт; Uном = 10кВ; f = 3000Гц; cosf = 0,9; = 0,2.

Мощность СД:

Найдем сопротивление кабеля к СД.

Выбираем кабель АВВГ-10-(3х25мм2) с Iдоп=115А, Худ=0,088Ом/км

Ток короткого замыкания от СД:

Суммарный ток КЗ в точке К-3:

Суммарный ударный ток в точке К-3:

4.2. Выбор выключателей:

1. Вводные:

Расчетный ток:

Аварийный ток: Iа=2×Iр=2×260,6=520А.

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1.

Проверим выбранный выключатель:

Паспортные

Расчетные

Uн=10 кВ

Iном=800A

Iоткл=32,8 кА

U=10 кВ

Iав=520 А

Iкз=3,23 кА

Секционный выключатель: через секционный выключатель проходит половина мощности, проходящей через вводные выключатели.

Следовательно, расчетный ток, проходящий через выключатель: Iр=260,6А

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1.

Магистраль ГПП-ТП1-2

Аварийный ток: Iав=2×Iр=2×63,5=127А

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1.

Проверим выбранный выключатель:

Паспортные

Расчетные

Uн=10 кВ

Iном=800A

Iоткл=32,8 кА

Iтерм=32,8 кА

Iдин=65 кА

U=10 кВ

Iав=127 А

Iкз=3,23кА

Iкз=3,23 кА

Iуд=11,25 кА

Магистраль ГПП-ТП3-4

Аварийный ток: Iав=2×Iр=2×80,56=161A.

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1.

Проверим выбранный выключатель:

Паспортные

Расчетные

Uн=10 кВ

Iном=800A

Iоткл=32,8 кА

Iтерм=32,8 кА

Iдин=65 кА

U=10 кВ

Iав=161 А

Iкз=3,23кА

Iкз=3,23 кА

Iуд=11,25 кА

3.Магистраль ГПП-ТП5-6

Аварийный ток: Iав=2×Iр=2×88,73=177А

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1

Проверим выбранный выключатель:

Паспортные

Расчетные

Uн=10 кВ

Iном=800A

Iоткл=32,8 кА

Iтерм=32,8 кА

Iдин=65 кА

U=10 кВ

Iав=177 А

Iкз=3,23кА

Iкз=3,23 кА

Iуд=11,25 кА

Магистраль ГПП-СД(насосная)

Расчетный ток:

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1

Проверим выбранный выключатель:

Паспортные

Расчетные

Uн=10 кВ

Iном=800A

Iоткл=32,8 кА

Iтерм=32,8 кА

Iдин=65 кА

U=10 кВ

Iр=26 А

Iкз=3,23кА

Iкз=3,23 кА

Iуд=11,25 кА

Магистраль ГПП-ВБК

Принимаем выключатель Siemens ЗAH5 121-1

Проверим выбранный выключатель:

Паспортные

Расчетные

Uн=10 кВ

Iном=800A

Iоткл=32,8 кА

Iтерм=32,8 кА

Iдин=65 кА

U=10 кВ

Iр=24,8 А

Iкз=3,23кА

Iкз=3,23 кА

Iуд=11,25 кА

Выбор кабелей отходящих линий.

Условия выбора кабелей:

где J=1.2 А/мм2 экономическая плотность тока.

ТП1-2:

Принимаем кабель ААШв-10-(3х70) с Iдоп=165А.

Iдоп=165х0,8=132 А > Ip=63,5A.

1.3×Iдоп=1,3х165=214А > Iав=127A.

Где Кп=0,8 – поправочный коэфф. при числе кабелей в траншее N=4.

ТП3-4:

Принимаем кабель ААШв-10-(3х70) с Iдоп=165А.

Iдоп=165х0,8=132 А > Ip=80,56A.

1.3×Iдоп=1,3х165=214А > Iав=161A.

Где Кп=0,8 – поправочный коэфф. при числе кабелей в траншее N=4.

ТП-5-6:

Принимаем кабель ААШв-10-(3х80) с Iдоп=180А.

Iдоп=180х0,8=144 А > Ip=88,73A.

1.3×Iдоп=1,3х180=234А > Iав=177A.

Где Кп=0,8 – поправочный коэфф. при числе кабелей в траншее N=4.

СД(насосная):

.

Принимаем кабель ААШв-10-(3х70) с Iдоп=165А.

Iдоп=165х0,8=132 А > Ip=26A.

1.3×Iдоп=1,3х165=214А > Iав=52A

Где Кп=0,8 – поправочный коэфф. при числе кабелей в траншее N=4

ВБК:

Принимаем кабель ААШв-10-(3х70) с Iдоп=165А.

Iдоп=165х0,8=132 А > Ip=25A.

1.3×Iдоп=1,3х165=214А > Iав=50A

Где Кп=0,9 – поправочный коэфф. при числе кабелей в траншее N=2

Результаты выбора занесем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. – Кабельный журнал.

Наименование участка

Sр, кВА

N

Кп

Нагрузка

По экон. пл. тока, мм2

По току КЗ, мм2

Выбранный кабель

Iдоп, A

Iр, A

Iав, A

jэ

Fэ,

мм2

Iк, кA

S,

мм2

ГПП-ТП1-2

2310

4

0,8

44

64

1,2

53

6,25

67

ААШв-10-(370)

165

ГПП-ТП3-4

2931

4

0,8

77

81

1,2

67

6,25

67

ААШв-10-(370)

165

ГПП-ТП5-6

3228

4

0,8

41

89

1,2

74

6,25

67

ААШв-10-(380)

180

ГПП-СД

556

4

0,8

78

26

1,2

22

6,25

67

ААШв-10-(370)

120

ТП1-ТП2

1150

4

0,8

1,2

6,25

67

ААШв-10-(370)

ТП3-ТП4

1466

4

0,8

1,2

6,25

67

ААШв-10-(370)

ТП5-ТП6

1614

4

0,8

1,2

6,25

67

ААШв-10-(380)

ГПП-ВБК

450

2

0,9

1,2

6,25

67

ААШв-10-(370)

4.4. Выбор выключателей нагрузок на ТП.

Таблица 4.2– Данные ВН NALF-400

Паспортные данные

Расчетные данные

Uн=10кВ

Uн=10кВ

Iн=400А

Iр=55А

Iскв=40кА

Iуд=7,9кА

2∙tТ=102∙1=100кА2∙с

Вк=(3,1)2∙0,12=1,15кА2∙с

Устанавливаем предохранители для ТП типа CEF-100A.

4.5 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям:

по напряжению установки: Uном ттUном уст-ки;

по току: Iном ттIрасч;

по электродинамической стойкости:

по вторичной нагрузки: Sн2Sнагр расч;

5. по термической стойкости: Iт2tт>Bк;

6. по конструкции и классу точности.

1. Выбор трансформаторов тока на вводе и секционном выключателе.

Таблица 4.3– Нагрузка ТТ

Прибор

Тип

А, ВА

В,ВА

С, ВА

A

Э-350

0,5

0,5

0,5

Wh

САЗ-И681

2,5

2,5

2,5

Varh

СР4-И689

2,5

2,5

2,5

W

Д-355

0,5

-

0,5

Var

Д-345

0,5

-

0,5

Итого

6,5

5,5

6,5

Рассчитаем вторичную нагрузку трансформаторов тока.

Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

R2=Rприб+Rпров+Rк-тов

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где Sприб. – мощность, потребляемая приборами;

I2 – вторичный номинальный ток прибора.

Допустимое сопротивление проводов:

принимаем провод АКР ТВ; F=1,5мм2;

R2=Rприб+Rпров+Rк-тов=0,26+0,01+0,1=0.37 Ом

Вк=Iкз2×(tотк+Та)=1,712×(0.095+0.04)=0,4 кА2с.

S2расч = I2·R2 = 25·0,37=9,25ВА.

Примем трансформатор тока ТПЛК-10У3

Расчетные величины

По каталогу

Uн=10 кВ

Uн=10 кВ

Iав=520 А

Iн=1000А

Вк=0,4 кА2с

Iт2tт=33075 кА2с

iуд=11,25 кА

Iдин= 74.5кА

S2расч=9,25ВА

S2расч=10ВА

2. Трансформатор тока на линии ГПП-ТП1:

Прибор

Тип

А, ВА

В,ВА

С, ВА

A

Э-350

0,5

0,5

0,5

Wh

САЗ-И681

2,5

2,5

2,5

Varh

СР4-И689

2,5

2,5

2,5

Итого

5,5

5,5

5,5

Рассчитаем вторичную нагрузку трансформаторов тока.

Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов:

R2=Rприб+Rпров+Rк-тов

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где Sприб. – мощность, потребляемая приборами;

I2 – вторичный номинальный ток прибора.

Допустимое сопротивление проводов:

принимаем провод АКР ТВ; F=1,5мм2;

R2=Rприб+Rпров+Rк-тов=0,22+0,01+0,1=0.33 Ом

Вк=Iкз2×(tотк+Та)=1,712×(0.095+0.04)=0,4 кА2с.

S2расч = I2·R2 = 25·0,33=8,25ВА

Примем трансформатор токаТОЛ-10 для ГПП-ТП1

Расчетные величины

По каталогу

Uн=10 кВ

Uн=10 кВ

Iав=127А

Iн=150А

iуд=11,25кА

Iдин= 52кА

S2расч=9,25ВА

S2н=10ВА

Примем трансформатор токаТОЛ-10 для ГПП ТП-2-3

Расчетные величины

По каталогу

Uн=10 кВ

Uн=10 кВ

Iав=161А

Iн=500А

iуд=11,25кА

Iдин= 52кА

S2расч=8,25ВА

S2н=10ВА

Примем трансформатор токаТОЛ-10 для ГПП ТП5-6

Расчетные величины

По каталогу

Uн=10 кВ

Uн=10 кВ

Iав=177А

Iн=500А

iуд=11,25кА

Iдин= 52кА

S2расч=8,25ВА

S2н=10ВА

Примем трансформатор тока ТОЛ-10 для ГПП-СД

Расчетные величины

По каталогу

Uн=10 кВ

Uн=10 кВ

Iав=52А

Iн=150А

iуд=11,25кА

Iдин= 52кА

S2расч=6,5ВА

S2н=10ВА

4.6 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

1. по напряжению установки: UномUуст;

2. по вторичной нагрузки: Sном2S2расч;

3. по классу точности

по конструкции и схеме соединения

На шины ГПП.

Прибор

Тип

Sоб-ки , ВА

Число

об-к

cos

sin

Число приборов

Робщ , Вт

Q , вар

V

Э-335

3

1

1

0

1

3

-

W

Д-335

2.5

2

0.4

0.93

1

5

-

Var

И-335

2.5

2

0.4

0.93

1

5

-

Wh

СА3-И681

2

2

0.4

0.93

5

20

46,5

Varh

СР4-И689

2

2

0.4

0.93

5

20

46,5

Итого

53

93

Расчетная вторичная нагрузка:

Принимаем ТН типа НАМИТ-10

Uн т=10 кВ

Uн т=10 кВ

Sн 2=300 ВА

Sр 2=107,04 ВА

Схема соединения обмоток Y0/Y0

4.7 Выбор шин ГПП

Сечение шин выбирают по длительно допустимому току и экономической целесообразности. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.

Выбираем твердотянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения марки АТ 60х8мм; Iдоп=1025 А (одна полоса на фазу), Iав=520А; iуд=11,25 кА.

а) проверка по аварийному току:

Iдоп=1025А Iав=520А;

б) проверка по динамической стойкости к Iкз :

iдин= 40кА iудкА;

в) проверка по механической стойкостидоп=91 кгс/см2:

где а=0,08 м-расстояние между изоляторами;

L= 0,3 м-длина шины;

b=8 мм — ширина одной полосы;

h=0,8 мм — высота шины.

Из условий получаем, что шины динамически устойчивы.

4.8 Выбор изоляторов ГПП

Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

а)по номинальному напряжению:Uном Uуст;

б)по допустимой нагрузке: Fдоп Fрасч.

где Fрасч. – сила, действующая на изолятор;

Fдоп – допустимая нагрузка на головку изолятора, Fдоп = 0,6Fразруш.;

Fразруш – разрушающая нагрузка на изгиб.

Выбираем изолятор типа ИО-10-3,75 УЗ с Fразр= 3750 кгс.

Fдоп = 0,6Fразруш = 2250кгс. (>87,69кгс)

Условие выполняется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе мы спроектировали сахарный завод. Рассчитали электрические нагрузки для завода по методу коэффициентов использования и максимума. Выбрали рациональную схему электроснабжения по технико-экономическим показателям и надежности — из двух вариантов схемы электроснабжения мы отдали предпочтение ЛЭП U=110кВ, взамен другим схемам так как дешевле и надежнее. Далее мы выбрали защитную и измерительную аппаратуру.

Стоимость затрат на первый вариант: 37 665 780тг

На вводе выбрали выключатели АВВ, на магистралях – IEK.

Выбранные кабели – ААШв-10-(3х70).

Вместо выключателей нагрузок используем предохранители типа CEF-100.

Трансформатор тока выбрали типа ТОЛ-10, трансформатор напряжения – НАМИТ-10, трансформатор ГПП – ТМН-6300/110, 11 силовых трансформаторов ТСЗЛ-1000-10.

Шины ГПП выбрали АТ 60х8мм, изоляторы – ИО-10-3, 75У3.

Низковольтные батареи конденсаторов – УКБН-0,38-250-150У3, высоковольтные – 2хУКЛ-10-600У3.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила устройства электроустановок. – М.: Главгосэнегронадзор России, 1998. – 607с.

2. А.А. Федоров, Э.М. Ристхейн. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для ВУЗов. – М.: Энергия, 1981. – 360с.

3. А.А. Ермилов. Основы электроснабжения промышленных предприятий. — М.: Энергоатомиздат, 1983. – 208с.

4. В.Н. Князевский. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для ВУЗов. – М.: Энергия, 1986. – 408с.

5. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы. – М.: Энергия, 1986. – 465с.

6. Ю.Г. Барыбин, Л.Е. Федоров. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 465с.

7. А.А. Федоров. Справочник по проектированию промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1991. – 370с.




Предыдущий:

Следующий: