Проектирование схем энергоснабжения промышленного предприятия

Министерство  образования РФ

ФАГОУ ВПО Российский государственный профессионально – педагогический университет

Институт электроэнергетики  и информатики

Кафедра электрооборудования  и автоматизации промышленных предприятий

 

 

 

 

 

 

Курсовой  проект по дисциплине «Электроснабжение»

На  тему «Проектирование схем энергоснабжения  промышленного предприятия»

Вариант 14

 

 

 

Выполнил:                                                                                        Гриневич В.В.   

ст. гр. ЭМ-508

Проверил:                                                                                         Машенина Н.В. 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2011 
Содержание

Введение…………………..………………………………………………...………3

1. Расчет электрических нагрузок низшего напряжения цехов предприятия .…...4

2. Расчет электрических нагрузок высокого напряжения цехов ……..……..……..5

3. Выбор центра электрических нагрузок предприятия ……………………..….....7

4. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций ……..………………………………………………………….…….....8

5. Методика выбора числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций ………………………...............................…….11

6. Расчет питающих сетей …………………………………………………….….....16

Список использованной литературы…..……………………..………………….19

Приложение 1……………………………………………………………………...20

Приложение 2……………………………………………………………………...21

 

Введение

В системах электроснабжения промышленных предприятий и установок  энерго- и ресурсосбережение достигается, главным образом, посредством уменьшения потерь электроэнергии при ее передаче и преобразовании, а также применения менее материалоемких и более надежных конструкций всех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.

Главной задачей  проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учетом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономического обоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемого качества с наименьшим затратами. Реализация данной задачи связана с рассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования. При технико - экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели, а именно приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построения системы, разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящего электрооборудования. При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать, что в настоящее время все более широкое распространение находит ввод, позволяющий по возможности максимально приблизить высшее напряжение (35 - 330 кВ) к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от "холодного" резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (КРУ, КСО и др.) различных напряжений, мощности и назначения.

 

1. Расчет электрических  нагрузок низшего напряжения  цехов предприятия

Расчетные нагрузки цехов определяются по средней мощности с учетом корректирующего коэффициента l. Расчетные нагрузки на напряжение ниже 1000 В определяются следующими выражениями:

1. Силовые нагрузки  на напряжение 1,6 кВ

Р_р.н = λ ^. К_и ^. Р_уст=0.7*2*1600=2240 кВт (1.1)

Q_р.н = Р_р.н ^. tgφ_н=2240*0,62=1388,2 кВАр (1.2)

    где  Р_уст - установленная мощность силового оборудования цеха, кВт;

К_и - коэффициент использования;

l - корректирующий коэффициент;

tgj - соответствует характерному для данного цеха коэффициенту мощности нагрузки.

Расчетная активная и реактивная осветительные нагрузки

Р_осв = Р_уд.о ^. F ^. К_с.о=12,4*2,65*0,95=31,22кВт (1.3)

Q_осв = Р_осв ^. tgφ_осв=31,22*0,62=43,84 кВАр (1.4)

где Р_уд.о - удельная осветительная нагрузка Вт/м;

F - площадь, м²´10^-3;

К_с.о - коэффициент спроса для осветительной нагрузки.

Результирующие  активная и реактивная расчетные нагрузки цеха с учетом потерь в цеховых трансформаторах:

                                  Р_Н∑ = Р_р.н + Р_осв + ∆Р_т=2076,48+31,22+49,85=2157,55кВт  (1.5)

                                 Q_Н∑ = Q_р.н + Q_осв + ∆Q_т=11286,89+43,84+249,26=1579.9кВАр (1.6)

∆Р_т = 0,02 ^. S_p =0,02*2492,64=49,85кВт (1.7)

∆Q_т = 0,1 ^. S_p=0,1*2492,64=249,26 кВАр (1.8)

где  S_p.  – полная расчетная низковольтная нагрузка цеха;

  Р_т - активные потери в цеховых трансформаторах, кВт;

  Q_т - реактивные потери в цеховых трансформаторах, кВАр.

2. Расчет  электрических нагрузок высокого  напряжения цехов

Высоковольтная  нагрузка предприятия Р_р.в рассчитывается отдельно от низковольтной, поскольку она не питается от ЦТП. Величина корректирующего коэффициента уменьшается при увеличении числа электроприемников. Значение коэффициента для силовой нагрузки напряжением ниже 1000В приведены в нормах технологического проектирования. Так как на напряжении 6-10 кВ число приемников, как правило, не велико, то для высоковольтной нагрузки корректирующий коэффициент принимается равным единице, расчетная мощность равна средней мощности, причем коэффициент мощности для синхронных двигателей принимается равным 0,9 и опережающим (со знаком минус). В курсовом проекте высоковольтных нагрузок немного, их графики хорошо заполнены (Ки >0.6) и подобны, известен режим работы (определено число рабочих и резервных электроприемников).

Расчетная активная и реактивная мощность высоковольтного  оборудования: 

Р_р.в = n ^. Р_ном ^. К_и;  (2.1)

Q_р.в = Р_р.в ^. tgφ_в, (2.2)

где n - число рабочих потребителей,

К_и - коэффициент использования высоковольтной нагрузки.

Полная расчетная  высоковольтная нагрузка:

S_р.в = . (2.3)

Результаты расчета по формулам 1.1…2.3 сведены в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1- Определение  расчетных нагрузок цехов предприятия

№	Наименование цеха	Низковольтная нагрузка					Осветительная нагрузка
		Руст., кВт	Ки	λ	сosφн	tgφн	Руд.о, Вт/м2	F, м2.10-3	Кс.о	сosφо	tgφо
1	Литейный цех	4120	0,7	0,72	0,85	0,62	12,4	2,65	0,95	0,58	1,40
2	Блок цехов	720	0,3	0,53	0,60	1,33	15,6	5,74	0,90	0,58	1,40
3	Главный корпус	1630	0,3	0,65	0,65	1,17	15,6	4,10	0,95	0,95	0,33
4	Прессово-кузовной цех	815	0,4	0,72	0,60	1,33	14,3	2,30	0,95	0,58	1,40
5	Энергоблок	655	0,7	0,90	0,80	0,75	12	0,90	0,85	0,95	0,33
6	Градирня (термические цехи)	235	0,6	0,60	0,85	0,62	15,6	3,31	0,95	0,58	1,40
7	Столовая	295	0,5	0,35	0,90	0,48	0	1,30	0,95	0,95	0,33
8	Механосборочный цех	765	0,5	0,60	0,60	1,33	14,3	4,75	0,95	0,58	1,40
9	Склад масел	250	0,4	0,55	0,70	1,02	9,2	4,28	0,80	0,58	1,40
10	РМЦ	30	0,3	0,72	0,65	1,17	14,3	1,80	0,95	0,95	0,33
11	Территория предприятия	180	0,0	0,00	0,75	0,88	0,22	83,60	1,00	0,58	1,40

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание таблицы 2.1

Низковольтные и осветительные  нагрузки с учетом потерь
Pр.н.,    кВт	Qр.н., кВАр	Pр.о.кВт	Qр. кВАр	Pр.н.+Pр.о.	Q р.н.+  Q р.о.	ΔPт,    кВт	ΔQт,   кВAp	S р,    кВА	Pр.н.+Pр.о.+ΔPт	Qр.н.+Qр.о.+ΔQт	S нн,  кВА
2076,48	1286,89	31,22	43,84	2107,7	1330,7	49,85	249,26	2492,6	2157,55	1579,99	2674,21
114,48	152,64	80,59	113,2	195,07	265,83	6,59	32,97	329,72	201,66	298,80	360,487
317,85	371,61	60,76	19,97	378,61	391,58	10,89	54,47	544,68	389,51	446,05	592,177
234,72	312,96	31,25	43,88	265,97	356,84	8,90	44,51	445,06	274,87	401,35	486,45
412,65	309,49	9,18	3,02	421,83	312,50	10,50	52,50	524,98	432,33	365,00	565,805
84,60	52,43	49,05	68,90	133,65	121,33	3,61	18,05	180,51	137,26	139,38	195,622
51,63	25,00	0,00	0,00	51,63	25,00	1,15	5,74	57,36	52,77	30,74	61,0722
206,55	275,40	64,53	90,63	271,08	366,03	9,11	45,55	455,48	280,19	411,58	497,899
55,00	56,11	31,50	44,24	86,50	100,35	2,65	13,25	132,49	89,15	113,60	144,408
6,48	7,58	24,45	8,04	30,93	15,61	0,69	3,47	34,65	31,63	19,08	36,9349
0,00	0,00	18,39	25,83	18,39	25,83	0,63	3,17	31,71	19,03	29,00	34,6866

 

`Высоковольтная  нагрузка для цеха 2 представлена  в табл. 2.2.

Таблица 2.2.-Высоковольтная нагрузка цеха 2.

Высоковольтная нагрузка
Рном, кВт	Ки	cosφ	n	tgφ	Ррв, кВт	Qрв, кВАр	Sрв, кВА
1600	0,7	0,85	2	0,62	2240	1388,22	2635,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор центра  электрических нагрузок предприятия

Главная понизительная  подстанция (ГПП) является одним из основных звеньев системы электроснабжения. Поэтому ее оптимальное размещение на территории предприятия имеет  большое значение при построении рациональных систем электроснабжения.

Выбор рационального  месторасположения ГПП позволяет  снизить потери электроэнергии, сократить  протяженность электросетей напряжения 6-10 кВ, и тем самым, уменьшить расход проводникового материала. Для этого  следует определить центр электрических нагрузок предприятия.

Центр электрических  нагрузок предприятия определяется по расчетным нагрузкам Р_pj и Q_pj и их координатам X_j и Y_j: При этом на данном этапе расчета предполагается, что центры электрических нагрузок цехов совпадают с их геометрическими центрами тяжести, т.е. предполагается, что нагрузка в цехах распределена равномерно.

Центр электрических  нагрузок (X_ц, Y_ц) предприятия определяется по [3, с.67-68]

X_ц =     Y_ц =  (3.1)

 где Р_pj - расчетная нагрузка j - го цеха;

X_j, Y_j - координаты расположения j - го цеха на плане предприятия;

m - число цехов  предприятия.

Определение центра реактивных электрических нагрузок выполняется по соотношениям аналогичным (3.1).

Результаты  расчета заносятся в табл. 3.1.

 

Таблица 3.1.- Центр электрических  и реактивных нагрузок предприятия.

Рp		Qp
Xц	Yц	Xц	Yц
120,32	198,87	130,98	188,59