Расчет электрических нагрузок по предприятию
СОДЕРЖАНИЕ
Введение | 3 |
1 Расчет электрических нагрузок | 5 |
1.1 Расчет электрических нагрузок по цеху | 5 |
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию | 17 |
2 Выбор рода тока и величины напряжения | 19 |
3 Выбор и обоснование схемы электроснабжения | 20 |
4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на ГПП | 21 |
5 Определение места установки ГПП | |
6Расчет внутрицеховой электрической сети ВЦЭС | 25 |
7Расчет токов короткого замыкания | 36 |
7.1 Расчет токов короткого замыкания напряжением выше 1000В | 36 |
7.2 Расчет токов короткого замыкания напряжением до 1000 В | 39 |
8Расчет и выбор питающей линии | 42 |
8.1 Расчет и выбор питающей линии ГПП | 42 |
8.2 Расчет и выбор кабеля для КТП напряжением 10 кВ | 43 |
9Выбор и проверка электрооборудования ГПП | 45 |
9.1 Выбор и проверка оборудования на ВН | 45 |
9.2 Выбор и проверка оборудования на НН | 46 |
10Релейная защита и автоматика на ГПП | 52 |
11Расчет заземления и грозозащиты | 56 |
11.1 Расчет заземления | |
11.2 Расчет грозозащиты | |
Заключение | 60 |
Список литературы | 61 |
ВВЕДЕНИЕ(1-2 стр)
1. Описать состояние энергетики Казахстана.
2. Кратко описать деятельность завода по своему заданию.
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
В соответствии с заданием на курсовое проектирование расчет электрических нагрузок производится по предприятию в целом и отдельно для одного цеха – ремонтно-механического.
|
|
Расчет электрических нагрузок по цеху
Расчет электрических нагрузок по цеху производится по методу коэффициента использования и коэффициента максимума.
1)Определяются суммарные (установочные) мощности каждого электро-приемника (ЭП) ∑Рн, кВт
∑Рн = n·Рн (1.1)
где Рн - номинальная (установочная) мощность каждого ЭП, кВт;
n – количество ЭП, шт.
2)Для всех электроприемников по таблицам 2.11- 2.12 [1]; 2.1 [2] выбираются соответствующие коэффициенты использования Ки и мощности соsφ. По значению соsφ определяются tg φ.
3)Определяются среднесменные нагрузки для каждогоэлектроприемникаРсм, кВт, Qсм, квар
Рсм = Ки ·∑Рн, (1.2)
Qсм= Рсм·tg φ (1.3)
4) Далее расчет ведется для строки «Итого».
Определяются суммарные номинальная нагрузка ∑Рн, кВт, и среднесменные нагрузки всех электроприемников∑Рсм, кВт, ∑Qсм, квар.
|
|
В столбце № 3 выписывается наименьшее и наибольшее значение Рн одного электроприемникаРнmax/Рнmin.
5)Определяется показатель силовой сборки m>=< 3
m = (1.4)
6) Определяется коэффициент использования по группе Кигр
Кигр = (1.5)
7)Определяется коэффициент реактивной мощности группы tgφгр
tgφгр = (1.6)
По значению tgφгропределяется соsφгр.
8)Выбираются электроприемникис практически неизменным режимом работы, при которых коэффициент максимума Км= 1, тогда Рр= Рср, Qp= Qср.
К ним относятся насосы,вентиляторы, компрессоры, печи сопротивления, освещение.
Для этих электроприемников эффективное число nэ не определяется.
9)Для остальных групп – электроприемников с переменным режимом работы (группа Б) – Км определяется по таблице 2.13 [1] или графику на рис. 2.15 [1] в зависимости от коэффициента использования по группе Кигр и эффективного числа электроприемниковnэ.
10)Определяется эффективное число электроприемников
|
|
а) Если общее число электроприемниковn меньше 3, то nэ не определяется
Рр = ∑Рн (1.7)
Qр= Рр·tgφгр (1.8)
б) Приn< 5; kи> 0,2; m> 3; Рн ≠ const
; (1.9)
в) Приn> 5; kи> 0,2; m< 3; Рн ≠ const
nЭФ = n; (1.10)
г) При n> 5; kи < 0,2; m< 3,nЭФ – не определяется, расчетная мощность по коэффициенту загрузки kЗ, равном при повторном кратковременном режиме 0,75
Рр = kЗ ·ΣРн; (1.11)
Qр = Рр ·tgφгр (1.12)
д) При n> 5; kи > 0,2; m> 3
; (1.13)
е) При n> 5; kи < 0,2; m> 3
nЭ = · n, (1.14)
|
|
где = f (n*;P*) – выбирается по таблице [2];
- относительное число электроприемников группы, мощность
каждого из которых не менее половины мощности наибольшего
электроприемника;
- относительная мощность электроприемников группы,
мощность каждого из которых не менее половины
мощности наибольшего электроприемника.
11) Определяются расчетные нагрузки для ЭП с переменным режимом работыРр, кВт, Qр, квар
Рр = Км ·ΣРсм, (1.15)
Qр = 1,1 ·Σ Qсм , (1.16)
При определении суммарной реактивной мощности ΣQсм, "По группе", реактивная мощность ЭП, работающих с опережающим соsφ (синхронные двигатели) принимается со знаком минус.
12) Заполняется строка "Итого по ПР" (табл. 1.1). Суммируются расчетные мощности Рр, Qр "По группе «Б»" и Рр, Qр - ЭП с постоянным режимом работы.
Определяется полная мощность по ПРSр, кВА
Sр = , (1.17)
13) Определяется расчетный ток по ПРIр, А
Iр = , (1.18)
где Uн = 0,38 кВ
Для примера производится расчет для ПР-1. (пример приводится для каждой разной формулы нахождения nэ)
Определяются суммарные мощности каждого электроприемника по формуле (1.1)
∑Рн1 = 1·10 = 10 кВт
∑Рн2 = 6·10 = 60 кВт
∑Рн3 = 1·8 = 8 кВт
∑Рн3 =4·2,8=11.2 кВт
Определяются среднесменные мощности каждого электроприемникаРсм, кВт, и Qсм, квар, по формулам (1.2) и (1.3)
Рсм1 = 0,13·10 = 1,3 кВт | Qсм1 = 1,3· 2,2 = 2,86квар |
Рсм2 = 0,13·60 = 7,8 кВт | Qсм2 = 7,8·2,2 = 17,16квар |
Рсм3 = 0,13·8 = 1,04 кВт Рсм4 =0,13·11.2=1.45кВт | Qсм3 = 1,04·2,2 = 2,28квар Qсм4 =1.45·2.2=3.19квар |
Заполняется строка «ИТОГО ПО ПР-1».
В столбце 2 определяется общее количество электроприемников
n = 1+6+1+4 = 12
В столбце № 3 выписывается наименьшее и наибольшее значение Рн одного электроприемника
Рнmax/Рнmin. 10/2,8
В столбце № 4 определяется суммарная номинальная мощность ∑Рн, кВт
∑Рн = ∑Рн1+∑Рн2 + ∑Рн3 + ∑Рн4 = 10+60+8+11,2 = 89,2 кВт
В столбце № 5 определяется показатель силовой сборки по формуле (1.4)
m = >3
В столбце № 9 определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Рсм, кВт
∑Рсм = ∑Рсм1 + ∑Рсм2 + ∑Рсм3+∑Рсм4= 1.3+7.8+1.04+1.45 =11.59 кВт
В столбце № 10определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Qсм, квар
∑Qсм = ∑Qсм1 + ∑Qсм2 + ∑Qсм3+ ∑Qсм4= 2.86+17.16+2.28+3.19= 25.4квар
В столбце № 6 определяется коэффициент использования по группеКигр по формуле (1.5)
В столбце № 8 определяется коэффициент реактивной мощности группы tgφгрпо формуле (1.6)
tgφгр = => соsφгр.= 0.4
В столбце № 11 определяется эффективное число электроприемниковnэ.
При n> 5; kи < 0,2; m> 3 эффективное число электроприемников определяется по формуле (1.14), для этого
По таблице = 0,69. Тогда
nЭ = 0,69·12 = 8 шт.
Коэффициент максимума Км определяется по таблице 2.13 [1] в зависимости от коэффициента использования группы и эффективного числа электроприемников. При Кигр = 0,12 и nэ = 8, Км= 2.31.
Определяются расчетные нагрузки по формулам (1.15) и (1.16)
Рр = 2.13 · 11.59 = 26.77 кВт
Qр = 1.1 · 25.4 = 27.94квар
Определяются полная мощность Sр, кВА, и ток Iр, А,по ПР
Расчет для ПР-3.
Определяются суммарные мощности каждого электроприемника по формуле (1.1)
∑Рн1 = 4·4,5 = 18 кВт |
∑Рн2 = 5·10 = 50 кВт |
Определяются среднесменные мощности каждого электроприемникаРсм, кВт, и Qсм, квар, по формулам (1.2) и (1.3)
Рсм1 = 0,13·18 = 2,34кВт | Qсм1 = 2,34·2,2 = 5,1квар |
Рсм2 = 0,13·50 = 6,5кВт | Qсм2 = 6,5·2,2 = 14,3квар |
Заполняется строка «ИТОГО ПО ПР-3».
В столбце 2 определяется общее количество электроприемников
n = 5+4= 9
В столбце № 3 выписывается наименьшее и наибольшее значение Рн одного электроприемника
Рнmax/Рнmin. 10/4,5
В столбце № 4 определяется суммарная номинальная мощность ∑Рн, кВт
∑Рн = ∑Рн1+∑Рн2 =18+50= 68 кВт
В столбце № 5 определяется показатель силовой сборки по формуле (1.4)
m = >3
В столбце № 9 определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Рсм, кВт
∑Рсм = ∑Рсм1 + ∑Рсм2 = 2,34+6,5= 8,84кВт
В столбце № 10определяется суммарная среднесменная активная нагрузка∑Qсм, квар
∑Qсм=∑Qсм1+∑Qсм2 =5,1+14,3= 19,4квар
В столбце № 6 определяется коэффициент использования по группе Кигр по формуле (1.5)
В столбце № 8 определяется коэффициент реактивной мощности группы tgφгрпо формуле (1.6)
tgφгр = => соsφгр.= 0,42
В столбце № 11 определяется эффективное число электроприемниковnэ.
При n> 5; kи < 0,2; m< 3, nЭФ – не определяется, расчетная мощность по коэффициенту загрузки kЗ, равном при повторном кратковременном режиме 0,75
Рр = kЗ ·ΣРн; Рр =0,75·68=51
Qр = Рр ·tgφгрQр =51·2,1=107,1
Значение из группы А плюсуются к группе Б
Рр =13,5+51 =64,5 Qр =10,1+107,1=117,2
Определяются полная мощность Sр, кВА, и ток Iр, А,по ПР
Все результаты расчетов сводятся в таблицу 1.1.
Осветительная нагрузка цехов определяется методом удельной мощности
Ро = ро·Fц, (1,19)
Qо = Ро ·tgφо (1.20)
где Ро – мощность осветительной нагрузки РМЦ, кВт;
ро – удельная мощность освещения, в зависимости от площади цеха и
типа ламп (тип светильников для расчетов определяется в
зависимости от условий окружающей среды) определяется по
таблице значения удельных мощностей [1], кВт/м2;
Fц – площадь цеха, м2, определяется по генплану предприятия;
tgφо – реактивный коэффициент мощности освещения цеха.
Необходимо учесть, что лампы накаливания имеют cosφ = 1, люминесцентные и газоразрядные лампы – cosφо = 0,9.
Ро = 0,1·1800=18 кВт
Qо = 18 ·0,48 = 8,6квар
Определяется расчетная мощность по цеху
Рр = Рр.ц + Ро; (1.21)
Qр = Qр.ц. + Qо; (1.22)
. (1.23)
Рр = 156,9 + 18 = 174,9 кВт
Qр = 199,2+8,64 = 207,84квар
кВА
Результаты расчета сводятся в таблицу 1.1.
По расчетной мощности выбираются силовые трансформаторы [3]. Их количество зависит от наличия электроприемников І, ІІ или ІІІ категории.
Т.к. ремонтно-механический цех относится к потребителям ІІІ категории, то для установки в КТП принимается один трансформатор, который выбирается по коэффициенту загрузки.
Коэффициент загрузки должен находится в пределах от 0,6 до 0,8.
(1.24)
где Sр – полная расчетная мощность по цеху
Sном тр – мощность трансформатора (по каталожным данным)
<0,8
Окончательно для установки в КТП принимается трансформатор типаТМ400/10.
Определяются потери в трансформаторе
активные
ΔРт = 0,02 ∙Sн (1.25)
ΔРт = 0,02 ∙ 400= 8 кВт
реактивные
ΔQт = 0,1 ∙Sн (1.26)
ΔQт = 0,1 ∙400 = 40квар.
С учетом потерь в трансформаторе КТП определяются расчетные нагрузки
Рр = Рр + ΔРт (1.27)
Рр = 174,9 + 8 = 182,9 кВт
Qр = Qр + ΔQт (1.28)
Qр = 207,8+ 40 = 247,8квар
Sр = (1.29)
кВА
Определяется ток по высокой стороне
А
Расчет электрических нагрузок по предприятию
Расчетная силовая нагрузка по цехам (кроме РМЦ) производится методом коэффициента спроса по следующим формулам
Рр.с = Руст ·Кс; (1.30)
Qр.с= Рр·tg φ (1.31)
где Руст – установленная мощность, кВт;
Кс – коэффициент спроса.
Расчетная полная мощностьSp,кВА, определяется по формуле (1.17), ток расчетный Ip, А
Iр = , (1.32)
где Uн = 10кВ
Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию
Наименование цеха | Руст, кВт | Кс | cosφ | tgφ | Рр., кВт | Qp, квар | Sp, кВА | Ip, А |
Цех электролиза | 4000 | 0,6 | 0,84 | 0,64 | 2400 | 1536 | 2849,4 | |
Цех регенераций | 2300 | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 1495 | 1121,2 | 1868,6 | |
Ремонтно-механический цех | ---- | ---- | ---- | ---- | 182,9 | 247,8 | 307,9 | |
Литейный цех | 3100 | 0,55 | 0,85 | 0,61 | 1705 | 1040 | 1997,1 | |
Компрессорная | 1600 | 0,7 | 0,92 | 0,42 | 1120 | 470,4 | 1214,6 | |
Разливочная | 1900 | 0,7 | 0,75 | 0,88 | 1330 | 1170,4 | 1771,3 | |
Итого по предприятию | 0,82 | 8232 | 5585 | 9947 | 575 | |||
Итого после компенсации | 0,97 | 8232 | 2798 | 8457 | 488,8 | |||
С учетом потерь на ГПП | 8257 | 3016 | 8888 | 513,7 |
Определяется коэффициент мощности предприятия по формуле
cosφр = (1.33)
cosφр = < 0,95
Так как расчетный коэффициент мощности меньше заданного энергосистемой 0,95, то необходимо произвести компенсацию реактивной мощности.
Компенсация реактивной мощности и установка компенсирующих устройств (КУ) может применяться для различных целей:
- для компенсации реактивной мощности по условию баланса реактивной мощности;
- для снижения потерь электроэнергии в сети;
- для регулирования напряжения.
Во всех случаях при применении КУ необходимо учитывать ограничения техническими режимными требованиями:
- необходимый резерв мощности в узлах нагрузки;
- располагаемая реактивная мощность на шинах источника;
- отклонение напряжения;
- пропускная способность электрических сетей.
Компенсирующая реактивная мощность определяетсяпо формуле
Qкомп = Рр∙ (tgφp - tgφн) (1.34)
где tgφн = 0,33
Qкомп = 8232∙ (0,67 – 0,33) = 2798квар
По [5] выбирается устройство компенсирующее типа УК-10-1800УЗ в количестве 2 штук, с общей мощностью Qку = 1800·2 = 3600квар.
Определяется полная мощность, коэффициент мощности и ток после компенсации
S'р = кВА
cos'φр = > 0,95
А
Данные расчета сводятся в таблицу 1.2.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 711; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!