Министерство образования и науки Российской Федерации
ФБГОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет
им. Гагарина Ю.А. "
Кафедра
"Электроснабжение промышленных предприятий"
Дипломный проект
"Проектирование системы электроснабжения машиностроительного завода"
Выполнила:
Студентка 6 курса гр. ЭПП-61з/о
Мальцева Е.А.
Проверил: Вырыханов Д.А.
Саратов 2015
Реферат
Дипломный проект по курсу "Проектирование систем электроснабжения" состоит из расчётно-пояснительной записки на ___ страницах печатного текста, включает 4 рисунка и 33 таблиц, графическую часть на 3 листах формата А3.
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, РАСЧЁТНАЯ НАГРУЗКА, ЦЕНТР НАГРУЗОК, ТРАНСФОРМАТОР, ОСВЕЩЕНИЕ, КАРТОГРАММА, ПЛОТНОСТЬ НАГРУЗКИ, КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ.
Спроектирована система электроснабжения промышленного предприятия, обеспечивающая требуемое качество электроэнергии и надёжность электроснабжения потребителей.
Определены расчетные электрические нагрузки на всех уровнях электроснабжения предприятия.
Выбраны схемы сетей внутреннего и внутрицехового электроснабжения. Выполнен расчёт ряда режимов проектируемой сети, токов коротких замыканий в необходимых точках сети.
Выбраны основные силовые элементы ГПП, трансформаторы цеховых подстанций, устройства компенсации реактивной мощности, марки и сечения кабелей.
Произведён расчёт электроснабжения ремонтно-механического цеха, выбраны марки и сечения проводов и кабелей ответвлений к электроприемникам, их защиты.
Перечень чертежей:
КФБН 1004.01.692. ГП - генплан машиностроительного завода выполнен в Компас-13V.
КФБН 1004.02.692. Э4 - однолинейная схема электроснабжения машиностроительного завода выполнен в Компас-13V.
КФБН 1004.03.692. Э0 - план и однолинейная схема электроснабжения РМЦ машиностроительного завода выполнен в Компас-13V.
Содержание
Введение
1. Характеристика среды производственных помещений завода. Категории электроприемников по бесперебойности электроснабжения
2. Расчетные нагрузки цехов на шинах цеховых ТП
2.1 Расчётная нагрузка ремонтно-механического цеха
2.2 Определение расчётных нагрузок по цехам завода
2.4 Расчет нагрузки осветительных установок
3. Картограмма и определение центра электрических нагрузок
4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП
4.1 Выбор мощности трансформаторов цеховых ТП напряжением 10 (6) /0,4 кВ
4.2 Выбор трансформаторов 10/6 кВ
4.3 Компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ цеховых ТП и уточнение их нагрузки
5. Расчет нагрузок на шинах НН ГПП
5.1 Расчет потерь мощности в трансформаторах ТП
5.2 Баланс реактивной мощности. Компенсирующие устройства реактивной мощности выше 1000 В
5.3 Суммирование нагрузок на шинах НН ГПП
6. Приближенный выбор основных параметров СЭС завода
6.1 Приближенное, экономически целесообразное напряжение внешнего электроснабжения
6.2 Выбор трансформаторов на ГПП по техническим условиям
6.3 Выбор сечения проводов питающей ВЛ
6.4 Выбор сечений и марок кабелей внутреннего электроснабжения
7. Расчёт токов КЗ
7.1 Расчёт короткого замыкания на шинах высшего напряжения
7.2 Расчёт короткого замыкания на шинах НН
8. Выбор основного оборудования
8.1 Выбор высоковольтных выключателей
8.1.1 Выбор высоковольтных выключателей на НН ГПП
8.1.2 Выбор высоковольтных выключателей линий, питающих цеховые ТП
8.1.3 Выбор выключателей на высшем напряжении ГПП
8.2 Выбор высоковольтных разъединителей на высшем напряжении ГПП
8.3 Уточнение сечений кабелей 6 и 10 кВ
8.4 Выбор кабелей до 1 кВ вне корпусов
9. Описание принятой схемы внешнего электроснабжения предприятия
10. Электроснабжение ремонтно-механического цеха
10.1 Расчет нагрузок отделений РМЦ
10.2 Выбор шинопроводов и кабелей РМЦ
10.3 Выбор защитно-коммутационной аппаратуры
10.3.1 Выбор защитно-коммутационной аппаратуры ответвлений к электроприемникам
10.3.2 Выключатель ввода СП22, СП23 и вводные выключатели шинопроводов
10.4 Проверка защитной аппаратуры по токам КЗ
10.4.1 Проверка защитной аппаратуры по коммутационной способности
10.4.2 Проверка защитной аппаратуры по чувствительности к минимальным токам КЗ
Заключение
Список использованных источников
Введение
Работа всех отраслей промышленности в настоящее время непрерывно связана с использованием электроэнергии, получаемой от электрических станций. Все шире применяется электроэнергия на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту - для освещения, кондиционирования, приготовления пищи и хранения продуктов, уборки помещений, для работы радио - и телевизионных устройств и др.
Каждое промышленное предприятие находится в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные мощности, модернизируется старое оборудование, изменяются технологии.
Система электроснабжения промышленного предприятия по структуре должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологий, рост мощности предприятия и изменение производственных условий. Все это выдвигает новые требования к экономичности и надежности работы элементов энергосистемы. Основные задачи, решаемые при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора номинальных напряжений, условий присоединений к энергосистеме, определения электрических нагрузок и требований к надежности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, схем и конструкций распределительных и цеховых электрических сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, системы обслуживания и ремонта электрооборудования.
Все эти задачи усложняются вследствие роста общего количества электроприемников на предприятии и увеличения их мощностей, появления новых направлений использования электроэнергии, новых технологических процессов, изменяющихся экономических условий функционирования как производства, так и его систем электроснабжения.
В дипломном проекте поставлена задача проектирования рациональной системы электроснабжения высокотехнологичного предприятия средней мощности, характеризующегося широким спектром электротехнологического оборудования, различающегося как по номинальным мощностям, режимам работы, номинальным напряжениям, так и по направлениям использования электроэнергии.
1. Характеристика среды производственных помещений завода. Категории электроприемников по бесперебойности электроснабжения
Характеристики внешней среды (температура, влажность, наличие взрыво- или пожароопасных зон) могут влиять не только на конструктивное исполнение РП, ТП или СП но и на выбор марок и сечений проводов, кабелей и защитной аппаратуры [1]. Производственный процесс на проектируемом заводе характеризуется наличием горючих материалов, некоторые из отделений завода могут быть отнесены к жарким помещениям. Характеристика среды основных производственных помещений по цехам завода представлена в таблице 3. При детальной проработке сетей 0,4 кВ (РМЦ) характеристика отделений цехов и их участков может быть уточнена.
Перерыв электроснабжения электроприемников основного производства завода приводит к массовому недоотпуску продукции и простою людей. Нет опасности для жизни людей, угрозы для безопасности государства, значительного материального ущерба, расстройства сложного технологического процесса, нарушения функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемники основного производства можно отнести ко второй категории [1].
Вспомогательные цеха и подразделения, прямо не участвующие в создании продукции предприятия, можно отнести к третьей категории.
Классификация основной доли электроприемников в цехах завода по бесперебойности электроснабжения приведена в таблице 3.
электроснабжение ток машиностроительный трансформатор
Таблица 3 - Характеристика внешней среды производственных помещений завода и бесперебойности электроснабжения основных производств
Номер цеха по генплануНаименование цехаХарактеристика производственной средыКатегория приемников по степени бесперебойности питания1Механический цехнормальнаяII2Моторный цехнормальнаяII3Сборочный цехнормальнаяII4Прессовый цехнормальнаяI5Инструментальный цехнормальнаяII6Литейный цехжаркаяI7Кузнечный цехнормальнаяI8Компрессорная станциянормальнаяI9ЛабораториянормальнаяII10Главный магазиннормальнаяIII11Склад зап. частейнормальнаяIII12Заготовительный цехнормальнаяII13Склад строй. материаловнормальнаяIII14КотельнаянормальнаяII15ГазогенераторнаянормальнаяII16Склад топливавзрывоопаснаяII17Насосная станциянормальнаяI18Дом культурынормальнаяIII19ПроходнаянормальнаяIII20ЗаводоуправлениенормальнаяIII21ГаражнормальнаяIII22Ремонтно-механический цехнормальнаяIII
2. Расчетные нагрузки цехов на шинах цеховых ТП
Целью расчета нагрузок цехов является обоснование ряда важнейших вопросов электроснабжения завода:
-рациональный выбор трансформаторов цеховых ТП и их размещение по цехам;
-уточнение фактической загрузки каждой цеховых ТП по активной и реактивной мощности, компенсация реактивной мощности на каждой из цеховых ТП;
-определение расчетных нагрузок мощных, сосредоточенных потребителей до 1000 В, крупных высоковольтных электродвигателей насосных или компрессорных станций;
-определение центра электрических нагрузок завода;
-рациональное размещение приемных ГПП, РП и цеховых ТП.
Следует различать [3]:
.распределенные нагрузки, сформированные мелкими потребителями (примерно, до 100 кВт номинальной мощности), рассредоточенными более, или менее равномерно по площади цехов;
2.нагрузки мощных потребителей (например, более 100 кВт), с номинальным напряжением как до, так и выше 1000 В.
Для электроснабжения последних требуются либо отдельные линии, или даже источники питания. Источниками питания для них могут служить отдельные РП, трансформаторные (ТП) или преобразовательные подстанции (ПП). На ПП применяются специализированные трансформаторы, например, печные, выпрямительные, с нестандартными рядами мощности, вторичных напряжений, изготовленные по особым ГОСТ и ТУ. В расчете электрических нагрузок, такие потребители должны учитываться отдельными позициями, с целью дальнейшего рассмотрения применения специфических схем их электроснабжения [3], например, исходя из условий пуска СД или АД.
Электроприемники проектируемого завода в основном относятся к первой группе рассредоточенных потребителей.
Масляные трансформаторы, в том числе и трансформаторы цеховых ТП 6 (10) /0,4 кВ, имеют значительный запас прочности, как по систематическим, так и аварийным перегрузкам [9]. В среднем, постоянная времени нагрева для трансформаторов цеховых подстанций принимается равной ч [2]. Нагрев масляных трансформаторов до максимальной, предельной температуры будет происходить не менее чем за время ч. Последнее определяет время осреднения максимальной расчетной нагрузки, почти равное продолжительности рабочей смены. Иначе, за расчетную нагрузку трансформаторов цеховых ТП следует принимать нагрузку, близкую к средней, определенную по методике [2].
Для рационального выбора мощности масляных трансформаторов существует несколько методик определения эквивалентных, расчетных нагрузок Последняя из них базируется на эквивалентном, двухступенчатом графике нагрузок [9]. Согласно [9], следует принимать в расчет не только амплитуду максимальной нагрузки, но и ее продолжительность, в контексте с амплитудой и продолжительностью минимальных суточных нагрузок за наиболее загруженные сутки. Так как в исходных данных проекта суточные графики нагрузок цехов отсутствуют, расчет нагрузки на шинах 0,4 кВ цеховых ТП проведем по методике действующих указаний по расчету электрических нагрузок [2]. Расчет выполним по цехам завода.
2.1 Расчётная нагрузка ремонтно-механического цеха
Расчет электрических нагрузок ремонтно-механического цеха (РМЦ) на шинах 0,4 кВ цеховых ТП выполняем по методике действующих нормативных документов [2, 7]. По причине большей доступности, расчетные коэффициенты электропотребления будем принимать по справочной литературе [7]. За расчетную нагрузку на шинах 0,4 кВ цеховых ТП принимаем максимальную нагрузку суточного графика за наиболее загруженную смену, продолжительностью ч, где = 2,5 ч - постоянная времени нагрева для цеховых трансформаторов [2].
Расчет выполняем с использованием существующей статистики [7] по индивидуальным коэффициентам использования силового электрооборудования за наиболее загруженную смену, и коэффициентам расчетной мощности [2] для цеховых трансформаторов. Результаты расчетов сводим в стандартную [2] табличную форму Ф636-92 (таблица 4).
Группируем электроприемники РМЦ по характерным режимам электропотребления: с одинаковыми коэффициентами использования и коэффициентами мощности .
Например, для шлифовальных станков (табл.2) из справочника [5] находим = 0,35 = 0,65. Их значения заносим в графы 5,6 таблицы 5.
(1)
где - относительная продолжительность включения;
- количество электроприемников,
- номинальная мощность электроприемников.
Суммируем установленную мощность группы для шлифовальных станков
Результат заносим в графу 4 таблицы 4. В графу 2 заносим общее количество потребителей группы шлифовальных станков , шт.
Определяем минимальное и максимальное значения номинальной мощности отдельных электроприемников группы. Результат заносим в графу 3.
В графах 7 и 8 построчно вычисляем расчетные величины и (средние нагрузки). Для кузнечного оборудования находим
, , (2)
где - коэффициент реактивной мощности соответствующий . В итоговой строке определяем суммы величин ,
, , .
Определяем средневзвешенный коэффициент использования по цеху в целом
, (3)
где N =10 - число однотипных групп электроприемников РМЦ в таблице 4.
Заносим полученное значение средневзвешенного коэффициента использования в итоговую строку 5, таблицы 4.
При значительном числе ЭП на шинах цеховой трансформаторной подстанции РМЦ (n = 100, таблица 4) эффективное число электроприемников будем определять по упрощенной формуле
, (4)
где - принимаем по итоговой строке столбца 4, таблицы 4; - номинальная мощность наибольшего электроприемника в цехе РМЦ, по итоговой строке столбца 3, таблицы 4.
Если найденное по упрощенному выражению число окажется больше n, то следует принимать = n. Если , где - номинальная мощность наименее мощного ЭП группы, также принимается = n.
Полученное значение эффективного числа электроприемников должно быть округлено [2], до ближайшего меньшего целого значения. Окончательно принимаем = 37.
Для значений и = 37 по [2, таблица 2] находим коэффициент расчетной нагрузки на шинах 0,4 кВ . Таким образом, по указаниям [2] находим расчетные нагрузки РМЦ
(5)
где - суммарное расчетное значение (средняя нагрузка) на шинах 0,4 кВ цеховой трансформаторной подстанции (значение итоговой строки столбца 7, таблица 4).
Реактивная нагрузка на шинах 0,4 кВ РМЦ определяется [5]
, (6)
где - суммарное расчетное значение (средняя реактивная нагрузка) на шинах 0,4 кВ цеховой трансформаторной подстанции (значение итоговой строки столбца 8, таблица 4).
Таким образом, расчетные нагрузки силовых электроприемников РМЦ на шинах 0,4 кВ цеховых трансформаторных подстанций составляют , .
Полная мощность и расчетный ток без учета компенсации реактивной мощности равны
,
. (7)
Результаты расчета полной мощности и расчетного тока записываем в графы 14, 15 итоговой строки, таблицы 4.
Таблица 4 - Расчет электрических нагрузок РМЦ на шинах 0,4 кВ трансформаторов цеховых ТП (форма Ф636-92)
Исходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщаяМеталлорежущие станки480,6/33,28230,630,150,4534,5968,64Шлифовальные станки72,8/19,4573,230,350,6525,6329,96Краны 34,8510,010, 200,402,004,58Вентиляция 141,2/1071,30,700,7549,9144,02Кузнечное оборудование810/15,768,300,300,7020,4920,90Автоматическая сварка68,75/41,2589,60,400,8035,8426,88Электропечи сопротивления, сушильные шкафы141,/24220,40,600,90132,2464,05Итого РМЦ1000,6/41,25767,470,39300,70259,03370,75225,53194,27297,67452,80
2.2 Определение расчётных нагрузок по цехам завода
Расчетные нагрузки остальных цехов завода определяются аналогично расчету нагрузки РМЦ, по формулам (1) - (7). Разница заключается лишь в том, что состав электроприемников задан менее подробно.
Для цехов и отдельных электроприемников, для которых сведения по электропотреблению не приведены в справочнике [7], значения коэффициентов использования и коэффициентов реактивной мощности принимаем по аналогии их режимов работы и электропотребления с другими отраслями народного хозяйства. Результаты расчетов заносим в таблицу 5.
2.3 Расчетные нагрузки электродвигателей 6 кВ
Расчетные нагрузки высоковольтных электроприемников определяются аналогично расчету нагрузки 0,4 кВ цеховых ТП [2]. Используется стандартная табличная форма Ф636-92 и расчетные формулы (1) - (6). Разница заключается лишь в том, что эффективное число электроприемников не определяется, а вместо коэффициента расчетной нагрузки используется коэффициент одновременности максимумов.
По заданию в компрессорной станции установлено 5 синхронных электродвигателей мощностью 720 кВт каждый; в насосной установлено 3 асинхронных электродвигателей мощностью 500 кВт каждый.
Для компрессорной имеем: число рабочих синхронных электродвигателей 6 кВ - ; номинальная единичная мощность кВт, полная установленная мощность электродвигателей 6 кВ компрессорной станции - кВт. Коэффициент использования =0,5 и коэффициент мощности =0,85 принимаем по [7].
Для насосной станции имеем: число рабочих асинхронных электродвигателей 6 кВ - ; номинальная единичная мощность кВт, полная установленная мощность электродвигателей 6 кВ насосной станции - кВт. Коэффициент использования =0,7 и коэффициент мощности =0,85 принимаем по [7].
Нагрузку высоковольтных электродвигателей компрессорной и насосной станций записываем в таблицу 5 отдельной строкой.
Таблица 5 - Расчётные нагрузки по цехам завода на шинах цеховых ТП (форма Ф636-92)
Исходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщая1234567891011121314151. Механический цех Кузнечное оборудование18556,3/187,310000,30,65300350,74Металлорежущие станки5030/85,62104,90,20,45420,98835,44Вентиляторы 103,1/25,3341,20,650,8221,78166,34Итого 12453,1/187,33446,10,27 942,761352,52370,5471,38676,26824,331253,922. Моторный цехКузнечное оборудование508,3/2510000,350,7350357,07Металлорежущие станки38412,3/2074764,20,250,51191,052062,96Вентиляторы 302,8/23361,30,60,8216,78162,59итого 24642,8/2076125,50,291757,832582,62590,5878,921291,311562,042376,093. Сборочный цех207Сборочный участок14735/138,71304,40,50,7652,2665,38Ручная дуговая сварка6115,2/2515000,30,354501204,39Краны103,4/12,3174,90,10,517,4930,29итого 32183,4/138,72979,30,381119,691900,06430,5559,85950,031102,721677,44. Прессовый цех138,7Кузнечное оборудование31145/148,22874,90,650,851868,691158,11Металлорежущие станки6012,3/2415000,250,5375649,52Вентиляторы102,8/12,31470,650,895,5571,66итого 43812,8/148,24521,90,522339,241879,29610,51169,62939,651500,322282,25. Инструментальный цех148,2Сборочный участок2525/220,6917,20,50,7458,6467,87Краны812,3/32,1392,10,10,539,2167,91
Исходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщаяитого 53312,3/220,61309,30,38497,81535,78120,85423,14455,41621,65945,626. Литейный цех220,6электротехнический участок12022,3/229,54348,60,650,852826,591751,76краны199,6/12,3299,50,650,8194,68146,01итого 61399,6/229,54648,10,653021,271897,77410,852568,081613,13032,684613,147. Кузнечный цех1077,1/263,83069,80,630,811933,971400,17230,81547,181120,141910,12905,548. Компрессорная станциянасосы2328,7/152,2861,10,50,7430,55439,25вентиляторы815,2/25,34170,650,8271,05203,29итого 83115,2/152,21278,10,55701,6642,54170,85596,36546,16808,661230,099. Лаборатория827,6/82,7413,50,550,85227,43140,95100,9204,69126,86240,81366,3110. Главный магазин49,4/18,756,10,50,7528,0524,744128,0524,7437,456,8911. Склад зап. частей48,1/16,248,70,650,8531,6619,624131,6619,6237,2556,6612. Заготовительный цехзаготовительный участок22915/263,43810,40,50,91905,2922,73краны123,7/25,6304,60,10,530,4652,76итого 122413,7/263,441150,471935,66975,49310,5967,83487,751083,791648,613. Склад строй. материалов87,0/21,1105,70,550,658,1477,528158,1477,5296,9147,414. КотельнаяНасосы313,6/42,3126,80,50,963,430,71вентиляторы115/25,3300,650,819,514,63краны121,/25,312,20,10,51,222,11итого 14521,1/42,31690,584,1247,4550,975,7142,7186,93132,23
Исходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщая15. Газогенераторнаягазогенераторный участок315,3/38,595,50,50,947,7523,13краны119,3/15,3200,10,523,46итого 15419,3/38,5115,50,4349,7526,5940,9446,7724,9953,0380,6716. Склад топливанасосы322,3/44,3161,60,10,516,1627,99вентиляторы414,8/15,815,80,650,810,277,7итого 16714,8/44,3177,40,1526,4335,697126,4335,6944,4167,5517. Насосная станция424,9/49,8149,50,450,6567,2878,664167,2878,66103,51157,4518. Дом культуры423,7/47,31420,60,685,2113,640,9278,38104,51130,64198,72Проходная15,1/5,15,10,550,72,812,8711,54,224,316,039,17Заводоуправление157,6/38,2267,30,680,74181,76165,21150,91165,4150,34223,52340,01Гараж168,3/68,368,30,680,7446,4442,2140,9745,0540,9460,8792,59Ремонтно-механический цех1000,6/41,25767,470,39300,7259,03370,75225,53194,27297,67452,8Итого нагрузки 0,4 кВ202433978,6715439,6014200,3810239,679004,9713635,991313,688. б СД 6 кВ572036000,50,8518001115,5450,9316741037,451969,41189,7317. б АД 6 кВ350015000,70,851050650,73311050650,731235,29119,01Итого нагрузки 6 кВ81220510028501766,2727241688,183204,7308,74Итого по заводу203239078,6718289,6015966,6512963,6710693,1516804,771618,96
2.4 Расчет нагрузки осветительных установок
Тип источников света принимаем исходя из условий среды в производственных помещениях и на территории завода (таблица 3). В помещениях с нормальной средой принимаем к установке люминесцентные лампы как более экономичные.
На стадии технико-экономического обоснования электрические нагрузки осветительных установок найдем упрощенно, по удельной установленной мощности светильников на квадратный метр освещаемой поверхности и коэффициентам спроса освещения [6]. Удельные нагрузки освещения примем по справочнику [6]. Площади цехов и территории завода определяем по генплану.
Например, для цеха № 1 по генплану, с учетом масштаба находим м2. Удельную нагрузку освещения принимаем по [6, табл.24-22] равной 16 Вт/м2, как для инженерных корпусов. Коэффициент спроса осветительных установок [6, табл.24-31] составляет 0,9. Принимаем к установке светильники с лампами люминесцентного освещения, с встроенными конденсаторами для повышения коэффициента мощности до 0,9 [6, табл.24-32].
Активная установленная мощность освещения равна
кВт. (8)
Расчетные нагрузки освещения
кВт, квар, (9)
где - соответствует коэффициенту мощности 0,9.
Для остальных цехов и территории завода расчеты выполняем аналогично и сводим их в таблицу 6.
Таблица 6 - Расчетные нагрузки осветительных установок
№ п/пНаименование цехаПлощадь, F, м2Источник светаКоэффициент спроса, kс. оКоэффициент мощности, cos?Нагрузкиудельная, pу. о, Вт/м2установленная, Pу. о, кВтРасчетныеактивная, Pр. о, кВтреактивная, Qр. о, квар123456789101Механический цех14423люминесцентные0,60,916103,3161,9930,022Моторный цех6457люминесцентные0,60,916206,64123,9860,053Сборочный цех12915люминесцентные0,60,916103,3161,9930,024Прессовый цех6457люминесцентные0,60,916103,3161,9930,025Инструментальный цех6457люминесцентные0,60,916165,3199, 1948,046Литейный цех*10332люминесцентные0,60,916167,2100,3248,597Кузнечный цех10450люминесцентные0,60,91641,3324,812,018Компрессорная станция*2583люминесцентные0,40,91261,6624,6611,949Лаборатория5138люминесцентные0,50,92025,8212,916,2510Главный магазин1291люминесцентные0,60,91224,7914,877,211Склад зап. частей2066люминесцентные0,60,91277,4846,4922,5212Заготовительный цех6457люминесцентные0,60,916103,3161,9930,0213Склад строй. материалов6457люминесцентные0,80,9123124,812,0114Котельная*2583люминесцентные0,60,91218,5911,155,415Газогенераторная*1549люминесцентные0,60,912185,98111,5954,0516Склад топлива*15498люминесцентные0,40,9123112,46,0117Насосная станция*2583люминесцентные0,60,91255,1533,0916,0318Дом культуры4596люминесцентные0,60,92049,5629,7414,419Проходная2478люминесцентные0,40,91260,724,2811,7620Заводоуправление5058люминесцентные0,80,92072,3257,8628,0221Гараж3616люминесцентные0,60,912185,96111,5854,0422Ремонтно-механический цех15497люминесцентные0,30,916247,9574,3936,03Территория завода728407ДРЛ10,570,25218,34218,34314,73Итого8733482340,021404,4889,16
*Для данных цехов используется люминесцентные светильники со степенью защиты IP 54
23. Картограмма и определение центра электрических нагрузок
Для упрощения процедуры определения мест расположения ГПП, РП, а также цеховых ТП, на генплане предприятия изображаем нагрузки цехов в виде картограммы электрических нагрузок. Картограмма представляет собой графическое изображение нагрузок цехов, в виде окружностей, площади которых соответствуют, в выбранном масштабе, расчетным нагрузкам.
На промышленных предприятиях, предполагается полная автоматическая компенсация реактивной мощности до нормативного коэффициента мощности энергосистемы на всех уровнях электроснабжения. Следовательно, при построении картограммы, реактивные нагрузки можно не учитывать.
Центры электрических нагрузок отдельных цехов с распределенной нагрузкой будем определять исходя из того, что, в пределах цеха электрическая нагрузка распределена равномерно по его площади. Тогда, центр электрических нагрузок отдельного цеха будет совпадать с центром масс плоской фигуры, изображающей цех на генплане.
Значения расчётных силовых и осветительных нагрузок цехов принимаем по таблицам 5, 6 и заносим их значения в таблицу 7, в столбцы 3,4. Значения координат центров нагрузки цехов, определенных по генплану, заносим в таблицу 7, в столбцы 7, 8.
Радиусы окружностей каждого круга картограммы определяем из выражения
, (10)
где - расчётные активные силовая и осветительная нагрузки цехов;
m - выбранный масштаб. Принимаем m = 1,5 кВт/мм2.
Осветительную нагрузку изображаем в виде сектора круга. Угол сектора ?i определяем из отношения осветительной нагрузки () к суммарной нагрузке () цеха
. (11)
Например, для цеха №1 получим
мм;
град.
Результаты расчета сводим в табл.7, столбцы 5, 6.
Для определения места расположения ГПП воспользуемся ранее принятым допущением. Центры электрических нагрузок цехов сосредоточены в отдельных точках, центрах нагрузки цехов. Их координаты указаны в таблице 7, в столбцах 7, 8.
При этом допущении минимальная протяженность распределительной сети 10 (6) кВ предприятия будет иметь место, при расположении понижающей приемной подстанции (главной понизительной подстанции - ГПП) в центре электрических нагрузок. Координаты этого центра будут определяться формулами
, . (12)
Для вычисления координат центра, необходимо в каждой строчке таблицы 7 подсчитать произведения числителя формул (12) и занести их в графы 9,10. Посчитать суммы в итоговой строке столбцов 3, 4, 9,10. Воспользоваться формулами (12) и занести результат в итоговую строку столбцов 7, 8.
Таблица 7 - Картограмма и определение центра электрических нагрузок
№ п/пНаименование цехаPр, кВтPр. о, кВтr, мм?, градx, ммy, мм (Pр+Pр. о) х (Pр+Pр. о) y123456789101Механический цех471,3861,9910,6441,84333617601,2119201,322Моторный цех878,92123,9814,5944,5335433095,754156,63Сборочный цех559,8561,9911,4935,89337020520,7243528,84Прессовый цех1169,6261,9916,1718,12338440643,13103455,245Инструментальный цех423,1499, 1910,5368,36739338130,0948576,696Литейный цех2568,08100,3223,813,537072186788192124,87Кузнечный цех1547,1824,818,265,687154111610,5884886,928. аКомпрессорная станция596,3624,6611,4814,3664240987,3226082,848. бСД 6 кВ167418,856642110484703089Лаборатория204,6912,916,821,367032152326963,210Главный магазин28,0514,873,02124,7325221073944,2411Склад зап. частей31,6646,494,07214,1698847658,76564,612Заготовительный цех967,8361,9914,7821,6710550108131,15149113Склад строй. материалов58,1424,84,2107,64105418708,73400,5414Котельная75,7111,154,2946,216675732,76608,0215Газогенераторная46,77111,595,8253,68781712352,082692,1216Склад топлива26,4312,42,87114,96110104271,3388,317. аНасосная станция67,2833,094,62118,6897649735,896423,6817. бАД 6 кВ78,3829,744,7999,02590540,69730,818Дом культуры105014,93059052509450019Проходная4,2224,282,46306,69770199,5199520Заводоуправление165,457,866,8893,35491116,310939,7421Гараж45,05111,585,77256,46521783,153289,2322Ремонтно-механический цех225,5374,397,9889,2933129897,363599,04Территория завода218,346,81360922820087,286113,52Центр нагрузок12963,671404,45659810630,47851964,24
Вычисления по формулам (12) дают координаты центра электрических нагрузок завода по отношению к системе координат чертежа КФБН 1004.01.692. ГП. мм, мм.
4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП
4.1 Выбор мощности трансформаторов цеховых ТП напряжением 10 (6) /0,4 кВ
Решение вопросов резервирования отдельных потребителей I-II категорий (пожарной, охранной, аварийной сигнализации, других маломощных ответственных потребителей), на напряжении 0,4 кВ, в цехах с массовым применением электроприемников III категории (таблица 3), будет решаться отдельно, при детальной проработке проектирования питающих и распределительных сетей 0,4 кВ.
На данном этапе, технико-экономического обоснования, все цеховые ТП выполняем с двумя рабочими трансформаторами. Предусматриваем раздельную работу трансформаторов с АВР на шинах 0,4 кВ. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП будем руководствоваться принципами унификации и максимального использования комплектного оборудования [3]. Результаты расчета электрических нагрузок 0,4 кВ как по силовым приемникам цехов (таблица 5), так и по освещению (таблица 6) сведем в таблицу 8. Суммарная расчетная нагрузка силовых потребителей завода на шинах 0,4 кВ ТП составляет кВт. Суммарная нагрузка освещения с учетом территории завода равна кВт.
Определяющими факторами при выборе единичной мощности трансформаторов ТП 10 (6) /0,4 кВ являются затраты на питающую сеть 0,4 кВ, потери мощности в этой сети и в трансформаторах, затраты на строительную часть ТП. Для точного учета перечисленных факторов необходимо выполнять вариантные технико-экономические расчеты СЭС завода. Однако, трудоемкость таких расчетов неимоверно высока, так как требует детальных расчетов, более чем в десятке вариантов внешнего, внутреннего электроснабжения и, по крайней мере, питающих сетей 0,4 кВ. Исследованиями многочисленных авторов установлено, что приближенной оценкой перечисленных параметров оптимизации является некий обобщенный параметр - плотность нагрузки на той территории, по которой предполагается прокладка ЛЭП 0,4 кВ. Эти исследования положены в рекомендации нормативного документа [3] по выбору номинальной мощности трансформаторов ТП 10 (6) /0,4 кВ.
По рекомендациям [3], в цехах с более, или менее равномерно распределенной нагрузкой со сравнительно мелкими потребителями, допускается при определении единичной мощности трансформаторов ТП 10 (6) /0,4 кВ пользоваться следующими критериями при напряжении питающей сети 0,4 кВ
. (13)
Важно подчеркнуть, что рекомендации (13) не учитывают индивидуальных особенностей предприятия, их отдельных производств и цехов. Поэтому, рекомендации (13) являются лишь первым приближением к оценке номинальной мощности трансформаторов 10 (6) /0,4 кВ цеховых ТП. От рекомендаций (13) можно отступать в ту, или иную сторону, при наличии технических, экспертных, или экономических обоснований. Выбор номинальной мощности трансформаторов (без детального технико-экономического расчета, только по критерию (13), фактически на основе опыта проектировщика) является наиболее ответственной задачей проекта. От числа и мощности цеховых подстанций будет зависеть вся система электроснабжения, как внутреннего до и выше 1000 В, так и внешнего.
На проектируемом заводе, потребители малой (0,6 кВт) и средней (85÷121 кВт) мощности распределены более, или менее равномерно по площади цехов. Это позволяет воспользоваться рекомендациями [3], и формулой (13), взамен детальных технико-экономических расчетов.
Найдем плотность нагрузки 0,4 кВ в каждом из цехов. Например, для цеха №1 получим
кВА,
кВА/м2,где кВт, кВт - активные силовая и осветительная нагрузки цеха заготовок;
квар, 30,02 квар - его реактивные нагрузки;
885,05 кВА - полная расчетная нагрузка цеха заготовок с учетом освещения;
F = 6457 м2 - площадь цеха заготовок, определенная по генплану завода с учетом масштаба.
Результаты расчетов сводим в таблицу 8.
Таблица 8 - Плотность нагрузки 0,4 кВ по цехам завода
№ п/пНаименование цехаPр, кВтPр. о, кВтQр, кварQр. о, кварSр, кВАF, м2?, кВА/м21234567891Механический цех471,3861,99676,2630,02885,0564570,142Моторный цех878,92123,981291,3160,051682,85129150,133Сборочный цех559,8561,99950,0330,021160,6864570,184Прессовый цех1169,6261,99939,6530,021567,5264570,245Инструментальный цех423,1499, 19455,4148,04725,46103320,076Литейный цех2568,08100,321613,148,593143,5104500,37Кузнечный цех1547,1824,81120,1412,011937,2425830,758Компрессорная станция596,3624,66546,1611,94834,9525830,329Лаборатория204,6912,91126,866,25255,0851380,0510Главный магазин28,0514,8724,747,253,512910,0411Склад зап. частей31,6646,4919,6222,5288,7920660,0412Заготовительный цех967,8361,99487,7530,021152,6664570,1813Склад строй. материалов58,1424,877,5212,01122,0464570,0214Котельная75,7111,1542,715,499,2925830,0415Газогенераторная46,77111,5924,9954,05176,9915490,1116Склад топлива26,4312,435,696,0156,9815498017Насосная станция67,2833,0978,6616,03137,9925830,0518Дом культуры78,3829,74104,5114,4160,7245960,0319Проходная4,2224,284,3111,7632,7224780,0120Заводоуправление165,457,86150,3428,02285,7650580,0621Гараж45,05111,5840,9454,04183,1836160,0522Ремонтно-механический цех225,5374,39194,2736,03378,14154970,02Территория завода0218,340218,348733480Итого10239,671404,49004,97574,4315339,4310064490,02
По итоговой строке таблицы 8, в среднем по заводу плотность нагрузки составит
кВА/м2. (14)
На складах и в административных зданиях плотность нагрузки на порядок меньше, чем в основных производственных цехах. Теоретически следовало бы выбрать два типоразмера трансформаторов: большей мощности - для цехов основного производства, меньшей - для складов и административных зданий. Однако, учитывая сравнительно не большую суммарную расчетную нагрузку завода, кВт, примем к установке одинаковые трансформаторы на всех ТП.
По рекомендациям (13), исходя из средней плотности нагрузки по заводу 0,02 кВА/м2, (итоговая строка таблицы 8), можно принять единичную мощность трансформаторов ТП, равной 1600 кВА.
Минимальное число трансформаторов на заводе, исходя из их принятой единичной мощности и полной компенсации реактивной мощности на шинах 0,4 кВ, составит
, (15)
где = 0,6 - добавка до целого числа трансформаторов;
= 11644,07 кВт - суммарная нагрузка всех цехов завода на шинах 0,4 кВ цеховых ТП с учетом освещения цехов и территории завода.
0,7 - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме [11];
Таким образом, при количестве цехов, равном 14 (таблица 1), получаем 5 двухтрансформаторных цеховых ТП.
Оптимальное число трансформаторов ТП определяется экономическими соображениями. Противоречивыми факторами являются: разница в удельной стоимости конденсаторных батарей напряжением до и выше 1000 В на единицу вырабатываемой реактивной мощности, изменение числа трансформаторов или их номинальной мощности на подстанциях завода при изменении числа и мощности компенсирующих устрой реактивной мощности до 1000 В, стоимость потерь электроэнергии, как в трансформаторах ТП, так и в питающих их ЛЭП.
Поставленная задача является многопараметрической, а в условиях рыночной экономики, еще и многокритериальной. Ее приближенное решение, в виде номограмм приведено, например, в [6]. Для 0,7, = 10 и = 0,6 по номограмме [10, рис.4.7а] найдем добавку m =0 до оптимального числа трансформаторов. Окончательно, за оптимальное число трансформаторов на всех цеховых ТП завода принимаем
(16)
4.2 Выбор трансформаторов 10/6 кВ
Нагрузка 6 кВ завода является сосредоточенным, достаточно мощным потребителем, как по суммарной нагрузке, так и по мощности отдельных электродвигателей насосов и компрессоров.
Выбор трансформаторных подстанций для потребителей на 6 кВ аналогичен выбору для потребителей на 0,4 кВ и сведем в таблицу 9.
.3 Компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ цеховых ТП и уточнение их нагрузки
При выборе числа и мощности трансформаторов одновременно решаем вопрос выбора компенсирующих устройств в сетях до 1000 В.
Наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы ТП в сеть напряжением до 1000 В, определяется соотношением
, (19)
где n = 2 - число трансформаторов на ТП;
= 0,7 - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;
- номинальная мощность трансформаторов, установленных на ТП;
- расчетная активная нагрузка ТП на шинах 0,4 кВ.
Минимально необходимая мощность компенсирующих устройств, в сети на шинах 0,4 кВ ТП определяется формулой (18).
(20)
Для ТП1:
Дополнительная мощность компенсирующих устройств 0,4 кВ, окупающаяся снижением потерь в трансформаторах ТП1 и питающих их линиях выше 1000 В по рекомендациям [10] может быть определена по формуле
квар, (21)
где - расчетный коэффициент, зависящий от двух и расчетных параметров;
- удельные стоимости низковольтных и высоковольтных компенсирующих устройств на квар вырабатываемой реактивной мощности;
- расчетная стоимость потерь, руб/кВт (только для расчета компенсирующих устройств);
- протяженность и сечение питающей ТП ЛЭП.
Для практических расчетов коэффициенты , можно принимать по таблицам, приведенным в литературе [10, табл.4.6, 4.7]. По [10, табл.4.6], для средней Волги и односменных предприятий имеем =19. Для кВА и протяженности магистральной питающей ЛЭП L до 0,5 км, по [10, табл.4.7] имеем =2. Функциональная зависимость представлена в [10, рис.4.8, 4.9], в виде номограмм. Для напряжения питающей ЛЭП 10 кВ, при радиальной схеме питания ТП1 по [10, рис.4.8б] получим .
Если значение окажется положительным, то эту мощность следует установить на ТП1 дополнительно к . Иначе, следует принять =0.
Подставляя в (21), для ТП1 получим отрицательное значение, следовательно надо принять квар.
Окончательно, принимаем к установке на ТП1 десять конденсаторных батарей по 180 квар каждая, общей мощностью
квар. (22)
По нескомпенсированной реактивной нагрузке и расчетной активной мощности ТП1, проверяем фактический коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме
. (23)
Результаты расчетов по всем ТП сводим в таблицу 9.
Таблица 9 - Распределение нагрузки между цеховыми ТП завода
№ ТП№ цехаНаименование (месторасположение ТП) Рр, кВтQр, кварQнк, кварQнк, кварQp-QнknxSн. т, кВАКЗ12345678910 ТП напряжением 10/0,4 кВ15Инструментальный цех522,33503,454Прессовый цех1231,61969,6720Заводоуправление223,26178,3619Проходная165,4016,0718Дом культуры108,12118,91итого ТП12235,721786,461648,051800,00138,412х16000,70211Склад зап. частей78,1542,143Сборочный цех621,84980,057Кузнечный цех1571,981132,1517Насосная станция100,3794,69итого ТП22237,042249,032133,912200,00115,122х16000,7032Моторный цех1002,901351,361Механический цех533,37706,288Компрессорная станция621,02558,10итого ТП32157,292615,742012,662100,00603,082х16000,6946Литейный цех2134,721661,69итого ТП42134,721329,35650,70700,00678,652х16000,70512Заготовительный цех1029,821661,6913Склад строй. материалов82,9489,5316Склад топлива38,8341,709Лаборатория217,60133,1114Котельная86,8648,1115Газогенераторная158,3679,0410Главный магазин42,9231,9421Гараж156,6394,9822Ремонтно-механический цех299,92230,306Литейный цех800,52498,51итого ТП52113,882410,402245,002300,00165,402х16000,66ТП напряжением 10/6 кВ68. б8. б СД 6 кВ1674,00-1037,45итого ТП61674,00-1037,4500-1037,452х16000,62717. б17. б АД 6 кВ1050,00650,73итого ТП71050,00650,7300650,732х10000,62
5. Расчет нагрузок на шинах НН ГПП
.1 Расчет потерь мощности в трансформаторах ТП
Найдем потери мощности в трансформаторах ТП. На подстанциях ТП1-ТП4 10/0,4 кВ установлено n = 2 трансформатора типа ТМЗ-1600/10/0,4 с номинальными параметрами: =1600 кВА, =4 кВт, =24 кВт, =5,5%, =2% [5].
Например, для ТП1 получим следующее. Полная расчетная нагрузка ТП1 на шинах 0,4 кВ с учетом освещения и компенсации реактивной мощности составит
кВА. (24)
Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме находим по формуле (23)
.
Считая, что трансформаторы ТП загружены равномерно, найдем потери мощности в них
кВт, (25)
квар. (26)
Для остальных ТП расчеты выполняем аналогично. Результаты сводим в таблицу 10.
Таблица 10 - Расчет потерь мощности в трансформаторах ТП
№ ТПТип трансформаторовnSн. т, кВАPх, кВтPк, кВтUк%Iх%Sр, кВАКЗDP, кВтDQ, квар123456789101112ТП1ТМЗ-1600/10/0,4. 216004,0024,005,502,002235,760,7031,43149,91ТП2ТМЗ-1600/10/0,4. 216004,0024,005,502,002237,580,7031,47150,05ТП3ТМЗ-1600/10/0,4. 216004,0024,005,502,002218,080,6931,06148,56ТП4ТМЗ-1600/10/0,4. 216004,0024,005,502,002225,560,7031,22149,13ТП5ТМЗ-1600/10/0,4. 216004,0024,005,502,002116,760,6625,25135,81ТП6ТМЗ-1600/10/6216005,1017, 206,501,401969,410,6216,31113,98ТП7ТМЗ-1000/10/6210003,6511,906,501,101235,290,6216,3871,59Итого183,13919,05
5.2 Баланс реактивной мощности. Компенсирующие устройства реактивной мощности выше 1000 В
Для расчета компенсирующих устройств выше 1000 В необходимо знать потери мощности в трансформаторах ГПП. Трансформаторы ГПП еще не выбраны, поэтому найдем потери мощности в трансформаторах ГПП приближенно, по ожидаемым потерям в трансформаторах отечественного производства (таблица 11).
Суммарная активная нагрузка 0,4 кВ в цехах составляет (таблица 5) кВт. Нагрузка 6 кВ - кВт. Расчетная мощность освещения (таблица 6) завода кВт. Потери мощности в трансформаторах ТП (таблица 10) 183,13 кВт.
Приближенно, без учета выравнивания графиков нагрузок на ГПП, активная нагрузка на ГПП может быть определена алгебраическим суммированием
кВт.
За реактивную нагрузку на ГПП примем мощность энергосистемы (по cos?=0,9÷0,95 для энергосистемы) квар.
Таблица 11 - Ожидаемые в среднем относительные потери мощности в трансформаторах ГПП для трансформаторов отечественного изготовления по отношению к расчетной нагрузке трансформаторов
Номинальное напряжение трансформатора, кВАктивные потери ?P/Sр, % при коэффициенте загрузкиРеактивные потери ?Q/Sр, % при коэффициенте загрузки0,50,60,70,80,90,50,60,70,80,9350,850,880,941,001,075,956,276,707, 207,751100,720,720,730,760,807,918,529,2510,0710,932200,310,310,320,330,356,447,388,379,3810,42В среднем0,620,640,660,700,746,777,398,118,889,70
Ожидаемые потери активной мощности в трансформаторах ГПП составят
кВт. (27)
Ожидаемые потери реактивной мощности в трансформаторах ГПП составят
квар, (28)
где =0,66%, =8,11% - среднее значение ожидаемых активных, реактивных потерь в трансформаторах 35÷220 кВ при коэффициенте загрузки 0,7 по отношению к расчетной мощности нагрузки (таблица 11).
Теперь можно составить баланс реактивной мощности и найти мощность компенсирующих устройств выше 1000 В.
Расходная часть баланса реактивной нагрузки состоит из потребителей:
-нагрузки силовых и осветительных приемников электроэнергии напряжением 0,4 кВ квар (таблицы 5 и 6);
-потери в трансформаторах цеховых ТП квар (таблица 10);
-ожидаемые потери в трансформаторах ГПП квар;
-высоковольтные асинхронные электродвигатели QАД= 650,73квар.
Источниками реактивной мощности уже являются:
подстанция энергосистемы квар
-батареи статических конденсаторов, напряжением 0,4 кВ = 2700 квар на шинах цеховых ТП.
В качестве компенсирующих устройств напряжением выше 1000 В возможно применение:
- синхронных электродвигателей компрессорной,
- батарей статических конденсаторов, напряжением 10 кВ на ГПП.
Возможности генерации реактивной мощности при перевозбуждении синхронных двигателей (СД) зависят от конструкции электродвигателей и их загрузки по валу (по активной мощности). Чем выше синхронная частота вращения СД и меньше их коэффициент загрузки , тем выше возможности СД в качестве компенсаторов. В любом случае, ток статора СД не должен превосходить номинальный.
СД с любой (близкой к единице »1,0) загрузкой вала, и любой частотой вращения способен отдать в сеть номинальную реактивную мощность с опережающим коэффициентом мощности, равную
, (29)
где - номинальная мощность и номинальный коэффициент реактивной мощности СД.
Если, номинальная мощность СД не менее 1000 кВт, а скорость вращения СД более >375 об/мин, его коэффициент загрузки <1,0, то появляется дополнительная возможность использовать СД с большей, так называемой, располагаемой реактивной мощностью
, (30)
где - коэффициент перегрузочной способности СД по реактивной мощности;
- фактическое относительное напряжение на зажимах СД.
В упрощенном виде, в предположении номинального напряжения на зажимах СД =1, вне зависимости от типа СД, зависимость приведена в виде номограмм [10, рис.9.4]. Более точные рекомендации по использованию СД в качестве компенсаторов реактивной мощности, приведены в специальной литературе.
На заводе в компрессорной применяются 5 СД мощностью 720 кВт каждый. Их реактивную мощность, которую они могут отдать в сеть, определим по формуле (29)
квар, (31)
где - коэффициент загрузки СД, принятый равным его коэффициенту использования (таблица 5);
- соответствует номинальному коэффициенту реактивной мощности (таблица 5).
Из баланса реактивной мощности найдем необходимую мощность высоковольтных батарей статических конденсаторов
(32)
Так как расчетная мощность высоковольтных батарей статических конденсаторов оказалась отрицательной, это означает, что для поддержания баланса реактивной мощности существующих средств компенсации достаточно, поэтому дополнительно устанавливаем на шинах ГПП компенсирующие устройства не требуется.
5.3 Суммирование нагрузок на шинах НН ГПП
Расчет электрических нагрузок в сетях напряжением выше 1 кВ производится в целом аналогично расчету нагрузок цехов. Результаты расчета заносятся в табличную форму Ф636-92 [2], (таблица 12) с учетом следующих особенностей:
. Расчетные нагрузки (таблица 4, таблица 5) цеховых трансформаторных подстанций (с учетом осветительной нагрузки (таблица 6), потерь в трансформаторах (таблица 10) и выбранных средств КРМ (таблица 9)) заносятся в графы 7 и 8.
2. При получении от технологов коэффициентов, характеризующих реальную загрузку высоковольтных электродвигателей, в графу 5 заносится вместо значение b, в графу 7 - значение .
. По принятой схеме электроснабжения определяется число присоединений 10 (6) кВ на сборных шинах РП, ГПП (графа 2 итоговой строки).
. Эффективное число электроприемников не определяется и графы 9 и 10 не заполняются.
. В зависимости от числа присоединений на одну секцию и группового коэффициента использования , занесенного в графу 5 итоговой строки, определяется значение коэффициента одновременности максимумов нагрузки присоединений разнородных потребителей. Значение =0,9 заносится в графу 11 (вместо ).
. Расчетная мощность на шинах НН ГПП (графы 12 - 14) определяется по выражениям
кВт;
квар; (33)
кВА.
Расчетный ток (графа 15) определяем исходя из предполагаемого напряжения на шинах НН ГПП кВ
А.
Таблица 12 - Расчет нагрузки на шинах НН - 10 кВ ГПП
Исходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщая123456789101112131415Силовая нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП1-ТП6 (10/0,4 кВ) 1433978,670,450,6815439,6014200,38Компенсирующие устройства 0,4 кВ-9100,00Освещения завода2340,020,600,531404,40889,16Потери в трансформаторов ТП1-ТП5183,13919,058. б СД 6 кВ53600,000,500,851800,00-1115,5417. б АД 6 кВ31500,000,700,851050,00650,73Итого на шинах 10 кВ ГПП2241418,690,4819877,136443,780,9017889,415799,4018805,96542,88
56. Приближенный выбор основных параметров СЭС завода
6.1 Приближенное, экономически целесообразное напряжение внешнего электроснабжения
Выбор напряжения внешнего электроснабжения, линий, питающих ГПП, может быть определен по формуле Илларионова.
, (34)
где - длина линии, км; - передаваемая мощность на одну цепь ЛЭП, МВт.
Формула (34) дает приближенное решение. Поэтому подставим в качестве расчетной мощности приближенное значение передаваемой мощности по ЛЭП - расчетную нагрузку на шинах НН ГПП без учета потерь мощности в трансформаторах ГПП.
Подставляя расчетную нагрузку из итоговой строки таблицы 12 в формулу (34), получим
кВ.
Найденное значение экономически целесообразного напряжения внешнего электроснабжения лежит между стандартными напряжениями 110 и 35 кВ. Примем напряжение питающей линии 110 кВ.
6.2 Выбор трансформаторов на ГПП по техническим условиям
При напряжении внутреннего электроснабжения завода 10 кВ необходимо предусмотреть строительство ГПП 110/10 кВ.
Полная расчетная нагрузка ГПП на шинах НН (табл.12) составляет кВА.
Предполагаем к установке на ГПП двух масляных трансформаторов, напряжением 110 кВ, для которых в послеаварийном режиме по ПЭЭП [11] допускается перегрузка на 40% сверх номинального тока на 6 часов максимума нагрузки в течение 5 суток подряд. Для завода с односменным режимом работы указанные перегрузки являются достаточными для нормального продолжения работы на время замены отказавшего трансформатора. Номинальная мощность трансформаторов должна быть не менее
кВА, (35)
где - коэффициент загрузки послеаварийного режима с учетом допустимой перегрузки [11].
Принимаем к установке трансформаторы типа ТДН-16000/110 с двумя вторичными напряжениями 10 и 6 кВ (для электроснабжения высоковольтных потребителей) [9].
Таблица 13 - Номинальные параметры трансформаторов ГПП
Тип трансформатораНоминальная мощность, кВАНоминальное напряжение, кВПотери, кВтНапряжение КЗ, % %Ток ХХ, % %Схема и группа соединения обмотокВНННХХКЗТДН-16000/1101600011011; 6,52712010,50,7Y/?-11
Считая, что трансформаторы ГПП загружены равномерно, найдем потери мощности в них
кВт,
квар.
Полная расчетная нагрузка ГПП на шинах ВН, учитывая найденные потери в трансформаторах ГПП и нагрузку НН ГПП, составляет кВА.
6.3 Выбор сечения проводов питающей ВЛ
Ток нормального режима в ЛЭП-110 кВ
А, (36)
где - число цепей ЛЭП-110 кВ.
Ток максимальный расчетный ток послеаварийного режима
А. (37)
Сечение выберем по экономической плотности тока. По [1, таблица 1.3.36] для неизолированных алюминиевых проводников, при ч принимаем А/мм2, где ч - время использования максимальной нагрузки в среднем для завода тяжелого машиностроения [6, таблица 24-29].
Экономически целесообразное сечение
мм2. (38)
Принимаем провод марки АС-70/11 с параметрами =0,428 Ом/км, =0,432 Ом/км [5], =265 А [1, табл.1.3.29]. Выбранное сечение проводов удовлетворяет условию допустимого нагрева в максимальном послеаварийном режиме
. (39)
Сопротивление цепи линии
, (40)
где =7,9 км - протяженность ЛЭП.
Потери напряжения в линии в нормальном режиме равны
, (41)
что меньше располагаемых потерь.
Таким образом, принятое сечение АС-70/11 удовлетворяет всем условиям выбора.
6.4 Выбор сечений и марок кабелей внутреннего электроснабжения
В целом сечения КЛ-10 кВ к цеховым ТП выбираются аналогично ВЛ-110 кВ. Также выбираем кабель 6 кВ, питающий силовой пункт РП насосной 17 от НН ГПП.
Найдем расчетные нагрузки ТП со стороны ВН. Исходные данные по нагрузкам ТП на шинах 0,4 кВ принимаем по таблице 9. Причем, расчетную реактивную мощность принимаем с учетом выбранных устройств компенсации (графа 8). Потери мощности в трансформаторах ТП принимаем по табл.10. Например, для ТП1 получим
кВт, (42)
квар. (43)
Для остальных ТП расчеты выполняем аналогично. Результаты заносим в табл.14.
Таблица 14 - Расчетные нагрузки цеховых ТП со стороны ВН трансформаторов
№ ТПPр, кВтQр-Qнк, кварЧисло и тип трансформаторов?P, кВт?Q, кварPр. вн, кВтQр. вн, квар12346789ТП12235,721786,46ТМЗ-1600/10/0,4. 31,43149,912267,151936,37ТП22237,042249,03ТМЗ-1600/10/0,4. 31,47150,052268,512399,08ТП32157,292615,74ТМЗ-1600/10/0,4. 31,06148,562188,352764,30ТП42134,721329,35ТМЗ-1600/10/0,4. 31,22149,132165,941478,48ТП52113,882410,40ТМЗ-1600/10/0,4. 25,25135,812139,132546,21ТП61674,00-1037,45ТМЗ-1600/10/6. 16,31113,981690,31-923,47ТП71050,00650,73ТМЗ-1000/10/616,3871,591066,38722,32
Максимальный расчетный ток послеаварийного режима
А. (44)
Экономически целесообразное сечение
мм2, (45)
где А/мм2 экономическая плотность тока для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией для ч [1, таблица 1.3.36].
Выбор сечений кабелей следует выполнять исходя из допустимого нагрева проводника расчетным током послеаварийного режима после вывода одной из цепей двухцепной линии:
, (46)
где - допустимый ток для проводника заданного сечения при выбранном сечении жил кабеля и принятом материале изоляции жил;
- расчетный ток в линии;
- поправочный коэффициент на условия прокладки проводников (в зависимости от прокладки в земле, в воздухе, в трубах, числа кабелей, проложенных рядом и т.п.);
=1 - для помещений с нормальной средой; =1,25 - во взрывоопасных зонах;
- коэффициент перегрузки кабелей на время ликвидации аварии в течение 6 часов в сутки на 5 суток подряд, для кабелей до 10 кВ включительно с бумажной изоляцией =1,3 [1].
Выбираем кабель марки ААШв (3×70) с ближайшим к сечением, удовлетворяющий условию нагрева в нормальном и максимальном послеаварийном режиме. Для этого кабеля допустимый ток при прокладке в земле равен =255 А [1, табл. 1.3.16], понижающий коэффициент =0,84 [1]. Условие допустимости нагрева максимальным рабочим током выполняется:
А. (47)
Удельные сопротивления кабеля =0,326 Ом/км, =0,078 Ом/км принимаем по [5]. При протяженности кабельной трассы L=0,22 км сопротивления одной цепи равны
Ом, Ом. (48)
Потери напряжения в линии в нормальном режиме равны
(49)
что значительно меньше располагаемых потерь.
Проверка выбранного сечения по термической стойкости к токам КЗ выполнена в пункте 8.3.
Выбранное сечение удовлетворяет всем необходимым условиям и окончательно принимается. Для остальных ЛЭП сечения выбираем аналогично. Результаты заносим в таблицу 15.
Таблица 15 - Выбор кабелей
ЛЭПНачалоКонецСпособ прокладкиДлина, кмPр, кВтQр, кварIр, АIр. а, АFэ, мм2МаркаIдоп, АkспkakспIдоп, АRо, Ом/кмXо, Ом/кмR, ОмX, Ом?U%12345678910111213151617181920W2ГППТП1в траншее0,222267,151936,3786,07172,1461,48ААШв (3×70) 2100,84229,320,3260,0780,0720,0170,98W3|ГППТП2в траншее0,0662268,512399,0895,31190,6368,08ААШв (3×70) 2100,84229,320,3260,0780,0220,0050,31W4ГППТП3в траншее0,0222188,352764,30101,78203,5572,70ААШв (3×70) 2100,84229,320,3260,0780,0070,0020,10W5ГППТП4в траншее0,01542165,941478,4875,70151,4154,07ААШв (3×70) 2100,84229,320,3260,0780,0120,0030,15W7ГППТП5в траншее0,2862139,132546,2196,00192,0068,57ААШв (3×70) 2100,84229,320,620,080,1770,0232, 19W8ГППТП6в траншее0,111690,31-923,4755,60111, 2039,72ААШв (3×50) 1750,84191,100,620,080,6200,0903,62W9ГППТП7в траншее0,331066,38722,3237,1874,3626,56ААШв (3×50) 1750,84191,100,620,080,6200,0902,43
7. Расчёт токов КЗ
7.1 Расчёт короткого замыкания на шинах высшего напряжения
Составим схему замещения для расчёта трёхфазного КЗ на шинах ВН ГПП.
(Рисунок 1).
Sб=100 МВА, Uб1=115 кВ, Uб2=6,5 кВ.
С: (50)
(51)
Эквивалентируем схему замещения (Рисунок 1), получим:
(52)
Для С: ; (53)
Переведём в номинальные единицы:
(54)
(55)
Ударный ток
(56)
Куд=1,8; Та=0,042 с. [2].
Апериодическая составляющая тока КЗ.
[2] (57)
(58)
Результаты расчёта сведены в таблицу 14.
7.2 Расчёт короткого замыкания на шинах НН
(Рисунок 2)
Схема замещения, учитывая предыдущее эквивалентирование, примет вид рисунок 2, где - сопротивление обмотки ВН и НН трансформатора.
(59)
СД:
Эквивалентируем схему замещения (рисунок 2), получим:
(60)
Для С: ; (61)
(62)
(63)
Ударный ток
(64)
Апериодическая составляющая тока КЗ.
(65)
Результаты расчёта сведены в таблицу 14
Таблица 14 - Данные расчета
Расположение точки КЗIп, кАiа, Т=0,1с, кАi (3) у, кАt=0 с. t=0,1 с. на шинах ВН 0,680,680,231,72на шинах НН3,1083,1081,427,91
Значения токов короткого замыкания, полученные в результате расчёта, являются относительно небольшими, по сравнению с токами на которые рассчитаны вакуумные и элегазовые выключатели, поэтому при подборе соответствующего оборудования не возникнет препятствий.
8. Выбор основного оборудования
В данном курсовом проекте ограничимся выбором для главной понизительной подстанции выключателей и разъединителей. Выберем также высоковольтные выключатели и кабели к цеховым ТП, РП, а также межцеховые кабели 0,4 кВ.
8.1 Выбор высоковольтных выключателей
Выключатель высокого напряжения - это аппарат, предназначенный для оперативной и аварийной коммутации на подстанции, для выполнения операции включения и отключения отдельных цепей при ручном и автоматическом управлении.
8.1.1 Выбор высоковольтных выключателей на НН ГПП
Выбираем вакуумные выключатели ВБЭ-10-20/1000 У3 с электромагнитным приводом. Данные по [6]. Iраб. max НН=542,88 А (таблица 12).
Проверка выключателей:
1.По номинальному напряжению:
.По номинальному току:
.По конструкции и роду установки: выкатного исполнения.
.Проверка по отключающей способности:
Отключение симметричного тока КЗ:
Отключение полного тока КЗ:
(53)
где - относительное содержание апериодического тока в токе отключения.
(54)
определяем по кривой. =0,3 при ?=0,05 с.
>
5.Проверка на электродинамическую стойкость.
.Проверка на термическую стойкость: , где , кА2·с - интеграл Джоуля (тепловой импульс); t расч - расчетная длительность КЗ,
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
> (55)
Электромагнитный привод входит в комплект. Ток потребления электромагнитом включения 35 А, отключения - 2 А. Номинальное напряжение привода 220 В. Ток постоянный.
Представим выбор выключателей в табличной форме (таблица 19).
Таблица 19 - Выбор секционного выключателя и выключателей на вводах 10 кВ
Расчетные данныеКаталожные данныеУсловия выбораВБЭ-10-20/1000 У3Uуст = 10 кВUном = 10 кВUуст = UномАкА кАкАкА
<кАкА
8.1.2 Выбор высоковольтных выключателей линий, питающих цеховые ТП
Выбор выключателей проведем аналогично предыдущему пункту.
Так как коэффициент загрузки трансформаторов цеховых ТП практически одинаковый, а также в связи с требованиями унификации электрооборудования примем к установке для присоединений 10 кВ ГПП выключатели одного типа. В этом случае выключатель будем выбирать по максимальному рабочему току самой загруженной ТП. Самой загруженной подстанцией является ТП1.
Расчетный ток можно определить по выражению:
А; (56)
Где - значения мощности, передаваемой по кабелю от ГПП к ТП1, определяется как сумма нагрузки ТП1 и потерь в трансформаторах ТП1.
кВт; (57)
квар; (58)
. (59)
Выбираем вакуумный выключатель ВБЭ-10-20/630, проверка произведена в таблице 20.
Таблица 20 - Выбор высоковольтных выключателей линий, питающих цеховые ТП
Расчетные данныеКаталожные данныеУсловия выбораВБЭ-10-20/630 У3Uуст = 10 кВUном = 10 кВUуст = UномААкА кАкАкА
<кАкА
8.1.3 Выбор выключателей на высшем напряжении ГПП
(60)
(61)
Выбираем вакуумные выключатели ВБ-110-25/630 [6].
Проверка выключателей:
.По номинальному напряжению:
.По номинальному току:
.По конструкции и роду установки: стационарного исполнения.
.Проверка по отключающей способности:
Отключение симметричного тока КЗ:
Отключение полного тока КЗ:
(62)
где - относительное содержание апериодического тока в токе отключения.
(63)
определяем по кривой =0,3 при ?=0,05 с.
> (64)
5.Проверка на электродинамическую стойкость.
(65) (66)
6.Проверка на термическую стойкость:
(67)
где , кА2·с - интеграл Джоуля (тепловой импульс);
t расч - расчетная длительность КЗ,
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
> (68)
Электромагнитный привод входит в комплект. Ток потребления электромагнитом включения 40 А, отключения - 2,6 А. Номинальное напряжение привода 220 В. Ток постоянный.
Представим выбор выключателя в табличной форме (таблица 21).
Таблица 21 - Выбор высоковольтных выключателей на ВН ГПП
Расчетные данныеКаталожные данныеУсловия выбораВБ-110-25/630 У3Uуст = 110 кВUном = 110 кВUуст = UномААкА кАкАкА
<кАкА
8.2 Выбор высоковольтных разъединителей на высшем напряжении ГПП
Выбираем разъединители наружной установки РНДЗ 1-110/1000 У1 [6]. Uном=110 кВ; А. Предельный сквозной ток: главные ножи кА; заземляющие ножи кА. Ток термической стойкости/допустимое время его действия: главные ножи кА/с; заземляющие ножи кА/с. Привод ПРН-110У1.
Выбранные разъединители проверяются:
1.По номинальному напряжению Uном. р =Uном. уст. =110 кВ;
2.По номинальному току А;
.Наружная установка, двухколонковые с одним заземляющим ножом;
кА;
.Главные ножи
.Заземляющие ножи
Каталожные и расчетные данные разъединителя заносим в таблицу 23.
Таблица 23 - Выбор разъединителей на ВН ГПП
Расчётные данныеКаталожные данныеУсловия выбораРНДЗ 1-110/1000 У1Uном, =110 кВ. Uном, выкл=110 кВ. Uном,РУ=Uном, раз ААкА кАГлавные ножи:
Заземляющие ножи:
8.3 Уточнение сечений кабелей 6 и 10 кВ
Проверка на термическую стойкость может быть произведена путем определения допустимого максимального термически стойкого сечения
, мм2, (69)
где , кА2·с - интеграл Джоуля (тепловой импульс);
C - постоянная (для алюминиевых шин С = 91 А?с1/2/мм2 [13];
I" - начальный сверхпереходный ток КЗ, кА;
t расч - расчетная длительность КЗ,
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
При этом должно быть соблюдено условие
.
с.; с. (70)
(71)
< (72)
Таким образом, кабели удовлетворяют условиям проверки на термическую стойкость.
8.4 Выбор кабелей до 1 кВ вне корпусов
Как видно из генплана, некоторые цеха запитаны от ТП с помощью кабелей 0,4 кВ, проложенных вне корпусов, при этом могут применяться как радиальные, так и магистральные кабельные сети. Условно, принимаем, что в цехе, в котором не установлено ТП, в центре электрических нагрузок расположен СП цеха. Электрическая связь между СП цеха и ТП осуществляется по кабельной линии, количество кабелей определяется категорией надежности цеха.
Для выбора кабелей 0,4 кВ необходимо пересчитать нагрузки с учетом нового расчетного коэффициента Кр [2, табл.1]. Результаты пересчета нагрузок сведем в таблицу 24а.
Для каждой кабельной линии к потребителям первой и второй категории выбираем как минимум два кабеля, наибольший рабочий ток для каждой линии рассчитывается с учетом ремонта одного из кабелей. Для линий, по которым питаются потребители третьей категории, можно ограничиться прокладкой одного кабеля. Выбор сечения кабеля и их количества производим по нагреву, выбираем четырехжильные кабели с прокладкой в траншее и по стенам на скобах. Допускается применять магистральные схемы питания.
Расчеты выполняем по аналогии с пунктом 6.4 Результаты расчетов заносим в таблицу 24.
Таблица 24а - Расчетные нагрузки кабелей 0,4 кВ
Таблица 24 - Выбор кабелей 0,4 кВ
ЛЭПНачалоКонецСпособ прокладкиДлина, кмPр, кВтQр, кварIр, АIр. а, АМаркаIдоп, АkспkakспIдоп, АRо, Ом/кмXо, Ом/кмR, ОмX, Ом?U%123456789101112131415161718W11ТП3СП1в траншее0,132801,351149,64193,56387,1211хААШв (3×185+1х120) 3850,84420,420, 2060,0810,0050,0020,04W12ТП2СП3в траншее0,0924951,741615,05203,44406,8814хААШв (3×185+1х150) 3850,84420,420,1670,070,0150,0060,17W13ТП1СП5в траншее0,143423,14455,41157,42314,836хААШв (3×185+1х150) 3850,84420,420,1670,070,0020,0010,01W14ТП3СП8в траншее0, 2068631,44578,29185,84371,697хААШв (3×185+1х150) 3850,84420,420,1670,070,0030,0010,02W15ТП5СП9в траншее0,264204,69126,86182,94365,882хААШв (3×185+1х150) 3850,84420,420,1670,070,0060,0020,01W16ТП5СП10в траншее0,30829,1725,7359,10 ААШв (3×10+1х6) 700,8476,440,890,0950,0340,0040,01W17ТП2СП11в траншее0,50629,4418,2552,63 ААШв (3×10+1х6) 700,8476,440,890,0950,0900,0100,02W18ТП5СП13в траншее0,02258,1477,52147,22 ААШв (3×70+1х50) 2100,84229,320,4430,090,0100,0020,00W19ТП5СП14в траншее0,565471,5040,3362,36124,722хААШв (3×95+1х70) 2550,84278,460,420,080,2370,0450,13W20ТП5СП15в траншее0,387245,7724,4639,4278,852хААШв (3×16+1х10) 900,8498,280,890,090,1720,0170,06W21ТП5СП16в траншее0,739221,1428,5526,9953,972хААШв (3×16+1х10) 900,8498,280,820,0920,3030,0340,05W22ТП2СП17в траншее0,26462,5773,1573,13146,252хААШв (3×50+1х35) 1750,84191,100,4430,090,0580,0120,03W23ТП1СП18в траншее0,39679,24105,65200,65 ААШв (3×70+1х50) 2100,84229,320,4430,090,0880,0180,06W24ТП1СП19в траншее0,34323,033,106,59 ААШв (3×16+1х10) 900,8498,280,4430,090,1520,0310,00W25ТП1СП20в траншее0,22163,58148,69167,93 2хААШв (3×50+1х35) 1750,84191,100,4430,090,0770,0070,09W26ТП5СП21в траншее0,521445,0540,9492,49 ААШв (3×70+1х50) 2100,84229,320,890,090,0810,0080,03W27ТП5СП22в траншее0,33225,53194,27226,13 ААШв (3×70+1х50) 2100,84229,320,420,080,0230,0040,04W28ТП1СП12в траншее0,441029,82517,77175,13350,2610хААШв (3×150+1х120) 3350,84365,820,2760,070,0120,0030,10W57ТП2СП6в траншее0,12770,42483,93172,79345,588хААШв (3×150+1х120) 3350,84365,820,2760,070,0030,0010,029. Описание принятой схемы внешнего электроснабжения предприятия
Электроснабжение завода осуществляется от районной трансформаторной подстанции 110/35/6 кВ по двухцепной воздушной линии 110 кВ марки АС-70/11 длиной 5,2 км. Тип опор воздушной линии, питающей завод, - типовые железобетонные опоры. Главная понизительная подстанция 110/10 кВ выполняется без сборных шин на стороне высшего напряжения, с неавтоматической перемычкой со стороны линий. Трансформаторы ГПП ТДН-16000/110 обеспечивают необходимое резервирование всей нагрузки завода. Оборудование ГПП на напряжение 110 кВ установлено открыто. Оборудование на напряжение 10 кВ расположено в ЗРУ. На стороне низшего напряжения принята схема с одинарной системой сборных шин, секционированной выключателем с устройством АВР. Выключатели ГПП: на высшем напряжении - вакуумные стационарного исполнения, на низшем напряжении - вакуумные выкатного исполнения.
Все цеховые ТП 10/0,4 кВ выполнены в виде КТП с двумя трансформаторами ТМЗ-1600/10, которые работают раздельно. Питание ТП осуществляется как по радиальным схемам, так и по магистральным. Подстанции выполнены без сборных шин на высшем напряжении. Каждая цеховая подстанция питается от двух источников, на стороне 0,4 кВ имеется секционный автомат с устройством АВР. Приемники электроэнергии остальных цехов получают питание от шин ТП ближайших цехов по кабельным линиям 0,4 кВ. Количество конденсаторных батарей подключенных к цеховым подстанциям выбрано с учетом обеспечения допустимой загрузки трансформаторов.
10. Электроснабжение ремонтно-механического цеха
10.1 Расчет нагрузок отделений РМЦ
Электроснабжение ремонтно-механического цеха №22 рассмотрим подробно. Электроприёмники РМЦ относятся к третьей категории надежности, поэтому каждый силовой пункт достаточно запитать от одного источника. Питание цеха осуществляется от ТП4, расположенной в цехе 7. В таблице 25 дана характеристика среды помещений РМЦ.
Таблица 25 - Характеристика помещений РМЦ
№ по плануНаименование отделения Характеристика помещений по условиям среды1Механическое отделениеНормальная2Заготовительно-сварочное отделениеХимически агрессивная3Кузнечное отделениеЖаркая4Термическое отделениеЖаркая5Гальваническое отделениеНормальная6Склад заготовок, металла и инструментальная НормальнаяаКонторское помещениеНормальнаябСанузлыВлажная
Исходя из условий среды помещений РМЦ, принимаем решение:
)Питание электроприемников механического, кузнечного, термического отделений и склада осуществлять от комплектных шинопроводов типа ШРА73 по коротким кабельным ответвлениям;
2)Питание электроприемников заготовительно-сварочного и гальванического отделения, конторского помещения и санузлов осуществлять по кабельным линиям от силового пункта СП23, расположенного в конторском помещении и питающегося по кабельной линии от СП22.
Таким образом, электроприемники распределяются следующим образом:
а) магистраль М1 (шинопровод ШРА73) питает механическое отделение, кузнечное отделение и склад;
б) магистраль М2 (шинопровод ШРА73) питает термическое отделение;
г) силовой пункт СП23 получает питание по кабельной линии W29 от СП22. От СП22 электроэнергия по кабелям распределяется по электроприемникам заготовительно-сварочного и гальванического отделения, конторского помещения и санузлов.
Выбранный шинопровод ШРА73 комплектуется из отдельных секций, проложенных по стенам и крепящихся на кронштейнах.
Для выбора сечений линий, шинопроводов, коммутационной и защитной аппаратуры питающей сети, определим расчетные нагрузки по магистральным линиям согласно [2]. Ответвления к электроприемникам рассчитаем только для заготовительно-сварочного отделения. Расчет нагрузок магистралей выполним по методу расчетных коэффициентов (таблица 26). Нагрузка освещения цеха распределена поровну между магистралями. Для совместного питания силовых и осветительных нагрузок питающая сеть принята трехфазной четырехпроводной.
Таблица 26 - Расчет нагрузок магистралей РМЦ М1 механическое и кузнечное отделения, склад
Исходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщая123456789101112131415Металлорежущие станки370,6/12.934187,340,140,526,2345,43 Шлифовальные станки57/19,4567,6250,350,6523,6727,67 Кузнечное оборудование310. /1011,60,240,652,783,25 Электропечи сопротивления, сушильные шкафы41,/192,000,50,9546,0015,12 Краны24,85/4,859,70,050,50,490,84 Вентиляция72,8/729,70,650,819,3114,48 Итого силовая нагрузка580,6/19,45397,9650,30 118,47106,79 411118,47106,79159,50242,33Освещение 37, 1918,01 Итого силовая и осветительная нагрузка580,6/19,45 155,66124,81199,52303,14
М2 Термическое отделениеИсходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщая123456789101112131415Электропечи сопротивления, сушильные шкафы81,1/2496,400,50,9548, 2015,84 Вентиляция32,8/712,60,650,88, 196,14 Итого силовая нагрузка111,1/24109,000,52 56,3921,99 91,1665,4125,5070,21106,67Освещение 37, 1918,01 Итого силовая и осветительная нагрузка111,1/24 102,6143,52111,45169,33
W28 Заготовительно-сварочное и гальваническое отделения, конторское помещение и санузлыИсходные данныеРасчётные величиныnэКрРасчётные нагрузкиIр, АПо заданию технологовСправочные данныеКи?РнКи?Рнtg?nР2нРр, кВтQр, кварSр, кВАНаименование электроприёмникаКоличество однотипного оборудованияРн, кВтКиcos?одногообщая123456789101112131415Металлорежущие станки111,95/743,290,140,56,0610,50 Электропечи сопротивления, сушильные шкафы210,/22320,50,9516,005,26 Шлифовальные станки22,8/2,85,60,350,651,962,29 Кузнечное оборудование514/15,756,70,170,659,6411,27 Шовная электросварка625/282560,400,80102,4076,80 Вентиляция44,5/10290,650,818,8514,14 Итого силовая нагрузка301.95/28422,590,37 154,91120,25 301154,91120,25196,11297,95Освещение 37, 1918,01 Итого силовая и осветительная нагрузка301.95/28 192,10138,27236,69359,61Итого990,6/28450,37306,59544,82827,77
10.2 Выбор шинопроводов и кабелей РМЦ
Выберем тип распределительного шинопровода по номинальному току. Например, выбираем для магистрали М1 шинопровод ШРА73 УЗ [12] с Iдоп = 250 А > Iрасч =169,33 А.
Кабель для линии W29 выберем аналогично п.6.4 Выбор сведем в таблицу 27.
Таблица 27 - Выбор шинопроводов для внутрицеховых магистралей
Номер линииSрасчIрасчСпособ прокладкиМарка шинопровода/кабеляIдопМ1199,52303,14на стене на кронштейнахШРА73 УЗ/ 2хАВВГ (3х150+1х120) 350 397,81М2111,45169,33на стене на кронштейнахШРА73 УЗ/ АВВГ (3х185+1х150) 250 270W29236,69359,61в кабельном канале2хАВВГ (3х150+1х120) 397,81
Для заготовительно-сварочного отделения выберем марку и сечение проводов и кабелей, способ прокладки, защитную аппаратуру. В таблице 28 представлен перечень электроприемников заготовительно-сварочного отделения.
Таблица 28 - Перечень электроприемники заготовительно-сварочного отделения
№ по плануНаименование электроприемникаМодель или типУстановленная мощность в единице, кВтКоличество шт. 25Отрезной станок с ножовочной пилой872А1,95226НожницыН4747,00127Пресс правильныйПА41514,00128Пресс листогибочный413515,70129Настольно-сверлильный станокНС-12А0,60330Обдирочно-шлифовальиый станокЗМ6342,80231Пресс кривошипныйК21710,00232Радиально-сверлийный станок2А556,93333Трубоотрезной станокС-246А2,80134Станок трубогибочныйС-2887,00235Преобразователь сварочныйПСО-50028,00236Машина электросварочная точечная, кВАМТМ-75М75,00237Машина электросварочная точечная, кВА25,00038Трансформатор сварочный, кВАСТН35025,00239Кран мостовой электроподвесная5Т24, 20140Вентилятор-10,002
Для ответвлений от СП23 к электроприемникам заготовительно-сварочного отделения применяем четырехжильные кабели марки АВВГ. Способ прокладки - в кабельных каналах. Расчетная мощность ответвлений к отдельным электроприёмникам определяется по номинальной мощности электроприемника [8]:
для электроприемников продолжительного режима работы
, кВт, (72)
для ЭП повторно-кратковременного и кратковременного режимов работы в качестве расчетной мощности следует принимать:
) для медных проводников сечением до 6 мм2, а для алюминиевых проводников до 10 мм2 - как для установок с продолжительным режимом работы;
) для бóльших сечений проводников расчетная мощность определяется по выражению
, кВт, (73)
где - относительная продолжительность включения;
для сварочных аппаратов
, (74)
Например, для ответвления к станку от СП23 принимаем за расчетную нагрузку номинальную мощность шкафа кВт. За расчетную реактивную нагрузку принимаем номинальную мощность с учетом коэффициента реактивной мощности квар, где соответствует коэффициенту мощности . Ток нормального режима определяем по формуле
, А. (75)
А. (76)
При выборе сечений фазной жилы принимаем (не взрывоопасная зона). Значение коэффициента, учитывающего способ прокладки кабеля, по рекомендациям примечания к [1, табл.1.3.7], принимаем равным . Допустимые длительные токи для проводов, проложенных в лотках, при однорядной прокладке (не в пучках) принимаем, как для проводов, проложенных в воздухе [3]. Так, например, для шкафа ближайшим, соответствующим условию проверки по допустимому току, является кабель АВВГ (3х4+1х2,5) с допустимым током для трехжильных кабелей, при прокладке в воздухе, А. С учетом снижения допустимой токовой нагрузки для четырехжильных кабелей, получим
А. (77)
Для остальных выбор аналогичен результаты заносим в таблицу 29.
Таблица 29 - Выбор кабелей ответвлений к электроприемникам термического отделения
№ по плану№ линииНаименование электроприемникаМодель или типУстановленная мощность в единице, кВтКоличество, шт. ПВ, %cos?Расчетные нагрузкиIдопКспМарка кабеляРр, кВтQр, кварSр, кВАIр, А25W30, W31Отрезной станок с ножовочной пилой872А1,9521000,751,951,722,603,9524,84АВВГ (3х4+1х2,5) 26W32НожницыН4747,0011000,657,008,1810,7716,3624,84АВВГ (3х4+1х2,5) 27W33Пресс правильныйПА41514,0011000,6514,0016,3721,5432,7238,64АВВГ (3х10+1х6) 28W34Пресс листогибочный413515,7011000,6515,7018,3624,1536,7038,64АВВГ (3х10+1х6) 29W35 - W37Настольно-сверлильный станокНС-12А0,6031000,750,600,530,801,2224,84АВВГ (3х4+1х2,5) 30W38 - W39Обдирочно-шл ифовальный станокЗМ6342,8021000,752,802,473,735,6724,84АВВГ (3х4+1х2,5) 31W40 - W41Пресс кривошипныйК21710,0021000,6510,0011,6915,3823,3724,84АВВГ (3х4+1х2,5) 32W42 - W44Радиально-сверлиный станок2А556,9331000,756,936,119,2414,0424,84АВВГ (3х4+1х2,5) 33W45Трубоотрезной станокС-246А2,8011000,752,802,473,735,6724,84АВВГ (3х4+1х2,5) 34W46-W47Станок трубогибочныйС-2887,0021000,757,006,179,3314,1824,84АВВГ (3х4+1х2,5) 35W48 - W49Преобразователь сварочныйПСО-50028,002250,7514,0012,3518,6728,3638,64АВВГ (3х10+1х6) 36W50 - W51Машина электросварочная точечная, кВАМТМ-75М75,002250,837,5028,1346,8871,2282,80АВВГ (3х35+1х25) 38W52 - W53Трансформатор сварочный, кВАСТН35025,002150,89,687,2612,1018,3938,64АВВГ (3х10+1х6) 39W54Кран мостовой электроподвесная5Т24, 201150,659,3710,9614,4221,9138,64АВВГ (3х10+1х6) 40W55 - W56Вентилятор-10,0021000,710,0010, 2014,2921,7038,64АВВГ (3х10+1х6)
10.3 Выбор защитно-коммутационной аппаратуры
10.3.1 Выбор защитно-коммутационной аппаратуры ответвлений к электроприемникам
Кратность пускового тока для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором следует принимаем по справочным данным (для двигателей серии 4А » 6 ÷ 7).
Автоматические выключатели выбираются по номинальному напряжению и наибольшим расчетным токам в линиях, исходя из условий
, (78)
где - номинальные напряжение и ток аппарата; - напряжение и наибольший расчетный ток в линии, в которой установлен данный аппарат.
Для автоматических выключателей напряжением 220/380 В следует выбрать уставки тепловых расцепителей и проверить уставки электромагнитных расцепителей на несрабатывание при кратковременных перегрузках. Для теплового расцепителя (с обратно зависимой от тока характеристикой) должно выполняться условие
, (79)
где - ток уставки теплового расцепителя.
Для электромагнитного расцепителя (мгновенно действующего) должно выполняться условие
, (63)
где - ток уставки электромагнитного расцепителя; - коэффициент запаса, равный 1,25 для нормальных помещений, 1,5 - для взрывоопасных зон всех категорий.
Между допустимым током проводника и током срабатывания защиты (током уставки расцепителя автоматического выключателя) должно выполняться соотношение
, (80)
где - наибольшая допустимая кратность уставки аппарата защиты к допустимому току проводника.
В расчетах примем [1] = 1,0 - для нерегулируемых тепловых расцепителей автоматов (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок.
К примеру, для вентилятора:
Кратность пускового тока примем » 6,5. Выбираем автоматический воздушный выключатель с тепловым и электромагнитным расцепителем типа АП50-2МТ на напряжение 380 В. Тогда в соответствии с номинальными данными автомата:
)
)
Расчеты для остальных приемников проведем аналогично. Результаты занесем в таблицу 30.
Таблица 30 - Выбор коммутационной аппаратуры
№ по плануНаименование ЭПIр, Аkпkзап× Iпик, ААвтоматический выключательКабельна планеМодель или типмаркаIн, АIз, АМаркаIдоп×kсп, А Iз Iдоп×kспkзащ13456789111314151625Отрезной станок с ножовочной пилой872А3,956,525,68АП50-2МТ1020АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,64126НожницыН47416,366,5106,35АП50-2МТ2030АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,52127Пресс правильныйПА41532,726,5212,71АП50-2МТ4030АВВГ (3х10+1х6) 38,640,64128Пресс листогибочный413536,706,5238,54АП50-2МТ4030АВВГ (3х10+1х6) 38,640,64129Настольно-сверлильный станокНС-12А1,226,57,90АП50-2МТ1020АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,52130Обдирочно-шл ифовальный станокЗМ6345,676,536,87АП50-2МТ1020АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,52131Пресс кривошипныйК21723,376,5151,93АП50-2МТ3040АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,42132Радиально-сверлиный станок2А5514,046,591,25АП50-2МТ2030АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,64133Трубоотрезной станокС-246А5,676,536,87АП50-2МТ1020АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,52134Станок трубогибочныйС-28814,186,592,17АП50-2МТ2030АВВГ (3х4+1х2,5) 24,840,64135Преобразователь сварочныйПСО-50028,36--АП50-2МТ3040АВВГ (3х10+1х6) 38,640,51136Машина электросварочная точечная, кВАМТМ-75М71,22--АП50-2МТ8080АВВГ (3х4+1х2,5) 82,800,9138Трансформатор сварочный, кВАСТН35018,39--АП50-2МТ2030АВВГ (3х10+1х6) 38,640,64139Кран мостовой электроподвесная5Т21,916,5119,53АП50-2МТ3035АВВГ (3х10+1х6) 38,640,81140Вентилятор-21,706,5142,40АП50-2МТ3035АВВГ (3х10+1х6) 38,640,811
10.3.2 Выключатель ввода СП22, СП23 и вводные выключатели шинопроводов
Полная нагрузка СП22 составляет 450,37 кВт, 306,59 квар, Sр=544,82 кВА. Находим расчетный ток нормального режима
А. (81)
Принимаем к установке [12] автоматический выключатель ВА54-39 с номинальным током главных контактов 1000 А и предельным током отключения кА. Условие выбора выполняется А.
Ток теплового расцепителя принимаем по условию А.
Таким образом, на вводе СП22 принимаем к установке автоматический выключатель ВА54-39. Вводные выключатели шинопроводов и линии W28 выберем аналогично. Результат занесем в таблицу 31.
Таблица 31 - Выбор защит отходящих линий от СП22
№ по плануОтделениеIр, Аkзап× Iпик, ААвтоматический выключательШинопровод/кабельмаркаIн, АIз, АIэ, Аiу. пр, кАМаркаIдоп, А Iз Iдоп×kспkзащ1246789101112131415М1Механическое, Кузнечное, склад303,14303,58А3746Б400350250075ШРА7335011М2Термическое169,33154,75А3726Б260250250075ШРА7325011W29Заготовительно-сварочное359,61872,25А3746Б4003602500752хАВВГ (3х150+1х120) 397,810,91
10.4 Проверка защитной аппаратуры по токам КЗ
Защитная аппаратура напряжением до 1000 В должна быть проверена по двум условиям:
-по коммутационной способности отключения максимальных токов КЗ;
-по чувствительности отключения минимальных токов КЗ.
10.4.1 Проверка защитной аппаратуры по коммутационной способности
Проверку аппаратов защиты по коммутационной способности выполняем по наибольшим токам КЗ. В сети до 1000 В за наибольший ток КЗ принимаем ток трехфазного металлического (при отсутствии электрической дуги в месте КЗ) короткого замыкания. Для проверки автоматических воздушных выключателей точку КЗ выберем как можно ближе к ним. Тогда для проверки вводного автомата рассчитаем ток КЗ в точке К1, а для проверки автоматов ответвлений к электроприемникам и автоматов присоединений к СП23 рассчитаем ток КЗ в точке К2.
Расчет выполняем в именованных единицах, с приведением сопротивлений к ступени напряжения в расчетной точке КЗ. Приведение сопротивлений выполняем по средним значениям напряжений на шинах элементов сети кВ, кВ.
Рисунок 4 - Поясняющая схема к расчету тока трехфазного КЗ
Сопротивление системы определим по известному току трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ГПП:
(82)
Удельные значения сопротивлений, активного и реактивного, для кабеля марки ААШв-10 (3х95) составляют [5]. При протяженности кабельной линии W4 м, сопротивления линии, приведенные к напряжению , получим
мОм, (83)
мОм. (84)
Сопротивления трансформатора Т1 подстанции ТП:
мОм (85)
мОм (86)
мОм. (87)
Сопротивления контактов рубильников на вводе 0,4 кВ трансформатора принимаем мОм. Сопротивления контактных соединений шин в РУ-0,4 кВ ТП принимаем равным мОм [8]. Таким образом, суммарное сопротивление всех контактов до точки КЗ равно
мОм, (88)
где - число рубильников на вводе трансформатора; - число соединений шин с вводами трансформаторов, коммутационной аппаратурой, трансформаторами тока. Сопротивление кабельной линии W27 из таблицы 24:
Суммарные активное и реактивное сопротивления до точки К1.
мОм (89)
мОм (90)
Полное сопротивление цепи КЗ
мОм.
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы
кА. (91)
Найдем ударный ток от энергосистемы. Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ
с. (92)
Угол jк сдвига по фазе ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ
рад (93)
Время от начала КЗ до появления ударного тока
с (94)
Ударный коэффициент
(95)
Ударный ток трехфазного КЗ () в электроустановках с одним источником энергии рассчитывают по формуле (47)
кА. (96)
Суммарные активное и реактивное сопротивления до точки К2.
мОм (97)
мОм. (98)
Полное сопротивление цепи КЗ
мОм.
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы
кА. (99)
Найдем ударный ток от энергосистемы.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ
с (100)
Угол jк сдвига по фазе ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ
рад (101)
Время от начала КЗ до появления ударного тока
с (102)
Ударный коэффициент
. (103)
Ударный ток трехфазного КЗ () в электроустановках с одним источником энергии
кА (104)
Для проверяемого аппарата защиты должны выполняться соотношения
, , (105)
где, - ток отключения и предельный ударный ток проверяемого аппарата защиты
Для выключателя ввода к СП22 ВА54-39 ток отключения составляет 100 кА и условие отключения тока КЗ выполняется с большим запасом
кА. (106)
Таким образом, принятые к установке автоматические выключатели соответствуют уровню наибольших токов КЗ в сети 0,4 кВ и выбраны правильно.
10.4.2 Проверка защитной аппаратуры по чувствительности к минимальным токам КЗ
Проверка будет выполняться для защиты, в зоне которой ожидается наименьший ток однофазного КЗ при наибольшей уставке срабатывания защиты.
По таблицам выбора сечений кабельных линий, питающих электроприемники заготовительно-сварочного отделения, находим электроприемник с наибольшим значением параметра. Таким электроприемником является вентилятор мощностью кВт, для которого =max=41 кВт×м/мм2. За наименьший ток КЗ принимаем ток однофазного КЗ, а расчетную точку КЗ принимаем на зажимах вентилятора. Поясняющая схема к расчету тока однофазного КЗ представлена на рисунке 5.
Расчет выполним методом петли "фаза-нуль" [8]. Численное значение = 27 мОм для масляного трансформатора, типа ТМЗ-2500/10/0,4 со схемой соединений обмоток примем по [8, табл.12].
Рисунок 5 - Поясняющая схема к расчету тока однофазного КЗ
Сопротивления элементов петли (рисунок 5) для фазных и нулевых проводников вычислим в целом, аналогично предыдущему расчету токов трехфазного КЗ, с той лишь разницей, что [8]: при определении минимального значения тока КЗ учтем увеличение активных сопротивлений кабелей вследствие нагревания жил током КЗ по формуле , где - коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля за счет нагрева током КЗ, примем равным 1,5; в месте КЗ (в точке К2, на рисунке 5), учтем сопротивление электрической дуги, которая может возникнуть при большом токе КЗ [8, табл.14].
Сопротивления элементов схемы в цепи однофазного КЗ для точки К2 представлены в таблице 32.
Таблица 32 - Сопротивления элементов сети при однофазном КЗ в точке К2
Элемент сетиФазаНульZт, мОмR, мОмX, мОмRN, мОмXN, мОмТрансформатор ТМЗ-2500/10/0,427Разъединители ввода трансформатора r=2х0,030,06SF9, ВА54-39 1000/630: - контакты выключателя0,25 - расцепители0,120,084Трансформатор тока ТКФ-1-600/50,050,07W28, РУ-0,4 кВ ТП4 - СП221,5х5,11,811,5х5,11,81SF13, А3746Б 400/360: - контакты выключателя0,6 - расцепители0,360,28Трансформатор тока ТКФ-1-300/50,20,3SF4, АП50-2МТ 30/35 - контакты выключателя0,65 - расцепители0,740,55W55, СП23-Вентилятор1,5х127,182,171,5х127,182,17Контакты соединений - шин r=9х0,010,09 - кабелей r=6х0,10,6ДугаотсутствуетИтого: 207,125,724203,44,4427
По значениям итоговой строки таблицы 32 вычисляем полное сопротивление петли "фаза-нуль":
мОм. (107)
Ток однофазного КЗ в точке К2 равен
кА. (108)
Чувствительность ближайшего к точке К2 автоматического выключателя SF, АП50-2МТ 30/35, с током срабатывания теплового расцепителя =35 А будет равна
, (109)
Таким образом, условие обеспечения заданной чувствительности срабатывания защиты [3] для автоматического выключателя SF выполняется. Так как SF и точка КЗ проверки его чувствительности выбрана по наихудшим условиям, то и для всех других защит должно выполняться последнее условие, что обеспечит требуемую чувствительность срабатывания при минимальных значениях токов КЗ.
Заключение
При выполнении курсового проекта по электроснабжению завода с учетом ПУЭ, НТП ЭПП-94, РТМ 36.18.32.4-92 и других нормативных документов была спроектирована система внутреннего и внешнего электроснабжения.
Электроснабжение завода осуществляется от районной трансформаторной подстанции 110/35/6 кВ по двухцепной воздушной линии 110 кВ марки АС-70/11 длиной 5,2 км. Тип опор воздушной линии, питающей завод, - типовые железобетонные опоры. Главная понизительная подстанция 110/10 кВ выполняется без сборных шин на стороне высшего напряжения, с неавтоматической перемычкой со стороны линий. Трансформаторы ГПП ТДН-16000/110 обеспечивают необходимое резервирование всей нагрузки завода. Оборудование ГПП на напряжение 110 кВ установлено открыто. Оборудование на напряжение 10 кВ расположено в ЗРУ. На стороне низшего напряжения принята схема с одинарной системой сборных шин, секционированной выключателем с устройством АВР. Выключатели ГПП: на высшем напряжении - вакуумные стационарного исполнения, на низшем напряжении - вакуумные выкатного исполнения.
Все цеховые ТП 10/0,4 кВ выполнены в виде КТП с двумя трансформаторами ТМЗ-2500/10, которые работают раздельно. Питание ТП осуществляется как по радиальным схемам, так и по магистральным. Подстанции выполнены без сборных шин на высшем напряжении. Каждая цеховая подстанция питается от двух источников, на стороне 0,4 кВ имеется секционный автомат с устройством АВР. Приемники электроэнергии остальных цехов получают питание от шин ТП ближайших цехов по кабельным линиям 0,4 кВ. Количество конденсаторных батарей подключенных к цеховым подстанциям выбрано с учетом обеспечения допустимой загрузки трансформаторов.
Спроектированная система электроснабжения удовлетворяет требованиям бесперебойности электроснабжения потребителей, заданного качества напряжения на зажимах потребителей.
Список использованных источников