Проектирование электроснабжения калибровочного завода

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра ЭПП ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к комплексному курсовому проекту

" Проектирование электроснабжения Калибровочного завода"

Выполнил: студент группы 1004

Кучекбаев К.Х.

Проверил: профессор, к.т.н.

Заславец Б.И.

Магнитогорск

2011 г.

РЕФЕРАТ Данный комплексный курсовой проект выполнен на тему «Проектирование электроснабжения калибровочного завода».

Целью комплексного курсового проекта является разработка экономически выгодного варианта электроснабжения калибровочного завода и детальная проработка вопросов электроснабжения канатного цеха № 1.

Исходными данными к комплексному курсовому проекту являются: генеральный план Калибровочного завода с размещением цехов, сведения об электрических нагрузках корпусов и цехов, характеристика производства, сведения об источниках питания, схемы электроснабжения, генеральный план канатного цеха, ведомость потребителей канатного цеха.

На основании исходных данных производится определение расчетных нагрузок завода, цеха, выбор числа, мощности, типа и местоположения главной понизительной подстанции и цеховых трансформаторных подстанций.

Произведен выбор схем электроснабжения напряжением до и выше 1 кВ.

После этого были рассчитаны токи короткого замыкания, по которым был произведен выбор основного электрооборудования, токоведущих частей.

Произведен расчет освещения канатного цеха № 1 канатного отделения.

Произведен расчет заземляющего устройства.

Ключевые слова: электроснабжение, категории электроприемников, электрические нагрузки, трансформатор, токи короткого замыкания, электрическое освещение, защитное заземление, схемы электроснабжения, технико-экономическое сравнение, силовое электрооборудование, компенсация реактивной мощности, калибровочный завод.

Содержание Введение Исходные данные

1. Краткое описание производственных процессов и среды основных производственных помещений

1.1 Описание производственных процессов завода и цехов

1.2 Характеристика среды основных производственных помещений и исполнение электрооборудования

1.3 Характеристика основных электроприемников завода и цеха, ведомость электроприемников по всем напряжениям

1.4 Характеристика возможных источников питания

2. Определение расчетных электрических нагрузок

2.1 Определение расчетных электрических нагрузок по заводу

2.2 Определение расчетных электрических нагрузок по цеху

3. Обоснование напряжений питающей и распределительной сетей

4. Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов

4.1 Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов ГПП

4.2 Выбор положения ГПП

4.3 Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций

4.4 Компенсация реактивной мощности в сети до и выше 1000 В

5. Выбор схем электроснабжения

5.1 Выбор схемы ГПП

5.2 Выбор схемы внутризаводской распределительной сети напряжением выше 1000 В

5.3 Выбор схемы электроснабжения цеха напряжением выше 1000 В

6. Выбор сечений проводников питающей и распределительной сети

6.1 Выбор сечений марок и способ прокладки питающей и распределительной сети. Кабельный журнал

6.2 Технико-экономическое сравнение вариантов

7. Расчет токов короткого замыкания

7.1 Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В

7.2 Расчет токов короткого замыкания до 1000 В

8. Выбор и проверка основного электрооборудования

8.1 Выбор и проверка основного электрооборудования выше 1000 В

8.2 Выбор и проверка основного электрооборудования до 1000 В

9. Расчет электрического освещения

9.1 Светотехнический расчет освещения

9.2 Электротехнический расчет осветительной сети

10. Расчет заземляющих устройств

10.1 Расчет заземляющего устройства ГПП -110 кВ

11. Применение токопроводов на промышленных предприятиях (Специальный вопрос) Заключение Список используемой литературы Приложения

Введение

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников, к которым относятся электродвигатели, силовое электрооборудование, печные установки, осветительные установки и другое оборудование. Схема электроснабжения предприятия должна удовлетворять требованиям надежности электроснабжения потребителей, экономичности строительства и эксплуатации системы электроснабжения, качества электрической энергии и безопасности обслуживания схемы электроснабжения, возможности последующего развития системы электроснабжения.

Целью данного курсового проекта является выбор наиболее рациональной и экономичной схемы электроснабжения цехов калибровочного завода на основе исходных данных:

1. Генеральный план калибровочного завода (рис. А.1)

2. Сведения об электрических нагрузках корпусов и цехов завода (табл. 1)

3. Ведомость электроприемников калибровочного завода (табл. 2)

4. План расположения оборудования канатного цеха (рис. А.2).

В проекте решаются следующие технические вопросы:

1. Определение расчетных электрических нагрузок

2. Обоснование напряжений питающей и распределительной сетей

3. Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

4. Выбор схем электроснабжения завода и цеха

5. Выбор сечений проводников питающей и распределительной сети

6. Расчет токов короткого замыкания

7. Выбор и проверка основного электрооборудования

8. Расчет электрического освещения

9. Расчет заземляющих устройств.

Исходные данные Задание № А-29

Электроснабжение калибровочного завода

5. Генеральный план калибровочного завода (рис.1).

6. Сведения об электрических нагрузках корпусов и цехов завода (табл. 1).

7. Коэффициенты мощности приведены без учета компенсации реактивной мощности.

8. Источником питания может служить подстанция энергосистемы с напряжением 110 кВ на сборных шинах низкого напряжения. Ток короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы — 29,3 кА. Расстояние от предприятия до подстанции составляет 7,8 км

9. Характеристика производства и среды.

Основным технологическим оборудованием калибровочного завода являются различные станки, станы и автоматические линии по производству различных изделий метизной промышленности. На заводе производится проволока различного диаметра, из которой вьют канаты различного назначения, производят металлическую сетку. В кузнечно-прессовом цехе выпускают различный крепеж, используемый при строительстве и ремонте железнодорожных путей — костыли, противоугоны, башмаки и т. д.

Окружающая среда практически всех цехов нормальная, за исключением некоторых цехов, например кузнечно-прессового, помещения сухие без повышенной опасности.

Таблица 1 — Ведомость электрических нагрузок калибровочного завода

1. Краткое описание производственных процессов и среды основных производственных помещений

1.1 Описание производственных процессов завода и цехов Несмотря на то, что номенклатура изделий из проволоки очень обширна как по назначению, так и по функциональным свойствам и сортаменту, технология изготовления проволоки в основном одна и та же и не изменялась по своей сути уже несколько десятилетий.

Как известно, в основе технологии проволочного производства лежит волочение в монолитных волоках на станах прямоточных и с накоплением.

Технологичность процесса определяется условиями подготовки структуры и поверхности катанки к волочению (в основном это химическое травление и подготовка поверхности со сложной производственной инфраструктурой, в том числе и для утилизации или регенерации отходов производства), условиями работы валок для обеспечения необходимых деформационных условий, охлаждения проволоки, а также операциями термообработки (как промежуточных, так и финишных).

Несмотря на простоту и хорошую теоретическую изученность, серьезным недостатком процесса волочения являются контактные силы трения, возникающие при волочении на разделе «металл-волока», направленные против движения металла. Вся история развития и совершенствования волочения металла связана в основном с уменьшением отрицательного влияния трения.

Обеспечение режима гидродинамической подачи смазки в волоку, применение роликовых волок вместо монолитных, применение токов высокой плотности и виброколебаний различной частоты, разработка и применение новых материалов и технологий при изготовлении волок, совершенствование их конструкций и профиля, создание новых смазочных материалов, совершенствование способов подготовки металла к волочению, режимов термообработки проволоки и так далее — вот неполный перечень мероприятий в истории совершенствования волочения. Но все это, по сути, не получило массовое промышленное применение, так как не меняет основы процесса.

Способом, позволяющим изменить технологический процесс изготовления проволоки, повысить его эффективность и конкурентоспособность готовой продукции, считается холодная прокатка. В отличие от многих других технологических процессов прокатка как процесс формоизменения возникает и осуществляется благодаря силам трения, которое имеет благоприятное воздействие на металл. Наиболее широко такой процесс используется при производстве проволоки плоской и сложной (фасонной) геометрии.

1.2 Характеристика основных электроприемников завода и цеха, ведомость электроприемников по всем напряжениям производственный электрооборудование трансформатор замыкание Электроприемники калибровочного завода по степени надежности электроснабжения относятся ко II и III категории.

Генеральный план канатного цеха представлен на рисунке А.2.

Ведомость электроприемников по канатному цеху представлена в табл. 1.1.

Таблица 1.1 — Ведомость электроприемников по Канатному цеху № 1

——-T—————————————T—-T——-T————T—-T————T—————T——T——

¦ N ¦ Наименование ¦Кол¦U ном¦ Р ном, ¦ПВ,¦ Р ном, ¦ Р сум, ¦ Ки ¦Cos ¦

¦ ¦ ¦ ¦ кВ ¦ кВт ¦ % ¦ 100% ПВ¦ кВт ¦ ¦ f ¦

+——+—————————————+—-+——-+————+—-+————+—————+——+——+

¦ 1¦Канатная машина ¦ 12¦ 0.38¦ 280.00¦100¦ 280.00¦ 3360.00¦0.40¦0.71¦

¦ 2¦Канатная машина ¦ 12¦ 0.38¦ 240.00¦100¦ 240.00¦ 2880.00¦0.40¦0.71¦

¦ 3¦Прядевьющая машина ¦ 8¦ 0.38¦ 200.00¦100¦ 200.00¦ 1600.00¦0.40¦0.71¦

¦ 4¦Прядевьющая машина ¦ 4¦ 0.38¦ 180.00¦100¦ 180.00¦ 720.00¦0.40¦0.71¦

¦ 5¦Волочильный стан ср.волоч.¦ 8¦ 0.38¦ 120.00¦100¦ 120.00¦ 960.00¦0.45¦0.87¦

¦ 6¦Волочильный стан т. волоч.¦ 8¦ 0.38¦ 80.00¦100¦ 80.00¦ 640.00¦0.45¦0.87¦

¦ 7¦Тепловая завеса ¦ 4¦ 0.38¦ 10.00¦100¦ 10.00¦ 40.00¦0.65¦0.80¦

¦ 8¦Привод ворот ¦ 4¦ 0.38¦ 3.00¦ 15¦ 1.16¦ 4.64¦0.20¦0.70¦

¦ 9¦Сварочный трансформатор ¦ 8¦ 0.38¦ 30.00¦ 25¦ 15.00¦ 120.00¦0.30¦0.40¦

¦ 10¦Кран 20/7.5:гл.подъем ¦ 2¦ 0.38¦ 30.00¦ 40¦ 18.97¦ 37.94¦0.10¦0.60¦

¦ 11¦Кран 20/7.5:мост ¦ 4¦ 0.38¦ 7.50¦ 40¦ 4.74¦ 18.96¦0.10¦0.60¦

¦ 12¦Кран 20/7.5:тележка ¦ 2¦ 0.38¦ 5.00¦ 40¦ 3.16¦ 6.32¦0.10¦0.60¦

¦ 13¦Кран 20/7.5:всп.подъем ¦ 2¦ 0.38¦ 22.00¦ 40¦ 13.91¦ 27.82¦0.10¦0.60¦

¦ 14¦Кран 50/12,5:гл.подъем ¦ 3¦ 0.38¦ 75.00¦ 40¦ 47.43¦ 142.29¦0.10¦0.60¦

¦ 15¦Кран 50/12,5:всп.подъем ¦ 3¦ 0.38¦ 37.00¦ 40¦ 23.40¦ 70.20¦0.10¦0.60¦

¦ 16¦Кран 50/12,5:мост ¦ 6¦ 0.38¦ 22.00¦ 40¦ 13.91¦ 83.46¦0.10¦0.60¦

¦ 17¦Кран 50/12,5:тележка ¦ 3¦ 0.38¦ 7.50¦ 40¦ 4.74¦ 14.22¦0.10¦0.60¦

¦ 18¦Кран 20/7.5:гл.подъем ¦ 3¦ 0.38¦ 30.00¦ 40¦ 18.97¦ 56.91¦0.10¦0.60¦

¦ 19¦Кран 20/7.5:всп.подъем ¦ 3¦ 0.38¦ 22.00¦ 40¦ 13.91¦ 41.73¦0.10¦0.60¦

¦ 20¦Кран 20/7.5:мост ¦ 6¦ 0.38¦ 7.50¦ 40¦ 4.74¦ 28.44¦0.10¦0.60¦

¦ 21¦Кран 20/7.5:тележка ¦ 3¦ 0.38¦ 5.00¦ 40¦ 3.16¦ 9.48¦0.10¦0.60¦

¦ 22¦Административно-бытовыепом¦ 1¦ 0.38¦ 24.00¦100¦ 24.00¦ 24.00¦0.45¦0.87¦

¦ 23¦Лаборатория ¦ 1¦ 0.38¦ 42.00¦100¦ 42.00¦ 42.00¦0.30¦0.80¦

¦ 24¦Мастерская ¦ 1¦ 0.38¦ 32.00¦100¦ 32.00¦ 32.00¦0.30¦0.80¦

¦ 25¦Щит автоматики ¦ 1¦ 0.38¦ 24.00¦100¦ 24.00¦ 24.00¦0.60¦0.80¦

¦ 26¦Маслостанция ¦ 1¦ 0.38¦ 28.00¦100¦ 28.00¦ 28.00¦0.65¦0.75¦

¦ 27¦Освещение компрессорной ¦ 1¦ 0.38¦ 30.00¦100¦ 30.00¦ 30.00¦0.90¦0.95¦

¦ 28¦Освещение волоч. отд. ¦ 1¦ 0.38¦ 78.80¦100¦ 78.80¦ 78.80¦0.90¦0.95¦

¦ 29¦Освещение канатногоотделен¦ 1¦ 0.38¦ 117.20¦100¦ 117.20¦ 117.20¦0.90¦0.95¦

¦ 30¦Освещение ОПМ ¦ 1¦ 0.38¦ 79.30¦100¦ 79.30¦ 79.30¦0.90¦0.95¦

¦ 31¦Освещение АБК ¦ 1¦ 0.38¦ 7.80¦100¦ 7.80¦ 7.80¦0.90¦0.95¦

¦ 32¦Освещение мастерской ¦ 1¦ 0.38¦ 7.50¦100¦ 7.50¦ 7.50¦0.90¦0.95¦

¦ 33¦Освещение лаборатории ¦ 1¦ 0.38¦ 9.70¦100¦ 9.70¦ 9.70¦0.90¦0.95¦

¦ 34¦Освещение эл.техн. пролета¦ 1¦ 0.38¦ 20.70¦100¦ 20.70¦ 20.70¦0.90¦0.95¦

+——+—————————————+—-+——-+————+—-+————+—————+——+——+

¦ ¦ Всего по ведомости: ¦128¦ 1918.1 ¦ ¦ ¦ 11 364 ¦ ¦ ¦

L——+—————————————+—-+——-+————+—-+————+—————+——+——;

2. Определение расчетных электрических нагрузок

2.1 Определение расчетных электрических нагрузок по заводу Для определения общезаводских нагрузок используется метод расчёта по укрупнённым показателям: коэффициенту спроса и установленной мощности.

Расчёты электрических нагрузок проектируемого калибровочного завода сведены в табл. 2.1, 2.2, 2.3.

Расчётную нагрузку каждого цеха определяем по формулам:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

где — коэффициент спроса, приведен для каждого цеха в ведомости;

=0,85.0,95 — для осветительных приемников;

— установленная мощность цеха, кВт;

— соответствует данного цеха.

Осветительная нагрузка определяется по следующим формулам:

(2.4)

(2.5)

(2.6)

где — удельная расчётная мощность производственной площади,;

— площадь цеха, которая определяется по генеральному плану завода с учётом масштаба,.

Принимаем для расчета осветительной нагрузки:

Суммарная расчётная нагрузка за трансформатором:

(2.7)

(2.8)

(2.9)

С целью более правильного выбора сечений проводов и жил кабелей, прокладываемых к цеховым трансформаторам, к величинам и необходимо добавить потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах, которые приближенно могут быть приняты:

(2.10)

(2.11)

Окончательный расчет нагрузок по данному заводу производится по формулам:

(2.12)

(2.13)

(2.14)

Таблица 2.1 — Расчет электрических нагрузок по заводу

Таблица 2.2 — Расчет электрических нагрузок с учетом освещения

Таблица 2.3 — Расчет электрических нагрузок с учетом потерь

В результате расчета получили:

· Активная суммарная мощность по заводу равна 47 400,1 кВт;

· Реактивная суммарная мощность по заводу равна 55 015,2 кВар;

· Полная суммарная мощность по заводу равна 72 893,3 кВА.

Таблица 2.4 — Расчетные электрические нагрузки по Канатному цеху № 1

——T—————————-T—-T———-T————T——T——T———-T————T——-T——T———-T————T————T—————

¦ N ¦ Наименование ¦Кол¦Pн, кВт¦P сум, ¦ Ки ¦Cos ¦Ки*Pн, ¦Ки*Pн*tg¦ N ¦ К р¦Р max, ¦ Q max, ¦ S max, ¦ I рас, А ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ кВт ¦ ¦ f ¦ кВт ¦ квар ¦эфф ¦ ¦ кВт ¦ квар ¦ кВА ¦ ¦

+—-+—————————-+—-+———-+————+——+——+———-+————+——-+——+———-+————+————+—————+

¦ 1¦Компрессор АД ¦ 7¦ 630.00¦ 4410.00¦0.70¦0.80¦3087.00¦ 2315.25¦ ¦1.14¦3519.18¦ 2546.78¦ ¦ ¦

¦ ¦—————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦Итого по 10КВ ¦ 7¦ ¦ 4410.00¦0.70¦0.80¦3087.00¦ 2315.25¦ 7.00¦1.00¦3087.00¦ 2546.78¦ 4001.96¦ 231.05¦

¦ ¦с T=2.5ч 10КВ ¦ ¦ ¦ ¦0.70¦0.80¦3087.00¦ 2315.25¦ 7.00¦0.91¦2809.17¦ 2106.88¦ 3511.46¦ 202.73¦

¦ ¦Итого по ВН ¦ 7¦ ¦ 4410.00¦0.70¦0.80¦3087.00¦ 2315.25¦ 7.00¦1.00¦3087.00¦ 2546.78¦ 4001.96¦ 231.05¦

¦ ¦с T=2.5ч ВН ¦ ¦ ¦ ¦0.70¦0.80¦3087.00¦ 2315.25¦ 7.00¦0.91¦2809.17¦ 2106.88¦ 3511.46¦ 202.73¦

¦ ¦—————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 2¦Волочильный стан ср¦ 8¦ 120.00¦ 960.00¦0.45¦0.87¦ 432.00¦ 244.83¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 3¦Волочильный стан т.¦ 8¦ 80.00¦ 640.00¦0.45¦0.87¦ 288.00¦ 163.22¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 4¦Кран 20/7.5:всп.под¦ 2¦ 22.00¦ 44.00¦0.10¦0.60¦ 4.40¦ 5.87¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 5¦Кран 20/7.5:гл.подъ¦ 2¦ 30.00¦ 60.00¦0.10¦0.60¦ 6.00¦ 8.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 6¦Кран 20/7.5:мост ¦ 4¦ 7.50¦ 30.00¦0.10¦0.60¦ 3.00¦ 4.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 7¦Кран 20/7.5:тележка¦ 2¦ 5.00¦ 10.00¦0.10¦0.60¦ 1.00¦ 1.33¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 8¦Маслостанция ¦ 1¦ 28.00¦ 28.00¦0.65¦0.75¦ 18.20¦ 16.05¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 9¦Освещение волоч. от¦ 1¦ 78.80¦ 78.80¦0.90¦0.95¦ 70.92¦ 23.31¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 10¦Освещение компрессо¦ 1¦ 30.00¦ 30.00¦0.90¦0.95¦ 27.00¦ 8.87¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 11¦Привод ворот ¦ 2¦ 3.00¦ 6.00¦0.20¦0.70¦ 1.20¦ 1.22¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 12¦Сварочный трансформ¦ 2¦ 30.00¦ 60.00¦0.30¦0.40¦ 18.00¦ 41.24¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 13¦Тепловая завеса ¦ 2¦ 10.00¦ 20.00¦0.65¦0.80¦ 13.00¦ 9.75¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 14¦Щит автоматики ¦ 1¦ 24.00¦ 24.00¦0.60¦0.80¦ 14.40¦ 10.80¦ ¦1.33¦ 19.15¦ 11.88¦ ¦ ¦

¦ ¦—————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦Итого по ВО ¦ 36¦ ¦ 1990.80¦0.45¦0.86¦ 897.12¦ 538.49¦22.00¦1.00¦ 897.12¦ 538.49¦ 1046.32¦ 1589.72¦

¦ ¦с T=2.5ч ВО ¦ ¦ ¦ ¦0.45¦0.86¦ 897.12¦ 538.49¦22.00¦0.85¦ 762.55¦ 457.72¦ 889.38¦ 1351.27¦

¦ ¦—————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 15¦Канатная машина ¦ 12¦ 280.00¦ 3360.00¦0.40¦0.71¦1344.00¦ 1333.02¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 16¦Канатная машина ¦ 12¦ 240.00¦ 2880.00¦0.40¦0.71¦1152.00¦ 1142.59¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 17¦Кран 50/12,5:всп.по¦ 3¦ 37.00¦ 111.00¦0.10¦0.60¦ 11.10¦ 14.80¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 18¦Кран 50/12,5:гл.под¦ 3¦ 75.00¦ 225.00¦0.10¦0.60¦ 22.50¦ 30.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 19¦Кран 50/12,5:мост ¦ 6¦ 22.00¦ 132.00¦0.10¦0.60¦ 13.20¦ 17.60¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 20¦Кран 50/12,5:тележк¦ 3¦ 7.50¦ 22.50¦0.10¦0.60¦ 2.25¦ 3.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 21¦Освещение канатного¦ 1¦ 117.20¦ 117.20¦0.90¦0.95¦ 105.48¦ 34.67¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 22¦Привод ворот ¦ 1¦ 3.00¦ 3.00¦0.20¦0.70¦ 0.60¦ 0.61¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 23¦Сварочный трансформ¦ 4¦ 30.00¦ 120.00¦0.30¦0.40¦ 36.00¦ 82.49¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 24¦Тепловая завеса ¦ 1¦ 10.00¦ 10.00¦0.65¦0.80¦ 6.50¦ 4.87¦ ¦1.24¦ 8.06¦ 5.36¦ ¦ ¦

¦ ¦—————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦Итого по КО ¦ 46¦ ¦ 6980.70¦0.39¦0.71¦2693.63¦ 2663.65¦29.00¦1.00¦2693.63¦ 2663.65¦ 3788.23¦ 5755.62¦

¦ ¦с T=2.5ч КО ¦ ¦ ¦ ¦0.39¦0.71¦2693.63¦ 2663.65¦29.00¦0.75¦2020.22¦ 1997.74¦ 2841.17¦ 4316.71¦

¦ 25¦Административно-быт¦ 1¦ 24.00¦ 24.00¦0.45¦0.87¦ 10.80¦ 6.12¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 26¦Кран 20/7.5:всп.под¦ 3¦ 22.00¦ 66.00¦0.10¦0.60¦ 6.60¦ 8.80¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 27¦Кран 20/7.5:гл.подъ¦ 3¦ 30.00¦ 90.00¦0.10¦0.60¦ 9.00¦ 12.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 28¦Кран 20/7.5:мост ¦ 6¦ 7.50¦ 45.00¦0.10¦0.60¦ 4.50¦ 6.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 29¦Кран 20/7.5:тележка¦ 3¦ 5.00¦ 15.00¦0.10¦0.60¦ 1.50¦ 2.00¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 30¦Лаборатория ¦ 1¦ 42.00¦ 42.00¦0.30¦0.80¦ 12.60¦ 9.45¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 31¦Мастерская ¦ 1¦ 32.00¦ 32.00¦0.30¦0.80¦ 9.60¦ 7.20¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 32¦Освещение АБК ¦ 1¦ 7.80¦ 7.80¦0.90¦0.95¦ 7.02¦ 2.31¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 33¦Освещение лаборатор¦ 1¦ 9.70¦ 9.70¦0.90¦0.95¦ 8.73¦ 2.87¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 34¦Освещение мастерско¦ 1¦ 7.50¦ 7.50¦0.90¦0.95¦ 6.75¦ 2.22¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 35¦Освещение ОПМ ¦ 1¦ 79.30¦ 79.30¦0.90¦0.95¦ 71.37¦ 23.46¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 36¦Освещение эл.техн. ¦ 1¦ 20.70¦ 20.70¦0.90¦0.95¦ 18.63¦ 6.12¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 37¦Привод ворот ¦ 1¦ 3.00¦ 3.00¦0.20¦0.70¦ 0.60¦ 0.61¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 38¦Прядевьющая машина ¦ 8¦ 200.00¦ 1600.00¦0.40¦0.71¦ 640.00¦ 634.77¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 39¦Прядевьющая машина ¦ 4¦ 180.00¦ 720.00¦0.40¦0.71¦ 288.00¦ 285.65¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 40¦Сварочный трансформ¦ 2¦ 30.00¦ 60.00¦0.30¦0.40¦ 18.00¦ 41.24¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ 41¦Тепловая завеса ¦ 1¦ 10.00¦ 10.00¦0.65¦0.80¦ 6.50¦ 4.87¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦—————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦Итого по ОПМ ¦ 39¦ ¦ 2832.00¦0.40¦0.73¦1120.20¦ 1055.69¦17.00¦1.00¦1120.20¦ 1055.69¦ 1539.26¦ 2338.66¦

¦ ¦с T=2.5ч ОПМ ¦ ¦ ¦ ¦0.40¦0.73¦1120.20¦ 1055.69¦17.00¦0.85¦ 952.17¦ 897.34¦ 1308.38¦ 1987.88¦

¦ ¦Итого по 0.4 ¦121¦ ¦11 803.50¦0.40¦0.74¦4710.95¦ 4257.83¦60.00¦1.00¦4710.95¦ 4257.83¦ 6349.97¦ 9647.78¦

¦ ¦с T=2.5ч 0.4 ¦ ¦ ¦ ¦0.40¦0.74¦4710.95¦ 4257.83¦60.00¦0.70¦3297.66¦ 2980.48¦ 4444.98¦ 6753.45¦

¦ ¦===================¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ¦Итого по ведомости:¦128¦ ¦16 213.50¦0.48¦0.76¦7797.95¦ 6573.08¦51.00¦1.00¦7797.95¦ 6573.08¦10 198.70¦ 15 495.32¦

¦ ¦с T=2.5ч по ведомос¦ ¦ ¦ ¦0.48¦0.76¦7797.95¦ 6573.08¦51.00¦0.74¦5770.48¦ 4864.08¦ 7547.03¦ 11 466.53¦

L—-+—————————-+—-+———-+————+——+——+———-+————+——-+——+———-+————+————+—————;

3. Выбор источников питания

3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП Так как электроприёмники данного завода по надежности электроснабжения относятся в основном ко II категории, следовательно, на ГПП следует установить два трансформатора. При выборе типа трансформаторов необходимо отдавать предпочтение трансформаторам с расщеплённой обмоткой низкого напряжения, включенные на раздельные секции шин. При установке таких трансформаторов на ГПП появляется возможность выделить приёмники с относительно спокойной нагрузкой на отдельную секцию шин и тем самым уменьшить степень воздействия на них резкопеременных и нелинейных нагрузок.

Определим количество и мощность компенсирующих устройств по формуле:

где: — расчетная реактивная нагрузка (см. таб. 2.3), кВар;

— расчетная активная нагрузка (см. таб. 2.3), кВт;

— расчетный коэффициент мощности (для Урала составляет 0,4).

Имеющиеся на предприятии синхронные двигатели не учитываются, так как все установленные на нем двигатели имеют низкую частоту вращения и не могут использоваться в качестве источников реактивной мощности.

На стороне 6 кВ выбираем установку батарей статических конденсаторов (БСК), способных компенсировать дефицит реактивной мощности. Непосредственно в РУ-6 кВ ГПП устанавливаем 8хУКЛ-6,3−1350 УЗ. Остаток реактивной мощности (около 70% от дефицита) скомпенсируем на напряжении 0,4 кВ непосредственно в цехах завода.

Номинальную мощность трансформатора с учетом компенсации реактивной мощности определяем по формуле:

(3.1)

где — полная расчетная мощность с учетом компенсации реактивной мощности.

К установке подходят следующие трансформаторы:

1) 2хТРДН — 40 000/110;

2) 2хТРДН — 63 000/110;

В аварийном режиме оставшийся в работе трансформатор должен быть проверен на допустимую перегрузку с учетом возможного отключения потребителей III категории электроснабжения по условию:

(3.2)

1) ТРДН — 40 000/110;

2) ТРДН — 63 000/110;

Проверим данные трансформаторы по коэффициенту загрузки, в нормальном режиме он должен быть, а в аварийном режиме (допускается перегрузка на 40%):

(3.3)

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме:

(3.4)

1) ТРДН — 40 000/110;

2) ТРДН — 63 000/110;

Коэффициент загрузки трансформатора ТРДН — 63 000/110 в нормальном режиме очень низкий, поэтому данный трансформатор к рассмотрению не принимается.

Следовательно, принимаем к установке трансформаторы 2ЧТРДН-40 000/110.

3.2 Выбор положения ГПП Для определения месторасположения ГПП необходимо определить центр электрических нагрузок, так как он является наиболее рациональным местом расположения и ведет к снижению потерь электроэнергии, уменьшению расхода проводникового материала и т. д.

Координаты центра электрических нагрузок:

(3.5)

где — итоговое значение нагрузок по соответствующим цехам, кВА;

— координаты центра i-го цеха, м.

Для построения картограммы нагрузок определяем радиусы окружностей для каждого цеха:

. (3.6)

где Spi — расчетная нагрузка i — го узла электроприемников, кВА;

m — принятый масштаб картограммы, кВА/

На генплане завода наносятся оси координат, определятся центры тяжести геометрических фигур (цехов), которые затем заносятся в таблицу. Расчет производится с помощью ЭВМ.

Расчет по определению центра электрических нагрузок сведем в табл. 3.1.

Картограмма нагрузок приведена на рис. 3.1.

Таблица 3.1 — Определение центра электрических нагрузок

Рис. 3.1- Картограмма нагрузок Полученный центр электрических нагрузок в точке с координатами (рис. 3.1) оказался в месте, где нельзя расположить ГПП, т.к. там находится здание цеха, передвигаем его в сторону внешнего источника питания в наиболее подходящее место на территории калибровочного завода.

Реальное расположение ГПП будет на рис. 3.2 в точке с координатами:

Картограмма электрических нагрузок канатного цеха изображена на рисунке Б.1. Расчет по определению центра электрических нагрузок сведем в табл. Б.1.

Рис. 3.2 — Реальное расположение ГПП

3.3 Определение числа и мощности трансформаторов Калибровочного цеха с учетом компенсации реактивной мощности Определение числа трансформаторов произведем при помощи программы NAG (версия 6.0).

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен быть решен вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

Суммарная расчетная мощность конденсаторных батарей низшего напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяется расчетами по минимуму приведенных затрат в два этапа:

1) выбирается экономически оптимальное число цеховых трансформаторов;

2) определяется дополнительная мощность НБК.

Расчет выбора трансформаторов представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 — Определение числа трансформаторов

——————————-T—————T—————T—————T—————T—————

¦ Последовательность ¦ Sт = 400¦ Sт = 630¦ Sт = 1000¦ Sт = 1600¦ Sт = 2500¦

¦ расчета ¦ кВа ¦ кВа ¦ кВа ¦ кВа ¦ кВа ¦

+——————————+—————+—————+—————+—————+—————+

¦Kз = ¦ 0.70¦ 0.70¦ 0.70¦ 0.70¦ 0.70¦

¦ Pm, кВт = ¦ 762.55¦ 762.55¦ 762.55¦ 762.55¦ 762.55¦

¦ Qm, квар= ¦ 457.72¦ 457.72¦ 457.72¦ 457.72¦ 457.72¦

¦ Sm, кВА = ¦ 889.38¦ 889.38¦ 889.38¦ 889.38¦ 889.38¦

¦ Pm/(Kз*Sт) ¦ 2.72¦ 1.73¦ 1.09¦ 0.68¦ 0.44¦

¦delta N= ¦ 0.28¦ 0.27¦ 0.91¦ 0.32¦ 0.56¦

¦Nт min ¦ 3¦ 2¦ 2¦ 1¦ 1¦

¦Доп.число m = ¦ 0¦ 0¦ 0¦ 0¦ 0¦

+——————————+—————+—————+—————+—————+—————+

¦ N т опт. ¦ 3¦ 2¦ 2¦ 1¦ 1¦

+——————————+—————+—————+—————+—————+—————+

¦ U н (ВН) = ¦10 кВ ¦10 кВ ¦10 кВ ¦10 кВ ¦10 кВ ¦

¦Схема питания п/ст ¦Радиал.сх ¦Радиал.сх ¦Радиал.сх ¦Радиал.сх ¦Радиал.сх ¦

¦Число раб. смен ¦ 3¦ 3¦ 3¦ 3¦ 3¦

¦Длина питающ. линии ¦0.4 км ¦0.4 км ¦0.4 км ¦0.4 км ¦0.4 км ¦

¦АО УРАЛЭНЕРГО ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦Коэффиц. К1 = ¦ 11¦ 11¦ 11¦ 11¦ 11¦

¦Коэффиц. К2 = ¦ 2¦ 2¦ 2¦ 3¦ 5¦

¦Расч.коэф. g = ¦ 0.48¦ 0.48¦ 0.48¦ 0.43¦ 0.41¦

¦Qт, квар = ¦ 352.30¦ 443.22¦ 1174.10¦ 820.32¦ 1575.12¦

¦Qнк1,квар = ¦ 105.42¦ 14.50¦ -716.38¦ -362.60¦ -1117.40¦

¦Qнк2,квар = ¦ -223.70¦ -161.58¦ -502.28¦ -230.28¦ -567.28¦

+——————————+—————+—————+—————+—————+—————+

¦Сум. Qнк = ¦ 105.42¦ 14.50¦ 0.00¦ 0.00¦ 0.00¦

¦——————————¦—————¦—————¦—————¦—————¦—————¦

¦Pm в/в потреб., кВт ¦ 2809.17¦ 2809.17¦ 2809.17¦ 2809.17¦ 2809.17¦

¦Qm в/в потреб., кВар¦ 2106.88¦ 2106.88¦ 2106.88¦ 2106.88¦ 2106.88¦

¦Pm (сум.), кВт ¦ 3571.72¦ 3571.72¦ 3571.72¦ 3571.72¦ 3571.72¦

¦Qm (сум.), квар ¦ 2564.60¦ 2564.60¦ 2564.60¦ 2564.60¦ 2564.60¦

¦Естественный tg = ¦0.72 ¦0.72 ¦0.72 ¦0.72 ¦0.72 ¦

¦Челябэнерго k=¦0.9 ¦0.9 ¦0.9 ¦0.9 ¦0.9 ¦

¦Uв.пит.п/ст 110 кВ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦Потреб: Промышленный¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦Базовый tg = ¦0.5 ¦0.5 ¦0.5 ¦0.5 ¦0.5 ¦

¦ d max = ¦1.00 ¦1.00 ¦1.00 ¦1.00 ¦1.00 ¦

¦Нормативный tg = ¦0.56 ¦0.56 ¦0.56 ¦0.56 ¦0.56 ¦

¦Сум.реак.потери, квар¦ 52.67¦ 56.59¦ 56.00¦ 46.59¦ 62.00¦

¦Факт.мощн.НБК, квар ¦ 150.00¦ 0.00¦ 0.00¦ 0.00¦ 0.00¦

¦Реак.нагр.на 6(10)кВ¦ 360.39¦ 514.31¦ 513.72¦ 504.31¦ 519.72¦

¦Эконом.знач.Q квар= ¦ 1984.29¦ 1984.29¦ 1984.29¦ 1984.29¦ 1984.29¦

¦Сум.max (квар) ВБК=¦ 482.98¦ 636.90¦ 636.31¦ 626.90¦ 642.31¦

L——————————+—————+—————+—————+—————+—————;

3.4 Технико-экономическое сравнение вариантов выбора трансформаторов

Технико-экономическое сравнение вариантов ведется по приведенным затратам

(3.7)

где — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

(3.8)

где — срок окупаемости, = 8 лет;

К — капитальные вложения в электросеть, тыс.руб.

Спстоимость потерь, тыс.руб.

Са — стоимость ежегодных амортизационных отчислений, тыс.руб.

Капитальные вложения в кабельную линию:

(3.9)

где — стоимость 1 км кабельной линии;

l — длина, км Капитальные вложения в трансформаторы:

стоимость трансформатора (3.10)

где n — число трансформаторов.

Ежегодные амортизационные отчисления в кабельные линии:

(3.11)

где — коэффициент амортизационных отчислений.

(3.12)

Определим стоимость потерь электроэнергии:

(3.13)

где — потери электроэнергии, кВт ч;

— стоимость 1 кВт• ч потерь электроэнергии, =1,79 руб.

Потери энергии в кабельных линиях:

(3.14)

где — потери мощности в кабельных линиях

— время наибольших потерь, час.

Потери энергии в трансформаторах:

(3.15)

где n — число параллельно включенных трансформаторов ;

— потери холостого хода, кВт

— потери короткого замыкания, кВт Результаты расчетов технико-экономического сравнения вариантов сведены в таблице 3.3.

Экономически целесообразный вариант выбираем по минимуму приведенных затрат и удельной плотности нагрузок цеха.

Т.к. в Канатном цехе преобладают потребители II категории, то применяем к установке двухтрансформаторные подстанции. Коэффициент загрузки трансформаторов = 0,7. Принимаем вариант для ВО КТП-630/6 с двумя трансформаторами типа ТМЗ 630/6 (КТП1), для КО КТП-1600/6 с двумя трансформаторами типа ТМЗ 1600/6 (КТП2), для ОПМ КТП-1000/6 с двумя трансформаторами типа ТМЗ 1000/6 (КТП3).

Таблица 3.3 — Технико-экономические показатели вариантов

———————————————————T———————-T———————-T———————-T———————-T———————;

¦ Показатели ¦ Sт = 400 ¦ Sт = 630 ¦ Sт = 1000 ¦ Sт = 1600 ¦ Sт = 2500 ¦

+——————————————————-+———————-+———————-+———————-+———————-+———————-+

¦Pm (сум.), кВт ¦ 762.55 ¦ 762.55 ¦ 762.55 ¦ 762.55 ¦ 762.55 ¦

¦Qm (сум.), квар ¦ 457.72 ¦ 457.72 ¦ 457.72 ¦ 457.72 ¦ 457.72 ¦

¦Тип выбранного трансформатора ¦TMЗ-400/10−6 ¦TMЗ-630/10−6 ¦TMЗ-1000/10−6 ¦TMЗ-1600/10−6 ¦TMЗ-2500/10−6 ¦

¦Количество тр-ров по варианту ¦ 3¦ 2¦ 2¦ 1¦ 1¦

¦delta Pх 1 тр-ра, потери ХХ, кВт ¦ 1.460¦ 2.270¦ 3.300¦ 4.500¦ 3.750¦

¦delta Pк 1 тр-ра, потери КЗ, кВт ¦ 5.500¦ 8.500¦ 12.200¦ 18.000¦ 24.000¦

¦Uк, напряжение КЗ, % ¦ 4.50¦ 5.50¦ 5.50¦ 5.50¦ 6.00¦

¦Iх, ток ХХ, % ¦ 2.10¦ 2.00¦ 2.80¦ 2.60¦ 0.80¦

¦Стоимость 1 трансформатора, руб. ¦ 93,600¦ 123,600¦ 160,200¦ 201,600¦ 327,000¦

¦Кз, факт.коэф.загрузки (с учетом ККУ)¦ 0.685¦ 0.706¦ 0.445¦ 0.556¦ 0.356¦

¦Ки.п, кВт/квар,(к-т изменения потерь) ¦ 0.15¦ 0.15¦ 0.15¦ 0.15¦ 0.15¦

¦delta Pт, потери в 1 тр-ре, кВт ¦ 4.041¦ 6.507¦ 5.716¦ 10.064¦ 6.792¦

¦delta Pх', прив. потери ХХ в 1 тр., кВт¦ 2.720¦ 4.160¦ 7.500¦ 10.740¦ 6.750¦

¦delta Pк', прив. потери КЗ в 1 тр., кВт¦ 8.200¦ 13.698¦ 20.450¦ 31.200¦ 46.500¦

¦delta Pт', привед. потери в 1 тр., кВт¦ 6.568¦ 10.988¦ 11.550¦ 20.385¦ 12.643¦

¦Сум.прив.потери в т-рах, delta Pт', кВт¦ 19.703¦ 21.975¦ 23.099¦ 20.385¦ 12.643¦

¦Стоимость 1 кВт. ч потерь, руб. ¦ 0.9¦ 0.9¦ 0.9¦ 0.9¦ 0.9¦

¦Год.число часов исп. макс.нагр. Tmax ¦ 6000¦ 6000¦ 6000¦ 6000¦ 6000¦

¦Время наибольших потерь, Тп, час. ¦ 4592¦ 4592¦ 4592¦ 4592¦ 4592¦

¦delta Э, кВт. ч (Сум.потери энерг. в тр.)¦ 77,371¦ 88,559¦ 140,697¦ 138,370¦ 86,190¦

¦——————————————————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦

¦Сум.стоимость потерь энергии, т.руб. ¦ 69.634¦ 79.703¦ 126.628¦ 124.533¦ 77.571¦

¦——————————————————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦

¦Сум.стоимость тр-ров, т.руб. ¦ 280.800¦ 247.200¦ 320.400¦ 201.600¦ 327.000¦

¦К-т отчислений,(Аморт.+Тек.рем), о.е.¦0.073 ¦0.073 ¦0.073 ¦0.073 ¦0.073 ¦

¦——————————————————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦

¦Стоимость ячеек КРУ, т.руб. ¦ 207.000¦ 138.000¦ 138.000¦ 69.000¦ 69.000¦

¦К-т отчислений,(Аморт.+Тек.рем), о.е.¦0.073 ¦0.073 ¦0.073 ¦0.073 ¦0.073 ¦

¦——————————————————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦———————-¦