Электроснабжение промышленных предприятий

Министерство образования и науки РФ Саратовский Государственный Технический Университет Кафедра ЭПП

Контрольная работа

По курсу «Электроснабжение»

Выполнил: студент ЭФ, гр. ЭПП-51

Проверил: доцент кафедры ЭПП

Озерский В.М.

Саратов 2010 г.

Вариант № 0

Задание 1

Для энергоцеха подшипникового завода рис. 1. определить расчетную нагрузку по средней мощности и коэффициенту максимума.

Энергоцех должен быть запитан от цеховой трансформаторной подстанции, которая размещена в другом цехе на расстоянии 150 м.

На щите 380 ТП на каждой секции шин имеются по четыре свободных рубильника на 400А и четыре автомата АВМ-4 с разъединителем типа З.

Для электродвигателя:

, .

Рис 1.

Ведомость потребителей электроэнергии энергоцеха представлена в таблице 1.

Таблица 1

Рассчитаем, средние максимальные, активные и реактивные мощности:

гдекоэффициент использования,

— количество однотипных электроприемников

Для электроприемников, работающих в ПКР, приводим их работу к длительному режиму:

— электрический кран:

— сварочный трансформатор:

Результаты расчёта приведены в таблице 2.

Определим средневзвешенный коэффициент использования для ЭП длительного режима (группа А).

Определим эффективное число электроприёмников.

При и

— суммарная номинальная мощность группы, А электроприёмников.

Определим коэффициент максимума по табл. 2]

Определим расчетные активные и реактивные мощности для электроприемников группы А:

Определим средневзвешенный коэффициент использования для ЭП ПКР (группа Б).

Определим эффективное число электроприёмников.

Определим коэффициент максимума по табл. 2]

Определим расчетные активные и реактивные мощности для электроприемников группы Б:

Определим расчетную осветительную нагрузку для ламп газоразрядных

где — удельная мощность,

— площадь помещения.

Определим полную расчетную мощность:

Разместим оборудование на плане. Рис. 2.

Учитывая количество электроприемников и расположение на плане устанавливаем четыре распределительных пункта.

Исходные данные и расчетные параметры приведены в таблице 2.

Таблица 2

Определим расчетную мощность и расчетный ток распределительных пунктов.

Результаты расчета сведем в таблицу 3.

Таблица 3

Произведем расчет и выбор установок автоматических выключателей:

Условия выбора:

для ПР

для двигателей

Условия выбора кабельных линий

Где — ток срабатывания защиты

=1 — коэффициент защиты

Результаты расчёта сведём в таблицу 4.

Таблица 4

Рассчитаем уставки вводных автоматических выключателей в ПР.

Результаты расчёта сведём в таблицу 5.

Таблица 5

Распределительные пункты ПР1, ПР3 и ПР2, ПР4 запитаем от щита подстанции шлейфом.

Фидерные автоматические выключатели серии АВМ-4С будем выбирать по сумме токов

и

Примем к установке автоматические выключатели с номинальными токами расцепителя; с током уставки от перегрузки

;

с током уставки от КЗ

.

Выбранные автоматические выключатели АВМ 250/750 обеспечат селективность.

Кабельные линии, запитывающие распределительные пункты выбираем по условиям:

где

Выбранные автоматические выключатели проверим на отключающую способность однофазного тока КЗ:

где — полное сопротивление трансформатора току замыкания (для ТМ 630/6)

— фазное напряжение

— полное сопротивление петли фаза-нуль кабельной линии.

где — для кабеля 2АВВГ3×70+1×35

Условие проверки:

Автоматические выключатели будут срабатывать при однофазном коротком замыкании.

Выберем фидерные автоматические выключатели для двигателей мощностью 100кВт.

Номинальный ток двигателя:

Принимаем к установке АВМ-4С 250/1250.

Для запитки двигателя выбираем кабель 2АВВГ3×70+1×35 с

Выберем магнитные пускатели к электродвигателям.

Условия выбора:

Результаты расчёта сведём в таблицу 6.

Таблица 6

Рис 3. Схема электроснабжения

Задание 2

Определить необходимое число устанавливаемых в цехе трансформаторов и цеховых подстанций ТП, суммарную мощность конденсаторов БК на напряжение 380 В и на каждой ТП со стороны 380 В, если в цехе имеется распределительный пункт (РП) 10кВ, на каждую секцию шин РП 10кВ работают два синхронных двигателя СД по 3200кВт с частотой вращения 1000 об/мин, коэффициент загрузки СД 0,8.

Определить реактивную мощность от СД, которая будет передаваться в сеть 380 В.

СД1: 2×1600кВт Q1=800кВАр

СД2: 6×3200кВт Q2=1600кВАр

Решение

Определяем минимальное число трансформаторов в цехе:

— трансформатора

где — расчётная нагрузка цеха

— коэффициент загрузки

— Номинальная мощность трансформаторов; кВА

Оптимальное число трансформаторов

Определим наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы в сеть с напряжением до 1кВ.

Суммарная мощность конденсаторов в сети до 1кВ можно определить так:

Мощность конденсаторов в сети до 1кВ для снижения потерь мощности в трансформаторах цеховых ТП определяется:

где =0,48 — расчётный коэффициент

Принимаем ККУ мощностью 450кВАр

()

Определим суммарную реактивную мощность всех двигателей

СД с Р=3200кВт экономически целесообразно использовать как источник реактивной мощности

где — коэффициент допустимой перегрузки СД, зависящий от его загрузки по активной мощности.

Экономически целесообразная реактивная мощность СД с Р=1600кВт принимается равной:

Суммарная располагаемая мощность всех СД

Суммарная реактивная нагрузка на шинах 10кВ:

где

Задача 3

Для подшипникового завода, генплан которого изображен на рис. 1, необходимо выполнить следующее:

а) определить расчетную нагрузку по цехам по методу коэффициента спроса и установленной мощности;

б) определить центр электрических нагрузок для цехов и завода; нанести картограмму электрических нагрузок на генплан завода;

в) указать место цеховых подстанций и главной понизительной подстанции (ГПП), считая, что источником питания завода является районная понизительная подстанция, расположенная сверху чертежа генплана.

Заданные величины представлены в табл. 1.

Таблица № 1 — Данные, согласно варианта

Коэффициент: 1

Решение Расчетную нагрузку группы однородных по режиму работы приемников определяют по формулам:

Р_р = К_сР_ном;

Q_р = Р_рtg ;

S_р = .

Для нашего случая представлены только активные мощности приемников. Составим таблицу расчетных нагрузок.

Проводим произвольно оси координат и находим координаты центров нагрузок цеха (в мм по чертежу):

х₁ = 55 мм; х₂ = 86 мм; х₃ = 55 мм; х₄ = 86 мм;

х₅ = 55 мм; х₆ = 86 мм; х₇ = 26 мм; х₈ = 26 мм;

х₉ = 26 мм; х₁₀ = 55 мм; х₁₁ = 113 мм; х₁₂ = 102 мм;

у₁ = 100 мм; у₂ = 102 мм; у₃ = 66 мм; у₄ = 67 мм;

у₅ = 30 мм; у₆ = 35 мм; у₇ = 98 мм; у₈ = 65 мм;

у₉ = 32 мм; у₁₀ = 14 мм; у₁₁ = 64 мм; у₁₂ = 117 мм.

Х₀ =

у₀ =

r₀ = =

ГПП должна находится в пределах окружности радиуса r₀ с центром в точке О (73;72).

Рис.2

Задача 4

Определить мощность компенсирующих устройств предприятия, на котором имеется распределительный пункт (РП) 6 кВ. От РП питаются двигатели 6 кВ асинхронные (АД), синхронные (СД) и цеховые подстанции ТП. Питание РП раздельное (секционный выключатель в нормальном режиме отключен).

Реактивная мощность от энергосистемы по каждому вводу Q_э = 400 кВар.

Не скомпенсированная мощность в сети 380 В цеховых подстанций на каждую секцию шин 6 кВ 180 кВар.

Мощность каждого из асинхронных двигателей АД1АД6 400 кВт.

Мощность каждого из синхронных двигателей СД1, СД2 250 кВт.

Решение Выбираем тип СД. Принимаем синхронный двигатель СДН-14−44−10.

Из справочника выписываем необходимые данные для выбранного СД.

Тип двигателя СДН-14−44−10.

Номинальное напряжение U_ном = 6 кВ.

Активная мощность Р_ном.СД = 800 кВт.

Реактивная мощность Q_ном.СД = 325 квар.

Частота вращения n = 600 об/мин.

К.п.д. = 93,8.

Коэффициент мощности tg _ном = 0,48 (cos = 0,9).

Коэффициент загрузки К_СД = 0,8 (выбрано самостоятельно).

Количество рабочих СД 2.

Определяем суммарную реактивную мощность всех СД:

Q_СД = = 2(0,8325) = 520 квар.

Целесообразно использовать полностью располагаемую реактивную мощность СД, у которых К_СД < 1.

Q_СДэ = _м = 185 квар, где _м = 0,45 (по рис. 9.4 [1, стр. 227]).

Так как имеем два ввода, то реактивная мощность от энергосистемы

Q_э = 2400 = 800 квар.

Полная реактивная мощность от энергосистемы и от СД:

Q_полн = Q_СДэ + Q_э = 2185 + 800 = 1170 квар.

Определим реактивную мощность потребителей.

Выбираем асинхронные двигатели ДАЗ02 с параметрами:

напряжение питания U_н = 6000 В;

номинальная мощность на валу Р_н = 300 кВт;

число оборотов ротора n = 375 об/мин;

коэффициент мощности cos = 0,86;

к.п.д. = 0,89.

Определим суммарную реактивную мощность асинхронных АД:

Q_АД = 6Р_нtg = 64 000,593 = 1423,2 квар.

Полная нескомпенсированная реактивная мощность

Q_неск = 1423,2 + 5180 = 2323,2 квар.

Определяем суммарную мощность ВБК из условия баланса реактивной мощности:

Q_ВБК = Q_неск Q_полн = 2323,2 1170 = 1153,2 квар.

1. Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин «Электрооборудование станций и подстанций», Москва «Энергия» 1980.

2. И. И. Артюхов, В. Д. Куликов, В. В. Тютьманова «Электрооборудование электрических станций и подстанций», Саратов 2005.

3. Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков «Электрическая часть электрических станций и подстанций», Москва. Энергоатомиздат. 1989.

4. Г. Н. Ополева «Схемы и подстанции электроснабжения» Москва ФОРУМ-ИНФРА-М 2006.