Электроснабжение и электрооборудование цеха обработки корпусных деталей. 1 Общая часть 1 Краткое описание технологического процесса

• Название: 1 Общая часть 1 Краткое описание технологического процесса
• Анкор: Электроснабжение и электрооборудование цеха обработки корпусных деталей
• Дата: 02.05.2023
• Размер: 261.38 Kb.
• Имя файла: Ryba_KP (1).docx
• Тип: Документы; #1103797
• страница: 2 из 4

Определим мощность кран-балки Р_ном.кр, приведенную к ПВ = 100 %, по формуле (2)

Р_ном.кр = 14· = 7 кВт

Определим суммарную номинальную мощность, средние активную и реактивную мощности отдельных групп электроприемников насосной дистилляции бензола по формулам (4), (6), (7)

- насосы

∑Р_ном = 7 ∙ 7,5 + 6 · 5,5 + 2 · 11,0 = 107,5 кВт

Р_см = 0,8 ∙ 107,5 = 86,0 кВт

Q_см = 0,62 ∙ 86,0 = 53,3 квар

- насосы

∑Р_ном = 2 · 250,0 + 3 · 200,0 = 1100,0 кВт

Р_см = 0,85 ∙ 1100,0 = 935,0 кВт

Q_см = 0,62 ∙ 935,0 = 579,7 квар

- насосы заглубленные

∑Р_ном = 1 · 5,5 + 1 · 11,0 = 16,5 кВт

Р_см = 0,75 ∙ 16,5 = 12,4 кВт

Q_см = 0,75 ∙ 12,4 = 9,3 квар

- задвижки
∑Р_ном = 5 · 3,0 = 15,0 кВт

Р_см = 0,6 ∙ 15,0 = 9,0 кВт

Q_см = 1,02 ∙ 9,0 = 9,2 квар

- вентиляторы приточные

∑Р_ном = 1 · 15,0 + 1 · 30,0 = 45,0 кВт

Р_см = 0,65 ∙ 45,0 = 29,3 кВт

Q_см = 0,88 ∙ 29,3 = 25,7 квар

- вентиляторы

∑Р_ном = 2 ∙ 3,0 + 1 · 5,5 + 3 · 7,5 = 34,0 кВт

Р_см = 0,7 ∙ 34,0 = 23,8 кВт

Q_см = 0,75 ∙ 23,8 = 17,9 квар

- аппараты воздушного охлаждения (АВОГ)

∑Р_ном = 2 · 37,0 = 74,0 кВт

Р_см = 0,8 ∙ 74,0 = 59,2 кВт

Q_см = 0,62 ∙ 59,2 = 36,7 квар

- кран-балка

∑Р_ном = 1 ∙ 5,0 = 5,0 кВт

Р_см = 0,1 ∙ 5,0 = 0,5 кВт

Q_см = 1,73 ∙ 0,5 = 0,9 квар

- сварочный трансформатор

∑Р_ном = 1 ∙ 10,7 = 10,7 кВт

Р_см = 0,35 ∙ 10,7 = 3,8 кВт

Q_см = 1,6 ∙ 3,8 = 6,1 квар

- освещение

∑Р_ном = 26,0 кВт

Р_см = 0,95 ∙ 26,0 = 24,7 кВт

Q_см = 0 квар

Суммарное количество электроприемников по насосной дистилляции бензола n, штук, определяем по формуле (1)
n = 15 + 5 + 2 + 5 + 6 + 2 + 2 + 1 + 1 = 39 штук

Суммарную номинальную мощность насосной дистилляции бензола ∑Р_н.ст., кВт, определим по формуле (4)

∑Р_н.ст. = 107,5+1100,0+16,5+15,0+45,0+34,0+74,0+5,0+10,7+26,0 = 1433,7 кВт

Суммарная средняя активная мощность насосной дистиляции бензола ∑Р_{см.н.ст.}, кВт, равна

_∑Р_{см. н.ст} = 86,0+935,0+12,4+9,0+29,3+23,8+59,2+0,5+3,8+24,7 = 1183,7 кВт

Суммарная средняя реактивная мощность насосной дистилляции бензола ∑Q_{см.н.ст.}, квар, равна

∑Q_см.н.ст = 53,3+579,7+9,3+9,2+25,7+17,9+36,7+0,9+6,1+0 = 738,8 квар

По формулам (8) и (9) для насосной станции дистилляции бензола определяем средневзвешенные значения коэффициента использования и коэффициента мощности

k_{и св} = 1183,7/1433,7 = 0,83

tg φ_св. = 738,8/1183,7 = 0,62 => соs φ = 0,85

Определяем модуль сборки по формуле (5)

> 3

Определяем эффективное число электроприемников при условии, что m > 3 и k_и > 0,2 по формуле (10)

n_эф = = 11,5

Принимаем n_эф = 12.

По справочной таблице (таблица 2) [4, с.21] для насосной дистилляции бензола определяем коэффициент расчетной нагрузки k_р = 0,9.

Активную мощность Р_р, кВт, определяем по формуле (12)

Р_р = 0,9∙1183,7 = 1065,3 кВт

Реактивную мощность Q_p, квар, рассчитываем по формуле (13)

Q_p = 1,0·738,8 = 738,8 квар


Полную расчетную мощность S_p, кВ · А, определяем по формуле (14)

S_р = √1065,3² + 738,8² = 1296,4 кВ · А

Расчетный ток I_p, А, определяем по формуле (15)

I_р = = 1873,5 А

Расчет электрической нагрузки насосной дистилляции бензола сведен в таблицу 2.

2.2 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов 10/0,4 кВ с учетом выбора компенсирующих устройств

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций возможно только путем технического расчета с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок, перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей и другое.

Выбор типов трансформаторов осуществляют в зависимости от окружающей среды. При наружной установке применяют масляные трансформаторы, для внутренней также преимущественно рекомендуется их использование, но с ограничениями по количеству и мощности. Сухие трансформаторы применяют главным образом в установках с ограничением по условиям пожарной безопасности.

Принимаем для установки на трансформаторной подстанции насосной дистилляции бензола масляные трансформаторы типа ТМ.

На выбор числа трансформаторов на трансформаторных подстанциях влияет категория надежности электроснабжения потребителей.

Категорийность потребителей насосной дистилляции бензола – II, III, поэтому требуется установка двух трансформаторов на подстанции.
Выбор номинальной мощности трансформатора производится по расчетной мощности исходя из рациональной их загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме.

Ориентировочную мощность трансформатора S_ор.т, кВ · А, определяется по формуле (16)

S_ор.т = , (16)

где S_тп. – расчетная мощность подстанции, кВ · А;

k_з.ав – коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме (для масляных трансформаторов мощностью до 2500 кА при длительности послеаварийного режима не менее 6 часов k_з.ав не должен превышать 1,4) [8, с.11].

S_р = = 926 кВ · А

Выбираем для установки на подстанции трансформаторы типа ТМ – 1000/10 с номинальной мощностью S_ном.т. = 1000 кВА [5, с.120].

Таблица 3 – Технические данные трансформаторов

Тип тр-ра	Мощностьтр-ра, кВ	Напряжение, кВ		Потери, кВт			ixx, %		uкз, %
		UВН	UНН		Рхх	Ркз
ТМ	1000,0	10,0	0,4		2,45	12,2		1,4		5,5

Трансформаторы типа ТМ - масляные с естественным воздушным охлаждением. В трансформаторах типа ТМ температурные изменения объема масла компенсируются за счет маслорасширительного бака, расположенного на верхней крышке трансформатора.

Для предотвращения попадания в трансформатор влаги и промышленных загрязнений при колебаниях уровня масла расширительный бак снабжен встроенным воздухоочистителем.

Согласно норм технологического проектирования систем электроснабжения мощность компенсирующих устройств выбирается по двум этапам:

- исходя из возможной передачи реактивной мощности через трансформатор из сети 6 – 10 кВ;

- выбор дополнительной мощности компенсирующих устройств из условий оптимизации потерь мощности в трансформаторах и сети 6 – 10 кВ.

Суммарная мощность низковольтных батарей конденсаторов Q_нк, квар, определяется по формуле (17)

Q_нк = Q_нк1 + Q_нк2, (17)

где Q_нк1 и Q_нк2 – суммарные мощности низковольтной батареи конденсаторов, определенные на двух указанных этапах расчета, квар.

Выбранное число трансформаторов N_т.min способно передать в сеть напряжением до 1 кВ при заданном коэффициенте загрузки k_з реактивную мощность Q_1р, квар, значение которой определяется по формуле (18) [8, с.9]

, (18)

где k_пер – коэффициент, учитывающий тот факт, что цеховые трансформаторы имеют, как правило, загрузку, не превышающую 0,9, и коэффициент сменности по энергоиспользованию имеет значение менее 0,9. Поэтому для масляных трансформаторов в течение одной смены может быть допущена систематическая перегрузка, равная 10 % (k_пер = 1,1) [8, с.9];

k_з – коэффициент загрузки трансформатора, принимаемый в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии (для двухтрансформаторных цеховых подстанций при преобладании потребителей I категории k_з принимается в пределах 0,6 – 0,7; при преобладании потребителей II категории 0,7 – 0,8, а при потребителях III категории – 0,9 – 1 [8, с.9]).

_{Q1р = √(1,1 · 2 · 0,7 · 1000)2 – 1065,32 = 1112,1 квар}

Мощность конденсаторных батарей на стороне 0,4 кВ Q_нк1, квар, на первом этапе расчета определяется по формуле (19)

Q_нк1 = Q_р – Q_1р, (19)

где Q_р – реактивная нагрузка, квар.
Q_нк1 = 738,8 – 1112,1 = - 373,3 квар

За допустимую реактивную нагрузку трансформатора принимается меньшее значение из Q_р и Q_1р. Принимаем допустимую реактивную нагрузку трансформатора Q₁ = Q_р = 738,8 квар.

Дополнительная мощность Q_нк2, квар, батареи конденсаторов для данной группы трансформаторов определяется по формуле (20)

Q_нк2 = Q_р – Q_нк1 – γ∙N_опт∙S_ном.т, (20)

где γ – расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров К_р1 и К_р2.

Для практических расчетов К_р1 следует принимать по (таблица 4.6) [11, с.108], а К_р2 – по (таблица 4.7) [11, с.109] (при К_р1 = 14, К_р2 = 4 по (рис.4.8.б) [11, с.107], γ = 0,62).

Q_нк2 = 738,8 – 0 – 0,62∙2∙1000 = - 501,2 квар

Так как Q_нк2 < 0, то принимаем Q_нк2 = 0 квар.

По формуле (17) определяем суммарную мощность низковольтной батареи конденсаторов

Q_нк = 0 + 0 = 0 квар

Следовательно, установка низковольтной батареи конденсаторов не требуется.

Потери активной мощности в трансформаторах Р_т, кВт, определяются по формуле (21)

Р_т = n(Р_хх + k_з.²Р_кз), (21)

где ΔР_кз – потери короткого замыкания трансформатора, кВт;

ΔР_хх – потери холостого хода трансформатора, кВт;

k_з - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме.

Р_т = 2  (2,45 + 0,7²  12,2) = 16,9 кВт

Потери реактивной мощности в трансформаторах Q_т, квар, определяются по формуле (22)

ΔQ_т = n , (22)

где n – число трансформаторов на подстанции, штук;

S_н.т. – номинальная мощность трансформатора, кВ · А;

u_к – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

i_х – ток холостого хода трансформатора, %.

ΔQ_т = 2 = 82,9 квар

Активная мощность, потребляемая трансформаторами из сети 10 кВ Р_т, кВт, определяется по формуле (23)

Р_т = Р_р + Р_т, (23)

Р_т = 1065,3 + 16,9 = 1082,2 кВт

Реактивная мощность, потребляемая трансформаторами из сети 10 кВ Q_т, квар, определяется по формуле (24)

Q_т = Q₁ + Q_т, (24)

Q_т = 738,8 + 82,9 = 821,7 квар

Определим коэффициенты загрузки трансформаторов:

- в нормальном режиме k_з.н определяется по формуле (25)

(25)

K_з.н. = = 0,66

- в послеаварийном режиме k_з.ав определяется по формуле (26)

(26)

K_з.н. = = 1,31

Полная мощность, потребляемая трансформаторами S_т, кВ · А, определяется по формуле (27)
(27)

_{Sт = √1082,22 + 821,72 = 1358,8 кВ · А}

Эта мощность является окончательной для выбора кабеля 10 кВ.

2.3 Обоснование схемы внутрицехового электроснабжения

Для питания цеховых потребителей электроэнергии, в основном, применяют систему трехфазного переменного тока напряжением 380 В с глухозаземленной нейтралью цехового трансформатора.

На выбор схемы распределения электроэнергии и ее конструктивное исполнение оказывают влияние следующие факторы: требования к бесперебойности питания, размещение технологического оборудования по площади цеха, условия среды в цехе, размещение трансформаторных подстанций.

Схема электроснабжения должна быть надежна и безопасна, удобна в эксплуатации и экономична, то есть соответствовать минимуму расчетных затрат на ее сооружение. Схема электроснабжения не должна быть многоступенчатой и содержать недогруженное оборудование, должен быть использован наиболее простой способ прокладки сети.

Схемы могут быть: радиальными, магистральными и смешанными, с односторонним и двусторонним питанием.

Цеховые сети делятся на питающие, которые отходят от источника питания (подстанции), и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.

Распределительные устройства размещают вблизи центров нагрузок. Питающие сети должны иметь, по возможности, минимальную длину. Каждый участок или отделение цеха питаются от своих распределительных устройств, исключая по возможности подключение потребителей других участков или отделений цеха.
Магистральные схемы в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. При магистральных схемах, выполненных шинопроводами ШМА и ШРА, перемещение технологического оборудования не вызывает переделок сети.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточную надежность электроснабжения, так как схеме повреждение магистрали после трансформатора ведет к отключению всех потребителей.

Радиальные схемы применяют в помещениях с любой окружающей средой. Данные схемы характерны тем, что от источника питания (КТП) прокладывают линии, питающие непосредственно электроприемники большой мощности или комплектные распределительные устройства (шкафы, пункты, сборки, щиты), от которых по отдельным линиям питаются электроприемники малой и средней мощности. Их выполняют кабелями или проводами, прокладываемыми открыто, в трубах, в специальных каналах.

Радиальные схемы следует применять:

- для электроснабжения потребителей I категории;

- для электроснабжения мощных электроприемников, не связанных единым технологическим процессом;

- для электроснабжения потребителей, взаимное расположение которых делает нецелесообразным питание их по магистральной схеме;

- для питания насосных и компрессорных станций;

- во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях, в которых распределительные устройства должны быть вынесены в отдельные помещения с нормальной средой.

К достоинствам радиальных схем относятся: высокая надежность и удобство автоматизации, поэтому они рекомендуются для питания потребителей I категории.
К недостаткам этих схем относятся: значительный расход проводникового материала, ограниченная гибкость сети при перемещениях технологического оборудования, необходимость в дополнительных площадях для размещения силовых распределительных пунктов.

Так как по технологическому процессу на насосных станциях применяются в основном потребители I и II категории, то применение магистральной схемы в данном случае невозможно.

Поэтому к использованию принимаем радиальную схему распределения электроэнергии.

Распределение электроэнергии к отдельным потребителям осуществлено самостоятельными кабельными линиями от I и II секции шин 0,4 кВ трансформаторной подстанции насосной дистилляции бензола.