пример кп. 1 Общая часть 5 1 Краткое описание, характеристика объекта и схема

• Название: 1 Общая часть 5 1 Краткое описание, характеристика объекта и схема
• Анкор: пример кп
• Дата: 11.10.2022
• Размер: 446.92 Kb.
• Имя файла: Primer_KP.docx
• Тип: Реферат; #727934
• страница: 2 из 4

1.2 Выбор рода тока и напряжения
При проектировании электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжение сети.

Для силовых электрических сетей промышленных предприятий в основном применяется трёхфазный переменный ток. Постоянный ток рекомендуется использовать только в тех случаях, когда он необходим по условиям технологического процесса (зарядка аккумуляторных батарей, питание гальванических ванн и магнитных столов), а также для плавного регулирования частоты вращения электродвигателей. Если необходимости применения постоянного тока не вызвана технико-экономическими расчётами, то питание силового электрооборудования используется трёхфазный переменный ток.

При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество и расположение электроприёмников, возможность их совместного питания, а также технологические особенности производства.

На выбор от центрального распределительного устройства (ЦРП) до трансформаторных подстанций (ТП) существенное влияние оказывает предполагаемое наличие на объекте электродвигателей напряжением выше 1 кВ (6,10 кВ), электрических печей и других электроприёмников.

Для питания цеховых ТП чаще применяются напряжение 10 кВ.

При выборе напряжения для питания непосредственно электроприёмников необходимо обратить внимание на следующие положения:

– номинальными напряжениями, применяемыми на промышленных предприятиях для распределения электроэнергии (по ГОСТ 29322-2014), являются 10; 6; 0,6; 0,38; 0,22 кВ;

– применять на низшей ступени распределение электроэнергии напряжением выше 1 кВ рекомендуется только в случае, если установлено специальное оборудование, работающие при напряжении выше 1 кВ;

– если двигатели необходимой мощности изготавливаются на несколько напряжений, то вопрос выбора напряжения должен быть решен путемтехнико-экономического сравнения вариантов;

– в случае, если применение напряжений свыше 1 кВ не вызваны техническими потребностями, следует рассмотреть варианты использования напряжения 380 и 220 В. Применение более низких напряжений для питания силовых потребителей экономически неоправданно;

– при выборе одного из двух рекомендуемых напряжений необходимо исходить из условия возможности совместного питания силовых и осветительных электроприёмников от общих трансформаторов;

– на предприятиях с преобладанием электроприёмников малой мощности более выгодно использовать напряжение 380/220 В (если не доказана целесообразность применения иного напряжения).

2 Специальная часть

2.1 Расчёт максимальной потребляемой мощности
С учётом того, что потребители промышленных предприятий работают в различных режимах работы. Максимальная мощность, определённая расчётом оказывается значительно ниже суммарной установленной мощности потребителей, поэтому схема электроснабжения рассчитывается на меньшие токи, а следовательно уменьшится сечение проводников, расход цветных металлов, стоимость электрооборудования, расходы на монтаж оборудования, эксплуатацию и ремонт. Поэтому правильный расчёт максимальной мощности является очень важной задачей.

Расчёт максимально потреблённой мощности для остальных шкафов и шинопроводов сведён в таблицу 2.

В графу 1 таблицы 2 записывается наименование электроприёмников.

В графу 2 записываем количество электроприёмников с одинаковой мощностью.

В графу 3 указываем установленную мощность однотипных электроприёмников.

В графу 4 указываем общую мощность однотипных электроприёмников и силовых шкафов.

В графу 5 записываем справочное значение коэффициента использования.

В графах 6 и 7 приводим справочные данные значений коэффициента использования, и электроприёмников.

В графе 8 указываем отношение установленных мощностей наибольшего наименьшего электроприёмников.

В графах 9 и 10записываем суммарные активные и реактивные нагрузки за максимально загруженную смену, которые определяются по формулам

; (1)

, (2)

где – суммарная активная нагрузка за максимально загруженную смену, кВт;

– коэффициент использования;

– суммарная реактивная нагрузка за максимально загруженную смену, кВА;

– тангенс угла, соответствующий .

Графы с 11 по 18 заполняются для итоговых строк таблицы.

В графах 12 и13-14 приводятся справочные данные эффективного числа электроприёмников и коэффициентов участия в максимуме активной и реактивной нагрузки.

Эффективное число электроприёмников , шт., определяется по формулам, приведенным в [1]

В графе 15 определяем максимальную активную нагрузку: , кВт, по формуле

(3)

где – коэффициент участия в максимуме нагрузки.

В графе 16 определяем максимальную реактивную нагрузку , по формулам

>10; (4)

10; (5)

В графе 17 определяем полную нагрузку , кВА, которая определяется по формуле

(6)

В графе 18 определяем максимальный расчётный ток , А, по формуле

, (7)

где – номинальное напряжение питания электроприёмников, кВ.
Таблица 2 – Сводная ведомость нагрузок

Узлы питания и Наименование Электро-приёмников	Заданная нагрузка, приведенная к длительному режиму											m		Суммарная нагрузка за максимально загруженную смену							nэ			Км			Км/			Максимальная нагрузка							Iм, А
	n	Рн, кВт		Рн∑, кВт	Ки		cosφ		tgφ		Рсм., кВт			Qсм., кВАр		Sсм., кВА											Рм, кВт			Qм, кВАр		Sм, кВА
1	2	3		4	5		6		7		8		9		10		11		12			13			14			15			16		17		18
РП-1
Электрокотел	1	13,5		13,5	0,50		0,95		0,33				6,7		2,2
Электронагреватели	2	4,5		9,0	0,50		0,95		0,33				2,2		0,7
Сварочные агрегаты	2	17,0		34,0	0,30		0,40		2,29				5,1		11,7
Станки гравировальные	2	4,5		9,0	0,14		0,50		1,73				0,6		1,0
Электроплита	1	7,5		7,5	0,50		0,95		0,33				3,8		1,2
Электроталь	1	2,8		2,8	0,06		0,50		1,73				0,2		0,3
Всего по РП-1	9	2,8-17,0		75,8	0,24		0,73		0,9		6		18,6		17,1		25,3		9			1,8			1,1			33,5			18,8		38,4		59
РП-2
Компрессорная установка	1	45,0		45,0	0,80		0,80		1,75				36,0		27,0
Компрессор	1	11,0		11,0	0,80		0,80		1,75				8,8		6,6
Распиловочные станки	2	12,5		25,0	0,14		0,50		1,73				6,3		10,8
Вентилятор	1	5,0		5,0	0,80		0,80		1,75				4,0		3,0
Всего по РП-2	5	5,0-45,0		86,0	0,64		0,75		0,86		9		55,0		47,4		72,7		4			1,46			1,1			80,3			52,1		95,7		147,3
РП-3
Электроталь	1	2,8		2,8	0,06		0,50		1,73				0,2		0,3
Горн электрический	1	2,5		2,5	0,50		0,75		0,88				1,2		1,1
Наждачный станок	1	6,0		6,0	0,14		0,50		1,73				0,8		1,5
Станки полировальные	2	8,0		16,0	0,14		0,50		1,73				1,1		1,9
Токарный станок	1	3,0	3,0			0,14		0,50		1,73				0,4		0,7
Вентилятор	1	5,0	5,0			0,80		0,80		1,75				4,0		3,0
Всего по РП-3	7	2,5-8,0	35,3			0,22		0,70		1,08		3,2		7,8		8,5		11,5		7			2,1			1,1			16,4			9,3		18,8		28,9
ЩО-1		2,0	2			0,85		0,95		0,57				1,7		1,0		2,0											1,7			1,0		2,0
ЩО-2		1,1	1,1			0,85		0,57		1,44				0,9		1,4		1,6											0,9			1,4		1,6
Кран - балка	1	7,5	7,5			0,06		0,50		1,73				0,5		0,7		0,9											0,5			0,8		0,9
Всего на ШНН	22		207,7											84,5		76,1		88,1											133,5			83,4		156,1		231,1
КУ																																30
Всего на НН с КУ								0,89		0,40																			133,5			53,4		149,0
Потери																													3,0			14,9
Всего на ВН								089		0,51																			136,5			68,3		152,6		229,3

2.2 Компенсация реактивной мощности
Реактивную мощность на ряду с активной потребляет значительная часть промышленных электроприёмников:

– 60-65% приходится на асинхронные двигатели, 20-25% на трансформаторы

– около 10% на воздушные электрические сети и другие электроприёмники.

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности промышленных предприятий имеет большое народнохозяйственное значение и является частью проблемы повышения КПД работы системы электроснабжения и улучшения качества отпускаемой электроэнергии потребителям.

В качестве основного средства компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях рекомендуется применять батареи статических конденсаторов, подключаемых параллельно к электрическим сетям.

Мощность Qк компенсирующего устройства (кВАр) определяется, как разность между фактической нагрузкой предприятия и предельной реактивной мощностью _,представляемой предприятию энергосистемой по условию режима работы.

; (8)

, (9)

где – мощность активной нагрузки предприятия в часы максимума энергосистемы, (кВт);
– фактический тангенс угла соответствующий мощностям нагрузки , ;

– оптимальный тангенс угла соответствующий установленной предприятию условиями получения от энергосистемы мощностей нагрузки , .

В цехах промышленных предприятий батареи конденсаторов рекомендуется размещать у групповых распределительных пунктов или у магистральных шинопроводов, либо подсоединять БК к шинам 380 В цеховых трансформаторных подстанций в соответствии с учитываемой мощностью выбранной батареи.

Определяем мощность компенсирующего устройства по выше приведённой формуле



Окончательно принимаем к установке конденсаторную батарею типа: УКМФ58-0,4-50-10У3 с номинальной мощностью 30 кВАр(3 ступеней по 10кВАр каждая).

Определяем ток компенсирующего устройства: , А, по формуле:


2.3 Выбор числа и мощности трансформатора путём технико-экономического сравнения
При выборе числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций рекомендуется:

– Выбирать трансформаторы следующих номинальных мощностей

= 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500 кВА.

Причём трансформаторы малой = 100; 160; 250 кВА уменьшают надёжность схем электроснабжения, так как увеличивается их число, длина линий связи и т.д., трансформаторы >1000 кВА рекомендуется выбирать в случаях питания электроприёмников большой мощности, в цехах с большой удельной плотностью нагрузки. По мере возможности принимать комплектные трансформаторные подстанции КТП;

– стремиться к возможно большей однотипности трансформаторов ТП;

–число трансформаторов определяется категорией нагрузки. При преимуществе нагрузки I категории обязательно выбирается 2-х трансформаторная подстанция, если преобладает нагрузка II категории, товыбирается 2-х трансформаторная подстанция, но возможно питание от одно трансформаторной подстанции с резервированием по низкой стороне. Потребители III категории не требуют резервного источника питания, поэтому могут питаться от одно трансформаторной подстанции.

– при 2-х трансформаторных подстанциях и подстанциях с магистральной схемой электроснабжения мощность трансформаторов выбирается такая, чтобы при отключении одного трансформатора другой бы обеспечивал бы питание потребителей I и II категории (с учётом перегрузки), при этом потребители III категории могут быть временно отключены. Номинальная нагрузка при работе двух трансформаторов, обеспечивающая их экономичный режим работы равна 60-80% , аварийная перегрузка с учётом отключения одного трансформатора по ПЭУ допускается на 140% в течении 5 суток, но не более 6 часов в сутки

при =0,75.

Выбор числа и мощности трансформаторов производится:

– по графику нагрузки потребителя и посчитанным по нему средней и максимальной мощности с учётом допустимой нагрузки в номинальном режиме работы;

– по технико-экономическим показаниям намеченных вариантов числа и мощности трансформатора (рассматриваются не менее 2-х вариантов);

– по категории потребителей, причём учитывается, что потребители I-й категории требуют бесперебойности электроснабжения и надёжного резервирования;

– по экономически целесообразному режиму, то есть режиму с минимальными потерями мощности и энергии в трансформаторах.

Технико-экономическое сравнение вариантов проводится по минимальным ежегодным затратам.

, (10)

где – ежегодные суммарные затраты;

– ежегодные эксплуатационные расходы;

– капитальные затраты;

- нормативный коэффициент экономической эффективности, =0,15

<sub>, (11)

где - стоимость потерь электроэнергии;

- амортизационные расходы;

- стоимость обслуживания и ремонта

, (12)</sub>

где - стоимость 1кВт/ч. электроэнергии;

- годовые потери электроэнергии;

,кВт/ч. (13)

где: - число трансформаторов;

- потери холостого хода, кВт;

- потери короткого замыкания, кВт;

- ток холостого хода, %;

- напряжение короткого замыкания, %;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- коэффициент изменения потерь, кВт/кВАр, кВт/кВАр,

- фактическое время работы трансформатора в году ( );

- время потерь, час;

- коэффициент загрузки трансформатора;

(14)

C_а- стоимость амортизации;

(15)

C_о - стоимость обслуживания и ремонта,

где ; - отчисления на амортизацию обслуживание и ремонт.

Рассчитывается ежегодные затраты для каждого варианта выбора трансформаторы и по минимальным затратам окончательно принимаются число и мощность трансформаторов на подстанции промышленного предприятия.

Используем данные S_max.=152,6; U₁=10кВ; U₂=0,38/0,22кВ;

C=3,56 руб./кВт. ч; k_ип – 0,07; Т_д.-8760ч.; τ – 2700ч.

С учётом категории потребителей принимаем цеховую подстанцию с одним трансформатором.

Для технико-экономического сравнения принимаем два варианта:

Вариант 1 - один трансформатор мощностью 250 кВА;

Вариант 2: - два трансформатора мощностью 100 кВА.

Вариант 1: ;

Вариант 2: .

Каталожные данные трансформаторов сведём в таблицу 3.
Таблица 3 – Каталожные данные для трансформаторов

Вариант	, кВт	Потери кВА		, %.	%.	Стоимость, тыс.руб.
I	250	0,53	3,7	1,0	4.5	168
II	100	0,27	1,97	1,6	4,7	110

Определим капитальные затраты: K, тыс.руб., по формуле:

, (16)

где: n – число трансформаторов, шт.;

K_т.р. – капитальные затраты на установку 1 трансформатора и необходимой аппаратуры, тыс.руб.

Вариант 1: , тыс.руб.

Вариант 2: тыс.руб.

Определяем годовые потери электрической энергии:

Вариант 1: кВт. ч.

Вариант 2: кВт. ч.

Определяем стоимость потерь электроэнергии C_п., тыс.руб., по формуле

(17)

Вариант 1: тыс.руб.;

Вариант 2: тыс.руб..

Определяем амортизационные отчисления C_а, тыс.руб., по формуле

, (18)

где P_а – процент амортизационных отчислений, P_а=6,3 %:

Вариант 1: тыс.руб.;

Вариант 2: тыс.руб..

Определим отчисление на обслуживание C_о, тыс.руб., по формуле

(19)

Вариант 1: тыс.руб.;

Вариант 2: тыс.руб..

Определим суммарные расходы C, тыс.руб., по формуле

, (20)

Вариант 1 , тыс.руб.;

Вариант 2 , тыс.руб..

Определим суммарные затраты З, тыс.руб., по формуле

(21)

Вариант 1: , тыс.руб.;

Вариант 2: , тыс.руб..

По максимальным затратам окончательно принимаем I вариант, то есть один трансформатор типа ТМ-250/10 (6) 0,4 кВ, с обязательным устройством перемычки на низшем напряжении.

2.4 Расчёт и выбор низковольтной сети
При расчёте низковольтной сети выбирается материал, марка и сечение токоведущих жил (проводов, кабелей, шин), способ их прокладки, марка защитных аппаратов (автоматических выключателей или предохранителей). Расчёт производится в табличной форме. Для всех электроприёмников и групп электроприёмников в соответствии с присвоенными им номерами подсчитываются их длительные и пусковые токи.

Длительный ток, I_дл, А, определим по формуле

(21)

где η – коэффициент полезного действия электроприёмника, %.

Пусковой ток, I_п, А, определим по формуле

(22)

где К_п – кратность пускового тока, К_п= 2-7,5.

Пиковый ток для группы электроприёмников определим по формуле

(23)

где I_п.нб – максимальный пусковой ток одного из электроприёмников, А;

– сумма длительных токов остальных электроприёмников, без учёта пускаемого.

Автоматические выключатели и предохранители выбираются по следующим условиям:

для линии без ЭД - I_уст ≥I_дл (24)

для линии с ЭД - I_уст ≥1,25I_дл

для групповой линии с несколькими ЭД - I_уст ≥1,1I_м , где I_м – максимальный ток в линии.