ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДП. новосибирский государственный технический университет

• Название: новосибирский государственный технический университет
• Анкор: ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
• Дата: 07.12.2020
• Размер: 1.1 Mb.
• Имя файла: ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДП.docx
• Тип: Курсовая; #157846
• страница: 10 из 10

Расчет и оценка отклонений напряжения в электрической сети

1. Расчет потери напряжения во всех элементах сети

При расчете режима распределительных сетей 10 кВ и 0,4 кВ оценку потерь напряжения в элементах удобно представлять в процентах от номинального напряжения. Тогда потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по выражению

где – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки (кВт, квар); – активное и реактивное сопротивление линии (Ом), – номинальное напряжение сети (кВ).

При проектировании и управлении системами электроснабжения, когда отсутствует информация о графиках электрических нагрузок, оценка качества напряжения может быть произведена по двум предельным режимам нагрузки: максимальному и минимальному.

Расчетная схема фрагмента электрической сети системы электроснабжения представлена на рис. 8.



Рис. 8. Расчетная схема

Пояснения к схеме

ЦЭП – центр электрического питания (шины РУ 6(10) кВ);

Л1 – кабельная линия напряжением 6(10) кВ, питающая цеховую ТП;

НВРС – низковольтная (до 1000 В) распределительная сеть;

Л2 – кабель напряжением 380 В, питающий распределительный пункт РП, к которому подключена группа наиболее удаленных электроприемников Эу;

Э_Б – ближайший к шинам ТП электроприемник;

S=P-jQ – нагрузка трансформатора ТП;

Sу=Pу-jQу – нагрузка группы наиболее удаленных электроприемников, подключенных к РП.

В соответствии с рис. 8 для максимального и минимального значений электрической нагрузки расчет режима сети по напряжению производится по следующему алгоритму:

1. 
   Оценивается отклонение напряжения от номинального в центре электрического питания ,
   
2. 
   Рассчитывается потеря напряжения в линии Л1 (см пункт 2.4)
   

Минимальны режим:

Максимальный режим:

3. 
   Определяется отклонение напряжения в узле 2 (перед трансформатором)
   

Минимальны режим:

Максимальный режим:

4. 
   Рассчитывается потеря напряжения в трансформаторе ;
   

Минимальны режим:

Максимальный режим:

5. 
   Определяется отклонение напряжения в узле 3 (за трансформатором) Минимальны режим:
   

Максимальный режим:

6. 
   Принимается положение ПБВ трансформатора, которое позволяет реализовать добавку трансформатора ( ) +7,5%.
   
7. 
   Корректируется отклонение за трансформатором с учетом добавки трансформатора. Дальнейший расчет производится ля минимального режима ;
   
8. 
   Из таблицы 10 и 11 выбирается ЭП с наибольшими потерями (РП1, ЭП4)
   
9. 
   
   
10. 
    
    
11. 
    Рассчитывается отклонение напряжения в узле 4
    

По расчетам видим, что потери не выходят за пределы допустимых значений, соответственно система работает нормально.

2. Построение диаграмм отклонений напряжения

Рис. 9. Эпюры отклонений напряжений

5. Расчет и оценка потерь мощности и электроэнергии в электрической сети

   1. Расчет потерь активной мощности и электроэнергии во всех элементах сети

Потери активной мощности в трехфазной линии электропередачи при симметричной нагрузке и без учета поперечной составляющей (потери на корону) определяются по выражению

(5.1)

Потери активной мощности в трансформаторах оцениваются по их паспортным характеристикам

(5.2)

Для оценки потерь активной мощности по отношению к передаваемой мощности необходимо

(5.3)

где – расчетная активная мощность, протекаемая по данному элементу электрической сети.

Пример расчета для Л1:

По формуле (5.1):

По формуле (5.3):

Все рассчитанные данные сведем в Таблицу 17

2. Расчет потерь активной мощности и электроэнергии в элементах сети, обусловленных передачей реактивной мощности

Расчет потерь активной мощности и электроэнергии в элементах сети, обусловленных передачей реактивной мощности, осуществляется по аналогичным выражениям при замене полной расчетной мощности ее реактивной составляющей

(5.4)

(5.5)

Оценка величины потерь электроэнергии в элементах сети, обусловленных передачей реактивной мощности, по отношению к полным потерям электроэнергии в элементах сети производится по выражению

(5.6)

Пример расчета для Л1:

По формуле (5.4):

По формуле (5.6):

Все рассчитанные данные сведем в Таблицу 17

Таблица 17

Потери мощности в электрической сети

	P, кВт	Q, кВар	R, Ом/км	L, км	dP, кВт	dW, %	dP(Q), кВт	dW(Q), %
Л1	1178,3	891,3	0,536	0,41	4,80	0,41	1,75	36,39
к РП1	38,5	27,1	0,894	0,042	0,52	1,35	0,17	33,13
к РП2	24,1	16,6	0,894	0,024	0,11	0,48	0,04	32,18
к РП3	51	9,7	0,447	0,024	0,18	0,35	0,01	3,49
Л3	10	17,3	1,95	0,17	0,83	8,27	0,62	74,96
	P, кВт	Q, кВар	dPкз, кВт	dPхх, кВт	dP, кВт	dP, %	dP(Q), кВт	dP(Q), %
Тр-тр	158,3	178,3	3,1	0,45	7,33	4,63	4,30	58,63

Заключение

Результатом выполнения данной курсовой работы можно считать спроектированную систему электроснабжения промышленного предприятия с двумя цехами – токарным и металлопокрытным.

Методом упорядоченных диаграмм была получена расчетная нагрузка данных цехов Sр=233,22 кВА.

Для электроснабжения цехов необходимо понизить напряжение центра питани 10 кв до напряжения 0,4 кВ. Для этого по преобразованному в двухступенчатый графику нагрузке был выбран и проверен по ГОСТ 14209-85 силовой понижающий трансформатор ТМГ-160/10/0,4.

Далее был произведены расчет и проверка высоковольтного оборудования и линий:

• 
  Л1 – АСБ с резиновой и пластмассовой изоляцией с 3 алюминиевыми жилами 50 мм2
  
• 
  Линейный выключатель ВР1-10/630
  
• 
  Выключатель нагрузки ВНП-10/630 20У3
  
• 
  Предохранитель ПКТ-П-VK У3
  

Все выбранное оборудование благополучно прошло проверку по условию динамического действия тока трехфазного короткого замыкания, равного 22,5 кА.

Так же были выбрано, рассчитано и проверено все оборудование для низкой стороны:

• 
  РП1, РП2 – ПР11-3046-21-У3
  
• 
  ПР3 – ПР11-3051-21-У3
  
• 
  ШП1 и ШП2 BD01-125 и 160 соответственно
  
• 
  Л2 (от ТП к РП) медные провода АВВГ с 5 жилами и сечениями 35, 35, 70 мм2 соответственно
  
• 
  Л3 (от РП к ЭП) медные провода АВВГ с 5 жилами
  
• 
  Для силовой питающей сети были выбраны автоматические выключатели ВА57-31/35
  
• 
  Для силовой распределительной сети были выбраны автоматические модульные выключатели ВА47-29 с разными характеристиками (B, C, D) и разными номинальными токами
  

Для окончательной проверки были рассчитаны потери напряжения во всех элементах сети и выбрано добавочное ЭДС за трансворматором, для регулировки. Eдоб=7,5%. Итоговое отклонение напряжение в узле 4 равно -0,05%, что является нормой.

Потери мощности в сети так же не превышают 5% (потери в тр-ре 4,6%, на линиях 0,35-1,3%)

После выбора оборудования и проверки системы по потерям напряжения и мощности была составлена однолинейная схема (Приложение 4).

Список использованных источников

1. 
   Системы электроснабжения: учеб. пособие / Н.П. Гужов, В.Я. Ольховский, Д.А. Павлюченко. – Ростов н/Д : Феникс, 2011.
   
2. 
   Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных установок: Учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
   
3. 
   http://elteh.ru/products/9/48/?yclid=7579210747824578688
   
4. 
   http://eprodukt.nt-rt.ru/images/manuals/11-1.pdf
   
5. 
   http://optivolt.ru/d/33208/d/predohraniteli-plavkie-vysokovoltnye-serii-pkt-vk.pdf
   
6. 
   https://www.eprussia.ru/epr/97/7254.htm
   
7. 
   Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
   
8. 
   Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
   
9. 
   http://schit71.ru/punkt-raspredelitelnyy-pr11.html
   
10. 
    http://shinoprovod.ru/upload/iblock/833/8334af17de05550883c043502e0fd4af.pdf
    
11. 
    Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
    
12. 
    Правила устройства электроустановок. 7-е издание. – Министерство Энергетики РФ, М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
    

9. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. / Под общ. ред. А.А. Федорова. Т.1. Электроснабжение. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

10. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. / Под общ. ред. А.А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

11. 
    Электротехнический справочник: В 4-т. / Под ред. В.Г. Герасимова и др. – 9-е изд., стер. – М.: Изд-во МЭИ: т.3: Производство, передача и распределение электрической энергии, 2004.
    
12. 
    ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки. – М.: Госстандарт, 1985
    

Приложение

Приложение 1. Схема цеха с установленными ТП и РП



Приложение 2. Время-токовые характеристики ВА57-35



Приложение 3. Время-токовые характеристики ВА47-29



Приложение 4. Схема электросети