Дипломная работа электроснабжение. Диплом электроснабжение. Система внешнего электроснабжения завода
 Скачать 487.54 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
 ВВЕДЕНИЕ Автомобилестроительный завод - единственное предприятие, которое обладает полным циклом производства легковых автомобилей, который включает штамповку, сварку, окраску, оборудование кузова и сборку автомобиля. На заводе создано и постоянно совершенствуется качественно новое современное высокотехнологичное производство, которое соответствует требованиям международного стандарта ISO 9001 версии 2000 года, и осуществляет значительный вклад в развитие государственной экономики. Динамика развития завода, приоритетами которой являются постоянное стремление совершенствовать собственную продукцию, работа над претворением новых идей в жизнь и расширение модельного ряда автомобилей, говорит о прогрессе создания отечественного автомобиля. Сегодня на базе Запорожского автозавода выпускается широкая гамма современных моделей классов B, C, D, E, S, M - от «Сенса» до «Опеля», «Шевроле» и «Мерседеса». Эти автомобили достойно представляют предприятие в автосалонах, на специализированных выставках и автошоу. В данном курсовом проекте рассчитано электроснабжение автомобилестроительного завода.   Рисунок 1 - Генеральный план завода Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок завода
1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И СРЕДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ На предприятии предусматриваются три рабочие смены. Потребители электроэнергии завода электротехнической продукции относятся к электроприёмникам трёхфазного переменного тока с промышленной частотой 50 Гц, напряжением 0,4/10 кВ. Краткая характеристика среды производственных помещений и потребителей электроэнергии приводится в таблице 2. Таблица 2 - Краткая характеристика среды производственных помещений
2 РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА 2.1 Определение расчетных электрических нагрузок завода 2.1.1 Определение расчетных электрических нагрузок по цехам завода Определение расчетных электрических нагрузок производится по методу коэффициента спроса, в соответствии с которым расчетная активная мощность 1-го цеха, кВт определяется по формуле Ppi = Kc× Pнi (1) где Kci - коэффициент спроса i-го цеха, определяется по [3]; Pнi - номинальная установленная мощность i-го цеха, определяем по заданию, кВт. Расчетная реактивная мощность i-го цеха Qpi, квар определяется по формуле Qpi = tg  ×Ppi (2) где tg i - реактивный коэффициент мощности, соответствующей cos I, определяем по [3]. Расчетная активная мощность освещения i-го цеха Ppoi, кВт определяется по формуле Ppoi = Kcоi×Pуд.oi×Fi (3) где Kcоi - коэффициент спроса для освещения, определяется по [3]; Pуд.oi - удельная мощность, Вт\м2, определяется по [3]; Fi - площадь пола i-го цеха, определяемая по генплану, м2. Полная расчетная нагрузка i-го цеха Spi, кВА определяется по формуле Spi =  (4)Например, произведем расчет нагрузок цеха № 1 по формулам (1) - (4): Pp = 0,5×600 = 300 кВт Qp = 1,02× 300 = 306 квар Ppo = 0,9× 19,5×32500 = 570,37 кВт Spi =  = 922,59 кВАРасчет нагрузок по остальным цехам завода производится аналогично, а результаты расчета представлены в таблице 3. 2.1.2 Определение расчетной электрической нагрузки завода в целом Расчетная полная мощность завода определяется по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов с учетом нагрузки освещения территории завода, потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и на ГПП, с учетом компенсации реактивной мощности. Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки приведены в таблице 3. Суммарные расчетные силовые нагрузки электроприемников 0,4 кВ равны  4747,95 кВт 5031,1 кварОсветительные нагрузки  7839,08 кВтТак как трансформаторы цеховых и главных понизительных подстанций еще не выбраны, то потери мощности  Рт, кВт и Qт, квар в них считаем приближенно по формулам Рт = 0,02×Sp (5) Qт = 0,1× Sp (6)где Sp - полная мощность предприятия, кВА. Полная расчетная мощность предприятия Sp, кВА определяется по выражению Sp =  ² (7)В нашем случае Рт = 0,02×10454,96 = 209,09 кВт Qт = 0,1×10454,96 = 104,54кварSp=  = 10454,96 кВАНеобходимая мощность компенсирующих устройств по заводу в целом Qку, квар определяется по формуле Qку = Pc.r(tg ест- tg н) (8)где Pc.r – среднегодовая активная нагрузка завода, кВт. tg ест = Qр∑×Тмр/(Рр∑×Тма) (9)где Тмр = 4180 ч. - число часов использования максимальной реактивной мощности в год; Тма = 3800 ч. - число часов использования максимальной активной мощности в год; Тг = 6400 ч. - число часов работы персонала в год; Qр, Рр - расчетные реактивная и активная мощности завода с учетом коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки (Кр.м=0,95). Расчетная активная мощность завода Рр  , кВт определяется по выражению Рр = (10)Расчетная реактивная мощность завода QpΣ, квар определяется по выражению QpΣ =  т (11)В нашем случае Рр = 4747,95×0,95 + 7839,08 + 209,09 = 12578,72 кВтQpΣ = 5031,1×0,95 + 10454,96 = 15234,5 квар tg ест = (15234,5×4180)/(12578,72×3800) = 1,33Среднегодовая активная нагрузка завода Pc.r , кВт определяется по формуле и составит Pc.r = (Рр ×Тма)/Тг (12)Pсг = (12578,72 ×3800)/6400 = 7468,61 кВт Qку = 7468,61× (1,33 - 0,33) = 12397,89 квар Не скомпенсированная мощность на шинах 10 кВ Qнеск, квар определяется по выражению Qнеск = QpΣ -Qку (13) Qнеск = 15234,50 - 12397,89 = 2836,61 квар Определяем потери мощности в компенсирующих устройствах DPку, кВт по выражению DPку = 0,2% ×Qку (14) где Руд - удельные потери активной мощности, составляющие 0,2% от Qку. DРку = 0,002× 12397,89 = 24,79 кВт Расчетная нагрузка на шинах 10 кВ ГПП с учетом компенсации реактивной мощности S'p, кВА определяется по выражению S'p=  (15)S'p=  = 12918,77 кВАПотери мощности в трансформаторах ГПП DРт.гпп, кВт и DQт.гпп, квар определяются по приближенным формулам DРт.гпп = 0,02×S'p (16) DQт.гпп = 0,1×S'p (17) DPт.гпп = 0,02× 12918,77 = 258,37 кВт DQт.гпп = 0,1× 12918,77 = 1291,87 квар Полная расчетная мощность завода на стороне высшего напряжения ГПП Sр, кВА определяется по выражению Sр =  (18)Полная расчетная мощность завода на стороне высшего напряжения ГПП составит Sр=  =13679,03 кВа2.2 Расчет картограммы и определение центров электрических нагрузок предприятия 2.2.1 Построение картограммы, определение центра электрических нагрузок и места расположения питающей подстанции Для определения местоположения ГПП, ГРП или РП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещенные на генплане окружности. Причём, площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчётным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха. Главную понизительную и цеховые подстанции следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяжённость, как распределительных сетей высокого напряжения, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии. Площадь круга в определенном масштабе равна расчетной нагрузке соответствующего цеха Pi, кВт и определяется по выражению Pi =p×Ri  ×m (19)Из этого выражения находим радиус окружности Ri, мм Ri =  (20)где Sрi - полная мощность i -го цеха, кВА; m - масштаб для определения площади круга (принимаем равным 0,2 кВА×мм2). Силовые нагрузки до и выше 1000 В изображаются отдельными кругами или секторами в круге. Доля осветительной нагрузки цеха a, град определяется по формуле Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок
a = (Sрoi×360°)/Sрi (21) Например, произведем расчет для цеха № 1 по формулам (20) - (21) Ri =  = 38 ммa = (570,37×360°) / 922,59 = 223° Определяем координаты центра электрических нагрузок комплекса Xo, м и Yo, м по выражениям Xo = (SSрi×Xi) / SSpi (22) Yo= (SSpi ×Yi) /SSpi (23) где Xi, Yi - координаты центра нагрузок I –го цеха, м. В нашем случае Xo = 6933566,55 / 13657,37 = 508 м Yo= 6390553,55 / 13657,37= 468 м Расчетные данные по определению центра электрических нагрузок сводим в таблицу 4.
Таблица 4 - Картограмма нагрузок Вывод по картограмме нагрузок: По полученным значениям координат центра электрических нагрузок (ЦЭН) Хо и Yо намечаем место положения главной понизительной подстанции (ГПП), но в расчётном месте расположить ГПП невозможно из-за наличия построек. Т.о., ГПП завода располагаем с некоторым смещением от найденного расчётным путём центра электрических нагрузок завода в сторону источника питания. 2.3 Расчет внешнего электроснабжения завода 2.3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов для системы внешнего электроснабжения завода На проектируемом предприятии в основном преобладают потребители II категорий по бесперебойности электроснабжения, поэтому для внешнего электроснабжения предусматриваем две линии. Питающие линии выполняются воздушными, так как предприятие находится от источника питания на значительном расстоянии (15 км). В случае сооружения ГПП предусматривается два трансформатора связи с энергосистемой. Выбор мощности трансформаторов ГПП производим по расчетной мощности завода с учетом коэффициента загрузки трансформатора в нормальном и аварийном режимах, а также с учетом перегрузочной способности трансформаторов. Полная расчетная мощность предприятия равна 13679,03 кВА. Намечаем к установке два трансформатора с номинальной мощностью 10000 кВА каждый. Загрузка трансформатора в нормальном режиме Кз, о.е. определяется по выражению Кз = Sp / (2×Sнт) (24) Кз = 13679,03 / (2× 10000) = 0,68 В послеаварийном режиме (отключен один трансформатор), коэффициент загрузки трансформатора Кза, о.е. определяется по выражению Кза = Sp / Sнт (25) Кза = 13679,03 / 10000 = 1,39 Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме при отключении одного из них, по условию 1,4 ×Sнт ³ Sр (26) 1,4× 14000 > 13679,03 Условие (26) выполняется. К установке принимаем два трансформатора по 10000 кВА каждый. Принимаем по [6] трансформатор с Sн = 10000 кВА типа ТДНС-10000/35. 2.3.2 Определение рационального напряжения системы внешнего электроснабжения завода Величину рационального напряжения электроснабжения завода Uрац, кВ приблизительно определяем по следующим формулам: Uрац.нест.= 3×  (27)Uрац = 4,34×  (28)Uрац = 16×  (29)Uрац = 17×  (30)Uрац = 1000 /  (31)В нашем случае: Uрац. нест.= 3  = 18,6 кВUрац = 4,34  = 55,5 кВUрац = 16  = 59,6 кВUрац = 17  = 63,15 кВ Uрац = 1000 / = 66,27 кВРациональное напряжение составляет 35 кВ. Также величину рационального напряжения можно определить по номограммам, представленным в [3], зная схему питания, передаваемую мощность, стоимость 1кВ×ч электроэнергии, расстояние от источника питания до предприятия и напряжение на шинах питающей подстанции энергосистемы. Но ввиду того, что номограммы были разработаны в ценах 1986 - 1987 г., определение рационального напряжения по ним является приближенным. Намечаем следующие варианты напряжений питающих линий системы внешнего электроснабжения завода: а) первый вариант | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||