Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод»

 

,                               (46)

 

где с - постоянная времени апериодической составляющей; tоткл = 0,1 с - время отключения к.з. выключателем ВПМ-10;

Ст = 95 - термический коэффициент по справочным данным [5].

Поскольку выбран кабель минимального сечения ААШв 3 х 35  т.е. сечение фазной жилы   35 мм2 и 35<71, то кабель не прошел проверку по термической стойкости. Увеличим сечения кабелей до допустмых размеров ААШв 3 х 95.

 

8 Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных электроприемников

 

Качество  напряжение зависит от потерь напряжения в отдельных элементах питающей сети. Отклонения напряжения согласно ГОСТ не должны выходить в нормальном режиме работы, за пределы:

     1) (-2,5 ÷ +5) % от  Uном – для освещения.

     2) (-5 ÷ +10) %  от  Uном – на зажимах двигателей.

      3) (-5 ÷ +5) %  от  Uном – на зажимах остальных электроприемников.

  Отклонение напряжения на каждом  участке определяем по формуле:

 

,                                                            (47)

 

    Отклонения напряжения будем  рассчитывать в максимальном  и минимальном режиме для самого  мощного и самого удаленного  электроприемника от ГПП.

По результатам расчетов строится эпюра отклонений напряжения (рисунок 5, 6).

Потери напряжения для разных элементов схемы находятся следующим образом:

Потери в трансформаторе:

 

,                                                         (48)       

                                        

где  - отношение фактической нагрузки одного трансформатора к его номинальной мощности в рассматриваемом режиме работы;

  –  активная составляющая напряжения КЗ, %;

   –  реактивная составляющая напряжения КЗ, %.

Для кабельных линий:

 

 .                                                     (49)

 

 

8.1 Анализ качества напряжения силовой сети

 

8.1.1 Самый мощный электроприемник

 

 

а) максимальный режим: 

 

UИП=1,05∙Uном=1,05∙10=10,5 кВ.

U0=10,5 кВ;

 

0-1:

;

;

L=0,024 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imax =168 А.

 

 В;

 

 В.                              

 

1-2:

;

;

L=0,225 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imax =87 А.

 

 В;

 

 В.                              

 

2-3:

;

;

Коэффициент загрузки трансформатора: .

Активное напряжение:

 

. 

 

Реактивное напряжение:

 

.

 

Потери в трансформаторе:

 

,

 

ΔUт = (ΔUт% /100) · 10000 = (2,25/100)·10000 = 225 В;

 

 В.

 

Отклонение напряжения:

 

,

 

,

 

.

 

б) минимальный режим: 

 

UИП=Uном=10 кВ.

 

0-1:

;

;

Ток в минимальном режиме:  Imin А.

 

 В;

 

 В.

 

1-2:

;

;

L=0,225 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imin А. 

 

 В;

 

 В.                              

 

2-3:

;

;

Коэффициент загрузки трансформатора:

 

;

 

Активное напряжение:

 

. 

Реактивное напряжение:

 

.

 

Потери в трансформаторе:

 

,

 

ΔUт = (ΔUт% /100) · 10000 = (1,1/100)·10000 = 110 В;

 

  В.

 

Отклонение напряжения:

 

,

 

,

 

.

 

в) послеаварийный режим: 

 

UИП=1,05Uном=10,5 кВ.

 

U0=10,5 кВ;

 

0-1:

;

;

Ток в послеаварийном режиме:   Iав А.

 

 В;

 

 В.

 

1-2:

;

;

L=0,225 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Iав А. 

 

 В;

 

 В.                              

 

2-3:

;

;

Коэффициент загрузки трансформатора:

 

.

 

Активное напряжение:

 

. 

Реактивное напряжение:

 

.

 

Потери в трансформаторе:

 

,

 

ΔUт = (ΔUт% /100) · 10000 = (4,46/100)·10000 = 446 В;

 

  В.

 

Отклонение напряжения:

 

,

 

,

 

.

 

8.1.2 Самый удаленный электроприемник

 

 

 

а) максимальный режим: 

 

UИП=1,05∙Uном=1,05∙10=10,5 кВ.

 

U0=10,5 кВ;

 

0-1:

;

;

L=0,024 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imax =168 А.

 

 В;

 

 В.                               (66)

 

1-2:

;

;

L=0,225 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imax =87 А.

 

 В;

 

 В.                              

 

2-3:

;

;

L=0,093 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imax =40,1 А.

 

 В;

 

 В.                              

 

3-4:

;

;

Коэффициент загрузки трансформатора: .

Активное напряжение:

 

. 

 

Реактивное напряжение:

 

.

 

Потери в трансформаторе:

 

,

 

ΔUт = (ΔUт% /100) · 10000 = (2,97/100)·10000 = 297 В;

 В.

 

Отклонение напряжения:

 

,

 

,

 

,

 

.

 

б) минимальный режим: 

 

UИП=Uном=10 кВ.

 

0-1:

;

;

Ток в минимальном режиме:  Imin А.

 

 В;

 

 В.

 

1-2:

;

;

L=0,225 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imin А. 

 

 В;

 

 В.                              

 

2-3:

;

;

L=0,093 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Imin А. 

 

 В;

 

 В.

 

3-4:

;

;

Коэффициент загрузки трансформатора:

 

;

 

Активное напряжение:

. 

 

Реактивное напряжение:

 

.

 

Потери в трансформаторе:

 

,

 

ΔUт = (ΔUт% /100) · 10000 = (1,44/100)·10000 = 144 В;

 

  В.

 

Отклонение напряжения:

 

,

 

,

 

,

 

.

 

в) послеаварийный режим: 

 

UИП=1,05Uном=10,5 кВ.

 

U0=10,5 кВ;

 

0-1:

;

;

Ток в послеаварийном режиме:   Iав А.

 

 В;

 

 В.

1-2:

;

;

L=0,225 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Iав А. 

 

 В;

 

 В.       

                      

2-3:

;

;

L=0,093 км; 

  Ом/км;  

 Ом/км;

Iав А. 

 

В;

 

 В.

 

3-4:

;

.

 

Коэффициент загрузки трансформатора:

 

;

 

Активное напряжение:

 

. 

 

Реактивное напряжение:

 

.

 

Потери в трансформаторе:

 

,

 

ΔUт = (ΔUт% /100) · 10000 = (5,93/100)·10000 = 593 В;

 

  В.

 

Отклонение напряжения:

 

,

 

,

 

,

 

.

 

Рисунок 5 – Эпюры отклонений напряжения для самого мощного потребителя

 Рисунок 6 - Эпюры отклонений напряжения для самого удаленного потребителя

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате дипломного проектирования была разработана система электроснабжения машиностроительного завода. На основе расчетных нагрузок завода была построена картограмма электрических нагрузок и определен ЦЭН. С учетом ЦЭН было выбрано место расположения КТП. В ходе разработки системы питания завода было проведено технико-экономическое сравнение устройства высшего напряжения (УВН). В результате принята лучевая схема.  Были выбраны число и мощности КТП, способ канализации электроэнергии и сечения кабелей питающий КТП.

Для обеспечения надежности и безопасности применены средства автоматики и защиты отдельных элементов системы электроснабжения.

В результате проведенных расчетов была разработана система электроснабжения машиностроительного завода, отвечающая всем необходимым требованиям по бесперебойности и надежности электроснабжения с минимальными потерями электроэнергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Аракелов В.Е. Комплексная оптимизация энергоустановок промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 326с.
2. Волжский кабель - кабельная компания: http://volcable.ru/katalog-produktsii/kabeli-silovyie-s-bumazhnoy-izolyatsiey/aashv.
3. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки. – М.: Госкомитет по стандартам, 1987. – 30с.
4. ГОСТ 27514-87. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. – М.: Госкомитет по стандартам, 1988. – 40с.
5. Кудрин Б.И., Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1988.- 420 с.
6. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 528 с.
7. Любушин Н.П., Лещева В.Б., Дьякова В.Г. Анализ финансово-экономической деятельности предприятия: Учеб. пособие для вузов / Под ред. проф. Н.П. Любушина. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. – 471с.
8. МРСК Сибири – Тарифы на услуги по передачи электрической энергии: http://www.mrsk-sib.ru/index.php?option=com_content&view=category&layout= blog&id=1386&ltemid=2647&lang=ru24.
9. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608с.
10. Об оптимизации систем промышленного электроснабжения. Поликарпов Е.А. // Промышленная энергетика. 2001. N 8.
11. ООО "СК-Энерго": http://www.sk-energo.energoportal.ru/vyklyuchatel-maslyanyj-vmp-10-630-822393.html.
12. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов: Учеб. пособие для студентов электроэнергет. спец. вузов, 2-е изд., перераб. и доп./ В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперно и др.; Под ред. В.М. Блок. – М.: Высш. шк., 1990. – 383с.
13. Правила устройства электроустановок. Шестое издание, с изменениями, исправлениями и дополнениями, принятыми Главгосэнергонадзором РФ в период с 01.01.92. по 01.12.99. СПб., ООО «Издательство ДЕАН», 1999. – 925с.
14. Расчет электрических нагрузок, выбор главных схем и оборудования промышленных предприятий: Учеб. пособие / В.К. Грунин, С.Г. Диев, В.В. Карпов, В.Ф. Небускин, В.К. Федоров, А.В. Щекочихин; Под общ. ред. В.К.Грунина. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 104с.
15. Рекомендации по проектированию и эксплуатации систем электроснабжения новых, расширяемых и реконструируемых нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Под ред. В.И. Старостина. – 2-е изд. – М.: Миннефтехимпром СССР,1983. – 140с.
16. Руководящий технический материал. Указания по расчету электрических нагрузок. РТМ 36.18.32.4-92. – М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1992. – 26с.
17. Сергеев А.А. Экономические основы бизнес планирования: Учеб. пособие для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА,1999. – 303с.
18. СниП IV-16-84. Правила определения сметной стоимости строительства. – М.: Госкомитет по стандартам, 1984.
19. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. – Л., «Энергия», 1976. – 384с.
20. Справочная книга по светотехнике/Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: Энер-гоатомиздат, 1983. – 472с.
21. Справочник: Комплектные электротехнические устройсва. –М.:Энергоатомиздат,1999.
22. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576с. – (Электроуста-новки промышленных предприятий / Под общ. Ред. Ю.Н. Тищенко и др.)
23. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ В.В.Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энерго-атомиздат, 1985. – 352с.
24. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т.1. Электроснабжение / Под общ. Ред. А.А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 568с.
25. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т.2. Электрооборудование / Под общ. Ред. А.А. Федорова. – М.: Энергоатом-издат, 1987. – 592с.
26. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энерго-атомиздат, 1984. – 472с.
27. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368с.
28. Экономика предприятия: Учебник /Под ред. проф. О.И. Волкова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ИНФРА-М, 1999. – 520с.
29. Электрические системы, т.2. Электрические сети. Под ред. В.А. Веникова. Учеб. пособие для электроэнерг. Вузов. М., Высш. шк., 1971. – 440с.