СЭС промышленных предприятий СамГТУ

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего Профессионального Образования

 

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра “Электроснабжение промышленных предприятий”

 

 

 

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

                                             Вариант № 7

 

 

Выполнил студент : Тракнов А.А. группа 1/3

 

Руководитель: Миронов С.Ф.

 

Самара 2013г. 

Рис.1 Исходные данные. Генеральный план машиностроительного завода 
1. Определить методом упорядоченных диаграмм расчетную электрическую нагрузку учебно – производственных мастерских завода (позиция №1 на генплане). Исходные данные из табл.1 методички.

Вариант 5

Установленная мощность одного электроприемника Рном, кВт	Колическтво электроприемников n	Коэффициент использования активной мощности Ки	Коэффициент мощности
			cos φ	tg φ
5	8	0,12	0,4	5
20	8	0,14	0,5	20
40	10	0,17	0,65	40
60	6	0,7	0,95	60
28	15	0,65	0,8	28
14	5	0,05	0,5	14
10	2	0,35	0,4	10

 

 

Здесь .

Остальные значения tgφ рассчитываются аналогично.

Средняя мощность за наиболее загруженную смену

4. Здесь Ки > 0,6 следовательно Кмакс = 1

5. Здесь Ки > 0,6 следовательно Кмакс = 1

Нагрузку делим на две группы:

1 группа с Ки<0,6;

2 группа с Ки>0,6.

1 группа:

Эффективное число электроприемников определим по точной формуле, согласно Л [1, стр.49].

 

Среднее значение коэффициента использования

 

Из Л [1, стр.48] находим для nэф=32 и Ки.ср=0,15 , Км=1,32

Расчетная (максимальная) нагрузка

                           т.к. nэф>10

 

 

Решить ряд задач, возникающих при проектировании системы электроснабжения машиностроительного завода, генеральный план которого приведен на рис.1.

2 группа

Для электроприемников с практически постоянным графиком нагрузки в длительном режиме работы, у которых Ки≤0,6, значение Км=1.

 

.

Суммарная нагрузка по двум группам:

 

.

Определим расчетный ток:  

 

2. Выбрать число и мощность  трансформаторов цеховых подстанций.

Исходные данные приведены в таблице 2 методических указаний.

№1 Учебно-производственные мастерские Pн = 651,13 кВт;

№2 Цех холодной обработки металлов  Pн = 3200 кВт;

№3 Штамповочный цех Pн = 2000 кВт;

№4 Сборочный  цех Pн = 1000 кВт;

№5 Экспериментальный цех Pн = 1100 кВт;

№6 Гальванический цех Pн = 4000 кВт;

№7 Компрессорная  

4 синхронных двигателя  СТД Pн = 12500 кВт.

№8 Термический цех  Pн = 4800 кВт;

№9 Цех точного стального литья Pн = 3200 кВт;

№10 Сварочный цех  Pн = 1000 кВт;

№11 Модельный цех  Pн = 1200 кВт;

 

Естественный коэффициент мощности cosφ на шинах 0,4 кВ трансформаторных подстанций всех цехов (за исключением учебно – производственных мастерских) равен 0,88. По требуемой степени надежности питания электроприемники завода относятся ко 2-й категории.

Ориентировочный выбор числа мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности σн нагрузки из Л [2, стр.102]:

σн=Sр/F,

где Sр – расчетная нагрузка цеха, кВА, F – площадь цеха, м2.

При плотности нагрузки напряжением 380 В до 0,2 кВА/м2 целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 кВА. При плотности более 0,3 кВА/м2 целесообразно применение трансформаторов мощностью 2500 кВА/м2, согласно Л[2, стр.102]:

,

где N – число трансформаторов; k3 – коэффициент загрузки трансформатора. При преобладании нагрузок 2 категории k3=0,7÷0,8.

,

где Sр, Рн и Qн – номинальная нагрузка цеха.

,

cosφ=0.88 

cosφ=0.74

 

№1 Учебно-производственные мастерские

 

 

выбираем трансформатор SН=1000 кВА,

принимаем 1 трансформатор.

№2 Цех холодной обработки металлов

 

 

 

выбираем трансформатор SН=2500 кВА,

принимаем 2 трансформатора.

№3 Штамповочный  цех 

 

 

выбираем трансформатор SН=2500 кВА,

принимаем 1 трансформатор.

№4 Сборочный  цех

 

 

выбираем трансформатор SН=1600 кВА,

принимаем 1 трансформатор.

№5 Экспериментальный  цех

 

 

выбираем трансформатор SН=1600 кВА,

принимаем 1 трансформатор.

№6 Гальванический цех

 

 

выбираем трансформатор SН=2500 кВА,

принимаем 2 трансформатора.

№7 Компрессорная. Питание осуществляется от ГПП.

 

выбираем трансформатор SН=2500 кВА,

принимаем 2 трансформатора

№8 Термический цех

 

 

выбираем трансформатор SН=2500 кВА,

принимаем 3 трансформатора.

 

№9 Цех точного стального литья

 

 

выбираем трансформатор SН=2500 кВА,

принимаем 2 трансформатора.

№10 Сварочный цех

 

 

выбираем трансформатор SН=1600 кВА,

принимаем 1 трансформатор.

№11 Модельный цех.

 

 

выбираем трансформатор SН=1600 кВА,

принимаем 1 трансформатор.

3. Определить расчетную  электрическую нагрузку завода, выбрать число, мощность трансформаторов  главной понизительной подстанции  и место её расположения.

Расчетная нагрузка завода Sп.з. определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных цехов с учетом разновременности максимумов нагрузки Кр.м. (0,95-1), при этом учитываются потери мощности ∆Р и ∆Q в цеховых трансформаторах и кабельных линиях. Потерями мощности  ∆Рк.л. и ∆Qк.л. в кабельных линиях можно пренебречь, тогда

 

Потребная мощность компенсирующих устройств выбирается из условия:

 

 

 

 

Мощность конденсаторных батарей Qк.б определяется из выражения:

 

где QС.Д – реактивная мощность, генерируемая синхронными двигателями компрессорной.

Реактивная мощность одного синхронного двигателя определяем из выражения:

 

где РС.Д.НОМ. – номинальная мощность синхронного двигателя;

βС.Д. – коэффициент загрузки по активной мощности, принимаем 0,8;

tgφ – номинальный коэффициент реактивной мощности, определяется из значения cosφ = 0,9, tgφ = 0,44.

,

 

 

 

 

 

.

Потери в трансформаторах находятся по формулам:

 

 

Расчетная нагрузка Sр.з является основной для выбора числа и мощности трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП).

Выбор осуществляется по Л[2, стр.85] по условию:

 

 

Из [3, стр.147] выбираем 2 трансформатора типа ТД-25000/110.

SНОМ.ТР=25 МВА; UВН=121 кВ; UНН=10,5 кВ.

В аварийных условиях оставшийся в работе трансформатор должен быть проверен на допустимую перегрузку

 

 

 

Условие выполняется.

Для определения места расположения ГПП на генеральный план наносится картограмма нагрузок, затем определяется центр электрических нагрузок (ЦЭН). (рис.2).

Нанесем окружность в масштабе, соответствующую полной мощности для каждого цеха.

Sмм = S кВа  

 рассчитаем для каждого цеха.

1. Учебно – производственные мастерские

 

  2. Цех холодной обработки металлов

 

 

3 Штамповочный  цех 

 

4. Сборочный  цех 

 

5 Экспериментальный  цех 

 

6 Гальванический цех 

 

7 Компрессорная. Питание осуществляется  от ГПП.

 

8 Термический цех

 

9 Цех точного стального литья 

 

10 Сварочный цех 

 

11 Модельный цех.

 

Координаты центра электрических нагрузок определим по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Картограмма нагрузок завода

т.А – центр электрических нагрузок

Невозможно расположить ГПП в центре электрических нагрузок, поэтому выбираем место расположения с учетом расположения районной подстанции, по заданию для 7 варианта районная подстанция располагается в юго – восточном направлении относительно геометрического центра генплана.

Для внешнего электроснабжения применим схему выключателей на разъединителях отделителях и короткозамыкателях на стороне 110 кВ, схему с одной секционированной системой шин на стороне 10 кВ.

Рис.3

Для внутреннего электроснабжения питание цеховых подстанций выполним преимущественно по комбинированным схемам.

4. Выбрать марку и определить  сечение кабельных линий.

Сечение и марку кабеля выбрать для двух любых из распределительных линий, отходящих от шин 10кВ ГПП. Число часов использования максимума нагрузок для 7 варианта τ= 2500 ч/год (по табл.3).

Сечение кабельных линий выбираем по экономической плотности тока.

 

F – экономическое сечение;  IР – расчетный ток кабельной линии; jэк – экономическая плотность тока, определяется по ПУЭ табл.1.3.36;

jэк=2,5 А/мм2 для τ=2500 ч/год.

 

Sр - расчетная мощность цеха; UН – номинальное напряжение.

Рассчитаем сечение кабеля для трех трансформаторов, подключенных по магистральной схеме для цеха штамповки №3.

 

Из ПУЭ 7изд. табл.1.3.6 выбираем кабель ВВГнг 5х25 с Iдл.доп=63 А>54,2 А.

 

Рассчитаем сечение кабеля для двух трансформаторов, подключенных по магистральной схеме для цеха обработки металла  №2.

 

Из ПУЭ 7изд. табл.1.3.6 выбираем кабель ВВГнг 5х90 с Iдл.доп=330 А>274,9 А.

 

Рис.4 Схема прокладки кабельной трассы по территории завода 
Рис.5 Схема электрическая принципиальная электроснабжения завода

 

Список используемой литературы:

1. Справочник по проектированию электроснабжения/Под ред. Ю.Г.Барыбина и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.;
2. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования/А.А.Федоров, Л.Е.Старкова.-М.: Энергоатомиздат, 1990;
3. Электрическая часть электростанций и подстанций/Б.Н.Неклепаев, И.П. Крючков.-М.: Энергоатомиздат, 1989;
4. Правила устройства электроустаново: Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7.-Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2010.-464с., ил.