Федеральноеагентство по образованию
Государственноеобразовательное учреждение
среднегопрофессионального образования
«Каменск-Уральскийполитехнический колледж»
Курсовой проект
по дисциплине «Электроснабжение отрасли»
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО
ЗАВОДА
Выполнил: Абдрахманов Р.Ф.
Проверил: Демина Т.Л.
2009
Тема 1. ЭСН и ЭО ремонтно-механического цеха. Краткая характеристикапроизводства и потребителей ЭЭ
Ремонтно-механическийцех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов,выбывающих из строя.
Онявляется одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающегометалл РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонтаоборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехепредусмотрены помещения для трансформаторный подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной,складов, сварочных постов, администрации и пр.
РМЦполучает ЭСМ от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП доцеховой ТП – 0,9 км, а от энергосистемы (ЭСН) до ГПП – 14 км. Напряжение на ГПП- 6 и 10 кВ.
Количестворабочих смен — 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.
Грунт врайоне РМЦ — чернозём с температурой +20 °С. Каркас здания сооружен изблоков-секций длиной 6 м каждый.
Размерыздания АхВхН=48х28х9м.
Вспомогательныепомещения двухэтажные высотой 4 м.
Переченьоборудования цеха РМЦ дан в таблице 1.
Мощностьэлектропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Таблица1. Перечень ЭО ремонтно-механического цеха№ на пле Наименование ЭО Вариант Примечание
Рэп, КВТ 1,2 Вентиляторы 55 3.5 Сварочные агрегаты 14 ПВ = 40% 6.8 Токарные автоматы 10 9…11 Зубофрезерные станки 20 12.14 Круглошлифовальные станки 5 15…17 Заточные станки 1,5 1-фазные 18,19 Сверлильные станки 3,4 1-фазные 20…25 Токарные станки 12 26,27 Плоскошлифовальные станки 17,2 28…30 Строгальные станки 4,5 31…34 Фрезерные станки 7,5 35…37 Расточные станки 4 38,39 Краны мостовые 30 ПВ = 60%
Задание №1Электроснабжениеремонтно-механического завода
Выполнить проектэлектроснабжения ремонтно-механического завода согласно заданию на курсовоепроектирование.
Сведения об установленноймощности электроприёмников и другие данные приведены в таблице 1, 2, 3, 4.
Таблица №1Наименование цеха, отделения, участка
Установленная мощность Руст электроприёмников напряжением 0,4 кВ, кВт Приведённое число электроприёмников nэ
Кu Cos φ Группа А Группа В 1. Гараж и зарядная станция – 10 – 0,2 0,64 2. Компрессорная станция 82 380 6 0,7 0,6 3. Заготовительный участок 55 – 6 0,3 0,65 4. Электроремонтный цех 69 295 8 0,2 0,64 5. Прессово-сварочный цех 636 48 44 0,4 0,7 6. Сантехнический участок 40 42 5 0,5 0,75 7. Наполнительная 48 168 5 0,5 0,75 8. Механический цех 1370 257 35 0,2 0,6 9. Насосная станция 110 210 20 0,7 0,6 10. Ремонтно-механический цех 664 – 39 0,2 0,6 11. Столярный цех 38 210 11 0,3 0,65 12. Гальванический цех 150 268 28 0,5 0,8 13. Литейный цех 293 210 38 0,2 0,85 14. Административный цех 58 98 8 0,5 0,75 15. Столовая 77 220 10 0,5 0,8 16. Склад готовой продукции 60 44 6 0,5 0,7
Таблица №2Наименование цеха, отделения, участка
Данные высоковольтных электроприемников Вид Установленная мощность одного эл. приемника Количество электроприемников
U
в кВ Рабочие Резервные 1. Компрессорная станция Синхронные электродвигатели 630 кВт 1 2 6
Таблица №3Дополнительные данные для расчетов Расстояние от предприятия до подстанции энергосистемы, км Существующие уровни напряжения на подстанции энергосистемы, кВ Мощность КЗ на шинах подстанции энергосистемы Sкз, МВА, при Коррозийная активность грунта предприятия Наличие блуждающих токов в грунте предприятия Наличие колебаний и растягивающих усилий в грунте предприятия U1 U2 U1 U2 25 35 110 680 2000 Средняя Есть Есть
Содержание
Введение
1. Категории надёжности электроснабженияпредприятия
2. Расчёт нагрузок
2.1 Расчет нагрузок цеха
2.2 Расчет нагрузок на стороне 0,4 кВпредприятия
2.3 Расчёт нагрузок на стороне 10(6)кВ ГПП
3. Выбор напряжения и схемы
3.1 Выбор напряжения и схемывнутрицеховых сетей
3.2. Выбор напряжения и схемы внутризаводскихсетей
3.3 Выбор напряжения и схемы внешнегоэлектроснабжения
4. Выбор трансформаторов
4.1. Выбор числа и мощноститрансформаторов ЦТП
4.2. Выбор трансформаторов ГПП
5. Расчёт токов короткого замыкания
6. Расчёт линий электропередачи
6.1 Расчет кабельных линий 10(6) кВ
6.2 Расчёт линий питающих предприятие
6.3 Расчет сборных шин ГПП
7. Выбор высоковольтного оборудования
7.1 Выбор высоковольтного выключателясо стороны 6(10) кВ
7.2 Выбор разъединителя со стороны35(110) кВ
7.3 Выбор короткозамыкателя
7.4 Выбор отделителя
7.5 Выбор измерительныхтрансформаторов
8. Расчёт стоимости электроэнергии
Заключение
Список использованных источников
Введение
Электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающейотраслью страны. В ее состав входят более 700 электростанций общей мощностью 215,6млн. кВт; в отрасли работают более 1 млн. человек
Стратегия развития отечественной энергетики предусматривает дальнейшийрост производства электроэнергии всеми электростанциями России. К 2015 г. намечаетсядостичь годовой выработки электроэнергии 1460 млрд. кВт-ч.
Основными потребителями электроэнергии являются промышленныепредприятия и гражданские здания. Они расходуют более 78 % всей электроэнергии,вырабатываемой в нашей стране.
Ввод в действие новых предприятий, расширение существующих,рост их энерговооруженности, широкое внедрение различных видовэлектротехнологий во всех отраслях производств, огромное жилищное строительствовыдвигают проблему рационального электроснабжения потребителей.
Системой электроснабжения называют совокупность установок длявыработки, распределения и потребления электроэнергии.
Система распределения большого количества электроэнергии должнаобладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейшихдостижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятийи гражданских зданий должно основываться на использовании современного конкурентоспособногоэлектротехнического оборудования и прогрессивных схем питания, широком примененииавтоматизации.
Современное электрооборудование требует качественное инадежное электропитание. Получение электроэнергии требует больших материальныхзатрат от государства и приводит к нарушению экологии. Поэтому передэнергетикой ставится проблема экономии электроэнергии.
Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергииявляется компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источниковреактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности,местоположения и способа автоматизации. Также более экономичны сети и установкитрёхфазного тока с частотой 50 Гц по сравнению с сетями и установками однофазногоприменения, т.к. от трехфазных сетей могут питаться как однофазные, так и трехфазныепотребители.
Наряду с трехфазным током в некоторых отраслях применяют постоянныйток, который получают путем выпрямления переменного тока. В большинстве случаевэто электролизные установки химической промышленности и цветной металлургии, а также железнодорожный и городской электротранспорт.
В современных условиях главнымизадачами специалистов, осуществляющих проектирование, монтаж и эксплуатацию современныхсистем электроснабжения промышленных предприятий и гражданских зданий, являютсяправильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределениеэлектроэнергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, качестваэлектроэнергии на зажимах электроприёмников, электромагнитной совместимости приемниковэлектрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальныхресурсов.
1. Категориянадёжности электроснабжения предприятия
Категории электроприёмников по надежности электроснабжения определяютсяв процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации,а также технологической части проекта.
В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприёмникиразделяются на следующие 3 категории (ПУЭ п. 1.2).
Электроприемники первой категории — электроприёмники, перерыв электроснабжениякоторых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасностигосударства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологическогопроцесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства,объектов связи и телевидения.
Из состава электроприёмников первой категории выделяетсяособая группа электроприёмников, бесперебойная работа которых необходима длябезаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей,взрывов и пожаров.
Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывностьтехнологического процесса или если резервирование электроснабжения экономическинецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование,например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов,специальных устройств безаварийного останова технологического процесса,действующих при нарушении электроснабжения.
Электроприёмники второй категории — электроприёмники, перерывэлектроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовымпростоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальнойдеятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Электроприёмники второй категории в нормальных режимах должны
обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимнорезервирующих источников питания.
Электроприёмникитретьей категории — все остальные электроприёмники, не подпадающие под определения первой и второйкатегорий.
Для электроприемниковтретьей категории электроснабжение может выполняться от одного источникапитания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта илизамены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.Наименование цеха, отделения, участка. Категория надёжности 1. Гараж и зарядная станция III 2. Компрессорная станция
II 3. Заготовительный участок III 4. Электроремонтный цех III 5. Прессово-сварочный цех
II 6. Сантехнический участок III 7. Наполнительная III 8. Механический цех
II 9. Насосная станция
II 10. Ремонтно-механический цех III 11. Столярный цех III 12. Гальванический цех
II 13. Литейный цех
II 14. Административный цех
II 15. Столовая III 16. Склад готовой продукции III
Определение категории надежности
2 Расчётнагрузок
2.1 Расчетнагрузок цеха
Для расчета нагрузокпотребителей 0,4 кВ предприятия необходимо определить нагрузки цехов.
Произведем расчетнагрузок ремонтно-механического цеха методомупорядоченных диаграмм(метод коэффициента максимума) [2,3], для этого:
1) Все ЭП, присоединенные ксоответствующим узлам, разбиваем на однородные по режиму работы группы содинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности.
2) Для электроприемников с переменнымграфиком нагрузок номинальную мощность пересчитываем к продолжительному режиму,в кВт:
Для трансформаторовсварочных аппаратов, у которых задается полная паспортная мощность Sпасп, в кВА: /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
При расчете однофазныхпотребителей их равномерно распределяют по трем фазам и наиболее загруженнуюумножают на 3, в кВт: /> />
3) Рассчитываем количество ЭП вкаждой группе и в целом по расчетному узлу присоединения.
/>
4) Рассчитываем суммарнуюноминальную мощность всех ЭП узла ∑Робщ.
5) Находим m. Если вгруппе пять или более ЭП и значение m, равное отношению номинальной мощности наибольшего ЭП группы ΣРном.max к мощности наименьшего приемникаΣРном.min, определяемое по формуле:
/> /> />
Если суммарная мощностьодинаковых по мощности “маленьких”
электроприемников меньше5% от Рном всей группы, то при определении m, а далее при определении nэ эти электроприемники не учитываются.
6) В каждой группе ЭП ипо узлу в целом находят пределы их номинальных мощностей и величинуэффективного числа ЭП nэ поформуле:
/> />
где: ΣРном.i – сумма номинальных мощностей n электроприемников узла.
Меньше или равно 3, можносчитать n э ≈ n.
7) По таблицам изсправочной литературы [ 2, T 2.1] и [3,T3.3] находим для характерных групп ЭПкоэффициенты использования Ки и коэффициенты мощности cosφ.
По значениям cosφ с помощью тригонометрических таблицопределяют tgφ.
8) Для каждой группыоднородных ЭП определяем среднюю активную мощность кВт, нагрузку за наиболеезагруженную смену Рсм по формуле, в кВт:
/>/>/>
/>/>/>
9) Для узла присоединениясуммируем активные и реактивные составляющие мощностей по группам разнообразныхЭП, соответственно в кВт и кВАР:
/> />
10) Определяемсредневзвешенное значение коэффициента использования узла:/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Средневзвешенное значениеtgφуз:
/>
/>
/>
11) По tgφуз находим cosφуз – средневзвешенное значение коэффициентамощности узла присоединения.
12) Из справочнойлитературы находим коэффициент максимума Кмax в зависимости от значений Кии nэ.
13) С учетом Кмax определяем максимальную расчетнуюактивную, в кВт и реактивную нагрузки, в кВАР:
/> /> />
/> /> />
14) При nэ ≥ 200 и любых значениях Ки,а также при Ки ≥ 0,8 и любых значениях nэ допускается максимальную расчетную нагрузку приниматьравной средней за наиболее загруженную смену (Км=1).
Для мощных ЭП (200 кВт иболее) можно принять Рmax равной средней нагрузке за наиболее загруженную смену Рсм.
15) Определяем полнуюмощность, в кВА:
/> />
и максимальный расчетныйток, в А
/> />
Результаты расчетовсводим в таблицу 1.