Федеральное агентство пообразованию (Рособразование)
Архангельский государственныйтехнический университет
Кафедра электротехники и энергетическихсистем
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине «Электроснабжениепромышленных предприятий»
На тему «Проектированиесистемы электроснабжения cтанкостроительного завода»
1615.10.КП.017.00ПЗ
Корельский Вадим Сергеевич
Факультет ОСП-ПЭ курс 4 группа 1 d
Руководитель проекта доцент Баланцев Г. А. т
Проект допущен к защите 1
Архангельск
2010
Федеральное агентство пообразованию (Рособразование)
Архангельский государственныйтехнический университет
Кафедра электротехники иэнергетических систем
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по «Электроснабжениюпромышленных предприятий»
студенту ОСП-ПЭ 1 факультета 4 курса 1 группы
Корельскому Вадиму Сергеевичу
ТЕМА: «Проектирование электроснабжения станкостроительногозавода»
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: Электроснабжениеосуществляется от районной подстанции энергосистемы 110/10 кВ с двумятрансформаторами по 63 МВ×А, удаленной от завода на 10 км или от линии 35 кВ,находящейся в 8 км от завода.
Электрические нагрузки станкостроительногозавода
Наименование подразделения
предприятия n, шт. SРном, кВт Рном, кВт m 1 Токарно-механический цех 190 1500 2-10 5 2 Сборочный цех 200 2405 1-50 50 3 Инструментальный цех 150 130 1-20 20 4 Литейный цех 70 2180 1-150 150 5 Кузнечный цех 50 1150 3-45 15 6 Ремонтный цех 100 1120 1-80 80 7 Насосная станция (СД, U > 1 кВ) 2 2140 1070 1 8 Компрессорная станция (СД, U > 1 кВ) 2 1100 550 1 9 Деревообделочный цех 30 400 1-20 20 10 Электрифицированный гараж 30 250 1-10 10 11 Склады готовой продукции 20 180 2-15 7,5 12 Цех (расчитываемый) … … … …
/>
Рисунок 1– Генплан станкостроительногозавода
Вариант 17. Электрические нагрузки Цеха№ п/п Наименование оборудования n, шт Pн, кВт 1 Мостовой кран 2 60 2 Металлообрабатывающие станки 7 20 3 Транспортеры 2 5 4 Лифты 1 30 5 Фрезерные станки 8 20 6 Электроинструменты 30 1,5 7 Вентиляторы 3 10
/>
Рисунок 2– Генплан рассчитываемого цеха
Срок проектирования с «15» февраля 2010 г.по «15» декабря 2010 г.
Руководитель проекта доцент БаланцевА. Р.
Реферат
Курсовойпроект состоит из 60 страниц. В пояснительной записке присутствует 8 рисунков,12 таблиц. При написании курсового проекта использовалось 7 литературныхисточников. Курсовой проект так же включает в себя графическую часть.
Цель работы – практическое применение изакрепление знаний, полученных по курсу «Электроснабжение промышленныхпредприятий»; подготовка к выполнению дипломного проекта на завершающем этапеобучения в университете.
В ходе курсового проектирования былирассмотрены особенности технологического процесса станкостроительного завода;определены электрические нагрузки по цехам и предприятию в целом; произведенвыбор внешней и внутренней схем электроснабжения завода, а также основного ивспомогательного оборудования.
Ключевыеслова, встречающиеся в курсовом проекте:
Главнаяпонизительная подстанция предприятия (ГПП) – подстанция предприятия,предназначенная для понижения напряжения получаемого из системы до напряжениявнутризаводской сети предприятия.
Цеховаяподстанция (ЦП) – подстанция, устанавливаемая в цехе или рядом ипредназначенная для питания этого цеха, путем понижения напряжения внутризаводскойсети до напряжения потребителей цеха.
Распределительноеустройство (РУ) — электроустановка, предназначенная для приема и распределенияэлектроэнергии, содержит электрические аппараты, шины и вспомогательныеустройства.
Внутризаводскаясеть – система электроснабжения предприятия, передающая электроэнергию от ГПП кЦП или РУ цехов питающимся на напряжении внутризаводской сети
Компенсацияреактивной мощности – комплекс мероприятий направленных на уменьшениепотребления реактивной мощности из системы.
СОДЕРЖАНие
Введение
1. Краткаяхарактеристика технологического процесса и требования к надёжностиэлектроснабжения
2. Определениерасчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм
2.1 Выборкабельных линий
3. Выборавтоматических выключателей
4. Определениерасчетных электрических нагрузок по методу коэффициента спроса
5. Выбор местарасположения ГПП (ПГВ)
6. Выборноминального напряжения и схемы внешнегоэлектроснабжения
7. Выбор числаи мощности силовых трансформаторов ГПП
7.1 Вариантывнутренней распредсети предприятия
7.2 Выбормощности и числа цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивноймощности
7.3 Выборкабельных линий 10-0,4 кВ распредсети предприятия
7.4 Выбор вариантавнутреннего электроснабжения
8. Выборчисла и мощности силовых трансформаторов
8.1Выбор компенсирующих устройств ГПП
8.2Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП
9. Расчет токовкороткого замыкания
9.1 Расчётпараметров схемы замещения
9.2Расчет токов КЗ в сети10 кВ
9.3Расчет токов КЗ в сети 0,4кВ
10. Проверкаэлектрических аппаратов и проводников электрическойсети по условиям КЗ
Списокиспользованных источников
Введение
Система электроснабжения промышленного предприятияявляется подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжениепромышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данногорайона. Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемойтехнологической системы производства данного предприятия, которая предъявляетопределенные требования к электроснабжению.
Каждое промышленное предприятие находитьсяв состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади,повышается использование существующего оборудования или старое оборудованиезаменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т.д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечныхприемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитиетехнологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий.
Основные задачи, решаемые припроектировании систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются воптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений,определения электрических нагрузок и требований к бесперебойностиэлектроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов,преобразователей тока и частоты, конструкции промышленных сетей, средствкомпенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средствсимметрирования нагрузок и подавление высших гармоник в сетях путем правильногопостроения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровнюнадежности и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие ростамощностей электроприемников, появления новых видов использованияэлектроэнергии, новых технологических процессов и т. д.
Исходными данными на проектированиеэлектроснабжения завода являются:
1. Генеральный план предприятия, накотором обозначены места расположения цехов, пути внутризаводского транспорта.
2. Характеристика технологическогопроцесса производства предприятия и отдельных цехов.
3. Электрические нагрузки по цехампредприятия в виде общей установленной мощности. Для цеха, электроснабжениекоторого надо разработать подробно – паспортные данные отдельных приемниковэлектроэнергии (номинальная мощность, коэффициент мощности).
4. Сведения об источниках электроснабженияпромышленного предприятия:
— возможные источники питания и их мощность;
— расстояние от источников питания допромышленного предприятия;
— напряжения на сборных шинах источниковпитания.
Задачикурсового проектирования: систематизация: расширение и закреплениетеоретических знаний по специальным дисциплинам; приобретение и развитиенавыков решения инженерных задач с использованием современных методов расчета,выполнения чертежей предлагаемых конструкций; овладение методикой выбораэлектрооборудования и схем электроснабжения с использованием директивных,инструктивных и справочных материалов, современных научных и инженерныхразработок в области электроснабжения; умение оформлять техническую документациюв соответствии с требованиями ГОСТов.
1. КРАТКАЯХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
В качестве объекта проектирования выбранстанкостроительный завод. В технологической цепочке по выпуску продукцииучаствуют следующие цеха и участки: токарно-механический, сборочный,инструментальный, литейный, кузнечный, ремонтный, насосная станция, компрессорная,деревообделочный цех, гараж, склад готовой продукции, механический цех(рассчитываемый).
Все приемники электрической энергии вданных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением380 В, за исключением компрессорной и насосной станций, где кроме приемников380В имеются приемники с рабочим напряжением выше 1кВ.
По бесперебойности энергоснабжения кпотребителям 2-ой категории относятся: токарно-механический, сборочный, инструментальный,литейный, деревообделочный, ремонтный, механический, рассчитываемый, кузнечныйцеха, компрессорная и насосная станции.
Остальные потребители предприятияотносятся к 3-ей категории: электрифицированный гараж, склад готовой продукции.
Питание завода, возможно, осуществить отподстанции 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ*А, расположеннойв 10 км от завода, или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода.
2. Определениерасчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм
При определении расчетных нагрузок цеха,используем метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным приопределение расчетных нагрузок систем электроснабжения. При выполнение расчётовраспределяем электроприёмники на характерные группы и намечаем узлы питания.Расчёт проводим для всех узлов нагрузки и всего цеха в целом.
Расчетная максимальная активная нагрузкагруппы электроприемников определяется по формуле, кВт
Рмакс = Кмакс · Ки· Рном = Кмакс · Рсм, (1)
где Рном – суммарнаяноминальная активная мощность электроприемников, кВт;
Рсм – средняя мощность занаиболее загруженную смену, кВт;
Ки – групповой коэффициентиспользования;
Кмакс – коэффициент максимума.
Для двигателей повторно-кратковременногорежима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ = 100%) иопределяется по формуле, кВт
рном = рп/>,(2)
где рп и ПВп – соответственнопаспортная мощность и паспортная продолжительность включения.
Для сварочных трансформаторов номинальнаямощность определяется по формуле, кВт
рном = Sп cosφп/>,(3)
где Sп – паспортная мощность сварочноготрансформатора и паспортные значения cosφп и ПВп.
Суммарная номинальная активная мощность группыэлектроприемников определяется по формуле
Рном = />.(4)
Средняя активная и реактивная нагрузка за наиболеезагруженную смену одного приемника определяется по формуле
рсм = рном · ки; (5)
qсм = рсм · tgφп,(6)
где ки – коэффициент использования электроприемниковпринимаем по [3, с.31, прил.1].
Для группы электроприемников
Рсм = />, (7)
Qсм = />.(8)
Групповой коэффициент использованияопределяется по формуле :
Ки = Рсм / Рном.(9)
Коэффициент максимума Кмаксопределяется в зависимости от группового коэффициента использования Кии эффективного числа электроприемников nэф [3, с.9, табл.3].
Для нахождения nэф определим показатель силовой сборки :
m = pном.макс /рнои.мин,(10)
где pном.макс – номинальная мощность наибольшего электроприемника вгруппе, кВт;
рнои.мин – номинальная мощностьнаименьшего электроприемника в группе, кВт.
При Ки > 0,2 и m> 3 эффективного числа электроприемников определяют по формуле :
nэф = 2·Рном/ pном.макс.(11)
В тех случаях, когда nэф > n, то следует принимать nэф = n.
Расчетная максимальная реактивная мощностьопределяется по формуле :
Qмакс = К’макс· Qсм,(12)
где К’макс –коэффициент максимума реактивной нагрузки,
при nэф ≤ 10 К’макс = 1,1, а при nэф > 10 К’макс = 1.
Для освещения цеха принимаем лампыДРЛ-400, соответственно для них выбираем светильники «РСП 05-400» и ПРА «1К400ДРЛ 44-001УХЛ1»
Таблица 1- Параметры ПРАНаименование
Мощность
Лампы, Вт Ток, А Потери мощности (не более), Вт
Коэффициент
мощности Масса, кг 1К400ДРЛ44-001УХЛ1 400 2,4 25 0,85 5,5
/>
Рисунок 3- Светильник РСП 0,5-400
Нагрузки электрического освещенияучитываются по формулам [3, с.11, ф.9]
Рp.o. = po. · F · Kc.o., (13)
Qp.o. = Pp.o · tgφo(14)
где /> — нагрузка производственнойплощади, для высоты помещений 4-6 м и требуемой для таких цехов освещённости300 лк, />Вт//>;
F — площадь цеха, F = 4200/>;
/> — для ламп ДРЛ, т.к. /> = 0,85, то />=0,62
/> — коэффициент спроса наосветительную нагрузку, для производственных зданий, состоящих из ряда пролётовКс.о = 0,95 [7, с.100, табл.2.7].
Полная расчетная нагрузка цеха с освещениемопределяется по формуле [3, с.11, ф.10]
/> (15)
Потери в трансформаторе можно на этойстадии проектирования определить по формулам [3, с.13, ф.13, 14]
ΔРТ = 0,02 S’p, (16)
ΔQТ = 0,1 S’p.(17)
Итого по цеху полная расчетная мощность
/>.(18)
Расчетный ток определяется по формулам:
для одного приемника
/> (19)
для группы приемников
/>. (20)
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.