Филиппов Н.М. Системы электроснабжения промышленных предприятий. Часть 1 - файл n1.doc

приобрести
Филиппов Н.М. Системы электроснабжения промышленных предприятий. Часть 1
скачать (1661 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1661kb.18.09.2012 21:54скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7


Н.М.Филиппов

Л.В.Савицкий


Системы электроснабжения промышленных предприятий

Часть 1

Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 140211 - Электроснабжение


Чита 2011

УДК 621.311.1 (075)

ББК 31.29-5 я7

Ф 534
Филиппов, Н.М. Системы электроснабжения промышленных предприятий. Учеб. пособие. Ч. 1 / Н.М. Филиппов, Л.В. Савицкий. – Чита:ЧитГУ, 2011. - с.
Содержатся основные положения, необходимые для выполнения курсового и дипломного проектов по электроснабжению промышленных предприятий. Определяются электрические нагрузки, не завышающие мощность, потребляемую предприятием, схемы систем внутреннего и внешнего электроснабжения, устойчивость аппаратов токам короткого замыкания, технико-экономическая целесообразность принимаемых решений.
Рецензенты:

  1. С.А.Филиппов, канд.техн.наук, зав. кафедрой Электроснабжения Филиала «Забайкальский институт железнодорожного транспорта» ИрГУПС

  2. В.А.Бывалый, канд.техн.наук, зав. кафедрой Электротехники, автоматики и электромеханики ЧитГУ


Ответственный за выпуск: И.Ф.Суворов, докт.техн.наук, зав. кафедрой Электроснабжения ЧитГУ.
© Читинский государственный университет, 2011

© Филиппов Н.М., Савицкий Л.В., 2011

СОДЕРЖАНИЕ


Предисловие

5

Введение

6

Глава 1. Расчет электрических нагрузок

8

1.1. Метод упорядоченных диаграмм

8

1.2. Порядок расчета электрических нагрузок

12

Глава 2. Проектирование цеховых ТП

20

2.1. Выбор количества и местоположения цеховых ТП

20

2.2. Определение количества и мощности трансформаторов

21

2.3. Компенсация реактивной мощности

23

2.4.Выбор средств компенсации в сетях промышленного предприятия

24

2.5. Размещение БК в сетях напряжением до 1000 В

27

2.6. Синхронные двигатели

28

Глава 3. Проектирование внутризаводского электроснабжения

30

3.1. Выбор схемы внутризаводской сети

30

3.2. Электрический расчет кабельных линий

33

Глава 4. Проектирование внешнего электроснабжения

39

Глава 5. Проектирование главной понизительной подстанции

41

5.1. Выбор мощности силовых трансформаторов

41

5.2. Выбор схемы ОРУ и РУ-10 кВ

42

5.3. Выбор оборудования РУ-10(6) кВ

43

5.3.1. Выбор и проверка силового оборудования РУ-10 (6) кВ

44

5.3.2. Выбор измерительных трансформаторов тока

46

5.3.3. Выбор измерительных трансформаторов напряжения

48

5.3.4. Проектирование собственных нужд подстанции

48

Глава 6. Расчет токов короткого замыкания

51

Глава 7. Релейная защита

56

7.1. Защита трансформаторов

56

7.2. Защита линий

58

7.3. Защита электродвигателей напряжением 6…10 кВ

59

Глава 8. Расчет и выбор заземляющих устройств

60

Глава 9. Молниезащита ГПП

66

Заключение

71

Глоссарий

72

Библиографический список

73


Приложения

75


ПРЕДИСЛОВИЕ
Выполнение курсового проекта является завершающим этапом в изучении указанной дисциплины. Оно дает возможность студенту закрепить, систематизировать и расширить знания, проявить полную самостоятельность и получить навыки инженерного труда.

Учебное пособие должно помочь студенту в решении разрабатываемых вопросов, в последовательности изложения материала. Для более глубокого раскрытия тех или иных теоретических вопросов необходимо обращаться к рекомендуемой литературе.

Сущность курсового проектирования электроснабжения заключается в том, что, основываясь на приобретенных знаниях, теоретических и справочных материалах, студент должен уметь принимать обоснованные технико-экономические решения по частным вопросам электроснабжения с тем, чтобы все эти вопросы были увязаны между собой в единую систему. В проекте необходимо обеспечить высокую надежность электроснабжения потребителя, наименьшие потери электроэнергии, надлежащее качество напряжения и электроэнергии при минимальных капитальных затратах.
ВВЕДЕНИЕ
Задание на проектирование электроснабжения промышленного предприятия выдается каждому студенту в виде отдельного варианта.

Исходные данные к проектированию:

а) генплан предприятия с расположением цехов и других коммуникаций, прямо или косвенно влияющих на выполнение проекта. Масштаб генплана – 1:5000;

б) список цехов с указанием количества в них приемников электрической энергии, суммарной установленной мощности и мощности наименьшего и наибольшего приемников;

в) характеристика и расположение источников питания. По решению кафедры могут выдаваться темы проекта с охватом цеховой сети 0,38 кВ или темы, предусматривающие только проектирование электроснабжения крупного цеха с цеховыми ТП.

Тема проекта задается конкретно, например: электроснабжение цементного завода.

Примерный план курсового проекта:

1. Введение;


2. Краткая характеристика предприятия и источников электроснабжения (отрасль промышленности, особенности электроприемников, определение категории приемников и цехов, определение категории окружающей среды по цехам и т.д.);

3. Расчет электрических нагрузок. Картограмма нагрузок. Определение центра электрических нагрузок, местоположения ГПП (ГРП). Предварительный выбор питающего напряжения;

4. Сравнение вариантов и выбор местоположения цеховых ТП, определение количества и мощности трансформаторов. Компенсация реактивной мощности;

5. Сравнение вариантов и выбор схемы внутризаводской сети. Электрический расчет внутризаводской сети;

6. Выбор напряжения системы внешнего электроснабжения и расчет питающих линий;

7. Проект ГПП (ГРП);

8. Графическая часть - 2 листа, (формат А1):

а) генплан с нанесенными исходными и спроектированными объектами;

б) схема электроснабжения предприятия в однолинейном исполнении с изображением всех аппаратов первичной коммутации ГПП и цеховых ТП;

Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки с титульным листом; страницы записки и чертежи оформляются по ГОСТ.
Глава 1. Расчет электрических нагрузок

1.1. Метод упорядоченных диаграмм

От правильного определения расчетных нагрузок на всех ступенях и в узлах системы электроснабжения предприятия зависят размеры капитальных затрат на электроустановку и потери электроэнергии, надежность работы системы электроснабжения и долговечность электрооборудования. Приведенные затраты увеличиваются как при завышении, так и при занижении расчетных электрических нагрузок.

Согласно Указаниям по расчету электрических нагрузок [10] расчетные нагрузки следует определять методом упорядоченных диаграмм, т.е. с помощью коэффициентов использования (Кu) и расчетной мощности (Кр). Этот метод и излагается здесь для расчета нагрузок в курсовом проекте.

Максимальной нагрузкой по допустимому нагреву проводников называют условную нагрузку, выраженную в амперах (Im), киловаттах (Pm) или в киловольт-амперах (Sm), которые эквивалентны ожидаемой изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию на элементы схемы электроснабжения. Такое воздействие обычно возникает в наиболее загруженную смену, а вероятное время этого воздействия в зависимости от постоянной времени нагрева проводников – 30 мин, поэтому расчетную нагрузку называют получасовым максимумом.

Метод упорядоченных диаграмм разработан для трехфазных симметричных нагрузок с приемниками длительного режима работы, поэтому однофазные приемники должны быть пересчитаны на трехфазную нагрузку.

Однофазные нагрузки распределяются по фазам равномерно, несимметричными считаются системы, если одна из фаз имеет нагрузку на 15% и более суммарной мощности трехфазных и однофазных приемников в группе. При несимметричной нагрузке номинальная мощность рассчитываемого узла принимается равной утроенному значению наиболее загруженной фазы.

При большом числе и значительной мощности однофазных приемников и подключении их к сети на фазные и линейные напряжения приведение их к трехфазному значению можно проводить согласно [7].

Наиболее точные результаты достигаются, если расчет электрических нагрузок ведется методом упорядоченных диаграмм раздельно для каждого узла на всех ступенях системы электроснабжения. Однако, если методом упорядоченных диаграмм рассчитана каждая группа приёмников узла, то суммирование расчетных нагрузок по узлу можно произвести простым сложением и умножить на коэффициент одновременности максимумов (Ко). Например, если подробно рассчитаны нагрузки по цехам, то нагрузку по заводу в целом определяют, используя Ко. Согласно [10], Ко приближенно можно принять из Приложения Д.

Если внутрицеховое напряжение принято 380/220В, то к цеховым силовым нагрузкам необходимо прибавить осветительную нагрузку цеха, которую определяют по удельной мощности на 1 м2 площади цеха и коэффициенту спроса на освещение [9].

Исходным для расчета нагрузок является перечень рабочих машин по цехам с указанием номинальных параметров электроприемников.

Соотношения между номинальными, средними и расчетными мощностями следующие:

Рср = КиаРном, кВт;

Qср = Рсрtg, (квар); (1)

, кВ·А;

где Ки,а – коэффициент использования активной мощности (в дальнейшем будем обозначать Ки), определяется из справочных данных [9] или по приложениям А и Б;

tg - тангенс угла , соответствующий cos, определяемый по тем же справочным данным;

РрсрКрномКиКр , кВт; (2)

где Кр – коэффициент расчетной нагрузки.

Для курсового проекта, при преобладании двигательной нагрузки максимальную реактивную мощность можно принять [4]:

при nэ10 Qр=1,1 Qсм;

при n>10 Qр=Qсм, (3)

где Qсмсм tg,

nэ – эффективное число приемников.

Здесь индекс см означает среднюю нагрузку за наиболее загруженную смену. (В дальнейшем Рср, Qср, Sср будем обозначать Рсм, Qсм, Sсм).

В выражении (2) Кр определяется из кривых зависимостей Кр=fи; nэ) или по Приложению В.

Величина nэ – эффективное (приведенное) число электроприемников. Основная формула для его определения

, (4)

При большом числе приемников расчет по (4) громоздок, поэтому предлагается ряд упрощенных способов:

1) при трех и менее приемниках nэ=n;

2) если фактическое число приемников n?4 и отношение

, (5)

то эффективное число приемников можно принять равным фактическому, т.е. nэ=n;

Здесь Рн max – номинальная мощность наибольшего приемника в группе, кВт;

Рн min – номинальная мощность наименьшего приемника в группе, кВт.

При этом маломощные приемники, суммарная мощность которых не более 5 % общей мощности группы, можно не учитывать;

3) если m>3 и Ки0,2, то

, (6)

n – фактическое число приемников в группе;

Рн – суммарная мощность приемников в группе, кВт.

Если значение nэ>n, то принимают nэ=n;

4) если m>3 и Ки<0,2, то nэ можно определить следующим образом:

а) выбираются наибольший по мощности приемник из группы и все электроприемники мощностью больше половины самого мощного. Выбранные приемники суммируются по количеству n1 и по мощности Р1;

б) определяются относительные значения

и , (7)

где n и Рн – фактическое число и суммарная мощность всех приемников группы;

в) по значениям и , по приложению Е определяется относительное значение , тогда

nэ=n; (8)

где n – фактическое число приемников;

5) при nэ>200 и любых значениях Ки, а также при Ки>0,8 и любых значениях nэ – Кр=1, т.е. средние нагрузки равны максимальным.

Пример расчета электрических нагрузок 0,38 кВ по цеху или по группе электроприемников показан в табл. 2.

  1   2   3   4   5   6   7


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации